Меню

Аккумулятор usb своими руками

Как сделать power bank своими руками: плюсы и минусы, пошаговые инструкции по изготовлению из разных материалов

Для зарядки аккумуляторов смартфонов и увеличения времени работы электронных гаджетов используются внешние источники постоянного тока, оборудованные портами USB или microUSB. Можно сделать Power Bank своими руками из батарей для сотового телефона или стандартных алкалиновых батареек.

Преимущества и недостатки самоделки

К преимуществам самостоятельной сборки Power Bank относятся:

  • возможность создания устройств с увеличенным напряжением или емкостью;
  • для изготовления используются компоненты старых изделий, литийионные или никель-металлогидридные элементы питания, оставшиеся от бытовой или компьютерной техники;
  • возможна замена части аккумуляторов, вышедших из строя в процессе эксплуатации (при использовании разборного бокса).

Недостатки самодельного оборудования:

  • необходимы знания электрики и навыки работы с паяльным оборудованием;
  • требуется приобретение или самостоятельное изготовление блока зарядки (с цепью защиты от переразряда) и повышающего модуля;
  • сложность поиска бокса подходящей конфигурации;
  • грубый внешний вид устройства (кроме случаев применения заводских кожухов);
  • меньший срок службы по сравнению с заводскими изделиями;
  • отсутствие дополнительных элементов (переключателя питания, контрольных диодов или вспомогательных разъемов);
  • риск повреждения внешнего оборудования при зарядке из-за ошибок в установке или сборке регулятора напряжения;
  • при использовании качественных комплектующих итоговая стоимость зарядного приспособления сопоставима с ценой заводских устройств.

Материалы изготовления

Базой для изготовления самодельных источников постоянного тока являются портативные аккумуляторные батарейки, аккумуляторы сотовых телефонов или элементы питания ноутбуков. Допускается использование алкалиновых батареек стандарта АА или ААА, а также перезаряжаемых элементов на никель-металлогидридной основе, имеющих аналогичные размеры корпуса.

Дополнительно приобретаются разъем USB и контроллер, поддерживающий стабильное напряжение в цепи питания.

Возможно изготовление конструкций, использующих для восполнения заряда энергию солнечного излучения. В конструкцию изделия включается светочувствительный элемент, преобразующий солнечный свет в электрическую энергию. Панель подключается к блоку управления зарядкой, оснащенному портом microUSB для подключения к внешней цепи питания, поскольку от солнечного излучения аккумуляторную батарею зарядить невозможно.

Из телефонных аккумуляторов

Для создания компактного повербанка небольшой емкости используются аккумуляторы мобильных телефонов. Рекомендуется использовать не менее 6 однотипных изделий одинаковой емкости, которые соединяются в общую цепь, а затем закрываются пластиковым кожухом.

Для уменьшения размеров требуется собрать 2 банки, для удержания элементов используется малярный скотч или изоляционная лента. Для упрощения коммутационной схемы аккумуляторы размещаются контактными площадками в одном направлении.

Затем производится соединение медным кабелем крайних контактов источников тока в каждой банке. Проводка крепится методом пайки, перед соединением тестовым прибором проверяется полярность элементов. Батареи соединяются в параллельную цепь, что позволяет увеличить емкость будущего Power Bank.

При сборке следует использовать только крайние контакты на каждом источнике тока, средняя площадка не используется (этот элемент предназначен для контроля температуры батареи). По аналогичной схеме коммутируется вторая банка.

Подготовить пластиковый корпус с подходящими габаритами, который должен вместить блок управления зарядкой и собранные ранее аккумуляторные банки.

Внутри кожуха размещаются соединительная электропроводка и задняя часть разъема USB.

После соединения кабелей компоненты помещают в коробку, для ограничения подвижности устанавливаются пластиковые или поролоновые прокладки. Нужно протестировать работу полученного устройства, емкости установленных элементов должно хватать на 3-5 зарядок батареи смартфона.

Для соединения частей кожуха и дополнительных крышек применяется термоклей, винты или защелки. Тип конструкции зависит от конфигурации и конструкции деталей. Рекомендуется делать разъемную конструкцию, которая позволит удалять скопившиеся в ходе эксплуатации загрязнения и менять вышедшие из строя элементы.

