Контроллеры для повер банка. Как сделать походный Power Bank своими руками

Иногда, бывают такие ситуации, когда необходимо зарядить телефон или фотоаппарат, а розетки нет поблизости. В таком случае на помощь придёт устройство под названием "power bank”.

Такое устройство обычно состоит из пары - тройки небольших аккумуляторов, зарядного устройства для них и преобразователя напряжения для заряжаемого устройства, будь то фонарь, мобильный телефон или фотокамера.

Аккумуляторы я взял из старой батареи от ноутбука, типоразмер 18650, для их зарядки решил использовать китайскую микросхему TP4056, специально разработанную для зарядки Li-Ion аккумуляторов, а повышающий преобразователь, построенный на микросхеме CE8301, купил в виде готового модуля. Микросхемы и модули, заказывал на eBay.com.
TP4056 имеет ряд положительных особенностей, а именно:
1. Защита аккумуляторов от перезаряда и перегрева
2. Небольшое количество внешних элементов
3. Индикация режимов работы
4. Регулируемый ток заряда
5. Низкая стоимость
6. И т.д. и т.п.

Схема включения TP4056

Регулировка тока заряда осуществляется резистором Rprog. Я поставил 2,2 кОм, ток зарядки 500мА.

CE8301 имеет миллион подобных аналогов, особо зацикливаться на нём не стоит, скажу лишь, что работает он от 0,9В до 5В, при этом на выходе держит 5В 500мА(600мА максимум), чего вполне достаточно для зарядки большинства мобильных телефонов и фотокамер.

Схема включения CE8301

Фото преобразователей

Готовое устройство хотелось сделать достаточно функциональным, поэтому я решил использовать 2 преобразователя, если придётся заряжать сразу пару устройств, а для аккумуляторов решил взять аж 4 микросхемы TP4056, чтобы можно было использовать аккумуляторы с разной ёмкостью.
Для того чтобы микросхемы TP4056 не влияли друг на друга аккумуляторы соединил через диоды Шоттки, с падением 0,2 Вольта.

Итоговая схема получилась такой

Изготовил

Проверил

И смонтировал все компоненты

Чёрные капельки с надписью 103 это терморезисторы на 10кОм.

Плата получилась довольно компактной с учётом того, что из SMD компонентов были использованы только конденсаторы на 10мкФ и микросхемы TP4056. При пайке подкладывал под корпус микросхем кусочки малярного (бумажного) скотча, чтобы теплоотвод микросхем не замыкал дорожки.
Схема отлично работает, ничего не нагревается. Во время зарядки горит красный светодиод, когда напряжение на аккумуляторе достигает 4,2В, красный светодиод тухнет и загорается зелёный – зарядка прекращается. Если сработала тепловая защита, светодиоды не горят, а если к схеме не подключен аккумулятор, зелёный горит, а красный мигает. Зарядка банок одной ёмкости и с одинаковым остаточным напряжением происходит достаточно синхронно. В общем, я получил именно то, что хотел.

Всем доброго времени суток дорогие друзья! В сегодняшней статье я бы вам хотел показать, как сделать походную портативную зарядку для телефона - Power Bank. Его походные качества заключаются в том, что он может заряжаться при помощи солнечной энергии. Данный Power Bank будет стоить достаточно дешево, так как в его сборки будут использованы вторичные аккумуляторы и дешёвые китайские комплектующие с интернет магазинов. Ну да ладно, хватит длинных предисловий, погнали!

И так, для данной самоделки нам понадобится:
- Аккумуляторные батареи формата 18650.
- Кассеты для аккумуляторов.
- Провода.
- Плата управления Power Bank (можно купить у китайцев) .
- ДВП или МДФ панели (можно использовать и пластик, так как это нам пригодится для корпуса Power Banka).
- Солнечная панель (батарея) 5V.
- Выключатель.
- Тонкая пластиковая трубочка.

Из инструментов нам также понадобится:
-Паяльник.
- Супер клей.
- Отвертка.
- Ручка (или карандаш, маркер и т.п.).
- Канцелярский нож.
- Дрель.
- Терма клей.

Перед тем как начать строить Power Bank, следует разобраться с аккумуляторными батареями. Было решено использовать аккумуляторы формата 18650, так как это самый распространённый формат батарей и подобрать модуль управления для них в китайских интернет магазинах будет проще простого. Вы можете купить эти аккумуляторы новыми, что будет очень хорошо, но можете сэкономить и достать эти аккумуляторы из старого ноутбука, как и сделал автор самоделки. Но вы должны понимать, что использование старых аккумуляторов характеристики Power Banka будут не очень, будет медленная зарядка, маленькая ёмкость и т.д.

