Здравствуйте, друзья! Сегодня я хотел бы рассказать о том, почему я решил собрать собственный Powerbank, а не покупать его уже готовым в сборе. Обзор будет просто адовым. Держитесь!
И начнем мы, собственно, вот с такого конструктора «собери сам». Я специально заказывал именно его, т.к. хотел собрать реально очень емкий PowerBank, которого мне хватит… Скажем так — надолго. Проще говоря, я не хотел переплачивать за аккумуляторы, которые все равно собирался выкидывать, поэтому в комплекте их быть не должно было. Их и не оказалось (все верно, так и должно быть).
Часть 1. Комплектация.
Теперь давайте коротко пробежимся по комплектации.
1) Вот так вот заботливо скотчем китайчик мне замотал панель для светодиодов, винтики, а так же кнопку включения.
🔋ПОВЕРБАНК на 36000 С ALIEXPRESS | СДЕЛАЙ САМ | 18650
2) Имеется светодиодная панелька. Панелька неплохая, светит достаточно ярко.
3) К световой панельке поставляется еще и вот такое матовое оргстекло. Оно необходимо для того, чтоб светодиоды никому не выжгли глаза.
Однако, пользы от нее никакой, т.к. светодиоды после сборки будут располагаться слишком близко к панели и никакого эффекта рассеивания не будет. Проще говоря, светодиоды все равно будут выжигать глаза, это плохо.
4) Далее у нас идут 2 декоративные металлические панельки. Они необходимы для того, чтоб солнечная панель и светодиодная панель не вываливались из девайся.
Ну и плюс выполняют декоративную функцию.
5) Основной корпус. Ну тут и так все понятно.
6) Солнечная панель. Она необходима для того, чтоб использовать энергию солнца для зарядки аккумуляторов.
7) Плата управления.
Часть 2. Если Вас все-таки угораздило купить такой конструктор.
Здесь я просто коротко расскажу о том, как припаивать провода к плате управления, чтоб она работала.
1 и 2 — это соответственно + и — от аккумуляторов
3 и 4 — это соответственно + и — от солнечной батареи
5 и 6 — это соответственно выходы + и — на светодиодную панель.
Часть 3. Китайцы, вешайтесь!
Теперь перейдем к разбору полетов. Рассказывать буду именно в том порядке, в котором все это происходило.
История 1. Тест на разряд.
Li-Ion’ы 18650 я на тот момент на руки еще не получил, потому тестировал плату на родном аккумуляторе от Nokia формата BL-5j 2450 mAh (на него будет отдельный обзор). На разряд тест был провальным — разряжала только до номинала, т.е. с 4,2В до 3,7В. Т.е. в аккумуляторе оставалось еще минимум 30% заряда. Для тех, кто не в курсе, севший до нуля нокиевский аккумулятор выдает примерно 3-3,1В. Т.е. это уже косяк.
Косяк второй — Micro-USB-разъем оказался не рабочим.
Да, я не спорю, на фотографии не видно ничего, но… Чтоб зарядка шла от USB-Micro мне приходилось брать пластиковую отвертку и прижимать контакты, на которые еще попасть надо. Почему пластиковую? Чтоб КЗ между контактами не было.
Но и это еще не все. Зарядка спустя 15 секунд показала заряд на 25%, затем через 15 секунд на 50%, ну и далее на 75% и 100%. Да ну нафиг?
Я записал об этом видео и отправил китайцу, т.е. открыл спор. И знаете что он мне ответил? «Друг, я нашел у тебя ошибку! Ты использовал 1 аккумулятор, а надо 5!»
Феерично! Блеск! Браво!
Для тех, кто не в курсе, поясню. На плате только 2 выхода на аккумуляторы — плюс и минус. Поэтому плата не в состоянии определить сколько аккумуляторов к ней подключено, она может только по напряжению определить степень заряда, И ВСЕ. Т.е. чтоб плата видела каждый аккумулятор в отдельности, нужно как минимум по 1 плюсу на каждый аккумулятор и как минимум один общий минус, а еще лучше — по одному на каждый аккумулятор. Вот тогда я б с китайцем согласился.
