Направи си сам литиево-йонно зарядно устройство за батерии: 8 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

Батериите играят важна роля във всеки проект/продукти, работещи с батерии. Акумулаторните батерии са скъпи, тъй като трябва да закупим зарядно устройство заедно с батерии (досега) в сравнение с използването и изхвърлянето на батерии, но са отлично съотношение цена / качество. Акумулаторните батерии използват няколко различни комбинации от електродни материали и електролити, например, оловно-киселинна, никел-кадмиева (NiCd), никелметалхидридна (NiMH), литиево-йонна (литиево-йонна) и литиево-йонна полимерна (литиево-йонна полимерна).

Използвах литиево-йонна батерия в един от моите проекти и реших да направя зарядно устройство, вместо да купувам скъпо, така че нека започнем.

Стъпка 1: Бързо видео

Ето един бърз видеоклип, който ще ви преведе през всички стъпки за няколко минути.

Щракнете тук, за да го гледате в youtube

Стъпка 2: Списък на електронните компоненти

Ето списъка с компоненти, необходими за това литиево-йонно зарядно устройство.

• Модул за зареждане на литиево -йонна батерия на база TP4056 със защита на батерията,
• 12 волта 2 ампера стенен адаптер,
• SPST 2-пинов превключвател,
• 7805 регулатор на напрежението (1 в количество) (можете да пропуснете това, ако имате адаптер за стена 5 V),
• 100 nF кондензатор (4 в количество) (можете да пропуснете това, ако имате 5 V адаптер за стена),
• Литиево-йонна поставка за батерии 18650
• DC жак и,
• платка с общо предназначение.

Стъпка 3: Списък с инструменти

Ето списъка с инструменти, използвани в това литиево-йонно зарядно устройство.

• Поялник, спойка тел,
• Горещо острие (връзка към моите инструкции, което ще ви помогне да направите това острие),
• Пистолет за лепило, лепилни пръчки,
• Отвертка и резервни винтове и,
• Пластмасов корпус - 8 см х 7 см х 3 см (около този размер трябва да работи).

Сега, когато всички инструменти и компоненти са на мястото си, нека да разгледаме затворено нашия модул TP4056, който е неразделна част от нашето зарядно устройство за батерии.

Стъпка 4: Модул за зареждане на литиево -йонна батерия на база TP4056

Нека да разгледаме подробности за този модул. На пазара има две версии на тази литиево-йонна зарядна платка, базирана на TP4056; със и без защитна верига на батерията. Ще използваме такъв със схема за защита на батерията.

Разбиващата платка, която съдържа схема за защита на батерията, осигурява защита, използвайки DW01A (IC защита на батерията) и FS8205A (Dual N-Channel Enhancement Mode Power MOSFET). Следователно пробивната платка със защита на батерията съдържа 3 IC (TP4056+DW01A+FS8205A), докато тази без защита на батерията съдържа само 1 IC (TP4056).

TP4056 е цялостен модул за линейно зарядно устройство с постоянен ток/постоянно напрежение за едноклетъчни литиево-йонни батерии. Неговият SOP пакет и ниският брой външни компоненти правят TP4056 идеален за приложения „направи си сам“. Може да работи както с USB, така и с адаптери за стена. Прикачих изображение на щифтова диаграма на TP4056 (Изображение № 2) заедно с изображение на цикъл на зареждане (Изображение № 3), показващо зареждане с постоянен ток и постоянно напрежение. Два светодиода на тази платка показват различно работно състояние като зареждане, прекратяване на зареждането и т.н. (Изображение № 4).

За безопасно зареждане на 3,7 V литиево-йонни батерии те трябва да се зареждат при постоянен ток от 0,2 до 0,7 пъти по-голям от капацитета им, докато напрежението на терминала им достигне 4,2 V, по-късно те трябва да се зареждат в режим на постоянно напрежение, докато зарядният ток спадне до 10% от първоначалната такса. Не можем да прекратим зареждането при 4,2 V, защото капацитетът достигнат при 4,2 V е само около 40-70 % от пълния капацитет. За всичко това се грижи TP4056. Сега едно важно нещо, зареждащият ток се определя от резистор, свързан към щифта PROG, наличните на пазара модули обикновено идват с 1,2 КОм, свързани към този щифт, което съответства на 1 Ампер ток на зареждане (Изображение № 5). Можете да играете с този резистор, за да получите желания ток на зареждане.

Връзка към листа с данни на TP4056

DW01A е интегрална защита на батерията, Изображение № 6 показва типичната схема на приложение. MOSFETS M1 и M2 са свързани външно чрез интегрална схема FS8205A.

Връзка към листа с данни на DW01A

Връзка към листа с данни на FS8205A

Всички тези неща са сглобени на платката за прекъсване на зарядно устройство за литиево-йонна батерия TP4056, чиято връзка е спомената в стъпка No-2. Трябва да направим само две неща, да дадем напрежение в диапазона от 4,0 до 8,0 V на входните клеми и да свържем батерия към терминалите B+ и B- на TP4056.

