前言
論語衛靈公篇，子曰：工欲善其事，必先利其器。
器材篇打頭陣的是 field day 用的流動電源 supply。點解係電源系統？心結也。
初中年代自學電子，不知在那裡聽到一句，power is everything。沒有電源，再厲害的器材也是一o舊廢鐵而已，入哂腦。之後不論簡單如7805 到工作上遇到的複雜電源或充電器，整親都特別high，上哂身果隻。
Lead acid vs Lithium Battery, which is better
就我的流動電源系統，定下的 spec:
- 重量輕，size 細。一個字，portable
- 可 support 兩機 high power 發射
- 一般情況下，操作時間不少於6小時
- 適量防水，維護簡單
- 價格比好(每Watt價錢平)，窮人思物是也…
- 安全系數高
以上 spec，除最後一點，非鋰電莫屬。摒棄傳統用的lead acid電池，先看一下 lead acid & Li-ion table 比較表。
| Type | Lead Acid Bat. | Li-ion Bat. |
|---|
| 重量 | 重 | 輕 |
| 壽命(充放周期) | 200-300 | 1000-2000 |
| Max(C) | 5C | >30C |
| 快差時間 | 約8-16h | 約1h |
| 維護 | 每 3-6個月equalize | 無需 |
| 過充兼容度 | 高 | 低，必需裝有保護電路 |
| 毒性(污染) | 高 | 低 |
Lead acid電池，除充電線路簡單外，已沒什麼看頭。
鋰電的應用，ham友一定不會陌生。但識用和懂用是兩件事。曾見過有人將幾百粒拆電18650又並又串做個 power bank，自鳴得意好過癮。
我見到就眉頭雛，只慶幸唔係佢鄰居。唔出事係就係 power bank，有起問題來就是一個大燃燒彈。我輩自行組裝電池供業餘使用，首重安全，沒討價還價餘地。
而因打星這個 Project，我對鋰電做了較深入的研究。鋰電種類:
Lithium 鋰電池，為一次性不可充的 primary cell。
可充的均為 Lithium-ion 鋰離子電池，secondary cell。
包裝分為金屬殼電池 (鋰離子為液態) 和 Li-ion polymer 聚合物電池。
按成份不同，細分下列幾種:
- Li-Cobalt (LiCoO2), 3V6,氧化鈷鋰
- Li-Manganese (LiMn2O4), 3V8,氧化錳鋰。典型的為18650。
- Li-Phosphate (LiFePO4), 3V3,磷酸鐵鋰
- NMC (LiNiMnCoO2), 3V6,氧化鎳鋰，又稱三元電池
*以上電壓資料取自ARRL Handbook 2014
其他唔講，見到磷酸鐵鋰電池個spec，眼前為之一亮，其特性：
- 一般放電為 2-5C。瞬間電流可達20C
- 500次循環充放電後，電容量仍大於95%
- 過放到 0V 無損壞
- 可快充
- 即使電池結構受損，也不燃燒、不爆炸、安全性最好
- 無公害，對環境0污染
最後兩點，我最 buy。合乎我對安全系數的堅持，放係屋企對得住江東父老；又是真正的綠色能源。比坊間自吹綠色的能源來得實際。
再細查有關製造商的資料，美國A123 system 的較大規模，其電池大量用於電動車中。
但始終敵不過電動車遲遲不能普及應用的惡運，2013年中請破產保護。
由於其電池的特性很適合軍事用途和還揹了一堆美國軍方合同，在美國外貿委員會審批是否準許售于外國公司還鬧得沸沸騰騰一陣子。最終拆骨方法是民用部份業務買給大陸公司，軍工業務繼續由美國公司持有。
講完故仔，我最緊要係有得用。工商業很多東西也好用，但就是不設零售。在資料搜集初期(2012年尾)找到一家臺灣品牌的成品供應商，其產品是replace 車用lead acid電池的。
是電單車專用的。Ah稍遜，但 packet通訊應夠用。而且還是防水的。
耐水操作實驗
奈何，本地的代理只入口了大型供房車用的型號。(她的本地代理不停轉，我只查了頭兩家)。求人只找一兩枚回來，價格不會便宜，唯有另覓出路。
最終，找到重要資訊有二:
1/A123 出的 pouch cell，效能重量比好，合乎當初計劃(推兩機 High power)， 一句講哂: I like it。
而pouch cell就是用於電動房車的電池組的單元。A123 的 pouch cell spec:
- Norminal voltage:3.3V
- Normal capacity:20Ah
- Charge voltage: 3.75V
- Weight:480g
- Continuous discharge C-rate: 5c
- Peak discharge C-rate: 20c
電動車的電池主要放在底盤上
2/韓國出品的電池組，也正是和我心中所構思不謀而合。纖巧的外形，估計內膽也是pouch cell組成。不過據顏色判斷，應是軍用品。所以不花時間揾 source。
近排再在臺灣雜誌睇到 LiFePO4 磷酸鐵鋰電池廣告，不知是否用上 A123電池。source 情況同第一款臺灣電池一樣。
A123 pouch cell 獲得途徑:
美國訂購 min. 20pcs為一carton，承惠US$1400。未計運費。
eBay時有Diyer將用剩的放售，單價和上列相若。