Спор пришлось обострять, деньги вернул. Тем не менее, я решил попробовать все-таки заставить зарядку заряжаться. Эксперимент показал, что со стороны солнечной батареи аккумулятор заряжается адекватно, без супер-быстрых скачков, о которых я рассказывал ранее. Именно поэтому я попробовал сделать доп. выход через солнечную батарею, т.е. вот так.
И эксперимент удался! Заработало!
Т.е. все что мне осталось — сделать подходящий USB-кабель, собрать банк и наконец-то пользоваться. Но не тут-то было…
Когда пришли мои Ли-Ионы, я проверил банк еще и на них — на всякий случай. И вот я уже вооружился паяльником, и в момент окончательной пайки я присоединил плюс аккумулятора к минусу платы и минус аккумулятора к плюсу платы. Это было роковой ошибкой. Пошел дым, два транзистора вздулось и плата вообще перестала работать.
Отсюда вывод, что плата не имеет защиты от криворуких пользователей. В том банке, который я решил себе собрать, подключение всех аккумуляторов будет происходить через диоды, которыми я тоже уже запасся.
Но и это еще не все.
Помните мой руко**пый обзор аккумуляторов 18650? Так вот, я на тот момент не знал, что аккумуляторы даже одной и той же партии имею разную емкость, даже если разница составляет всего 10-15 mAh. Поэтому конкретно этот китайский банк приобретать не вижу смысла, т.к. тут используется параллельная зарядка. Соответственно, один аккумулятор будет заряжен чуть-чуть с недостатком, а второй — чуть-чуть с избытком, а избыточный ток для Ли-Ионов взрывоопасен.
Именно поэтому при сборке собственного банка у меня будет стоять отдельная плата управления на каждый аккумулятор. Но это уже совсем другая история.
- henkwin |
- В избранное |
- 13 сентября 2016, 19:25 |
- Просмотры: 9848 |
Источник: skustore.ru
Делаем мощнейший Power Bank на 40000 мА/ч
Как-то мне понадобился мощный повербанк, с помощью которого я бы мог без проблем целую неделю заряжать свои гаджеты, находясь в походе. Купить его в магазине я не мог, так как батарей подобной мощности в продаже просто нет. И идея сделать мощный повербанк родилась сама собой.
Используемые материалы
-
аккумуляторы 26650 4000мАч (10 шт.) — http://ali.pub/4j01k6
Процесс изготовления повербанка
Берем ленту для соединения аккумуляторов и отрезаем нужную длину. С помощью точечной сварки привариваем ленту.
Переворачиваем блок аккумуляторов на другую сторону. Аналогично привариваем ленту. Для повербанка на 40000 мАч делаем второй такой же блок аккумуляторов. После обматываем их вместе самоклеящейся диэлектрической изоляцией.
Делаем 6 перемычек из соединительной ленты.
Соединяем перемычками между собой блоки аккумуляторов.
Закрываем полученный блок со всех сторон изоляцией. Обрезаем лишнее.
Отгибаем с одной из сторон диэлектрическую изоляцию. Зачищаем поверхность соединительной ленты, подготавливая площадку для пайки. Припаиваем провод. Я взял синий для «минуса», чтобы не перепутать полюса при сборке.
С другой стороны припаиваем красный провод. Отрезаем термоусадочную пленку. Ее длина должна быть на пару сантиметров больше блока. Засовываем блок в термоусадочную пленку. Прогреваем пленку техническим феном до ее плотной усадки.
Берем модуль повербанка и смотрим правильную полярность.
Обрезаем провод. Зачищаем и припаиваем провод к модулю.
Проверяем работоспособность. Отрезаем термоусадочную пленку на половину длины блока. Надеваем пленку.
Греем феном.
Обрезаем лишнее.
Проверяем работу повербанка.
Контроллер имеет 2 порта USB, защиту от перегрузки, защиту от короткого замыкания. Показывает на дисплее уровень емкости всей батареи.
Смотрите видео
Источник: sdelaysam-svoimirukami.ru
Пауэрбанк без функции автоматического отключения своими руками: зачем он нужен и какие компоненты нужны для сборки
С древних времён так повелось, что пауэрбанки (далее по-народному повербанки) имеют функцию автоматического выключения, если нагрузка слишком мала или совсем не подключена. Обычно порог автоматического отключения по току выхода в повербанках находится на уровне 40-80 мА.