Переходим к сборке аккумуляторов в одну батарею. Наша батарея будет состоять из четырёх аккумуляторов. Для того чтобы собрать несколько аккумуляторов в один нам потребуются специальные кассеты (фото ниже), конечно можно связать их изолентой или склеить терма клеем, но использовать кассеты будет куда удобнее.

Вставляем аккумуляторы в кассеты так, чтобы спаяв аккумуляторы, мы получили параллельное соединение.

Следующим шагом нам следует спаять аккумуляторы между собой. Многие уже знают, что аккумуляторы нельзя паять паяльником, так как их очень легко перегреть, и они выйдут из строя. Самый лучший способ соединения аккумуляторов это контактная сварка, если у вас такая имеется, то вы очень счастливый человек и используйте её для сборки данной самоделки. Ну а если вы всего лишь владеете паяльником, то учтите, что паять аккумуляторы следует кратковременно, чтобы аккумулятор не успел прогреться, а также для пайки используйте паяльную кислоту. Нужно залудить аккумуляторы как на фото, и после чего прикладывая провод припаиваем.

Для следующего шага нам понадобится плата управления Power Banka, данная плата включает в себя много функций что позволяет сделать конструкцию максимально компактной. Припаиваем нашу аккумуляторную сборку к плате управления. Не забывая про полярность, на плате есть разметки «+» и «-», так что не запутаетесь.

Изготовим корпус. Для корпуса нам понадобится деревянная МДФ панель, но можно использовать любой подходящий плоский материал, с которым вы сможете работать. Вырезаем панель подходящего размера и приложив плату управления, обводим её по контуру.

Вырезаем окошечко для дисплея. МТФ панель довольно мягкая и чтобы вырезать окошечко под дисплей нам потребуется канцелярский нож. Просто проводим несколько раз ножом по отмеченному контуру, используя силу.

С помощью терма клея приклеиваем аккумуляторную сборку и плату управления к МТФ панели.

Из той же МТФ панели следует вырезать два одинаковых прямоугольника, длина которых будет равна длине основной части корпуса, а ширина должна быть такой, чтобы аккумулятор умещался. И ещё два одинаковых прямоугольника такой же ширины, но длина должна будет равна ширине корпуса. После того как вырезали заготовки склеиваем две из них, те что изображены на фото.

Увидев что светодиод от платы управления немного мешает, автор решил проделать отверстия, для того чтобы его индикацию было видно и светодиод не упирался. И также приклеиваем к корпусу.

Затем на другой панели также размечаем отверстия для USB и зарядки Power Banka. И тоже приклеиваем её к корпусу на супер клей.

На одной из боковых частей вырежем и высверлим отверстия под выключатель и кнопку выключения. Выключатель нам нужен для включения и выключения зарядки от солнечной энергии.

Далее нам понадобится солнечная батарея, которую следует подключить к плате управления. Припаивать следует в те места, что указаны на фото, и через выключатель.

Так как наша солнечная батарея меньше корпуса Power Bankа и её будет не достаточно для использования стенки. Для последней стенки корпуса вырежем не большой прямоугольник из МТФ панели, и приклеим супер клеем в указанное место как на фото.

И приклеим саму солнечную панель к корпусу и на этом закончим сборку корпуса.

В повседневное время люди часто используют гаджеты (смартфоны, планшеты и т.д.), но отправляясь куда-нибудь в путь, мы постоянно нуждаемся в зарядке своего телефона. Эту проблему решит Power Bank который можно изготовить за полтора часа из доступных компонентов.

Материалы и инструмент

Инструменты:

• Паяльник (припой, флюс).
• Кусачки.
• Канцелярский нож.
• Клей.
• Сода.

Материалы:

• Корпус.
• - 2 шт.
• USB (мама).
• Выключатель.
• Светодиод и резистор на 100 ом.

Схема Power Bank

Данный Power Bank я собирал по такой схеме.

Изготовление Power Bank своими руками

Первым делом я занялся изготовлением батареи для будущего Power Bank, из медной шины я изготовил контакты. Ёмкость аккумуляторов около 2000 mAh.

