Power bank своими руками 18650

Содержание

В очередной раз тема статьи посвящена PowerBank’ам. Сегодня вы сможете увидеть простую хорошую схему без каких-либо микросхем, только на одних транзисторах.

Схема представляет собой простой стабилизированный повышающий DC-DC преобразователь , который способен увеличивать напряжение от источника питания, к примеру, от литиевого аккумулятора, до уровня 5 В. Такое напряжение уже позволит заряжать планшеты и смартфоны.

Схема

Безусловно, такой модуль повышающего преобразователя можно приобрести в Китае примерно за 1 $, но работа устройства, собранного своими руками, приносит значительно больше удовольствия. К тому же эта схема практически не требует никаких финансовых затрат, и не придется ждать месяц, как в случае заказа товара из Китая.

Несколько слов о схеме и принципе ее работы.

принцип работы

Имеется мультивибратор в качестве генератора импульсов. В представленном варианте он настроен на частоту около 30 кГц.

мультивибратор

Принцип работы схемы не отличается от ее сородичей. Начальный импульс от мультивибратора, поступая на базу составного транзистора, открывает его. В момент закрытия транзистора возникают импульсы ЭДС самоиндукции от дросселя, которые выпрямляются быстрым диодом D1 и сглаживаются конденсатором C1. Выходное напряжение стабилизировано, а задается оно путем подбора стабилитрона VD1.

Транзистор VT2 открывается, когда выходное напряжение с конвертера превышает заданное напряжение стабилизации. База транзистора VT1 через его открытый переход закорачивается на массу. Вследствие этого последний закрывается.

Коэффициент полезного действия этого конвертера может доходить до 70—75%. И это очень даже хорошо. Но чтобы добиться такого КПД, придется потратить не один час, перематывая дроссель, ведь очень многое зависит именно от него.

Максимальное значение тока, которое удалось получить на выходе, составило около 1 А. Стабилизация работает так, как положено. Устройство пригодно для реального применения.

На создание платы также было потрачено немало времени. Она компактная, да и выглядит очень красиво.

Скачать плату можно в конце статьи.

Настало время поговорить об элементной базе и настройке схемы. Транзистор VT1 рекомендуется брать составной. Опыты проводились с разными транзисторами, но в итоге самыми подходящими оказались КТ829, КТ972 или что-нибудь из импортных, например, BD677 и т. д.

Дроссель намотан на ферритовом сердечнике типа «гантелька». Он был изъят из платы блока питания компьютера. Также можно применить кольца из порошкового железа или стержневой сердечник. Количество витков и диаметр провода были подобраны путем проведения опытов. В конечном счёте, дроссель был намотан проводом диаметром 8 мм (возможно отклонение до 20%). Количество витков составило 25.

Наладка преобразователя сводится к получению нужного выходного напряжения и минимального тока потребления на холостом ходу. В описываемом примере минимальный ток холостого хода составляет 40 мА и зависит от дросселя. Это много, если сравнивать с готовыми китайскими модулями. Но ничего не поделаешь – от банального мультивибратора не стоит ожидать большего.

Стабилитрон тоже подлежит подбору. Напряжение стабилизации выбирается в пределах 4,7-6,2 В. В примере используется стабилитрон в 5,1 В.

Составной транзистор все-таки биполярный, и возможен его нагрев во время работы, поэтому небольшой теплоотвод в виде алюминиевого листа будет очень кстати.

Не следует забывать о проверке устройства на работоспособность. Ваттметр на китайском USB-тестере немного «глючит» — реальное напряжение составляет приблизительно 5 В и может «гулять» в небольшом пределе, что полностью нормально. Также будет меняться и ток заряда.

проверка устройства

Теперь взгляните на конструкцию PowerBank’а в целом. Питается конвертер от двух аккумуляторов стандарта 18650 (Li-ion), соединенных параллельно. Они были изъяты из аккумулятора ноутбука. Рабочие емкости обоих должны быть максимально близки друг другу.

Также аккумуляторы были дополнены платой защиты, которая отключает их, когда напряжение опускается ниже 3,2 В. Заряжать аккумуляторы можно от любого USB-порта .

Для этого в устройстве задействована вот такая плата заряда:

Такие платы бывают уже со схемой защиты аккумулятора. Такие платы проще купить, чем сделать, ведь их цена всего 30-50 центов.

