Схема підключення Power Bank. Саморобний повербанк? це просто! Повер-банк із пальчикових батарейок

Доброго часу доби дорогі друзі! У сьогоднішній статті я вам хотів би показати, як зробити похідну портативну зарядку для телефону - Power Bank. Його похідні якості полягають у тому, що він може заряджатися за допомогою сонячної енергії. Даний Power Bank буде коштувати досить дешево, тому що в його складання будуть використані вторинні акумулятори та дешеві китайські комплектуючіз інтернет-магазинів. Ну та гаразд, вистачить довгих передмов, погнали!

Із інструментів нам також знадобиться:
-Паяльник.
- Супер клей.
- Викрутка.
- ручка (або олівець, маркер тощо).
- канцелярський ніж.
- Дриль.
- Терма клей.

Перед початком будівництва Power Bank слід розібратися з акумуляторними батареями. Вирішили використовувати акумулятори формату 18650, оскільки це найпоширеніший формат батарей і підібрати модуль управління для них у китайських інтернет магазинах буде простіше простого. Ви можете купити ці акумулятори новими, що буде дуже добре, але можете заощадити та дістати ці акумулятори зі старого ноутбука, як і зробив автор саморобки. Але ви повинні розуміти, що використання старих акумуляторів характеристики Power Banka буде не дуже, буде повільна зарядка, маленька ємність і т.д.

Вирізаємо віконце для дисплея. МТФ панель досить м'яка і щоб вирізати віконце під дисплей нам знадобиться канцелярський ніж. Просто проводимо кілька разів ножем по позначеному контуру, використовуючи силу.

Побачивши, що світлодіод від плати управління трохи заважає, автор вирішив зробити отвори, щоб його індикацію було видно і світлодіод не упирався. І також приклеюємо до корпусу.

Оскільки наша сонячна батарея менша за корпус Power Bank і її буде мало для використання стіни. Для останньої стінки корпусу виріжемо невеликий прямокутник з МТФ панелі і приклеїмо супер клеєм у вказане місце як на фото.

Девайс, сам по собі, досить корисний, коли не зовсім китайський та й коштує вдвічі дорожче. Цей же був замовлений саме для експериментів та доробок. Приблизно через місяць прилад приповз на місцеве відділення пошти, а потім потрапив до нас у руки:

Такий ось нічим не примітний чорний глянсовий корпус. Зверху знаходиться якась кнопка та те, що має бути індикатором рівня. На одному торці корпусу знаходиться miniUSB роз'єм для заряджання пристрою, а на іншому – два USB роз'єми для підключення мобільної техніки. Китайці обіцяють на них 5В із струмами 1А та 2.1А.

Через кілька днів він був підданий безжальному розбиранню, для цього, в принципі і був замовлений. Розібрати це диво техніки виявилося зовсім просто, китайці намертво заклеїли корпус по периметру. І ось, після пів години мук нашому погляду постала наступна картина:

Усередині виявилося 4 акумулятори формату 18650, такі ж як у батареях ноутбуків (якраз такі акумулятори були підготовлені перед замовленням девайсу), при цьому підключеними виявилися лише два з них. Як пізніше з'ясувалося, непідключені акумулятори не подавали жодних ознак життя і почали покриватися іржею під поліетиленовою обгорткою. У зв'язку з чим були негайно відправлені на смітник.

Між акумуляторами затишно влаштувалася плата управління, яка містила:

• перетворювач, що підвищує STEP-UP, на якійсь невідомій мікросхемі з номіналом 8628 (даташит на неї знайти так і не вдалося);
• схему контролю рівня напруги для запобігання перерозряду акумуляторів та за сумісництвом зарядний пристрій на двох мікросхемах DW01 (мікросхема контролю) та 8205А (два MOSFET транзистори);
• пару транзисторів для увімкнення "індикатора рівня заряду";
• "індикатор рівня заряду", який насправді виявився чотирма світлодіодами, увімкненими паралельно.

Схему перетворювача ми чіпати стали, т.к. для зарядки телефону його вистачає. Крім цього є захист від перевантаження по струму. Так, USB роз'єми, позначені 5В 1А та 5В 2.1А, включені паралельно. А ось схемою контролю/зарядки зайнялися впритул. Вона виявилася стандартною, такі ставлять на звичайні літієві акумулятори. Виглядає вона так:

MOSFET транзистори М1 і М2 таки є мікросхемою 8205А. Від подальшого використання її як зарядний пристрій довелося відмовитися. По-перше, при підключенні 4-х акумуляторів вона досить сильно грілася, а по-друге на самі акумулятори подавалося близько 5В. Та й заряджати 4 акумулятори включених паралельно та ще й без контролю температури, не найкраща ідея. Тому розпочався пошук альтернативного рішення. Вибір упав на мікросхеми. Характеристики у неї такі:

• напруга живлення від 4 до 8В. (Типове 5В.);
• струм заряду, що настроюється. максимальний струм 1А;
• рівень напруги заряджання акумуляторів 4.2В;
• контроль температури за допомогою терморезистора з негативним ТКС;
• мінімум зовнішніх компонентів.

