Ни для кого не секрет, что аккумулятор планшета очень энергоёмкий. Иначе, как «прокормить» такую громадину, имеющую большой экран, мощные динамики и не менее мощные модули Wi-Fi, Bluetooth и GPS... Очень неприятно, что эти устройства ломаются гораздо чаще и быстрее, чем другие, не такие полезные и интересные гаджеты. Довольно частая причина выхода из строя – раздавленный экран. В силу своих немалых размеров именно он, как наиболее хрупкая деталь во всей конструкции, подвержен внешнему механическому воздействию. Достаточно простого падения из рук неуклюжего хозяина... а кто и сесть на него умудрится. Именно такой раздавленный планшет мне и принесли недавно, на запчасти.
Устройству, со слов его хозяев, не было ещё и месяца. Заказ и покупка нового экрана, а также оплата работы мастера за замену экрана превысили стоимость самого планшета почти в два раза, потому его хозяева благоразумно отказались от этой затеи. Однако, даже из сломанного планшета можно извлечь немало полезных и нужных вещей, и одна из них – аккумуляторы. Именно из этих, практически новых аккумуляторов, я и предлагаю собрать внешнее зарядное устройство. У большинства планшетов такого типа, обычно стоят парные литиевые аккумуляторы. Каждый из них имеет 3,7 вольта на выходе и 7000 mA*h. Соединив параллельно два этих элемента питания (плюс к плюсу, и минус к минусу) мы получим на выходе те же самые 3,7 вольта, но ёмкость такого двойного аккумулятора увеличивается в два раза – до 14000 mA*h. Это очень неплохие показатели для среднестатистического внешнего зарядника. 3-4 раза можно смело зарядить даже самый современный смартфон. Самое проблематичное в этой затее было сработать корпус. Ну, и пришлось заказать по интернету . Заказал я не самый дешёвый, но и не сильно дорогой – средний.
Посылка пришла довольно быстро.
Понадобится
- Аккумуляторы от планшета.
- Паяльник, олово и флюс.
- Двойной скотч.
- Тонкие проводки (желательно чёрный и красный).
- Ножницы.
- Секундный клей и сода.
- Лист пластмассы (1,5-2 миллиметра толщиной).
- Выжигатель.
- Цветная клейкая плёнка (для декоративной облицовки).
- Плоская отвёртка.
- Линейка и маркер.
- Надфили.
Изготовление Power bank
Итак, для начала нужно вынуть аккумуляторы из сломанного устройства. При помощи плоской отвёртки, снимаем крышку с планшета. Отсоединяем штекер контроллера заряда, к которому припаяны аккумуляторы, от платы планшета и извлекаем аккумуляторы вместе с контроллером. Отпаиваем аккумуляторы от контроллера и убираем контроллер – может в будущем на что сгодится.
Основная и, на мой взгляд, довольно нудная работа – это сконструировать корпус. С него и начнём. Подобрав подходящую по толщине пластмассу, я взялся за дело.
Замеряем длину и ширину аккумулятора, не забывая про дополнительное место для нового контроллера заряда и, с помощью линейки и маркера, переносим параметры на пластмассовый лист.
Толщину будущего устройства определяем исходя из толщины самой объёмной детали всех составляющих.
Далее, вырезаем заготовки раскалённым жалом выжигателя.
Можно было всё это вырезать строго по начерченным линиям и потом просто снять напильником оплавленные края, но я решил сэкономить время и отрезал с небольшими полями, чтоб не шаркать потом напильником. Просто взял мощные ножницы, и подравнял пластмассовые заготовки по линиям... Итак, заготовки корпуса готовы.
Теперь на одном из лицевых торцов отмечаем маркером, где будут располагаться разъемы входа и выхода устройства. Опять же, выжигателем, вырезаем примерные отверстия, и доводим их тонким надфилем.
Сейчас подготовим аккумулятор. А именно, ровно приклеиваем один ко второму, при помощи двойного скотча, спаиваем контакты параллельно – плюс к плюсу, минус к минусу (тут нужно быть предельно внимательным!) и припаиваем к спаянным контактам проводки. К плюсу красный, к минусу чёрный. Это во избежание путаницы.