Теперь сборка. Первым делом нужно подготовить аккумуляторы. Паять их нежелательно, но можно. Главное – не перегреть.

Количество аккумуляторов может быть любым. В примере их 2 штуки. Чем больше их емкость, тем больше время работы PowerBank’а. Все аккумуляторы соединяются параллельно.

Корпус для PowerBank’а подошел от старого адаптера питания ноутбука.

Осталось поместить все детали в корпус, добавить выключатель питания, вывести разъем USB для зарядки телефонов, miniUSB для заряда самого PowerBank’а, а также вывести пару светодиодов, которые имеются на плате контроллера. Один из них горит, когда идет зарядка, а второй загорается по ее завершении.

Внешние аккумуляторы для мобильных устройств нужны почти каждому пользователя, потому что современные смартфоны довольно быстро разряжаются, особенно при высокой нагрузке на процессор.

Можно сделать повер банк своими руками или купить его.

В данной статье рассмотрена самостоятельная сборка такого устройства.

Содержание:

Преимущества

Относительно низкая цена – аккумуляторы большой емкости стоят дорого, дешевые же аналоги быстро выходят из строя, потому, если необходимые компоненты для сборки имеются под рукой, то собрать такое устройство выгодно;
При возникновении неполадок в работе самодельный аккумулятор починить проще, так как он будет иметь съемный корпус, и вы будете понимать устройство цепей;
Возможность сделать устройство желаемой емкости – достаточно большой;
Вы можете сделать сменный корпус устройства для того, чтобы в случае повреждения вам не пришлось менять весь повер банк;
С экологической точки зрения вторичное использование литий-ионных аккумуляторов (например, из батарей со сломавшимся контроллером заряда) также благоприятно;
Оригинальный или странный внешний вид устройства для некоторых пользователей также может быть привлекательным.

На изготовление аккумулятора тратится достаточно много времени;
Необходимо иметь некоторые изначальные навыки для его сборки;
Плохой внешний вид устройства;
Не все материалы для изготовления такого устройства могут быть под рукой;
В большинстве случаев срок службы такого устройства ниже, чем у заводского аналога;
В самых простых вариантах самодельного оборудования отсутствуют индикаторы заряда, кнопки включения и отключения, что не удобно (если же они будут присутствовать, то самостоятельная сборка станет чрезмерно долгой, сложной и дорогой);
Теоретически такое устройство способно нанести вред аккумулятору мобильного устройства и даже вызвать его перегорание (но такой риск есть при использовании любого повер банка, изготовленного брендом, отличным от бренда вашего устройства);
При сборе такого аккумулятора в любом случае нужны USB-выход и контроллер заряда, а с учетом стоимости их покупки конечная цена устройства будет не такой уж и низкой.

Материалы

Изготовить самостоятельно внешний аккумулятор можно из носителей заряда любого типа.

Наиболее распространенными материалами являются:

Пальчиковые батарейки;
Аккумуляторы от старых телефонов с достаточной емкостью;
Аккумуляторы от старых батарей ноутбуков.

В любом случае, вне зависимости от носителей, которые вы выбираете, вам потребуется контроллер заряда, к которому будет подключаться провод USB.

Естественно необходимо учитывать, что все носители должны быть исправны.

Читайте также:

Из телефонных аккумуляторов

Это достаточно простой способ. Устройство получается относительно компактным и удобным, а также, емким.

Для его изготовления понадобится 6 аккумуляторов – соответственно, чем больше у них емкость, тем больше будет суммарная емкость повер банка.

Сделать его можно так:

Положите три аккумулятора друг на друга, сориентировав контактами в одну сторону, и смотайте стопку скотчем – достаточно аккуратно и плотно;
Повторите то же самое с другими тремя аккумуляторами;
Проследите за тем, чтобы все клеммы были направлены в одну сторону и нигде не перекрывались липкой лентой;
Теперь попарно спаяйте между собой крайние клеммы в обеих стопках – плюсы с плюсами и минусы с минусами соответственно (сделать это будет проще, если аккумуляторы изначально были примерно одного размера);
Средние клеммы трогать не надо;
Теперь подготовьте корпус – это может быть пластиковая коробка любого типа;
Наметьте место в коробке, где будет располагаться будущий контроллер заряда, и вырежьте участок под USB;
Прикрепите обе стопки батарей к контроллеру;
Закрепите устройство в корпусе на соответствующем месте и закройте корпус.

