Încărcător de baterii litiu-ion DIY: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Bateriile joacă un rol important în orice proiect / produs acționat de baterie. Bateriile reîncărcabile sunt scumpe, deoarece trebuie să cumpărăm încărcătorul împreună cu bateriile (până acum) în comparație cu bateriile folosite și aruncate, dar au o valoare excelentă pentru bani. Bateriile reîncărcabile utilizează mai multe combinații diferite de materiale electrodice și electroliți, de exemplu, plumb-acid, nichel cadmiu (NiCd), nichel hidrură metalică (NiMH), ion litiu (Li-ion) și polimer litiu-ion (polimer Li-ion).

Am folosit bateria Li-ion într-unul dintre proiectele mele și am decis să construiesc încărcător în loc să cumpăr unul scump, astfel încât să începem.

Pasul 1: Video rapid

Iată un videoclip rapid, care vă va duce la toți pașii în câteva minute.

Faceți clic aici pentru a-l urmări pe YouTube

Pasul 2: Lista componentelor electronice

Iată lista componentelor necesare pentru acest încărcător de baterii Li-ion.

• Modul de încărcător de baterii litiu-ion bazat pe TP4056 cu protecție a bateriei,
• Adaptor de perete de 12 Volți, 2 Amperi,
• Comutator SPST cu 2 pini,
• Regulator de tensiune 7805 (1 în cantitate) (puteți sări peste acesta dacă aveți adaptor de perete de 5 V),
• Condensator de 100 nF (4 cantități) (puteți sări peste acesta dacă aveți adaptor de perete de 5 V),
• Suport baterie Li-ion 18650
• Mufa DC și,
• placa de circuit de uz general.

Pasul 3: Lista instrumentelor

Iată lista instrumentelor utilizate în acest încărcător de baterii Li-ion.

• Fier de lipit, sârmă de lipit,
• Lama fierbinte (link către instrucționabilul meu, care vă va ajuta în realizarea acestei lame),
• Pistol de lipit, lipici,
• Șurubelniță și șuruburi de rezervă și,
• Carcasă din plastic - 8 cm x 7 cm x 3 cm (în jurul acestei dimensiuni ar trebui să funcționeze).

Acum că toate instrumentele și componentele sunt la locul lor, să aruncăm o privire de ansamblu asupra modulului nostru TP4056, care face parte integrantă din încărcătorul nostru de baterii.

Pasul 4: Modul de încărcător de baterii cu litiu pe bază de TP4056

Să intrăm în detaliile acestui modul. Există două versiuni ale acestei plăci de rupere a încărcătorului Li-ion bazat pe TP4056 disponibile pe piață; cu și fără circuite de protecție a bateriei. Vom folosi unul cu circuite de protecție a bateriei.

Placa care conține circuite de protecție a bateriei, oferă protecție folosind circuite integrate DW01A (IC de protecție a bateriei) și FS8205A (Dual M-Channel Enhancement Mode Power MOSFET). Prin urmare, placa de protecție cu baterie conține 3 circuite integrate (TP4056 + DW01A + FS8205A), în timp ce cea fără protecție a bateriei conține doar 1 IC (TP4056).

TP4056 este un modul complet de încărcător liniar cu curent constant / tensiune constantă pentru baterii litiu-ion cu o singură celulă. Pachetul SOP și numărul scăzut de componente externe fac TP4056 ideal pentru aplicații DIY. Poate funcționa cu USB, precum și cu adaptoare de perete. Am atașat o imagine a diagramei pinului TP4056 (imaginea nr. 2), împreună cu imaginea unui ciclu de încărcare (imaginea nr. 3), care arată încărcarea cu curent constant și tensiune constantă. Două LED-uri de pe această placă de rupere arată diferite stări de funcționare, cum ar fi încărcarea, încetarea încărcării etc. (Imaginea nr. 4).

Pentru încărcarea în siguranță a bateriilor litiu-ion de 3,7 V, acestea trebuie încărcate la un curent constant de 0,2 până la 0,7 ori capacitatea lor, până când tensiunea terminală ajunge la 4,2 V, ulterior ar trebui încărcate în modul de tensiune constantă până când curentul de încărcare scade la 10% din rata de încărcare inițială. Nu putem termina încărcarea la 4,2 V, deoarece capacitatea atinsă la 4,2 V reprezintă doar aproximativ 40-70% din capacitatea maximă. Toate acestea sunt îngrijite de TP4056. Acum, un lucru important, curentul de încărcare este determinat de rezistorul conectat la pinul PROG, modulele disponibile pe piață vin în general cu 1,2 KOhm conectați la acest pin, care corespunde curentului de încărcare de 1 ampere (imaginea nr. 5). Vă puteți juca cu acest rezistor pentru a obține curentul de încărcare dorit.

Link către fișa tehnică a TP4056

DW01A este un CI de protecție a bateriei, imaginea nr. 6 prezintă circuitele tipice de aplicație. MOSFETS M1 și M2 sunt conectate extern prin IC FS8205A.

Link către fișa tehnică a DW01A

Link către fișa tehnică a FS8205A

Toate aceste lucruri sunt asamblate pe placa de rupere a încărcătorului Li-ion TP4056 a cărui legătură este menționată în pasul nr. 2. Trebuie să facem doar două lucruri, să acordăm o tensiune cuprinsă între 4,0 și 8,0 V la bornele de intrare și să conectăm o baterie la bornele B + și B- ale TP4056.