Теперь, воспользовавшись секундным клеем и содой, приклеиваем контроллер заряда к соответствующим отверстиям в заранее подготовленной торцевой стенке корпуса.
Далее займёмся индикатором. На данном контроллере не имеется клавиши вкл/выкл, а также нет дисплея, показывающего уровень заряда. Вместо них стоят два микродиода – синий и красный. Красный мигает, когда заряжается само устройство, и светится ровно, когда зарядка завершена. Синий же, светится ровно, когда устройство заряжает какой-либо гаджет, и гаснет, когда заряжаемый гаджет полностью заряжен. Чтобы вывести эту индикацию наружу, сквозь глухую и светонепроницаемую пластмассу, я проделал в верхней крышке корпуса отверстие, в приблизительном местоположении индикаторов. Потом вклеил в это отверстие рассеиватель света от вспышки камеры (выковырянный из того же планшета). Получился очень неплохой и аккуратный индикатор.
Теперь приклеиваем торец с вклеенным в него контроллером к нижней крышке корпуса и наклеиваем на внутреннюю сторону (на дно) двойной скотч.
Укладываем на скотч аккумуляторы и припаиваем плюсовой и минусовой проводки на соответствующие клеммы контроллера (клеммы В+ и В-). Важно не перепутать полярность, иначе контроллер перегорит моментально – уже имелся горький опыт...
Далее, собираем остальные части корпуса воедино, склеивая всё секундным клеем.
Осталось самую малость; сточить напильником все торчащие и острые углы с торцов, обработать не грубой наждачкой, и обклеить изделие клейкой плёнкой любого, понравившегося Вам цвета. Я, например, обклеил черной матовой.
В магазине Power bank, с такой ёмкостью заряда, стоит очень недёшево, а в нашем случае, он обошёлся нам ценой в стоимость контроллера заряда (2 доллара) и пары часов работы… К тому же, получился он не больше и толще, чем зарядник из магазина, заводской сборки – размером с ладонь, но очень энергоёмкий.
Если подключить к нему USB-разветвитель – он может очень выручить Вас и ещё нескольких человек, во время долгой поездки, отдыха на природе, или при отключении электричества вовремя, например, ремонта.
Внешние аккумуляторы для мобильных устройств нужны почти каждому пользователя, потому что довольно быстро разряжаются, особенно при высокой нагрузке на процессор.
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 (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 и контроллер заряда, а с учетом стоимости их покупки конечная цена устройства будет не такой уж и низкой.
Внимание! Не стоит браться за самостоятельную сборку, если у вас не имеется достаточно навыков для этого. При ошибке в сборке цепей устройство может нанести существенный вред .
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.
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.
Помните, что для любых работ по фиксации оборудования в корпусе должен применяться только термоклей.
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;
Емкости такого устройства должно хватить примерно на 2-3 цикла полной зарядки достаточно мощного устройства с высоким энергопотреблением. Для того, чтобы начать зарядку подключите , а затем нажмите на реле включения. При выключении сначала перетащите реле в положение выключения, а затем отсоедините устройство.
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;
Но даже если они есть – необходимо найти все компоненты устройства, и если батареи из неработающих аккумуляторов найти достаточно просто, то 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 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, который способен увеличивать напряжение от источника питания, к примеру, от литиевого аккумулятора, до уровня 5 В. Такое напряжение уже позволит заряжать планшеты и смартфоны.
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.
Имеется мультивибратор в качестве генератора импульсов. В представленном варианте он настроен на частоту около 30 кГц.
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.
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. .
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.
Прикрепленные файлы : .
Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов своими руками
Солнечная энергия является абсолютно бесплатным (пока 🙂), широко доступным и экологически чистым видом энергии. Многие знакомы с так называемыми фотоэлектрическими преобразователями, или солнечными панелями. Их ячейки изготавливаются из специальных полупроводниковых материалов, и когда солнечный свет попадает в них, он выбивает электроны, заставляя их отделяться от своих атомов. Когда электроны проходят сквозь клетку, они генерируют электричество.