Далее я соединил два аккумулятора параллельно между собой при помощи отрезков от шины, но учтите, что паять аккумуляторы не желательно, делать это нужно мощным паяльником и очень быстро чтоб они не успевали нагреваться.

При соединении аккумуляторов напряжение на обеих должно быть одинаковым (4.2 вольта), но лучше всего зарядить их по отдельности, а потом уже спаивать в батарею.

В качестве корпуса я использовал старый дверной звонок, из которого предварительно вытащил всю электронику, а ненужные выступающие элементы я удалил при помощи кусачек.

Далее я установил USB на место где ранее был встроен выключатель от звонка, при помощи супер клея и соды.

Тем же самым методом я установил выключатель рядом с USB.

Минус аккумулятора я припаял к минусу от преобразователя, провода брать желательно толстого сечения, потому как токи здесь будут от 1 до 3 ампер, в зависимости от того что вы будете заряжать.

Таким же самым образом припаял плюсовой провод, в разрыв подключил выключатель.

Далее я настроил преобразователь на нужное напряжение, это напряжение должно колебаться в 5.2 до 5.5 вольт. При настройке аккумуляторы должны быть полностью заряжены.

При помощи паяльника я проделал отверстие под контроллер зарядки.

Сам контроллер я приклеил на супер клей и соду, почему соду, да потому что клей и сода образуют прочный полимер.

Устанавливать аккумуляторы я буду при помощи двухстороннего скотча.

Преобразователь я установил рядом с контроллером, и так же приклеил его на клей и соду.

Затем я припаял провода к выходу преобразователя, и припаял их к USB на крайние контакты, контакты что находятся по середине я их замкнул между собой, это нужно для того чтобы телефон не принял Power Bank за компьютер и не заряжал током 500 mAh.

Провод плюса от контроллера я припаял к одному контакту выключателя, а минусовой к входу преобразователя.

Из кусочка пластика я вырезал рассеиватель для светодиода и установил между выключателем и usb.

Сегодня никого уже не удивишь наличием смартфона, планшета или фотоаппарата. Все эти спецпримочки есть у каждого человека, однако довольно часто возникают ситуации, когда нет возможности их подзарядить при помощи зарядного устройства через электросеть.

В таком случае Вам обязательно пригодится power bank или внешний аккумулятор, который используется для подзарядки портативных устройств, например, во время походов. Конечно, можно купить уже готовый power bank, но зачем тратить деньги, если его можно сделать самостоятельно.

Предлагаем Вашему вниманию несколько схем сооружения power bank своими руками.

1. Power bank из аккумуляторных батарей мобильных телефонов

Итак, рассмотрим как сделать power bank своими руками при помощи нескольких аккумуляторных батарей мобильных телефонов. Для этого Вам понадобятся:

Несколько обычных мобильных аккумуляторов (желательно шесть или девять) емкостью 1020 mAh каждый.

Устанавливаем батареи параллельно друг дружке и обматываем их вдоль скотчем, а в поперек изолентой. Обратите внимание, обязательно должны быть открыты клеммы, к которым позже будут припаиваться провода.

Спаиваем между собой наши аккумуляторные батареи, соединяя две клеммы: «плюс» и «минус». Центральные клеммы АКБ или температурный датчик можно не соединять, поскольку они необходимы только для демонстрации оставшегося уровня заряда данного устройства.

Делаем контрольные замеры и прикрепляем все термоклеем.

И вуаля, все готово!

Данного Power bank Вам хватит на четыре-пять полных подзарядок Вашего телефона.

2. Внешний аккумулятор из простого фонарика

Чтобы соорудить Power bank из фонарика нам понадобятся:

Непосредственно сам фонарик с 3,7 Вольтовой батареей;

Преобразователь напряжения с встроенным USB выходом, который позволяет 3,7 Вольта литий-ионного аккумулятора фонарика преобразовать в 5 Вольт;

Контроллер заряда.

А) Демонтируем устройство.

Б) Убираем один из резисторов фонаря (к нему должен быть подпаян светодиод). Это позволит заменить один из режимов яркого свечения на новый режим – Пауэр Банк.

В) На место, где размешалась вилка для подзарядки фонаря, размещаем наш преобразователь с USB выходом.

Г) К контроллеру заряда батареи припаиваем «плюс» и «минус» от батареи. После чего к контактам OUT+/OUT- данного контроллера припаиваем преобразователь 5V.