Хороший результат достигается при использовании пластиковой водопроводной трубы, которая нагревается строительным феном и обжимается вокруг муляжа аккумуляторных банок.

Из пальчиковых батареек

Бюджетный Powerbank собирается по следующей методике:

  1. Установить алкалиновые батарейки АА или ААА попарно в картонные коробки. Элементы питания располагаются полюсами в одном направлении. Для увеличения емкости и напряжения рекомендуется собирать 3 банки.
  2. Соединить контакты в параллельную цепь, используя подручные предметы (например, скобы от канцелярского степлера) или припаяв проводники. Рекомендуется устанавливать соединительные шнуры при помощи припоя, поскольку другие методики не обеспечивают длительного надежного контакта.
  3. Установить полученные банки в подходящую коробку из картона или пластика, а затем соединить цепи последовательно, что позволит получить на выходе напряжение 4,5 В.
  4. Разместить в кожухе разъем USB, который напрямую подключается к выводам пальчиковых батареек. Колодка крепится к корпусу или размещается свободно на соединительных электрических кабелях. Установка контроллера зарядки не требуется, поскольку элементы питания не поддерживают восстановления емкости.
  5. Закрепить компоненты зарядника при помощи термоклея. Полученное устройство является одноразовым, пригодным для подзарядки сотового телефона или иного электронного прибора в чрезвычайной ситуации.
Читайте также:  Как повысить емкость li ion аккумулятора

Вместо пальчиковых батареек возможно использование аналогичных по конфигурации аккумуляторов на никель-металлогидридной или никель-кадмиевой основе. В конструкцию узла требуется включить блок контроля параметров зарядки, при эксплуатации устройств следует учитывать конструктивные особенности элементов питания.

Например, никель-кадмиевые банки необходимо разряжать до нуля, что позволит сохранить емкость изделий. Можно сделать Power Bank со съемными элементами, которые заряжаются в специальном зарядном устройстве.

Из автомобильной зарядки

Мощный портативный источник постоянного тока, предназначенный для восполнения емкости аккумуляторов ноутбуков, собирается на основе компонентов автомобильного зарядного приспособления для телефонов. Для сборки изделия потребуются элементы питания стандарта 18650, которые извлекаются из неисправных батарей для компьютерной техники.

Рекомендуется проверить состояние изделий, использовать вышедшие из строя элементы недопустимо. Для изготовления Power Bank потребуется 8 устройств формата 18650 (напряжение каждого составляет 3,7 В).

Из имеющихся батарей собираются 2 банки, контакты соединяются последовательно. Суммарное напряжение каждой банки составит 14,8 В, для соединения элементов используется медный монолитный кабель, который крепится к полюсам при помощи припоя. Рекомендуется использовать провод сечением не менее 0,5 мм², который обеспечит передачу повышенной мощности и гарантирует надежность соединения.

Блоки устанавливаются в пластиковый бокс, для фиксации элементов применяется термоклей. В качестве корпуса рекомендуется использовать пластиковый бокс от реле, устанавливаемый в автомобилях. Материал стенок обладает повышенной прочностью, крышка устанавливается на винтах через резиновый уплотнительный кант, предотвращающий попадание воды на элементы питания и контроллер.

В стенках кожуха предварительно прорезаются технологические отверстия для дополнительных элементов (портов USB и трехпозиционного переключателя).

Выходы от батарей припаиваются к клеммам выключателя, шнуры выводятся к контроллеру от автомобильного зарядного блока. Затем подключается блок разъемов USB, все точки соединения изолируются специальной поливинилхлоридной трубкой или изоляционной лентой.

Кабели укладываются в пустоты между элементами, для крепления применяется термический клей или пластиковые хомуты. Затем на место ставится крышка и производится тестирование зарядного устройства, емкости хватает на 2-3 зарядки сотового телефона.

Существуют специальные боксы, рассчитанные на размещение 8 элементов стандарта 18650. При применении заводского кожуха нет необходимости соединять элементы питания проводами, в нижней части кожуха предусмотрены металлические контактные пластины.