Оставьте пластиковую коробку разъемной для текущего ремонта и чистки, так как сквозь вырезанное отверстие может попадать пыль.

Обычно, такого устройства хватает на 4-5 циклов заряда среднего, не особо мощного, смартфона.

Из пальчиковых батареек

Этот способ также несложный, но он достаточно ненадежный.

Такие аккумуляторы тяжелые и не обладают достаточной емкостью.

Но они дешево стоят и просто собираются.

Возьмите два коробка из под спичек, отрежьте их верхние стороны;
Склейте коробки основаниями друг к другу;
Поместите в каждый коробок по две батарейки, сориентировав их в одну сторону полюсами;
С помощью скоб от стиплера создайте контакты между батарейками из двух коробков – минус с минусом, плюс с плюсом, с обеих сторон;
Закрепите скобы с помощью проволоки (главное не использовать скотч, так как иногда он способен изолировать контакты);
Поместите все устройство в какую либо коробку, где оно будет компактно зафиксировано и контакты не повредятся;
Найдите корпус, в который поместите весь аккумулятор – наметьте в нем место, где будет находиться USB-выход;
Припаяйте короткий провод к USB-выходу;
Закрепите выход в корпусе устройства;
Припаяйте к USB-выходу аккумулятор;
Закрепите всю конструкцию в корпусе с помощью термоклея.

Устройство готово. Это повер банк очень малой емкости, но он компактен, обладает малым весом и его удобно носить с собой.

Из автомобильной зарядки

Таким способом получаются довольно мощные аккумуляторы большой емкости. Они подходят для подзарядки планшетов, ноутбуков и других энергоемких устройств.

Больше всего для этой цели подходят батареи формата 18650.

Достать их можно из батарей ноутбуков, но элементы должны быть исправны.

На различных сайтах очень дешево продаются рабочие батареи, но со сгоревшими контроллерами – такие как раз и подойдут для данного изделия:

Выньте аккумуляторы из батарей – вам потребуется всего 6 штук;
Подготовьте корпус будущего аккумулятора – вырежьте или просверлите в нем отверстия для USB-входа и для выключателя (такая зарядка дает возможность сделать выключатель);
Спаяйте между собой два блока по 4 батареи по схеме на картинке;

Разместите оба блока заряда в корпусе и закрепите их в нем термоклеем;
Теперь оба блока аккумулятора припаяйте к блоку включения и выключения от автомобильной зарядки;
После этого к USB-разъему нужно присоединить выключатель и аккумулятор.

Из фонарика

Стандартный карманный фонарик со светодиодом тоже можно превратить в power bank.

Для этого потребуется собственно сам фонарик с аккумулятором 3,7 вольт, контроллер заряда, как и в предыдущих примерах, преобразователь напряжения с выходом на USB.

Такой преобразователь нужен только в данном способе самостоятельной сборки устройство, так как выходные 3,7 вольт нужно преобразовать, в необходимые для зарядки телефона, 5 вольт.

Разберите фонарик и найдите резистор к которому прикреплен светодиод;
Открепите светодиод;
Снимите металлическую вилку, с помощью которой ранее заряжался фонарик;

На ее место установите преобразователь тока с USB-выходом;
Теперь припаяйте к контроллеру оба полюса аккумулятора фонаря – и плюс и минус к соответствующим местам;
Внимательно посмотрите на контроллер – на нем есть два контакта – OUT+ и OUT-;
Присоедините к ним преобразователь в 5 вольт;
Освободите один из контактов переключателя;
Подпаяйте к освобожденному контакту преобразователь;
С помощью вольтметра проверьте, работает ли преобразователь;
Если он не работает, то проведите перепайку к другому контакту на этой стадии;
Снова проведите проверку – теперь все должно работать;
Теперь прикрепите термоклеем контроллер и преобразователь к корпусу фонаря;

Установите в корпус сам аккумулятор;
Соберите корпус снова.

Таким образом вы получаете достаточно удобный повер банк интересного дизайна. Кроме того он достаточно износостойкий и прочный.