長途運費始終是一個 concern，是由價格合理變為貴的關鍵。業餘事務，不花血本。這個option暫且擱置。
天無絕人之路，或者是已入絕路而我唔知。係淘寶網見到大量A123 電池，不論 cylinder type 或 Pouch Cell。
D照片仲好靚仔。不過開心完，和店主溝通和看過評語後，這些電池多是:
庫存過期品，整批出售棄置的。部份 cylinder type 為此種
拆電，從報廢電池組拆下的電芯。多數 cylinder type 為此種，不論翻 pack 為 DIY 電池組或散裝，都不要貪平購買。散裝兩端電極有打磨過痕跡。
全新獨立包裝電池有；但較少見，或是假貨。
至於Pouch Cell電池，基本上全是生產線的reject貨。電極片被剪掉(很短)。店舖整批購入後再駁長。
國內廠商用各種方法將廢品電極駁長再出售
所謂軟包，是已入了空氣，內裡不是真空狀態。劣品，不要購買。
所謂硬包，視乎硬度去評估真空狀況。越硬真空度越高。真品硬度應如木板一般。
更甚者，連 logo ，serial no 也已被塗掉。
硬包單價約 RMB100 左右。在成本，效果，新技術探索等factor考量後，決定如下:
不購入 pouch cell 成品連殼的電池組supply ，因多被速遞掟爛。內膽的固定和緩衝物只是熱溶膠、發泡膠而已。
不購入單塊的pouch cell組裝。始終是reject貨，不值親自花工夫，時間在次貨上。
國內那些大電流保護板，質素參次。在其他project上吃過虧。要一款合用的保護板，真係要試。不花寃枉錢幫人試野。直用平衡差機充。
敗了這款平衡充電機回來
計劃是找家評語較好的商家，購入一內膽，自行入殼，並加入VA meter，protection diode，輸出端等。
假如這個廉價方案失敗，才找途徑入手台灣代替lead acid電池那款。
電池組已加入平衡充接線
用平衡差電機檢查一下，各電池的的峰值不太一致，是這個電池組的缺陷，注定無運行。不過價錢尚算平，所以一個字:忍。
要變為一個流動電源supply，還需加上VA meter，各輸出端 blocking diode等。
簡介一下各項做法:
Current measurment方法
一般電流量度是在+ve 串連量度的。這稱為 high side measuement。但如有從事過電子業，更多時侯我們會用low side measuement，即在地那邊量度。這裡我用的正是low side measurment。
有關電流測量方法，請google一下，有大量資料可參考，這裡不詳述了。
Current量度零件:
Hall effect sensor
這是我的鎮山之寶，$180 美國貨 Honeywell的Hall Effect sensor CSLA2CD。這是最好的方案。電源線穿過sensor即可。無需cut開電源線串接。外圍加上OP amp等電路到MCU的AD converter 端。
不過，電池是次貨的關係，我不捨得用在這裡。繼續供奉在零件櫃內。
Hall effect sensor IC
這也是Hall effect sensor ，不過是IC版，需cut開電源串接。輸出接MCU的AD converter 端。
0.01ohm current measurment專用電阻
這是最簡單的方法，但由於量度電流達20A，這裡用不著。
這個 Project 用 IC 版的 Hall effect sensor 方案。
原因是價錢平，和已有現成的方案，無需額外開發時間。
輸出端保護
blocking diode
由於電流輸出端預算可推兩機，所以在各輸出插座前應加入 blocking diode，以避免兩機電源 short 在一起。
這種封裝 TO-220 的diode，電壓降只約0.1V。廣泛用於貴價的太陽能板輸出端上。
大電流接線
能過20A的電源線 AWG 11，10 號線零售較小見。國內有廠商以矽膠外皮。這些矽膠外皮的質地和吉之島 living plaza 的厨房用隔熱膠無異。其芯線係夠粗，但擺耐一點其切口會變黑。質量估計一般。鴨街近期也有商舖引入，一呎 $14。
留意切口大部份變深色了，應與氧化有關
日本車機附送的電源線外皮不是矽膠，但耐高温之餘，線材是銅芯。質量很好。
這是原裝日本貨，質量很好。和淘寶網上自稱一樣的是兩回事
如嫌大陸 cable 質量差，我alternative 的方法是用日本粗芯喇叭線。這些線內芯質量好，但外皮不是高温的，室內環境用尚可，戶外高温環境則需慎用。
日本粗芯喇叭線雖是銅芯，但切口擺放一段時間仍呈金屬光澤
Connection diagram
時間關係，只畫個簡圖
入殼是一個痛苦的過程。要找到大小適中，適量防水的膠殼也不是易事。不論在鴨街或官塘，見到的多是擺放多年的貨尾。價錢也不平宜。和興陣營的則多是國內殼，國內膠殼質量一向不佳，不是脆很易爆裂，就是縮水易變型，一味夠平。
最終直接在淘寶購入，價錢只是香港標價的1/3。
正當費煞思量如何穩妥將電池組固定殼內之際，在淘寶找到這種遙控飛機玩家用的VA meter。
串在電池組與發射機中間，即可顯示V，A，Watt 等參數。如一人輕裝上路，不入殼而用這種 meter 也不錯的選擇，夠輕。
總結
入殼，就是一個手提電源supply；方便日後應用，不過要爆殼鑽孔駁線，係幾麻煩的事。
不入，內膽可放在backpack，起碼可free一隻手出來攞其他野。
器材下篇是天線篇，籌劃中。
Y記藍芽 headset (網上圖片)