Дополнительным достоинством бокса является фиксация источников тока пружинами контактов и специальными выступами на крышке. К недостаткам изделия можно отнести срок его поставки (оно производится в Китае) и хрупкость защелок, расположенных по периметру секций бокса.

Внутри корпуса установлен штатный контроллер зарядки, на внешней стороне предусмотрены порты USB, рассчитанные на ток 1 и 2 А. Для зарядки элементов имеется отдельный вход, снабженный контрольным диодом. Для поддержания выходного напряжения на уровне 4,85-5,0 В используется штатный регулятор. В конструкции предусмотрен регулятор зарядки элементов, автоматически разрывающий цепь питания.

При изготовлении самодельного блока зарядки возможно расширить функциональные возможности устройства, разместив на кожухе светодиоды. Источники света устанавливаются в заранее просверленные отверстия, для фиксации используется термоклей, который дополнительно герметизирует устройство.

Затем лампы соединяются в общую цепь, которая подключается к батарее через переключатель. Устройство применяется одновременно как фонарик и как блок зарядки, количество и схема расположения лампочек могут быть произвольными.

Из фонарика

Для сборки Повер Банк подходит бытовой электрический фонарик с аккумулятором напряжением 3,7 В. Дополнительно потребуется сделать блок управления зарядкой и установить преобразователь (для конвертации напряжения до 5 вольт), а затем установить кабель, подающий ток на разъем USB. В качестве корпуса используется корпус фонаря, который модифицируют под установку дополнительных компонентов.

Читайте также:  Аккумулятор для кавасаки ззр 600

Алгоритм изготовления изделия:

  1. Отвинтить крепежные шурупы, разделить кожух фонаря на половины. Возможно, потребуется снять дополнительные фиксирующие детали.
  2. Найти резистор, который отвечает за подачу питания к контрольному светодиоду. Отделить диод от цепи питания.
  3. Демонтировать металлические контакты, использовавшиеся для подзарядки встроенной батареи от бытовой сети. На место вилки установить заранее собранный или приобретенный конвертер напряжения, оснащенный пластиной с установленным разъемом типа USB.
  4. Подсоединить коммутационные шнуры от батареи фонаря к блоку управления зарядкой. При соединении проводки требуется учитывать полярность элементов.
  5. Найти на контроллере выходы, отмеченные символами “+” или “-“, встречаются модификации с обозначениями вида “Out-” и “Out+”. Подключить к выходам ответные шнуры, идущие от преобразователя напряжения.
  6. Подсоединить одну из цепей, идущих к преобразователю напряжения, через штатный переключатель фонаря. Проверить работоспособность изделия при помощи тестового прибора, если напряжение на порт USB не подается, то кабель переносится на другой штекер переключателя.
  7. Проверить работоспособность полученного источника питания, компоненты закрепить в корпусе при помощи термоклея и дополнительных прокладок. Собрать половины внешней оболочки изделия.
    Преимуществом конструкции является ее универсальность – изделие можно использовать для подсветки дороги в темное время суток и для подзарядки смартфона. Емкости встроенного элемента хватает на 1-2 зарядки, допускается установка аккумулятора увеличенной емкости.

Блок повышения напряжения собирается на основе транзисторов и дополнительных электронных компонентов. В конструкции предусматриваются стабилитроны, путем подбора рабочих параметров обеспечивается нужное напряжения на выходе. Дополнительное влияние на работу узла оказывает катушка индуктивности, для регулирования рабочих параметров изменяют число витков провода.

Для самостоятельного изготовления преобразователя необходимо обладать знаниями в области схемотехники и электроники, в противном случае собрать узел не получится.

Источник

Гальваническая банка. Делаем power bank для ноутбука в домашних условиях

Содержание статьи

Я — счас­тли­вый обла­датель ноут­бука Asus серии K53, который под наг­рузкой куша­ет поряд­ка 70 Вт. Сле­дова­тель­но, про­вод с триг­гером быс­трой заряд­ки на 12 В и пла­та‑повышай­ка с «Али­экс­прес­са» тут не помогут — быс­трая заряд­ка Quick Charge 3.0 выда­ет мак­симум 12 В / 1,5 А (18 Вт) минус потери из‑за не 100%-го КПД пре­обра­зова­теля. Более мощ­ную «бан­ку» с Power Delivery я покупать не хочу. Ком­плект смен­ных акку­муля­торов не вари­ант, ноут­бук с заряд­ным и так весит боль­ше 3 кг.

