DIY nabíjačka lítium-iónových batérií: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Batérie hrajú dôležitú úlohu v každom projekte/produktoch napájaných batériami. Nabíjateľné batérie sú drahé, pretože v porovnaní s používaním a vybíjaním batérií si musíme spolu s batériami (až doteraz) kupovať aj nabíjačku, ale sú veľmi hodnotné. Dobíjacie batérie používajú niekoľko rôznych kombinácií materiálov elektród a elektrolytov, napríklad olovenú kyselinu, nikel-kadmium (NiCd), nikel-metal-hydridový (NiMH), lítium-iónový (Li-ion) a lítium-iónový polymér (Li-ion polymér).

V jednom zo svojich projektov som použil lítium-iónovú batériu a rozhodol som sa postaviť nabíjačku namiesto nákupu drahej, takže začnime.

Krok 1: Rýchle video

Tu je krátke video, ktoré vás prevedie všetkými krokmi za niekoľko minút.

Kliknutím sem si ho môžete pozrieť na youtube

Krok 2: Zoznam komponentov elektroniky

Tu je zoznam komponentov potrebných pre túto nabíjačku Li-ion batérií.

• Modul nabíjačky lítium -iónových batérií na báze TP4056 s ochranou batérie,
• 12 V 2 A zosilňovač na stenu,
• 2-kolíkový prepínač SPST,
• 7805 regulátor napätia (1 kus) (môžete to preskočiť, ak máte 5 V nástenný adaptér),
• Kondenzátor 100 nF (4 kusy) (môžete to preskočiť, ak máte 5 V nástenný adaptér),
• Držiak batérie Li-ion 18650
• DC konektor a,
• obvodová doska na všeobecné použitie.

Krok 3: Zoznam nástrojov

Tu je zoznam nástrojov použitých v tejto nabíjačke Li-ion batérií.

• Spájkovačka, spájkovací drôt,
• Horúca čepeľ (odkaz na môj návod, ktorý vám pomôže pri výrobe tejto čepele),
• Lepiaca pištoľ, lepiace tyčinky,
• Skrutkovač a náhradné skrutky a,
• Plastový kryt - 8 cm x 7 cm x 3 cm (okolo tejto veľkosti by mal fungovať).

Teraz, keď sú všetky nástroje a súčiastky na svojom mieste, pozrime sa podrobne na náš modul TP4056, ktorý je neoddeliteľnou súčasťou našej nabíjačky batérií.

Krok 4: Modul nabíjačky lítium -iónových batérií na báze TP4056

Poďme sa dostať do podrobností o tomto module. Na trhu sú k dispozícii dve verzie tejto oddeľovacej dosky Li-ion nabíjačky TP4056; s obvodmi na ochranu batérie a bez nich. Budeme používať jeden s obvodmi na ochranu batérie.

Breakout board, ktorý obsahuje obvody na ochranu batérie, poskytuje ochranu pomocou integrovaných obvodov DW01A (IC na ochranu batérie) a FS8205A (Dual N-Channel Enhancement Mode Power MOSFET). Odlomová doska s ochranou batérie preto obsahuje 3 integrované obvody (TP4056+DW01A+FS8205A), zatiaľ čo tá bez ochrany batérie obsahuje iba 1 integrovaný obvod (TP4056).

TP4056 je kompletný lineárny nabíjací modul s konštantným prúdom/konštantným napätím pre jednočlánkové lítium-iónové batérie. Vďaka balíku SOP a nízkemu počtu externých komponentov je TP4056 ideálny pre kutilské aplikácie. Môže pracovať s USB aj nástennými adaptérmi. Pripojil som obrázok pinového diagramu TP4056 (obrázok č. 2) spolu s obrázkom nabíjacieho cyklu (obrázok č. 3) ukazujúci nabíjanie konštantným prúdom a konštantným napätím. Dve diódy LED na tejto oddeľovacej doske zobrazujú rôzne prevádzkové stavy, ako je nabíjanie, ukončenie nabíjania atď. (Obrázok č. 4).

Na bezpečné nabíjanie 3,7 V lítium-iónových batérií by sa mali nabíjať konštantným prúdom 0,2 až 0,7-násobku ich kapacity, kým ich koncové napätie nedosiahne 4,2 V, neskôr by sa mali nabíjať v režime konštantného napätia, kým nabíjací prúd neklesne na 10% počiatočnej rýchlosti nabíjania. Nabíjanie pri 4,2 V nemôžeme ukončiť, pretože kapacita dosiahnutá pri 4,2 V predstavuje iba asi 40-70 % plnej kapacity. O toto všetko sa stará TP4056. Teraz jedna dôležitá vec, nabíjací prúd je určený odporom pripojeným k pinu PROG. Moduly dostupné na trhu sa spravidla dodávajú s 1,2 KOhm pripojeným k tomuto kolíku, čo zodpovedá nabíjaciemu prúdu 1 ampér (obrázok č. 5). S týmto odporom sa môžete hrať a dosiahnuť požadovaný nabíjací prúd.

Odkaz na technický list TP4056

DW01A je integrovaný obvod ochrany batérie, obrázok č. 6 zobrazuje typické obvody aplikácií. MOSFETY M1 a M2 sú externe prepojené pomocou integrovaného obvodu FS8205A IC.