Apoi, vom construi restul circuitelor încărcătorului de baterii.

Pasul 5: Circuit

Acum, să conectăm componentele electrice folosind fierul de lipit și sârma de lipit, pentru a finaliza circuitele. Am atașat imagini ale schemei Fritzing și versiunea mea a circuitelor fizice, uitați-vă la ea. Următoarea este descrierea aceluiași.

1. Terminalul '+' al mufei DC se conectează la un terminal al comutatorului și terminalul '-' al mufei DC se conectează la pinul GND al regulatorului 7805.
2. Alt pin al comutatorului este conectat la pinul Vin al regulatorului 7805.
3. Conectați trei condensatori de 100 nF în paralel între pinul Vin și GND al regulatorului de tensiune. (Utilizați placa de circuit cu scop general în acest scop)
4. Conectați un condensator de 100 nF între Vout și pinul GND al regulatorului de tensiune. (Utilizați placa de circuit cu scop general în acest scop)
5. Conectați pinul Vout al regulatorului de tensiune 7805 cu pinul IN + al modulului TP4056.
6. Conectați pinul GND al regulatorului de tensiune 7805 cu pinul IN al modulului TP4056.
7. Conectați terminalul '+' al suportului bateriei la pinul B + și terminalul '-' al suportului bateriei la pinul B al modulului TP4056.

Terminat.

Notă: - dacă utilizați adaptor de perete de 5 V, puteți sări peste partea regulatorului 7805 (inclusiv condensatori) și să conectați direct terminalul '+' și terminalul '-' al adaptorului de perete la pinii IN + și respectiv IN-ai TP4056

Notă: - În timp ce utilizați adaptorul de 12V, 7805 se va încălzi când poartă 1A, radiatorul poate fi util

Apoi, vom asambla fiecare lucru din carcasă.

Pasul 6: Asamblare: Partea 1 - Modificarea carcasei

Urmați acești pași pentru a modifica carcasa pentru a se încadra în circuitele electronice.

1. Marcați dimensiunile suportului bateriei de pe carcasă folosind un cuțit cu lamă. (Imaginea nr. 1)
2. Utilizați lama fierbinte pentru a tăia carcasa conform marcajului suportului bateriei. (Imaginile nr. 2 și 3)
3. După tăiere, folosind carcasa cu lamă fierbinte ar trebui să semene cu imaginea nr. 4.
4. Faceți marcajele portului USB al TP4056 pe carcasă. (Imaginile nr. 5 și 6)
5. Utilizați lama fierbinte pentru a tăia carcasa conform marcajului portului USB. (Imaginea nr. 7)
6. Luați dimensiunea și marcați LED-urile TP4056 de pe carcasă. (Imaginile nr. 8 și 9)
7. Utilizați lama fierbinte pentru a tăia carcasa conform marcajului LED-urilor. (Imaginea nr. 10)
8. Urmați pași similari pentru a face găuri de montare pentru mufa și comutatorul de curent continuu. (Imaginile nr. 11 și 12)

După modificarea carcasei, permiteți să se încadreze în componentele electronice.

Pasul 7: Asamblare: Partea 2 - Introducerea dispozitivelor electronice în interiorul carcasei

Urmați acești pași pentru a introduce electronice în interiorul carcasei.

1. Introduceți suportul bateriei astfel încât punctele de montare să fie în afara carcasei; folosiți pistol de lipit pentru a face o îmbinare fermă. (Imaginea nr. 1)
2. Așezați modulul TP4056, astfel încât LED-urile și portul USB să fie accesibile în afara carcasei, nu este nevoie să vă faceți griji dacă s-au făcut măsurători adecvate în pasul anterior, lucrurile vor cădea automat, în cele din urmă folosiți pistolul de lipit pentru a face o îmbinare fermă. 2)
3. Amplasați circuitul regulatorului de tensiune 7805; folosiți pistol de lipit pentru a face o îmbinare fermă. (Imaginea nr. 3)
4. Așezați mufa DC și comutatorul în locațiile corespunzătoare și utilizați din nou pistolul de lipit pentru a face o îmbinare fermă. (Imaginea nr. 4)
5. În cele din urmă, după asamblare, ar trebui să arate ca imaginea nr. 5 în interiorul incintei.
6. Folosiți câteva șuruburi de rezervă și șurubelniță pentru a închide capacul din spate. (Imaginea nr. 6)
7. Mai târziu am folosit chiar și o bandă izolatoare neagră pentru a acoperi proiecțiile nedorite rezultate din tăierea prin lama fierbinte. (depunerea este, de asemenea, o opțiune bună)

Încărcătorul terminat cu litiu-ion arată așa cum se arată în imaginea nr. 7. Acum să testăm încărcătorul.

Pasul 8: Trial Run

Introduceți o baterie litiu-ion descărcată în încărcător, conectați o intrare de 12 V DC sau o intrare USB. Încărcătorul ar trebui să lumineze intermitent cu LED roșu, indicând încărcarea în curs.

După un timp, după ce bateria se încarcă, încărcătorul ar trebui să clipească cu LED-ul ALBASTRU.

Am atașat imagini ale încărcătorului meu efectuând încărcarea bateriei și terminând procesul de încărcare.

Asa de. În cele din urmă am terminat.

Mulțumesc pentru timpul acordat. Nu uitați să verificați ceilalți instructabili și canalul meu de pe YouTube …