Ко­роче, я у мамы инже­нер, недав­но при­шел новень­кий паяль­ник с «Али», в ящи­ке валя­ется мешок банок 18650, и как раз при­еха­ли пла­ты BMS и понижа­ющий модуль. Решено было собирать свой акку­муля­тор, что я и сде­лал, пос­вятив это­му занятию три сво­бод­ных вечера.

Требования

Крат­ко обри­сую тре­бова­ния, которые я предъ­являл к сво­ей самодел­ке.

  1. За­ряд­ка от штат­ного ноут­бучно­го БП. Через Micro-USB заряжать такой емкий акку­муля­тор — мазохизм, кабеля Type-C в доме нет ни одно­го, а делать отдель­ный заряд­ник спе­циаль­но для сво­ей самодел­ки не кошер­но, хочет­ся иметь воз­можность зарядить­ся от чего угод­но. 220-воль­товое гнез­до тре­бует доволь­но габарит­ной схе­мы пониже­ния и вып­рямле­ния, которая к тому же нуж­дает­ся в охлажде­нии даже при исполь­зовании импуль­сно­го тран­сфор­матора. Поэто­му на вход будет стан­дар­тное гнез­до 5,5 × 2,5 мм, куда мож­но вста­вить любой заряд­ник с нап­ряжени­ем от 13 до 32 В.
  2. Боль­шая емкость для про­дол­житель­ной авто­ном­ной работы. Тас­кать с собой уве­сис­тую шту­ку, которая сядет через минут двад­цать, — удо­воль­ствие пос­редс­твен­ное. Если уж делать, то делать доволь­но емкий, чтоб потом не бегать гла­зами вок­руг в поис­ках розет­ки.
  3. Вы­ход — стан­дар­тный ште­кер 5,5 × 2,5 мм. Само собой, если ты решишь пов­торить эту самодел­ку и у тебя дру­гой разъ­ем — его лег­ко заменить любым дру­гим.
  4. Кноп­ка‑вык­лючатель, для удобс­тва и что­бы не рас­ходовать заряд батареи током холос­того хода выход­ного пре­обра­зова­теля и инди­като­рами.
  5. USB-выход с под­дер­жкой быс­трой заряд­ки для смар­тфо­на.
  6. Вы­сокая выход­ная мощ­ность для нор­маль­ной заряд­ки ноут­бука.
  7. По воз­можнос­ти — регули­руемое выход­ное нап­ряжение для без­болез­ненной перес­трой­ки под дру­гой ноут­бук при необ­ходимос­ти.
Читайте также:  Ноутбук леново сбросить аккумулятор

Материалы

Здесь все стан­дар­тно для такого рода гад­жетов. Собс­твен­но акку­муля­тор­ные ячей­ки, пла­та BMS, вход­ной понижа­ющий и выход­ной повыша­ющий пре­обра­зова­тели, кон­трол­лер быс­трой заряд­ки для USB-выхода и рас­ходни­ки для кор­пуса.

С акку­муля­тора­ми тоже все тра­дици­онно: литий‑ион­ные ячей­ки типораз­мера 18650 проч­но засели в арсе­нале самодель­щиков и позиции сда­вать не собира­ются. Они емкие, удоб­ны для соз­дания батарей, отно­ситель­но недоро­ги, и их мож­но за копей­ки (а то и бес­плат­но) наб­рать в сер­вис‑цен­трах из дох­лых ноут­бучных батарей. Емкость в таком слу­чае оставля­ет желать луч­шего, но зато это край­не дос­тупный вари­ант для деревен­ских нищеб­родов вро­де меня.

Пла­та BMS (Battery Management System) нуж­на всег­да, если пос­ледова­тель­но соеди­няет­ся боль­ше одной ячей­ки. Дело в том, что даже про­изве­ден­ные в одной пар­тии акку­муля­торы име­ют слег­ка раз­личные харак­терис­тики, в час­тнос­ти — емкость. При пос­ледова­тель­ном соеди­нении яче­ек раз­ной емкости они будут раз­ряжать­ся нерав­номер­но, то есть минимум одна ячей­ка уйдет в перераз­ряд. А, как ты зна­ешь, перераз­ряд для лити­евых банок — это не прос­то пло­хо, а очень пло­хо.

