Samodzielna ładowarka litowo-jonowa: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Baterie odgrywają ważną rolę w każdym projekcie/produktach zasilanych bateriami. Akumulatory są drogie, ponieważ musimy kupować ładowarkę wraz z akumulatorami (do tej pory) w porównaniu do używania i wyrzucania akumulatorów, ale mają świetny stosunek jakości do ceny. Akumulatory wykorzystują kilka różnych kombinacji materiałów elektrodowych i elektrolitów, na przykład kwasowo-ołowiowy, niklowo-kadmowy (NiCd), niklowo-wodorkowy (NiMH), litowo-jonowy (Li-ion) i polimer litowo-jonowy (polimer litowo-jonowy).

Użyłem akumulatora litowo-jonowego w jednym z moich projektów i postanowiłem zbudować ładowarkę zamiast kupować drogi, więc zaczynamy.

Krok 1: Szybki film

Oto krótki film, który przeprowadzi Cię przez wszystkie kroki w kilka minut.

Kliknij tutaj, aby obejrzeć go na youtube

Krok 2: Lista komponentów elektronicznych

Oto lista komponentów potrzebnych do tej ładowarki akumulatorów litowo-jonowych.

• Moduł ładowarki akumulatorów litowo-jonowych na bazie TP4056 z ochroną akumulatora,
• Adapter ścienny 12 V 2 A,
• 2-pinowy przełącznik SPST,
• 7805 regulator napięcia (1 w ilości) (możesz pominąć, jeśli masz zasilacz sieciowy 5 V),
• Kondensator 100 nF (w ilości 4) (możesz to pominąć, jeśli masz adapter ścienny 5 V),
• Uchwyt baterii litowo-jonowej 18650
• gniazdo prądu stałego i,
• Płytka drukowana ogólnego przeznaczenia.

Krok 3: Lista narzędzi

Oto lista narzędzi używanych w tej ładowarce akumulatorów litowo-jonowych.

• Lutownica, drut lutowniczy,
• Gorące ostrze (link do mojej instrukcji, która pomoże ci w zrobieniu tego ostrza),
• Pistolet do klejenia, klej w sztyfcie,
• śrubokręt i zapasowe śruby oraz,
• Obudowa plastikowa - 8 cm x 7 cm x 3 cm (około tego rozmiaru powinno działać).

Teraz, gdy wszystkie narzędzia i komponenty są na swoim miejscu, przyjrzyjmy się bliżej naszemu modułowi TP4056, który jest integralną częścią naszej ładowarki.

Krok 4: Moduł ładowarki akumulatorów litowo-jonowych na bazie TP4056

Przejdźmy do szczegółów tego modułu. Na rynku dostępne są dwie wersje tej tabliczki zaciskowej ładowarki litowo-jonowej opartej na TP4056; z obwodami zabezpieczającymi baterię i bez nich. Będziemy używać jednego z obwodami zabezpieczającymi baterię.

Płytka zaciskowa, która zawiera obwody zabezpieczające baterię, zapewnia ochronę za pomocą układów scalonych DW01A (układ ochrony akumulatora) i FS8205A (podwójny N-Channel Enhancement Mode Power MOSFET). Stąd płytka zaciskowa z zabezpieczeniem akumulatora zawiera 3 układy scalone (TP4056+DW01A+FS8205A), podczas gdy ta bez zabezpieczenia akumulatora zawiera tylko 1 układ scalony (TP4056).

TP4056 to kompletny moduł liniowej ładowarki stałoprądowej/stałonapięciowej do jednoogniwowych akumulatorów litowo-jonowych. Jego pakiet SOP i niska liczba komponentów zewnętrznych sprawiają, że TP4056 jest idealny do zastosowań DIY. Może współpracować zarówno z adapterami USB, jak i ściennymi. Załączam obraz schematu pinów TP4056 (zdjęcie nr 2) wraz z obrazem cyklu ładowania (zdjęcie nr 3) pokazującym ładowanie stałym prądem i stałym napięciem. Dwie diody LED na tej tabliczce sygnalizacyjnej pokazują różne stany pracy, takie jak ładowanie, zakończenie ładowania itp. (Zdjęcie nr 4).

W celu bezpiecznego ładowania akumulatorów litowo-jonowych 3,7 V należy je ładować stałym prądem o wartości 0,2 do 0,7 razy większej ich pojemności, aż napięcie na zaciskach osiągnie 4,2 V, a następnie należy je ładować w trybie stałego napięcia, aż prąd ładowania spadnie do 10% początkowej stawki ładowania. Nie możemy zakończyć ładowania przy 4,2 V, ponieważ pojemność osiągana przy 4,2 V to tylko około 40-70% pełnej pojemności. O to wszystko dba TP4056. Teraz jedna ważna rzecz, prąd ładowania jest określany przez rezystor podłączony do pinu PROG, moduły dostępne na rynku zazwyczaj mają 1,2 kOhm podłączony do tego pinu, co odpowiada prądowi ładowania 1 Ampera (zdjęcie nr 5). Możesz bawić się tym rezystorem, aby uzyskać pożądany prąd ładowania.

Link do arkusza danych TP4056

DW01A to układ scalony zabezpieczający baterię, zdjęcie nr 6 przedstawia typowe obwody aplikacji. MOSFET-y M1 i M2 są połączone zewnętrznie przez układ scalony FS8205A.

Link do arkusza danych DW01A

Link do arkusza danych FS8205A

Wszystkie te rzeczy są montowane na płytce zaciskowej ładowarki akumulatorów litowo-jonowych TP4056, której łącze jest wymienione w kroku nr 2. Musimy zrobić tylko dwie rzeczy, podać napięcie w zakresie od 4,0 do 8,0 V na zaciskach wejściowych i podłączyć baterię do zacisków B+ i B- TP4056.