Функция автоматического выключения повербанков в большинстве случаев — полезна, так как позволяет экономить энергию аккумулятора при простоях; но бывает и вредна, если нагрузка сама по себе слабая или работает с перерывами.
В статье будет рассмотрена сборка своими руками повербанка без функции автоотключения; иными словами, powerbank always on.
Основная составляющая часть устройства — плата зарядки аккумулятора, совмещённая с DC-DC преобразователем:
Это — основная, но не достаточная часть.
Чего здесь не хватает и почему — далее в статье.
Необходимые компоненты для сборки повербанка Always On и сама сборка
Чтобы всё работало, как надо, в состав устройства должны входить следующие ингридиенты:
1. Контроллер заряда аккумулятора. Это — жизненно необходимая часть, поскольку неуправляемый заряд литиевого аккумулятора в чём-то сродни неуправляемой термоядерной реакции: последствия могут быть весьма плачевными.
2. DC-DC преобразователь, который будет преобразовывать напряжение аккумулятора (номинал для Li-ion аккумуляторов 3.7 В) в какое-то более полезное для потребителя напряжение. В типовом случае это 5 В, но могут быть разные варианты.
Преобразователь должен иметь стандартные средства защиты от перегрева и короткого замыкания.
3. Плата защиты аккумулятора. Поскольку DC-DC преобразователь в этом устройстве будет работать всегда, то он сможет рано или поздно даже без нагрузки довести аккумулятор до глубокого разряда, а это ему крайне вредно. Плата защиты должна предотвратить такую беду.
4. Литий-ионный аккумулятор (ёмкость по вкусу).
5. Корпус (по вкусу).
Анализ наличия компонентов на небезызвестной площадке показал, что в природе существуют п.1 и п.2, объединённые на одной плате (её фото в диагональном ракурсе представлено в начале статьи).
Теперь разберём состав этой платы подробно.
На левой половине платы расположен DC-DC преобразователь, а на правой — контроллер заряда аккумулятора.
DC-DC преобразователь (постоянного тока в постоянный) основан на чипе SDB628 (маркировка B628). Это — точный клон суперпопулярного MT3608 (и этот клон — далеко не единственный).
Наиважнейшим преимуществом этого чипа является крайне низкий ток потребления на холостом ходу: максимум 200 мкА, типовой — 100 мкА. То есть, никакого физического отключения DC-DC преобразователя в перерывах между работой не требуется; его потреблением можно пренебречь.
Напряжение выхода DC-DC преобразователя — регулируемое. К сожалению, для регулировки используется не многооборотный подстроечный резистор, а самый обыкновенный. Из-за этого довольно трудно установить нужное напряжение на выходе с хорошей точностью; у меня получилось установить 5 Вольт примерно с 5-ой попытки. Тем не менее, «миссия выполнима».
Чип SDB628 (MT3608) допускает входной ток в рабочем режиме до 2 А. Если учесть, что КПД преобразователя — не 100%, а напряжение на аккумуляторе в конце разряда может снижаться до 3.2 В; то максимум, на что можно рассчитывать на выходе при стандартном напряжении 5 В — это около 5 Вт мощности, т.е. ток выхода — до 1 А.
Для работы в качестве повербанка с целью подзарядки смартфонов это — маловато будет; но в данном случае от устройства требуется работа именно с малыми потребителями энергии, и для этих целей тока 1 А на выходе будет вполне достаточно.
В любом случае возможность установки произвольного напряжения рассматриваем как несомненный плюс для платы, ибо не всегда потребителю могут требоваться именно 5 В.
Контроллер зарядки литий-ионных аккумуляторов на этой плате основан на чипе TP4056 (маркировка 4056). Этот чип — тоже крайне популярный, правда, только для устройств без поддержки «быстрой зарядки» (QC).