Об­ратное про­изой­дет при заряд­ке такой батареи: менее емкие ячей­ки зарядят­ся быс­трее, и даль­нейшая заряд­ка при­ведет к некон­тро­лиру­емой реак­ции горения, в прос­тонародье зовущей­ся взры­вом. Горящие лити­евые акку­муля­торы, рас­кидыва­ющие вок­руг кус­ки адско­го неуга­симо­го пла­мени, конеч­но, выг­лядят кра­сиво, но это небезо­пас­но, так что давай не будем доводить их до такого сос­тояния, а прос­то вос­поль­зуем­ся BMS.

Гра­мот­ные BMS име­ют в сос­таве балан­сиров­щик яче­ек и схе­му защиты, которая отклю­чит батарею в слу­чае перег­рузки, переза­ряда или перераз­ряда, и сто­ят при этом все­го пару бак­сов. Впро­чем, силь­но эко­номить на защите не сле­дует, так что перед покуп­кой все же почитай отзы­вы. Попада­лись пла­ты, в которых заяв­ленный балан­сиров­щик не работал или вооб­ще отсутс­тво­вал.

По­нижа­ющий DC-DC-кон­вертер по вхо­ду нужен для получе­ния ста­биль­ного рабоче­го нап­ряжения заряд­ки акку­муля­торов из неиз­вес­тно­го (хоть и заведо­мо более высоко­го) вход­ного. Его важ­ные осо­бен­ности — наличие хоть неболь­шого ради­ато­ра, так как вся вход­ная мощ­ность будет про­ходить через него, и, опци­ональ­но, при­сутс­твие огра­ничи­теля по току, что­бы с ходу не убить пре­обра­зова­тель мощ­ным током при заряд­ке в ноль сев­ших акку­муля­торов.

Вы­ход­ной DC-DC-пре­обра­зова­тель — это то, на чем я решил сэконо­мить, и горь­ко об этом пожалел, но об этом чуть поз­же. Его задача — обес­печить тре­буемое ста­биль­ное выход­ное нап­ряжение из нап­ряжения нашей батареи. В иде­але он дол­жен иметь защиту от корот­ких замыка­ний и перег­рузки, что­бы потом не думать, чем его заменить. Ну и хоть неболь­шой ради­атор, по опы­ту, точ­но не пов­редит.

Быс­трая заряд­ка — отдель­ная тема. Как ты зна­ешь, она исполь­зует линии дан­ных в USB, что­бы устрой­ство мог­ло догово­рить­ся с заряд­ником о нап­ряжении и токе заряд­ки. Стан­дарт прос­той, и ты можешь даже сам реали­зовать заряд­ное с его под­дер­жкой, если руки рас­тут из нуж­ного мес­та. Но для меня было дешев­ле и про­ще купить готовую пла­ту с кон­трол­лером, бонусом получил под­дер­жку не толь­ко Quick Charge 3.0, но и пол­дюжины дру­гих про­токо­лов.

Стан­дарты быс­трой заряд­ки

На Хаб­ре была хорошая статья об исполь­зовании умных заряд­ников в сво­их целях. Там же опи­сан про­токол, что поможет тебе соз­дать соот­ветс­тву­ющее спе­цифи­кации заряд­ное устрой­ство самос­тоятель­но.

Рас­ходни­ки есть в гараже у любого ува­жающе­го себя тех­наря. Это гнез­да 5,5 × 2,5, про­вода, при­пой, орг­стек­ло или плас­тик, кноп­ка, диоды и вся­кое такое.

У гнез­да, как ты пом­нишь, три кон­такта: один внут­ренний (+) и два внеш­них (–). Внеш­ние я соеди­нил перемыч­кой для сни­жения наг­рузки. Если не хочешь проб­лем, тебе сто­ит сде­лать так же.

Продолжение доступно только участникам

Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте

Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее

Источник

Adblock
detector