DIY nabíječka lithium-iontových baterií: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Baterie hrají důležitou roli v jakémkoli projektu/produktech provozovaných na baterie. Dobíjecí baterie jsou drahé, protože si musíme koupit nabíječku spolu s bateriemi (až dosud) ve srovnání s používáním a házením baterií, ale jsou velkou hodnotou za peníze. Dobíjecí baterie používají několik různých kombinací materiálů elektrod a elektrolytů, například olovo-kyselina, nikl-kadmium (NiCd), nikl-metalhydrid (NiMH), lithium-iontový (Li-ion) a lithium-iontový polymer (Li-ion polymer).

V jednom ze svých projektů jsem použil Li-ion baterii a rozhodl jsem se postavit nabíječku místo nákupu drahé, takže začněme.

Krok 1: Rychlé video

Zde je krátké video, které vás během několika minut provede všemi kroky.

Kliknutím sem jej můžete sledovat na youtube

Krok 2: Seznam elektronických součástek

Zde je seznam komponent potřebných pro tuto nabíječku Li-ion baterií.

• Modul nabíječky lithium -iontových baterií TP4056 s ochranou baterie,
• Nástěnný adaptér 12 V 2 A,
• 2pinový přepínač SPST,
• 7805 regulátor napětí (1 kus) (můžete to přeskočit, pokud máte 5 V nástěnný adaptér),
• Kondenzátor 100 nF (4 kusy) (můžete to přeskočit, pokud máte adaptér na stěnu 5 V),
• Držák baterie Li-ion 18650
• DC konektor a,
• obvodová deska pro všeobecné použití.

Krok 3: Seznam nástrojů

Zde je seznam nástrojů použitých v této nabíječce Li-ion baterií.

• Páječka, pájecí drát,
• Hot blade (odkaz na můj instructable, který vám pomůže při výrobě tohoto blade),
• Lepicí pistole, lepicí tyčinky,
• Šroubovák a náhradní šrouby a,
• Plastová skříň - 8 cm x 7 cm x 3 cm (kolem této velikosti by mělo fungovat).

Nyní, když jsou všechny nástroje a součásti na svém místě, pojďme se blíže podívat na náš modul TP4056, který je nedílnou součástí naší nabíječky baterií.

Krok 4: Modul nabíječky lithium -iontových baterií na bázi TP4056

Pojďme se dostat do podrobností o tomto modulu. Na trhu jsou k dispozici dvě verze této odpojovací desky Li-ion nabíječky TP4056; s a bez obvodů ochrany baterie. Budeme používat jeden s obvody ochrany baterie.

Breakout board, který obsahuje obvody ochrany baterie, poskytuje ochranu pomocí integrovaných obvodů DW01A (IC pro ochranu baterie) a FS8205A (Dual N-Channel Enhancement Mode Power MOSFET). Odlamovací deska s ochranou baterie tedy obsahuje 3 integrované obvody (TP4056+DW01A+FS8205A), zatímco deska bez ochrany baterie obsahuje pouze 1 integrovaný obvod (TP4056).

TP4056 je kompletní lineární nabíjecí modul s konstantním proudem/konstantním napětím pro jednočlánkové lithium-iontové baterie. Díky balíčku SOP a nízkému počtu externích komponent je TP4056 ideální pro kutilské aplikace. Může pracovat s USB i nástěnnými adaptéry. Připojil jsem obrázek pinového diagramu TP4056 (obrázek č. 2) spolu s obrázkem nabíjecího cyklu (obrázek č. 3) ukazující nabíjení konstantním proudem a konstantním napětím. Dvě LED diody na této desce zobrazují různé provozní stavy, jako je nabíjení, ukončení nabíjení atd. (Obrázek č. 4).