Всем хорош этот чип, но вот индикация у него примитивная. Он может показывать только «зарядка идёт» и «зарядка окончена». Соответственно, именно эти два светодиода в конструктиве SMD и установлены на плате. Светодиод «зарядка идёт» — красный, «зарядка окончена» — зелёный. Чтобы их было видно, устройству потребуется прозрачный корпус или корпус с окошечком. Эта задача будет блестяще решена. 🙂
Чип позволяет регулировать ограничение тока зарядки с помощью резистора от вывода 2 на землю. На плате установлен резистор номиналом 1 кОм, что соответствует максимально-допустимому току для чипа в 1.2 А.
Для зарядки аккумулятора можно подключить питание к плате как через USB кабель (разъём микро-USB имеется на борту), так и припаяв отдельный кабель для подачи питания (контактные отверстия, параллельные разъёму микро-USB, тоже предусмотрены).
Следующий ингридиент — плата защиты аккумулятора.
Плата защиты — очень маленькая и недорогая.
Она выполняет множество функций: защита от перезаряда и переразряда, от превышения токов заряда или разряда, от короткого замыкания со стороны аккумулятора или с внешней стороны.
Но в нашем устройстве от неё будет требоваться только одна из этих функций: защита от переразряда. Остальные функции — на совести контроллера заряда и DC-DC преобразователя.
Следующий ингридиент — литий-ионный аккумулятор.
В этом качестве был выбран аккумулятор формата 14500 за свои малые габариты: он без проблем должен был поместиться в намеченный для устройства корпус.
Аккумулятор имеет приваренные выводы из никелевой ленты, что удобно для его соединения пайкой с другими компонентами устройства.
Выбор именно этого аккумулятора оказался ошибкой; но об этом — позже.
Для подачи напряжения на вход и подключения нагрузки на выход конструируемого повербанка использовался разрезанный пополам кабель-удлинитель USB. Разъём «папа» использовался для зарядки повербанка; а «мама» — для снятия с него полезной мощности.
В итоге получился такой действующий макет устройства:
Плата защиты была припаяна непосредственно к контактам аккумулятора, затем припаяна совмещённая плата контроллера заряда и DC-DC преобразователя, а затем — кабели входа и выхода.
После проверки функционирования вся эта конструкция была упакована в корпус, в качестве которого использовалась (барабанная дробь!) коробка от магнитофонной кассеты. Вуаля:
Главное, за что был выбран именно такой необычный корпус, — это наличие прозрачной крышки, через которую видно состояние светодиодов на плате контроллера.
Так выглядит получившаяся конструкция в процессе собственной зарядки (заметно свечение красного светодиода):
Аккумулятор и плата контроллера зарядки для надёжности были закреплены в корпусе жирными каплями прозрачного герметика; а плата защиты аккумулятора так и осталась висеть на контактах аккумулятора без дополнительного крепления (за ненадобностью).
Габариты корпуса коробки от кассеты позволяют разместить в ней даже не один, а 2-4 аккумулятора формата 14500, соединённых параллельно, и, тем самым, увеличить ёмкость повербанка. Но надо не забывать перед параллельным соединением аккумуляторов выравнивать в них напряжение, иначе могут быть неприятности из-за сильнейших токов, перетекающих от хорошо заряженных аккумуляторов к слабо заряженным.
Кроме того, надо иметь в виду, что существуют два типоразмера коробок для кассет: тонкие (толщиной 14.5 мм) и толстые (16.6 мм). Для аккумуляторов 14500 (диаметр 14 мм, длина 50 мм) подойдёт только толстая коробка.
Переходим к главному разделу обзору — тесту получившегося устройства.
Тест постоянно включенного повербанка (always on)
Сначала обсудим вопрос пределов регулировки выходного напряжения.
Для этого вспомним, что DC-DC преобразователь повербанка — повышающий, вследствие чего получить на выходе напряжение ниже, чем есть на аккумуляторе, в принципе невозможно. А напряжение полностью заряженного литий-ионного аккумулятора составляет 4.2 В. Это и есть нижний предел регулировки выходного напряжения.
Верхний предел регулировки был установлен экспериментально, он составил составил 27.6 В.