След това ще изградим останалата ни схема на зарядното устройство.

Стъпка 5: Схема

Сега, нека да свържем електрически компоненти, използвайки поялник и спойка, за да завършим веригата. Прикачих изображения на схемата на Fritzing и моята версия на физическата схема, погледнете я. Следва описание на същото.

1. „+“изводът на DC жака се свързва към един терминал на превключвателя, а „-“терминалът на DC жака се свързва с GND щифт на регулатор 7805.
2. Друг щифт на превключвателя е свързан към Vin pin на регулатор 7805.
3. Свържете три кондензатора от 100 nF паралелно между Vin и GND щифта на регулатора на напрежението. (За тази цел използвайте платка с общо предназначение)
4. Свържете 100 nF кондензатор между Vout и GND щифт на регулатора на напрежението. (За тази цел използвайте платка с общо предназначение)
5. Свържете щифт Vout на регулатор на напрежение 7805 с IN+ щифт на модул TP4056.
6. Свържете GND щифт на регулатор на напрежение 7805 с IN-извод на модул TP4056.
7. Свържете клемата „+“на държача на батерията към щифт B+ и „-“клемата на държача на батерията към B-извода на модула TP4056.

Свършен.

Забележка:- ако използвате 5 V адаптер за стена, можете да пропуснете частта от регулатора 7805 (включително кондензатори) и директно да свържете терминал „+“и „-“на стенен адаптер съответно към IN+ и IN-изводи на TP4056

Забележка:- Докато използвате 12V адаптер, 7805 ще се нагрее, когато носи 1A, радиаторът може да бъде полезен

След това ще съберем всичко в корпуса.

Стъпка 6: Монтаж: Част 1- Промяна на корпуса

Следвайте тези стъпки, за да промените корпуса, за да се побере в електрическата схема.

1. Маркирайте размерите на държача на батерията върху кутията с помощта на нож. (Изображение № 1)
2. Използвайте горещо острие, за да прорежете корпуса според маркировката на държача на батерията. (Изображение № 2 и 3)
3. След като направите рязане с помощта на корпус с горещи остриета, трябва да прилича на изображение No-4.
4. Направете маркировки на USB порта на TP4056 на кутията. (Изображение № 5 и 6)
5. Използвайте горещо острие, за да прорежете корпуса според маркировката на USB порта. (Изображение № 7)
6. Вземете размери и направете маркировка на светодиодите на TP4056 върху кутията. (Изображение № 8 и 9)
7. Използвайте горещо острие, за да прорежете корпуса според маркировката на светодиодите. (Изображение № 10)
8. Следвайте подобни стъпки, за да направите монтажни отвори за DC жак и превключвател. (Изображение № 11 и 12)

След промяна на корпуса, нека се побере в електрониката.

Стъпка 7: Монтаж: Част 2- Поставяне на електроника вътре в кутията

Следвайте тези стъпки, за да поставите електроника в кутията.

1. Поставете държача на батерията така, че точките за монтаж да са извън корпуса; използвайте пистолет за лепило, за да направите здраво съединение. (Изображение № 1)
2. Поставете модула TP4056, така че светодиодите и USB портът да са достъпни от външната страна на кутията, няма нужда да се притеснявате, ако в предишната стъпка са направени правилни измервания, нещата ще се подредят автоматично, накрая използвайте пистолет за лепило, за да направите здраво съединение. (Изображение № 2)
3. Поставете верига на регулатора на напрежението 7805; използвайте пистолет за лепило, за да направите здраво съединение. (Изображение № 3)
4. Поставете жака за DC и превключвателя на съответните им места и отново използвайте пистолет за лепило, за да направите здраво съединение. (Изображение № 4)
5. Накрая след сглобяването трябва да изглежда нещо като Изображение No-5 вътре в кутията.
6. Използвайте някои резервни винтове и отвертка, за да затворите задния капак. (Изображение № 6)
7. По -късно дори използвах някаква черна изолационна лента, за да прикрия нежеланите изпъкналости, получени от прорязването на горещо острие. (подаването също е добър вариант)

Готовото литиево-йонно зарядно устройство изглежда, както е показано на Изображение № 7. Сега нека тестваме зарядното устройство.

Стъпка 8: Пробно бягане

Поставете разрядена литиево-йонна батерия в зарядното устройство, свържете 12 V DC вход или USB вход. Зарядното устройство трябва да мига ЧЕРВЕН светодиод, което показва, че зареждането е в ход.

След известно време, след като батерията се зареди, зарядното устройство трябва да мига СИН светодиод.

Прикачих изображения на моето зарядно устройство, което извършва зареждане на батерията и прекратява процеса на зареждане.

Така. Накрая свършихме.

Благодаря за отделеното време. Не забравяйте да разгледате другите ми инструкции и канала ми в YouTube.