Power Bank — практика
В общем с краткой теорией закончили. А теперь будем делать мощный и качественный Повербанк, который собирает и накапливает энергию с помощью солнечных панелей, как это происходит в предыдущим проекте . Электричество, получаемое от этих панелей, хранится в Li-Po батарее. Затем аккумуляторная батарея используется для формирования нужного питания — стабилизированных 5 В, которое используется в USB-гаджетах, чаще всего смартфонах. Power Bank также может заряжаться от внешнего источника 5 В от сетевого адаптера на 220 В. На улице он самостоятельно заряжается с помощью солнечного света — как и задумано.
Схема принципиальная
Сохраните схему чтоб увеличить
Печатная плата в архиве . Схема Повербанка на солнечных элементах состоит из двух частей. Первая — это зарядное устройство на основе MCP73831 и вторая — повышающий преобразователь на LT1302-5, который преобразует напряжение литиевого аккумулятора в 5 В.
MCP73831 — это миниатюрный контроллер заряда литий-ионных или литий-полимерных АКБ. Поскольку диапазон входного напряжения составляет 3,7 — 6 В, любое значение между этими величинами может быть использовано в качестве источника входного вольтажа. Дополнительный 5 В вход мини USB также включен в схему, чтоб зарядить Повер-банк от сети 220 В через адаптер, когда солнечного света недостаточно. Контроллер будет заряжать аккумулятор до 4.2 V в полностью безопасном режиме. Светодиод на контроллере горит в течение всего процесса заряда.
Второй каскад — повышающий преобразователь, который преобразует напряжение аккумулятора 4 В в 5 В. Он основан на микросхеме LT1302-5 — DC/DC преобразователь на фиксированное напряжение выхода 5 В. Входное напряжение LT1302-5 может быть ниже 2,2 В.
Солнечные панели, используемые в проекте, рассчитаны на 6 В и 150 мА, что обеспечивают около 1 Вт/ч в идеальных условиях. А литий-полимерная батарея тут стоит мощностью 3,7 В И 4000 мА, которая сможет дать около 15 Вт/ч. Учтите, что зарядка будет длиться гораздо больше, чем 15 часов, так как эффективность хранения и повышающего преобразования будет меньше, чем 100%. Но поскольку солнечная энергия является бесплатной — спешить некуда.
Ситуации могут быть в жизни всякие - пустой аккумулятор смартфона и отсутствие сетевой розетки для подзарядки поблизости - частое дело. Именно поэтому решено было сделать свой, мощный Повер Банк из старого аккумулятора ноутбука, с USB питанием. Конечно можно купить китайский, но ихние 10000 и 20000 мА - это большое преувеличение! Эта статья покажет вам как собрать устройство, состоящее из модуля зарядки литиевого АКБ, повышающего преобразователя для USB, а также светодиодного индикатора состояния аккумулятора Power Bank.
Где взять литиевые аккумуляторы
Сами аккумуляторы лучше не покупать (дорого да и слабых много попадается) а использовать со старого ноутбука. Внутри этого, что на фото - 3 пачки из двух параллельных сборок литиевых 18650 типа на 2200 мА/ч, которые соединены последовательно.
В нашей конструкции, будем использовать все 3 пакета параллельно, предварительно проведя проверку, хорошо ли они держат заряд в течение достаточно долгого времени.
В крайнем случае, если некоторые банки уже совсем слабые, ставьте один двойной пакет - тогда повербанк станет легче и меньше, хоть и слабее.
Модули Повер Банк
Следующая важная часть USB Powerbank - плата зарядки. Для этого выбран дешевый . Дополнительно он отключает нагрузку, если напряжение литиевых батарей падает ниже ~3.7 Вольт, тем самым защищая аккумуляторную батарею от глубокого разряда.
Теперь берём схему, которая повышает напряжение от батарей до 5 вольт (для питания USB выхода). Это любой повышающий преобразователь на USB.
Как это соединить между собой - . Естественно принципиальная схема будет иметь небольшой тумблер для включения Повер Банк. Тумблер нужен, поскольку повышающий преобразователь всегда получает питание от батареи (и тянет небольшой ток), даже если к USB никакое устройство не подключено.
Корпус для самодельного Power Bank
Корпус лучше брать неметаллический - подходящую пластиковую коробку, кабель канал и так далее. Для этого проекта применили нестандартный и экологичный материал - дерево, точнее ДВП. Две крышки и стенки по периметру, всё это соединено винтами.