Исходя из того, что мощность на выходе в режиме повербанка на должна превышать 5 Вт; ток при максимальном напряжении 27.6 В не должен превышать 180 мА. Для остальных напряжений можно посчитать по формуле I=W/U, где W — допустимая мощность (5 Вт), U — напряжение на выходе.
Ток холостого хода всех компонентов в сборе, потребляемый от аккумулятора, составил 158 мкА.
Теперь — несколько осциллограммок.
Первая — напряжение на индуктивности DC-DC преобразователя без нагрузки на выходе (напряжение на выходе — 5 В; напряжение на аккумуляторе — вблизи номинала (3.7 В):
На холостом ходу (без нагрузки на выходе) на индуктивности время от времени проскакивают одиночные импульсы для поддержания выходного напряжения на заданном уровне.
Теперь — осциллограмма в этом же месте схемы при нагрузке на выходе 1 А:
При реальной нагрузке импульсы, естественно, становятся непрерывными.
Далее — осциллограмма пульсаций на выходе:
Пульсации на выходе получаются не маленькими, полный размах составляет свыше 250 мВ. Это значит, что если предполагается питать от этого повербанка какую-либо чувствительную к пульсациям аппаратуру, то хорошо было бы на выход повербанка дополнительно напаять электролитический конденсатор ёмкостью хотя бы 100 мкФ (больше — лучше).
Теперь — тепловой снимок главной платы устройства в режиме выхода 5 В / 1 А:
Нагрев чипа DC-DC преобразователя и выпрямительного диода — очень сильный, почти до 100 градусов. Так что превышать мощность выхода в 5 Вт точно не надо.
Теперь — к самому печальному пункту программы испытаний: проверке ёмкости применённого аккумулятора.
Проверка проводилась с помощью USB-тестера; и она показала, что при зарядке аккумулятора с нуля в него втекает всего лишь 314 мАч! Хотя на нём самом указана ёмкость 2300 мАч.
Я, конечно, догадывался, что поместить ёмкость 2300 мАч в корпусе такого типоразмера физически невозможно, и был морально готов увидеть ёмкость в 2-3 раза меньше. Но она оказалась меньше в 7 с лишним раз! Приличных комментариев просто нет.
Полностью заряженный повербанк смог отдать в нагрузку ёмкость 197 мАч (при токе нагрузки 200 мА); КПД оказался около 63%, что не слишком много, но приемлемо.
В общем, я уже заказал вместо этого аккумулятора другой, с ёмкостью 900 мАч; про который в отзывах писали, что ёмкость — почти честная.
Итоги и выводы
Конструкция в итоге получилась хотя и сильно не стандартной, но вполне работоспособной, удобной и позитивной.
Конечно, описанный опыт изготовления своими руками повербанка без автоматического выключения — это не окончательная и бесповоротная рекомендация, что и как делать, а только общее направление действий.
Единственная более-менее настоятельная рекомендация — это использование в качестве DC-DC преобразователя чипа MT3608 (или его клонов). Этот чип отличается очень малым потреблением на холостом ходу, что избавит авторов подобных конструкций от необходимости устанавливать физические выключатели для предотвращения разряда аккумулятора в перерывах между полезной работой повербанка.
И, конечно, надо более критично, чем это сделал я, подходить к выбору аккумулятора (-ов) для повербанка. 🙂
Применение такого рода повербанков позволит полностью зарядить устройства с небольшими собственными аккумуляторами (смарт-часы, Bluetooth-наушники) или поддерживать питание устройств с низким потреблением (например, микромощное дежурное освещение).
Комбинированная плата контроллера зарядки литиевого аккумулятора и DC-DC преобразователя была куплена на Алиэкспресс здесь. Цена на дату составления обзора — чуть больше $1 с учётом доставки (в дальнейшем может меняться).
Плата защиты аккумулятора была куплена на той же площадке здесь. Цена — аналогично, чуть выше $1 с учётом доставки.
Обзор этой платы — здесь.
Осциллограммы снимались с помощью цифрового осциллографа Fnirsi-1013D (тоже со своеобразным подходом к декларированию технических характеристик, обзор).
Теплоснимок был сделан тепловизором Uni-T Uti120Mobile (обзор).
Всем спасибо за внимание!
Источник: www.ixbt.com