Następnie zbudujemy resztę obwodów ładowarki akumulatorów.

Krok 5: Obwód

Teraz połączmy elementy elektryczne za pomocą lutownicy i drutu lutowniczego, aby uzupełnić obwody. Załączyłem obrazy schematu Fritzinga i moją wersję obwodów fizycznych, spójrz na to. Poniżej znajduje się opis tego samego.

1. Zacisk „+” gniazda DC łączy się z jednym zaciskiem przełącznika, a zacisk „-” gniazda DC łączy się z pinem GND regulatora 7805.
2. Drugi pin przełącznika jest podłączony do pinu Vin regulatora 7805.
3. Podłącz równolegle trzy kondensatory 100 nF między pin Vin i GND regulatora napięcia. (W tym celu użyj płytki drukowanej ogólnego przeznaczenia)
4. Podłącz kondensator 100 nF między Vout i pin GND regulatora napięcia. (W tym celu użyj płytki drukowanej ogólnego przeznaczenia)
5. Połącz pin Vout regulatora napięcia 7805 z pinem IN+ modułu TP4056.
6. Połącz pin GND regulatora napięcia 7805 z pinem IN modułu TP4056.
7. Połącz końcówkę '+' uchwytu baterii ze stykiem B+, a końcówkę '-' uchwytu baterii ze stykiem B- modułu TP4056.

Gotowe.

Uwaga:- jeśli używasz adaptera ściennego 5 V, możesz pominąć część regulatora 7805 (w tym kondensatory) i bezpośrednio podłączyć zacisk '+' i zacisk '-' adaptera ściennego odpowiednio do pinów IN+ i IN- TP4056

Uwaga: - Podczas korzystania z zasilacza 12V 7805 nagrzewa się, gdy przewodzi 1A, radiator może się przydać

Następnie zmontujemy wszystko w obudowie.

Krok 6: Montaż: Część 1- Modyfikacja obudowy

Wykonaj poniższe czynności, aby zmodyfikować obudowę w celu dopasowania do obwodów elektronicznych.

1. Oznacz wymiary uchwytu baterii na obudowie za pomocą noża.(zdjęcie nr-1)
2. Użyj gorącego ostrza, aby przeciąć obudowę zgodnie z oznaczeniem uchwytu baterii. (zdjęcie nr 2 i 3)
3. Po wykonaniu cięcia za pomocą obudowy typu hot-blade powinno przypominać obrazek nr-4.
4. Zrób oznaczenia portu USB TP4056 na obudowie. (zdjęcie nr 5 i 6)
5. Użyj gorącego ostrza, aby przeciąć obudowę zgodnie z oznaczeniem portu USB. (zdjęcie nr 7)
6. Zwymiaruj i wykonaj oznaczenia diod LED TP4056 na obudowie. (zdjęcie nr 8 i 9)
7. Użyj gorącego ostrza, aby przeciąć obudowę zgodnie z oznaczeniem diod LED. (zdjęcie nr 10)
8. Wykonaj podobne kroki, aby wykonać otwory montażowe dla gniazda DC i przełącznika. (zdjęcie nr 11 i 12)

Po przeróbce obudowy, zmieścimy elektronikę.

Krok 7: Montaż: Część 2 – Umieszczenie elektroniki wewnątrz obudowy

Wykonaj poniższe czynności, aby umieścić elektronikę wewnątrz obudowy.

1. Włóż uchwyt baterii tak, aby punkty mocowania znajdowały się na zewnątrz obudowy; użyj pistoletu do klejenia, aby wykonać mocne połączenie. (zdjęcie nr 1)
2. Umieść moduł TP4056 w taki sposób, aby diody LED i port USB były dostępne z zewnątrz obudowy, nie musisz się martwić, czy w poprzednim kroku zostały wykonane prawidłowe pomiary, wszystko ułoży się automatycznie, na koniec użyj pistoletu do kleju, aby wykonać mocne połączenie. (Zdjęcie nr- 2)
3. Umieść obwód regulatora napięcia 7805; użyj pistoletu do klejenia, aby wykonać mocne połączenie. (zdjęcie nr 3)
4. Umieść gniazdo prądu stałego i przełącznik w odpowiednich miejscach i ponownie użyj pistoletu do klejenia, aby wykonać mocne połączenie. (zdjęcie nr 4)
5. Ostatecznie po zmontowaniu powinien wyglądać podobnie do zdjęcia nr-5 wewnątrz obudowy.
6. Użyj zapasowych śrub i śrubokrętu, aby zamknąć tylną pokrywę. (zdjęcie nr 6)
7. Później użyłem nawet czarnej taśmy izolacyjnej, aby zakryć niepożądane występy powstałe w wyniku przecięcia gorącego ostrza. (zgłoszenie jest również dobrą opcją)

Gotowa ładowarka litowo-jonowa wygląda tak, jak pokazano na obrazku nr-7. Teraz przetestujmy ładowarkę.

Krok 8: Uruchom próbny

Włóż rozładowany akumulator litowo-jonowy do ładowarki, podłącz wejście 12 V DC lub wejście USB. Ładowarka powinna migać na CZERWONO wskazując, że ładowanie jest w toku.

Po chwili, gdy akumulator zostanie naładowany, ładowarka powinna migać NIEBIESKĄ diodą.

Załączyłem zdjęcia mojej ładowarki, która ładuje akumulator i kończy proces ładowania.

Więc. Wreszcie skończyliśmy.

Dziękuję za Twój czas. Nie zapomnij sprawdzić moich innych instrukcji i mojego kanału na YouTube..