Схема включення ввід така (взята з даташита):

Виходить дуже зручна штука, потрібно лише задати рівень струму зарядки резистором Rprog і подати живлення, а про решту мікросхеми подбає сама. Китайці, до речі, випускають готові модулі для заряджання літієвих акумуляторів, але підключення терморезистора там не передбачено, що є величезним мінусом.

Самі мікросхеми були замовлені з того самого ebay, у кількості 5шт. Спочатку передбачалося зробити окремий канал на кожен акумулятор, але через обмеження у вільному просторі довелося обмежитися двома каналами і з'єднати акумулятори парами (тим більше в батареї для ноутбука зроблено так само). У результаті народилася така схема:

Як видно, крім схеми зарядного пристрою до пристрою додалися два індикаторні світлодіоди. HL1 загоряється після закінчення процесу зарядки обома мікросхемами, тобто. поки одна з них продовжує зарядку і сигнал про закінчення не видається, світлодіод не горітиме. Світлодіод HL2 спалахує в тому випадку, якщо одна з мікросхем перестане видавати сигнал про нормальну роботу (тобто відбувся перегрів, обрив, здох акумулятор тощо). А поки що обидві мікросхеми кажуть, що все добре, світлодіод погашений. Пари акумуляторів з'єднані через діоди, щоб унеможливити вплив мікросхем один на одного в процесі роботи. Діод слід вибирати з найменшим опором переходу, інакше напруга на виході буде помітно нижче за напругу на акумуляторах і схема контролю буде відключати перетворювач занадто рано. Я взяв діодне складання S30SC4M з комп'ютерного блокухарчування, падіння напруги становило 0.25В. Досить непоганий результат, хоч і не ідеал. Струм заряду налаштовуємо виходячи з параметрів зарядного пристрою. Як виявилося, жодне з наявних у нас не дає струм більше 1А. Тому зарядний струм на кожну пару акумуляторів обмежений лише на рівні 0.5А. Мікросхемам комфортно працювати, а ось при більшому струмі доведеться продумати охолодження мікросхем. Терморезистори були випаяні з батареї для ноутбука. За кімнатної температури мали опір у районі 8К. Мікросхема вважає ситуацію аварійною, якщо напруга на першому виведенні стане менше 45% від живильного (2.25В) або вище 80% від живильного (4В.). Тому були підібрані номінали резистивного дільника на виведенні 1 мікросхем.У результаті при кімнатній температурі висновок TEMP приходить близько 3В. за кімнатної температури.

Вся ця справа була зібрана на такій платі:

Шедевром її не назвати, але переробляти було, чесно кажучи, ліньки. Тим більше, що ця плата працює нормально, ні обривів ні КЗ на ній немає, а пара доріжок, що розпливлися, ще нікому не заважали. "Лопухи" по обидва боки плати є терморезисторами і зручно лягають під акумулятори. Так, резистори на 0.5 Ом знайти не вдалося, тому впаяли два резистори на 1 Ом. паралельно "бутербродом".

Тепер настав самий цікавий момент, з'єднання двох плат - китайської та нашої. Перед початком процедури об'єднання треба провести деякі доопрацювання того, що було встановлено спочатку. По-перше – з якоїсь незрозумілої причини китайці зробили так, що при подачі зовнішнього живлення на плату запускався перетворювач і молотив у порожню. По-друге, починали світитися світлодіоди "індикатора рівня", що вночі досить сильно заважає. Отже, беремо плату і починаємо випоювати з неї зайві елементи:

А саме діод (щоб не було зайвого падіння напруги, та й грівся він не слабо, пізніше був вилучений і резистор з номіналом R470), і резистор на 100К. (якраз через нього і контролювався факт подачі напруги живлення). Заодно міняємо резистори в обв'язці DW01 відповідно до датаситу - 470 Ом на 100 Ом, і 2К на 1К. (На фото вони ще не змінені). На звороті плати так само робимо деякі зміни:

Поділяємо вхідну та вихідну землі. Тепер управління подачею напруги на перетворювач повністю залежить від мікросхеми DW01. і підпаюємо дроти:

Лівий провід +, правий -. Відповідно пізніше, після виключення резистора R470, плюсовий провід паяється на майданчик біля miniUSB роз'єму. А сам резистор виконував суто захисну функцію, але т.к. у нас на кожній мікросхемі стоїть окремий резистор на 0.5 Ом, цей зайвий.