Odkaz na technický list DW01A

Odkaz na technický list FS8205A

Všetky tieto veci sú zostavené na odpojovacej doske nabíjačky lítium-iónových batérií TP4056, ktorej prepojenie je uvedené v kroku č. 2. Musíme urobiť iba dve veci, dať napätie v rozsahu 4,0 až 8,0 V na vstupných svorkách a pripojiť batériu na svorky B+ a B- na TP4056.

Ďalej postavíme zvyšok obvodov nabíjačky batérií.

Krok 5: Okruh

Teraz spojme elektrické súčiastky pomocou spájkovačky a spájkovacieho drôtu, aby sme dokončili obvody. Priložil som obrázky Fritzingovej schémy a mojej verzie fyzických obvodov, pozrite sa na to. Nasleduje popis toho istého.

1. „+“konektor DC konektora sa pripája k jednému konektoru spínača a „-“konektor DC konektora sa pripája na pin GND regulátora 7805.
2. Ďalší kolík spínača je pripojený k kolíku Vin regulátora 7805.
3. Pripojte tri kondenzátory 100 nF paralelne medzi pin Vin a GND regulátora napätia. (Na tento účel použite obvodovú dosku na všeobecné použitie)
4. Pripojte kondenzátor 100 nF medzi pin Vout a GND regulátora napätia. (Na tento účel použite obvodovú dosku na všeobecné použitie)
5. Pripojte pin Vout regulátora napätia 7805 k kolíku IN+ modulu TP4056.
6. Spojte kolík GND regulátora napätia 7805 s pinom IN modulu TP4056.
7. Pripojte svorku '+' držiaka batérie k kolíku B+ a svorku '-' držiaka batérie k B-kolíku modulu TP4056.

Hotový.

Poznámka:- ak používate 5 V nástenný adaptér, môžete časť regulátora 7805 (vrátane kondenzátorov) preskočiť a priamo pripojiť svorky „+“a „-“nástenného adaptéra k pinom IN+ a IN na TP4056

Poznámka:- Pri použití adaptéra 12V sa 7805 bude zahrievať, keď bude mať prúd 1A, môže prísť vhod chladič

Ďalej zostavíme všetky veci v kryte.

Krok 6: Montáž: Časť 1- Úprava krytu

Pri úprave krytu, aby sa zmestil do elektronických obvodov, postupujte podľa týchto krokov.

1. Označte rozmery držiaka batérie na kryte nožovým nožom. (Obrázok č. 1)
2. Horúcou čepeľou prestrihnite kryt podľa označenia držiaka batérie. (Obrázok č. 2 a 3)
3. Po vykonaní rezu pomocou krytu s horúcimi čepeľami by mal pripomínať obrázok č. 4.
4. Na kryte označte port USB TP4056. (Obrázok č. 5 a 6)
5. Horúcou čepeľou prestrihnite kryt podľa označenia portu USB. (Obrázok č. 7)
6. Zmerajte rozmery a označte LED diódy TP4056 na kryte. (Obrázok č. 8 a 9)
7. Použite horúci kotúč na prerezanie krytu podľa označenia LED diód. (Obrázok č. 10)
8. Pri vytváraní montážnych otvorov pre DC konektor a prepínač postupujte podľa podobných krokov (Obrázok č. 11 a 12)

Po úprave krytu sa zmestí do elektroniky.

Krok 7: Zostavenie: časť 2- Vloženie elektroniky do skrinky

Pri vkladaní elektroniky do krytu postupujte podľa týchto krokov.

1. Vložte držiak batérie tak, aby montážne body boli mimo krytu; pomocou lepiacej pištole vytvorte pevný spoj. (Obrázok č. 1)
2. Umiestnite modul TP4056 tak, aby boli diódy LED a port USB prístupné mimo krytu, nie je potrebné sa obávať, ak boli v predchádzajúcom kroku vykonané správne merania, veci automaticky zapadnú na miesto a nakoniec pomocou lepiacej pištole vytvorte pevný spoj. (Obrázok č. 2)
3. Umiestnite obvod regulátora napätia 7805; pomocou lepiacej pištole vytvorte pevný spoj. (Obrázok č. 3)
4. Umiestnite DC konektor a Switch na ich zodpovedajúce miesta a opäť pomocou lepiacej pištole vytvorte pevný spoj. (Obrázok č. 4)
5. Nakoniec po montáži by to malo vo vnútri krytu vyzerať ako obrázok č. 5.
6. Na zatvorenie zadného veka použite náhradné skrutky a skrutkovač. (Obrázok č. 6)
7. Neskôr som dokonca použil čiernu izolačnú pásku na zakrytie nežiaducich výčnelkov spôsobených prerezaním horúcej čepele. (podanie je tiež dobrou možnosťou)

Hotová lítium-iónová nabíjačka vyzerá ako na obrázku č. 7. Teraz vyskúšajme nabíjačku.

Krok 8: Skúšobná prevádzka

Vložte vybitú lítium-iónovú batériu do nabíjačky, pripojte vstup 12 V DC alebo USB. Nabíjačka by mala blikať ČERVENOU diódou, čo znamená, že prebieha nabíjanie.

Po určitom čase, keď sa batéria nabije, nabíjačka by mala blikať MODROU diódou.

Pripojil som obrázky svojej nabíjačky, ktorá vykonáva nabíjanie batérie a ukončuje proces nabíjania.

Takže. Nakoniec sme hotoví.

Ďakujem za Váš čas. Nezabudnite sa pozrieť na moje ďalšie návody a môj youtube kanál..