PART 01
初号机的缺陷
FLAW

大概几个月前我萌生了制作一个集充电箱的想法,于是就有了上一篇文章,里面详细讲述了我是如何设计并制作这一个充电箱的过程。这种将充电器集合在一个箱体内的做法非常的方便,我再也不需要在转场间隙,或者说是更换拍摄目的地的前后频繁地对一堆杂乱无序的充电器进行装卸。
同时,这也非常有利于在酒店或者说是民居这样的取电插座有限的条件下,便捷的充电。以往我们需要带一个电线足够长,插槽足够多的插板,才能确保安全。但是现在只需要有一个插座,我觉得保证所有的电池都能够及时地充电,这对录音师的工作是非常重要的。
但是经过几个月的使用,我发现在设计上它有严重的不可忍受的缺陷。

WEIGHT
重量

重量也许是我决定更换充电箱方案的一个重要原因重量也许是我决定更换充电箱方案的首要原因,虽然平时在运输的时候,它都是装在行李箱的上半部分,我并不会频繁地拿取它。但是重量关乎到一个非常让制片老师头疼的环节:托运行李额。
在国内航线托运行李和管理并不严格的单向我的26寸行李箱再放上备用线材行李和充电箱、录音背带之后,重量已经达到了18.9千克,这几乎是国内单件行李托运的临界值了(20KG),如果是冬天前往严寒地区衣物的重量上升,或是我需要准备一双雪地靴、登山靴。整件行李的重量将会远远超过20千克,这时整件行李的重量将会远远超过20千克,这是值机工作人员无法忽视的情况。这时就需要补缴行李额,好在国内的工作人员在超的不多的情况下往往会““网开一面”,但如果是国际航线,这个问题将会被无限放大。国际航线大多是23千克每件的行李托运额度,但出国拍摄往往会准备很多的备份,我会准备备份的线材电池,衣物,药品等等。这样一算下来单间行李的重量是一定会超过23千克的,国际航班的托运标准是非常严格的,这次欧洲的拍摄光是来回的行李额,就需要缴纳大概300欧元左右,约合人民币2300百多块钱。
当然,这是剧组必须承担的费用,但是作为一个精益求精的工作人员,我会想我的行李里是否有不必要的重量,而且补缴行李额度和重新托运是一件非常耗时间的事情,我并不想在疲劳的工作之后还要在机场里面奔波缴费,再重新托运,我开始清点我的行李箱物品,这时我发现一直被我忽视的充电箱成为了可以减轻重量的头号目标。
上一个版本的充电线,我使用了滑动铰链和定制切割的 5毫米厚的亚克力板,将两者结合成为了一个可以滑动的第二层隔板,这在使用的时候看起来非常的酷,和我合住酒店的同事都会很感兴趣的过来研究我的充电箱,但是钢结构的滑动铰链和亚克力板总重量超过了3千克。看起来好像不多,但是实际拿在手上真的沉甸甸的。

所以从减重的角度去看去掉铰链和亚克力板的结构是势在必行的。

DEMAND
扩充的充电需求

在上个版本的充电箱中,我已经满足了32节镍氢电池+12口快充充电口+SMB smart better两块+冗余接口的充电需求。这其实完全足够一个中小型居住录音师的一日所需。但完成得不够理想,有许多需要改进的地方。
首先是我选用的是耐时16节镍氢充电器,它的厚度比我想象中的要厚很多,当靠近轴承的充电器安装到位后,箱体是无法合盖的。这导致我需要每次使用完了之后将靠近盖子的充电器取下来存放,这有悖于使用充电箱的初衷。

由于大多数小型项目和纪录片并不需要这么多电池的使用,所以大多时候我只使用了一个16节充电器,这个问题就被我凑合凑合过去了,但这一次欧洲的拍下,我不得不使用两个16节充电器,因为我有许多的客户饭送需要充电,这才让我开始直视这个问题。

line&circuit
电路与线材的缺陷

由于长时间的遭受暴力托运,还有奔波中的运输,挤压等关系,从地下内部的电路一直处于一个要坏不坏的状态,在检查之后,我发现主要是所有的接线口除了接线器之外,都没有非常可靠的连接方案。比如箱体内的核心——12v开关电源就一直是使用的魔术贴固定在箱底,当时的考虑是第一版本的充电箱方案,只是平台验证,后期还需要更多的改造,所以并没有将开关电源和其他线材连接口做到万无一失,但是长久的使用发现没什么问题,就这样使用到了现在。
这一次要一次性解决所有电路和线材的连接缺陷。

storage
需要储物空间

上个板块中说到,由于方案规划的缺陷,导致这个箱体在使用了第二套16节镍氢充电器后无法合盖。其实这也浪费了许多空间,比如箱子盖后面的空间是没有利用起来的,这一次由于去掉了滑动隔板的设计,箱盖背面的空间可以利用起来用于备用线材的收纳,这样的话更符合我的工作习惯。
所以我要设计一个,便于安装在箱盖背部的挂载结构,让他能够灵活的挂载各种线材包或者是备用电池。