Обратите внимание, предварительно нужно освободить один контакт переключателя и подпаять к нему преобразователь.

Д) Теперь проверяем работоспособность преобразователя, при необходимости перепаиваем.

Е) Итак, если все работает, при помощи эпоксидного клея приклеиваем контроллер и преобразователь.

Ж) Собираем фонарик и можем пользоваться.

Теперь вы всегда будете на связи и при свете, главное не забывать заряжать аккумулятор фонарика!

3. Power bank из простых батарей 2200 мАч 3,6 В

Для данного Power bank Вам понадобятся:

Непосредственно сами литий-ионные батареи (желательно 8 штук);

Внешние аккумуляторы для мобильных устройств нужны почти каждому пользователя, потому что довольно быстро разряжаются, особенно при высокой нагрузке на процессор.

Преимущества

• Относительно низкая цена – аккумуляторы большой емкости стоят дорого, дешевые же аналоги быстро выходят из строя, потому, если необходимые компоненты для сборки имеются под рукой, то собрать такое устройство выгодно;
• При возникновении неполадок в работе самодельный аккумулятор починить проще, так как он будет иметь съемный корпус, и вы будете понимать устройство цепей;
• Возможность сделать устройство желаемой емкости – достаточно большой;
• Вы можете сделать сменный корпус устройства для того, чтобы в случае повреждения вам не пришлось менять весь повер банк;
• С экологической точки зрения вторичное использование (например, из батарей со сломавшимся контроллером заряда) также благоприятно;
• Оригинальный или странный внешний вид устройства для некоторых пользователей также может быть привлекательным.

• На изготовление аккумулятора тратится достаточно много времени;
• Необходимо иметь некоторые изначальные навыки для его сборки;
• Плохой внешний вид устройства;
• Не все материалы для изготовления такого устройства могут быть под рукой;
• В большинстве случаев срок службы такого устройства ниже, чем у заводского аналога;
• В самых простых вариантах самодельного оборудования отсутствуют индикаторы заряда, кнопки включения и отключения, что не удобно (если же они будут присутствовать, то самостоятельная сборка станет чрезмерно долгой, сложной и дорогой);
• Теоретически такое устройство способно нанести вред аккумулятору мобильного устройства и даже вызвать его перегорание (но такой риск есть при использовании любого повер банка, изготовленного брендом, отличным от бренда вашего устройства);
• При сборе такого аккумулятора в любом случае нужны и контроллер заряда, а с учетом стоимости их покупки конечная цена устройства будет не такой уж и низкой.

Внимание! Не стоит браться за самостоятельную сборку, если у вас не имеется достаточно навыков для этого. При ошибке в сборке цепей устройство может нанести существенный вред .

Материалы

Изготовить самостоятельно внешний аккумулятор можно из носителей заряда любого типа.

Наиболее распространенными материалами являются:

• Пальчиковые батарейки;
• Аккумуляторы от старых телефонов с достаточной емкостью;
• Аккумуляторы от старых батарей ноутбуков.

В любом случае, вне зависимости от носителей, которые вы выбираете, вам потребуется контроллер заряда, к которому будет подключаться провод USB.

Естественно необходимо учитывать, что все носители должны быть исправны.

Из телефонных аккумуляторов

Это достаточно простой способ. Устройство получается относительно компактным и удобным, а также, емким.

Для его изготовления понадобится 6 аккумуляторов – соответственно, чем больше у них емкость, тем больше будет суммарная емкость повер банка.

Сделать его можно так:

• Положите три аккумулятора друг на друга, сориентировав контактами в одну сторону, и смотайте стопку скотчем – достаточно аккуратно и плотно;
• Повторите то же самое с другими тремя аккумуляторами;
• Проследите за тем, чтобы все клеммы были направлены в одну сторону и нигде не перекрывались липкой лентой;
• Теперь попарно спаяйте между собой крайние клеммы в обеих стопках – плюсы с плюсами и минусы с минусами соответственно (сделать это будет проще, если аккумуляторы изначально были примерно одного размера);
• Средние клеммы трогать не надо;
• Теперь подготовьте корпус – это может быть пластиковая коробка любого типа;
• Наметьте место в коробке, где будет располагаться будущий контроллер заряда, и вырежьте участок под USB;
• Прикрепите обе стопки батарей к контроллеру;
• Закрепите устройство в корпусе на соответствующем месте и закройте корпус.