Пізніше виявилося, що треба зробити ще одну доопрацювання плати:

Довелося підключити кнопку безпосередньо до мінусу акумуляторів. Це з тим, що у схемі присутній захист від навантаження струмом (як говорилося вище). Вбудована вона все в ту ж мікросхему DW01 і з двома вбитими акумуляторами вона працювала нормально (при підвищенні навантаження просто просідав струм на акумуляторах), а ось з чотирма чудесами почалися. Виявилося, якщо підключити на зарядку відразу два телефони, схема контролю відразу відключає акумулятори від перетворювача. А ось вмикати назад ні в яку не хоче. Допомагало або перепідключення акумуляторів, або короткочасне подання мінуса живлення в обхід схеми контролю. Природно, другий спосіб набагато простіше та зручніше. Тому кнопка була підключена безпосередньо до мінусу акумуляторів. зворотного бокубув прибраний транзистор 1А (підключений якраз паралельно кнопці, запускав "індикатор рівня" при підключенні зовнішнього живлення), який можна побачити трохи нижче дроселя, а на його місце впаяно послідовно з'єднаний діод і резистор на 470 Ом. Катод діода паяємо на майданчик колектора (нижній на фото), а резистор на майданчик емітера (лівий на фото). Місце з'єднання резистор і діод дуже зручно припало на майданчик бази, яка після видалення резистора на 100К залишилася абсолютно вільною. Резистор та діод потрібні для захисту схеми (може у нас на виході КЗ, а ми мінус прямо подаємо). Тепер після спрацьовування захисту достатньо вимкнути навантаження і натиснути на кнопку.

Ось тепер все готове до возз'єднання. У нашій платі контактні майданчики виведені навпроти контактних майданчиків на китайській платі. До цих майданчиків раніше було підключено акумулятори. Я ж просто взяв і просвердлив у них отвори. Потім впаяв у свою плату два товсті висновки, що залишилися після паяння діодного мосту, а потім впаяв їх в основну плату, припаяв світлодіоди, проводи від акумуляторів і живлення (мінус акумуляторів підключається туди ж, де був спочатку, біля USB роз'єміві мінус живлення з miniUSB роз'єм йде туди ж). Думаю, що у графічному вигляді буде зрозуміліше, адже краще один раз побачити, ніж...

А насправді це все виглядає так:

У такому вигляді вся ця справа перевірялася протягом двох діб, а потім була упакована назад у корпус:

Для світлодіодів було просвердлено отвори біля miniUSB роз'єму. Лівий світлодіод сигналізує про закінчення зарядки, а правий наявність аварії. Додаткова плата стала ідеальною, начебто китайці саме для неї і залишили місце.

Підключаємо зарядний пристрій, але тільки не те, що йшло в комплекті, а нормальне, що чесно видає 1А. 5В. на виході. Чекаємо деякий час і...

Заряджання закінчено, можна користуватися. Повного заряду вистачає на 3-4 повні зарядки телефону. При тому, що в цей час цим телефоном користуються і акумулятори були встановлені не нові. Мета досягнута, на виході вийшов повноцінний портативний зарядний пристрій.

Список радіоелементів

Сьогодні нікого вже не здивуєш наявністю смартфона, планшета чи фотоапарата. Всі ці спецпримочки є у кожної людини, проте часто виникають ситуації, коли немає можливості їх підзарядити за допомогою зарядного пристрою через електромережу.

У такому разі Вам обов'язково стане в нагоді power bank або зовнішній акумулятор, який використовується для заряджання портативних пристроїв, наприклад, під час походів. Звичайно, можна купити готовий power bank, але навіщо витрачати гроші, якщо його можна зробити самостійно.

Пропонуємо до Вашої уваги кілька схем споруди power bank своїми руками.

1. Power bank з акумуляторних батарей мобільних телефонів

Розглянемо як зробити power bank своїми руками за допомогою декількох акумуляторних батарей мобільних телефонів. Для цього Вам знадобляться:

Декілька звичайних мобільних акумуляторів(бажано шість чи дев'ять) ємністю 1020 mAh кожен.

Встановлюємо батареї паралельно один одному і обмотуємо їх вздовж скотчем, а впоперек ізолентою. Зверніть увагу, обов'язково повинні бути відкриті клеми, до яких пізніше припаюватимуться дроти.