Читайте также:

Вывод

Стоит ли самостоятельно собирать аккумулятор? Во-первых, для этого нужны соответствующие навыки и достаточно большое количество свободного времени.

Но даже если они есть – необходимо найти все компоненты устройства, и если батареи из неработающих аккумуляторов найти достаточно просто, то контроллер заряда в большинстве случаев придется покупать.

Учитывая стоимость контроллера, выхода под USB и, в некоторых случаях, преобразователя, экономическая целесообразность самостоятельной сборки представляется минимальной.

Но если по какой-то причине такие компоненты имеются под рукой, тогда дополнительный повер банк не будет лишним.

В повседневное время люди часто используют гаджеты (смартфоны, планшеты и т.д.), но отправляясь куда-нибудь в путь, мы постоянно нуждаемся в зарядке своего телефона. Эту проблему решит Power Bank который можно изготовить за полтора часа из доступных компонентов.
Материалы и инструмент
Инструменты:

Паяльник (припой, флюс).
Кусачки.
Канцелярский нож.
Клей.
Сода.

Корпус.
Аккумуляторы (18650) – 2 шт.
Контроллер заряда tp4056.
DC – DC повышающий преобразователь.
USB (мама).
Выключатель.
Светодиод и резистор на 100 ом.

Схема Power Bank
Данный Power Bank я собирал по такой схеме.

Изготовление Power Bank своими руками
Первым делом я занялся изготовлением батареи для будущего Power Bank, из медной шины я изготовил контакты. Ёмкость аккумуляторов около 2000 mAh.

Далее я соединил два аккумулятора параллельно между собой при помощи отрезков от шины, но учтите, что паять аккумуляторы не желательно, делать это нужно мощным паяльником и очень быстро чтоб они не успевали нагреваться.

При соединении аккумуляторов напряжение на обеих должно быть одинаковым (4.2 вольта), но лучше всего зарядить их по отдельности, а патом уже спаивать в батарею.

В качестве корпуса я использовал старый дверной звонок, из которого предварительно вытащил всю электронику, а ненужные выступающие элементы я удалил при помощи кусачек.

Далее я установил USB на место где ранее был встроен выключатель от звонка, при помощи супер клея и соды.

Тем же самым методом я установил выключатель рядом с USB.

Минус аккумулятора я припаял к минусу от преобразователя, провода брать желательно толстого сечения, потому как токи здесь будут от 1 до 3 ампер, в зависимости от того что вы будете заряжать.

Таким же самым образом припаял плюсовой провод, в разрыв подключил выключатель.

Далее я настроил преобразователь на нужное напряжение, это напряжение должно колебаться в 5.2 до 5.5 вольт. При настройке аккумуляторы должны быть полностью заряжены.

При помощи паяльника я проделал отверстие под контроллер зарядки.

Сам контроллер я приклеил на супер клей и соду, почему соду, да потому что клей и сода образуют прочный полимер.

Устанавливать аккумуляторы я буду при помощи двухстороннего скотча.

Преобразователь я установил рядом с контроллером, и так же приклеил его на клей и соду.

Затем я припаял провода к выходу преобразователя, и припаял их к USB на крайние контакты, контакты что находятся по середине я их замкнул между собой, это нужно для того чтобы телефон не принял Power Bank за компьютер и не заряжал током 500 mAh.

Провод плюса от контроллера я припаял к одному контакту выключателя, а минусовой к входу преобразователя.

Из кусочка пластика я вырезал рассеиватель для светодиода и установил между выключателем и usb.

В качестве индикации работы Power Bank я задействовал зелёный светодиод, который я вклеил в рассеиватель.

Подключать светодиод на прямую нельзя, потому что он моментально сгорит, а подключил я его через резистор, на 100 ОМ, при помощи тоненьких проводков подсоединил к минусу и плюсу.

Для индикации светит не плохо, можно сказать что ИДЕАЛЬНО.

Для надёжности, контакты светодиода я залил термо-клеем.

Результат
Ну вот и всё, Power Bank готов для дальнейшего использования.

Сам Power Bank можно покрасить или обклеить искусственной кожей, но я поступил иначе, при помощи самоклеящейся камуфляжной ленты я обклеил корпус, что в вполне не плохо выглядит.

Источник