PART 02
方案重新设计
DESIGN


bulkhead
重新设计的隔板方案

首先不论是减重还是扩充充电需求的意图,都需要我们去掉滑动铰链和亚克力层板。这意味着我需要重新设计隔板的方案,以满足充电量的需求。
第一个方案是固定卡子+龙骨支撑的设计方案,我计划在箱子的四周用螺丝固定龙骨卡座,再通过龙骨来固定层板,这也许是最近装修新家看师傅做吊顶得来的灵感。
设计图如下


再通过 3D 打印把龙骨和挂钩打印出来


很遗憾没有拍装在箱子里面的照片,因为当我将他比划上箱子之后,他就已经成为了废案🥲,因为这种拼装龙骨虽然使用了榫卯结构,但是最终的效果并不稳固,特别是中间立柱的部分,如果没有胶水的参与,他将会因为什么结构的应力而变得东倒西歪。
于是我更换了第二个隔板方案,从龙骨支撑改变到由螺丝固定在箱体上的四个卡子固定隔板


四周的空隙方便了走线到第二层,方案确定之后就是测量和打印了

在 DIY 改装里面 3D 打印最强的优势就是可以完全的定制尺寸,上图中的卡扣由于箱体长时间使用造成的轻微变形,其实四角的尺寸非常不一样,都是通过一次一次的重新测量,最后找到了最合适的厚度。


我们可以看出来这两个卡扣有明显的胖瘦之分。
由于我使用的拓竹 A1 打印机的最大打印尺寸是 245mm*245mm*245mm,板材无法一体打印,所以我使用了正反凹槽+卡扣的方案打印隔板,使用 30% 的填充密度加强板材的强度,后期用于固定充电器的 3M 魔术贴也可以再一次加强它的一体性。




实际打印装配之后的效果如下图,卡扣可以很好的扣紧板材,只要板材的一体性不变,板材就不会移动。

Circuit Design
重新进行电路设计

其实总的电路方案的方向没有变化,还是通过一个额定 11.5A 的 12V 开关电源将市电 220V 转换为 12V,以保证箱体内大部分电路都是 12V 的低压电路,同时开关电源自带的过流过压、欠流欠压、短路漏电保护,可以进一步提高整体电路的安全性。

做出的第一个改变是下定决心用螺丝将所有元器件固定到箱体上,因为充电箱跟着托运行李一起,各种机场的暴力托运导致很多次打开箱子,里面的元件都东倒西歪的,这很不安全,所以所有的元件我都在箱体上打孔并安装固定螺丝。



除此之外,也加强了线材与连接点的固定方案,除了沿用上篇文章接线器挂锡固化的方案,这次开关电源的所有接线都使用了 5A 的铜鼻子接线座来进行固定,然后使用热缩管+绝缘胶布的双重绝缘保护。

新加入了一体化的 smart battery 充电方案,原理是使用一个12V 升压模块,将他的输出电压值设定在 16.8V,供给 smart battery的充电座。

装配好之后的效果是这样的

到此箱体的下半部分已经完成了,但是还有一个区域的空间没有利用上,那就是箱盖背部的凹陷。

Best use
物尽其用的箱盖

箱盖的部分我保留了一个两位的220V 插线板以用做冗余设计,很难说未来会有设计以外的设备电池型号需要充电,或者12V开关电源损坏等等情况,由于插线板是直通市电输入接口的,所以这个时候也可以把充电箱当一个插线板。

除此之外还要解决上文提到的收纳空间的问题,我一般出门都会超额备份携带电源线、转接线和时间码连接线。这些线材只要在酒店里备份就可以了,并不需要随身携带。所以如果这些线材可以收纳进充电箱那就会是个一举两得的好事。
于是我设计了一种通过 M3 螺丝固定在盖子上的挂载板,上面有若干的长 3CM 宽3mm的横孔,可以很方便的穿过魔术贴扎带


装配好后的完全效果是这样的

测试下来盒盖没有问题,而且固定得也很牢固,我非常满意。
PART 03
总结
sum up

以上就是这次改造充电箱的笔记和过程啦,集合充电箱是个很棒的点子,录音师面对繁多的电池类型和数量时,保证工作效率的好办法,特别是在频繁转换拍摄城市的项目里可以节省非常多整备充电的时间。
有兴趣的朋友可以在文章后留言探讨,我们一起来寻找更多惊喜的方案。