Споїємо між собою наші акумуляторні батареї, з'єднуючи дві клеми: плюс і мінус. Центральні клеми АКБ або температурний датчик можна не з'єднувати, оскільки вони необхідні тільки для демонстрації рівня заряду даного пристрою, що залишився.

Робимо контрольні виміри та прикріплюємо все термоклеєм.

І вуаля, все готове!

Даного Power bank Вам вистачить на чотири-п'ять повних підзарядок телефону.

2. Зовнішній акумулятор із простого ліхтарика

Щоб спорудити Power bank із ліхтарика нам знадобляться:

Безпосередньо сам ліхтарик із 3,7 Вольтовою батареєю;

Перетворювач напруги з вбудованим USB виходом, який дозволяє 3,7 Вольта літій-іонного акумулятора ліхтарика перетворити на 5 Вольт;

Контролер заряду.

А) Демонтуємо пристрій.

Б) Прибираємо один із резисторів ліхтаря (до нього має бути підпаяний світлодіод). Це дозволить замінити один із режимів яскравого свічення на новий режим- Пауер Банк.

В) На місце, де розмішалася вилка для заряджання ліхтаря, розміщуємо наш перетворювач з USB виходом.

Г) До контролера заряду батареї припаюємо «плюс» та «мінус» від батареї. Після чого до контактів OUT+/OUT- даного контролера припаюємо перетворювач 5V.

Зверніть увагу, що попередньо потрібно звільнити один контакт перемикача і підпаяти до нього перетворювач.

Д) Тепер перевіряємо працездатність перетворювача, за необхідності перепаюємо.

Е) Отже, якщо все працює, за допомогою епоксидного клею приклеюємо контролер та перетворювач.

Збираємо ліхтарик і можемо користуватися.

Тепер ви завжди будете на зв'язку та при світлі, головне не забувати заряджати акумулятор ліхтарика!

3. Power bank із простих батарей 2200 мАг 3,6 В

Для цього Power bank Вам знадобляться:

Саме самі літій-іонні батареї (бажано 8 штук);

Ситуації можуть бути в житті всякі – порожній акумулятор смартфона та відсутність мережної розеткидля підзарядки поблизу - часто. Саме тому вирішено було зробити свій, потужний ПовірБанк з старий акумулятор ноутбук, з USB живлення. Звичайно можна купити китайську, але їх 10000 і 20000 мА – це велике перебільшення! Ця стаття покаже вам як зібрати пристрій, що складається з модуля зарядки літієвого АКБ, що підвищує перетворювач USB, а також світлодіодного індикатора стану акумулятора Power Bank.

Де взяти літієві акумулятори

Самі акумулятори краще не купувати (дорого та й слабких багато трапляється), а використовувати зі старого ноутбука. Усередині цього, що на фото - 3 пачки з двох паралельних літієвих збірок типу 18650 на 2200 мА/год, які з'єднані послідовно.

У нашій конструкції будемо використовувати всі 3 пакети паралельно, попередньо провівши перевірку, чи добре вони тримають заряд протягом досить довгого часу.

У крайньому випадку, якщо деякі банки вже зовсім слабкі, ставте один подвійний пакет - тоді повербанк стане легшим і меншим, хоч і слабшим.

Модулі Повір Банк

Наступна важлива частина USB Powerbank – плата зарядки. Для цього вибраний дешевий. Додатково він відключає навантаження, якщо напруга літієвих батарей падає нижче ~3.7 Вольт, тим самим захищаючи акумуляторну батареювід глибокого розряду.

Тепер беремо схему, що підвищує напругу від батарей до 5 вольт (для живлення USB виходу). Це будь-який підвищуючий перетворювач USB.

Як це з'єднати між собою. Природно принципова схемабуде мати невеликий перемикач для включення Повер Банк. Тумблер потрібен, оскільки перетворювач, що підвищує, завжди отримує живлення від батареї (і тягне невеликий струм), навіть якщо до USB ніякий пристрій не підключено.

Корпус для саморобного Power Bank

Корпус краще брати неметалевий - потрібну пластикову коробку, кабель канал і так далі. Для цього проекту застосували нестандартний та екологічний матеріал – дерево, точніше ДВП. Дві кришки та стінки по периметру, все це з'єднано гвинтами.

Вкотре тема статті присвячена PowerBank'ам. Сьогодні ви зможете побачити просту гарну схемубез будь-яких мікросхем, лише з одних транзисторах.

Схема є простим стабілізованим підвищуючим, який здатний збільшувати напругу від джерела живлення, наприклад, від літієвого акумулятора, до рівня 5 В. Така напруга вже дозволить заряджати планшети та смартфони.