Оставьте пластиковую коробку разъемной для текущего ремонта и чистки, так как сквозь вырезанное отверстие может попадать пыль.

Обычно, такого устройства хватает на 4-5 циклов заряда среднего, не особо мощного, смартфона.

Помните, что для любых работ по фиксации оборудования в корпусе должен применяться только термоклей.

Из пальчиковых батареек

Этот способ также несложный, но он достаточно ненадежный.

Такие аккумуляторы тяжелые и не обладают достаточной емкостью.

Но они дешево стоят и просто собираются.

• Возьмите два коробка из под спичек, отрежьте их верхние стороны;
• Склейте коробки основаниями друг к другу;
• Поместите в каждый коробок по две батарейки, сориентировав их в одну сторону полюсами;
• С помощью скоб от стиплера создайте контакты между батарейками из двух коробков – минус с минусом, плюс с плюсом, с обеих сторон;
• Закрепите скобы с помощью проволоки (главное не использовать скотч, так как иногда он способен изолировать контакты);
• Поместите все устройство в какую либо коробку, где оно будет компактно зафиксировано и контакты не повредятся;
• Найдите корпус, в который поместите весь аккумулятор – наметьте в нем место, где будет находиться USB-выход;
• Припаяйте короткий провод к USB-выходу;
• Закрепите выход в корпусе устройства;
• Припаяйте к USB-выходу аккумулятор;
• Закрепите всю конструкцию в корпусе с помощью термоклея.

Устройство готово. Это повер банк очень малой емкости, но он компактен, обладает малым весом и его удобно носить с собой.

Из автомобильной зарядки

Таким способом получаются довольно мощные аккумуляторы большой емкости. Они подходят для подзарядки планшетов, ноутбуков и других энергоемких устройств.

Больше всего для этой цели подходят батареи формата 18650.

Достать их можно из батарей ноутбуков, но элементы должны быть исправны.

На различных сайтах очень дешево продаются рабочие батареи, но со сгоревшими контроллерами – такие как раз и подойдут для данного изделия:

• Выньте аккумуляторы из батарей – вам потребуется всего 6 штук;
• Подготовьте корпус будущего аккумулятора – вырежьте или просверлите в нем отверстия для USB-входа и для выключателя (такая зарядка дает возможность сделать выключатель);
• Спаяйте между собой два блока по 4 батареи по схеме на картинке;

Емкости такого устройства должно хватить примерно на 2-3 цикла полной зарядки достаточно мощного устройства с высоким энергопотреблением. Для того, чтобы начать зарядку подключите , а затем нажмите на реле включения. При выключении сначала перетащите реле в положение выключения, а затем отсоедините устройство.

Из фонарика

Стандартный карманный фонарик со светодиодом тоже можно превратить в power bank.

Для этого потребуется собственно сам фонарик с аккумулятором 3,7 вольт, контроллер заряда, как и в предыдущих примерах, преобразователь напряжения с выходом на USB.

Такой преобразователь нужен только в данном способе самостоятельной сборки устройство, так как выходные 3,7 вольт нужно преобразовать, в необходимые для зарядки телефона, 5 вольт.

• Разберите фонарик и найдите резистор к которому прикреплен светодиод;
• Открепите светодиод;
• Снимите металлическую вилку, с помощью которой ранее заряжался фонарик;

• На ее место установите преобразователь тока с USB-выходом;
• Теперь припаяйте к контроллеру оба полюса аккумулятора фонаря – и плюс и минус к соответствующим местам;
• Внимательно посмотрите на контроллер – на нем есть два контакта – OUT+ и OUT-;
• Присоедините к ним преобразователь в 5 вольт;
• Освободите один из контактов переключателя;
• Подпаяйте к освобожденному контакту преобразователь;
• С помощью вольтметра проверьте, работает ли преобразователь;
• Если он не работает, то проведите перепайку к другому контакту на этой стадии;
• Снова проведите проверку – теперь все должно работать;
• Теперь прикрепите термоклеем контроллер и преобразователь к корпусу фонаря;

Но даже если они есть – необходимо найти все компоненты устройства, и если батареи из неработающих аккумуляторов найти достаточно просто, то заряда в большинстве случаев придется покупать.

Учитывая стоимость контроллера, выхода под USB и, в некоторых случаях, преобразователя, экономическая целесообразность самостоятельной сборки представляется минимальной.

Но если по какой-то причине такие компоненты имеются под рукой, тогда дополнительный повер банк не будет лишним.