Безумовно, такий модуль перетворювача, що підвищує, можна придбати в Китаї приблизно за 1 $, але робота пристрою, зібраного своїми руками, приносить значно більше задоволення. До того ж ця схема практично не вимагає жодних фінансових витрат, і не доведеться чекати на місяць, як у разі замовлення товару з Китаю.

Кілька слів про схему та принцип її роботи.

Є мультивібратор як генератор імпульсів. У наведеному варіанті він налаштований на частоту близько 30 кГц.

Принцип роботи схеми не відрізняється від її родичів. Початковий імпульс від мультивібратора, надходячи на основу складеного транзистора, відкриває його. У момент закриття транзистора виникають імпульси ЕРС самоіндукції від дроселя, які випрямляються швидким діодом D1 та згладжуються конденсатором C1. Вихідна напруга стабілізована, а задається вона шляхом підбору стабілітрона VD1.

Транзистор VT2 відкривається, коли вихідна напруга з конвертера перевищує задану напругу стабілізації. База транзистора VT1 через його відкритий перехід коротшає на масу. Внаслідок цього останній закривається.

Коефіцієнт корисної діїцього конвертера може сягати 70-75%. І це дуже добре. Але щоб домогтися такого ККД, доведеться витратити не одну годину, перемотуючи дросель, адже дуже залежить саме від нього.

Максимальне значення струму, яке вдалося отримати на виході, становило близько 1 А. Стабілізація працює так, як належить. Пристрій придатний для реального застосування.

На створення плати також було витрачено багато часу. Вона компактна та й виглядає дуже красиво.

Завантажити плату можна наприкінці статті.

Настав час поговорити про елементної базита налаштування схеми. Транзистор VT1 рекомендується купувати складовою. Досліди проводилися з різними транзисторами, але в результаті найбільш підходящими виявилися КТ829, КТ972 або з імпортних, наприклад, BD677 і т.д.

Дросель намотаний на феритовому осерді типу «гантелька». Він був вилучений із плати блоку живлення комп'ютера. Також можна застосувати кільця з порошкового заліза або стрижневий сердечник. Кількість витків та діаметр дроту були підібрані шляхом проведення дослідів. У кінцевому рахунку, дросель був намотаний дротом діаметром 8 мм (можливе відхилення до 20%). Кількість витків становила 25.

Налагодження перетворювача зводиться до отримання потрібної вихідної напруги та мінімального струму споживання на холостому ході. У прикладі, що описується, мінімальний струм холостого ходу становить 40 мА і залежить від дроселя. Це багато, якщо порівнювати із готовими китайськими модулями. Але нічого не вдієш - від банального мультивібратора не варто очікувати більшого.

Стабілітрон теж підлягає підбору. Напруга стабілізації вибирається не більше 4,7-6,2 У. У прикладі використовується стабілітрон 5,1 У.

Складовий транзистор таки біполярний, і можливе його нагрівання під час роботи, тому невеликий тепловідведення у вигляді алюмінієвого листа буде дуже доречним.

Не слід забувати про перевірку пристрою на працездатність. Ваттметр на китайському USB-тестері трохи "глючить" - реальна напруга становить приблизно 5 В і може "гуляти" в невеликій межі, що цілком нормально. Також змінюватиметься і струм заряду.

Тепер погляньте на конструкцію PowerBank'у загалом. Живиться конвертер від двох акумуляторів стандарту 18650 (Li-ion), з'єднаних паралельно. Вони були вилучені з акумулятора ноутбука. Робочі ємності обох мають бути максимально близькі один до одного.

Також акумулятори були доповнені платою захисту, яка відключає їх, коли напруга опускається нижче 3,2 В. .

Для цього в пристрої задіяна така плата заряду:

Такі плати бувають вже із схемою захисту акумулятора. Такі плати простіше купити, ніж зробити, адже їхня ціна всього 30-50 центів.

Тепер збирання. Насамперед потрібно підготувати акумулятори. Паяти їх небажано, але можна. Головне – не перегріти.

Кількість акумуляторів може бути будь-якою. У прикладі їх дві штуки. Чим більша їхня ємність, тим більший час роботи PowerBank'у. Усі акумулятори з'єднуються паралельно.

Корпус PowerBank'а підійшов від старого адаптера живлення ноутбука.

Залишилося помістити всі деталі в корпус, додати вимикач живлення, вивести роз'єм USB для зарядки телефонів, miniUSB для заряду самого PowerBank'а, а також вивести пару світлодіодів, які є на платі контролера. Один із них горить, коли йде зарядка, а другий спалахує після її завершення.

Прикріплені файли: .

Зарядний пристрійдля літієвих акумуляторів своїми руками