Pro bezpečné nabíjení lithium-iontových baterií 3,7 V by měly být nabíjeny konstantním proudem 0,2 až 0,7násobkem jejich kapacity, dokud jejich koncové napětí nedosáhne 4,2 V, později by měly být nabíjeny v režimu konstantního napětí, dokud nabíjecí proud neklesne na 10% počáteční rychlosti nabíjení. Nemůžeme ukončit nabíjení na 4,2 V, protože kapacita dosažená na 4,2 V je jen asi 40-70 % plné kapacity. O to vše se stará TP4056. Nyní jedna důležitá věc, nabíjecí proud je určen odporem připojeným k pinu PROG, moduly dostupné na trhu obvykle přicházejí s 1,2 KOhm připojeným k tomuto pinu, což odpovídá nabíjecímu proudu 1 A (obrázek č. 5). Můžete hrát s tímto odporem a získat požadovaný nabíjecí proud.

Odkaz na datový list TP4056

DW01A je integrovaný obvod ochrany baterie, obrázek č. 6 ukazuje typické aplikační obvody. MOSFETY M1 a M2 jsou připojeny externě přes IC FS8205A.

Odkaz na datový list DW01A

Odkaz na datový list FS8205A

Všechny tyto věci jsou sestaveny na odpojovací desce nabíječky lithium-iontových baterií TP4056, jejíž odkaz je uveden v kroku č. 2. Musíme udělat jen dvě věci, dát napětí v rozsahu 4,0 až 8,0 V na vstupních svorkách a připojit baterii na svorky B+ a B- na TP4056.

Dále postavíme zbytek obvodů nabíječky baterií.

Krok 5: Okruh

Nyní připojme elektrické součásti pomocí páječky a pájecího drátu, abychom dokončili obvody. Připojil jsem obrázky Fritzingova schématu a mé verze fyzických obvodů, podívejte se na to. Následuje popis stejného.

1. '+' svorka DC konektoru se připojuje k jedné svorce spínače a '-' svorka DC konektoru se připojuje ke kolíku GND regulátoru 7805.
2. Další pin spínače je připojen k Vin pinu regulátoru 7805.
3. Připojte tři kondenzátory 100 nF paralelně mezi pin Vin a GND regulátoru napětí. (K tomuto účelu použijte obvodovou desku pro všeobecné použití)
4. Připojte 100 nF kondenzátor mezi Vout a GND pin regulátoru napětí. (K tomuto účelu použijte obvodovou desku pro všeobecné použití)
5. Propojte pin Vout regulátoru napětí 7805 s pinem IN+ modulu TP4056.
6. Propojte pin GND regulátoru napětí 7805 s pinem IN modulu TP4056.
7. Připojte svorku '+' držáku baterie ke kolíku B+ a svorku '-' držáku baterie k B-pinu modulu TP4056.

Hotovo.

Poznámka:- pokud používáte 5 V nástěnný adaptér, můžete přeskočit část regulátoru 7805 (včetně kondenzátorů) a přímo připojit svorky „+“a „-“nástěnného adaptéru k pinům IN+ a IN na TP4056

Poznámka:- Při použití adaptéru 12V se 7805 zahřívá, když nese 1A, může se hodit chladič

Dále shromáždíme všechny věci v plášti.

Krok 6: Sestavení: Část 1- Úprava skříně

Podle následujících kroků upravte skříň tak, aby se vešla do elektronických obvodů.

1. Označte rozměry držáku baterie na krytu pomocí nože na čepel. (Obrázek č. 1)
2. Pomocí horkého ostří prořízněte kryt podle označení držáku baterie. (Obrázek č. 2 a 3)
3. Po provedení řezu pomocí krytu s horkými čepelemi by měl připomínat obrázek č. 4.
4. Na krytu proveďte označení USB portu TP4056. (Obrázek č. 5 a 6)
5. Pomocí horké čepele prořízněte skříň podle označení portu USB. (Obrázek č. 7)
6. Změřte rozměry a označte LED diody TP4056 na skříni. (Obrázek č. 8 a 9)
7. Pomocí žhavicího kotouče prořízněte skříň podle označení LED diod. (Obrázek č. 10)
8. Při vytváření montážních otvorů pro DC konektor a přepínač postupujte podle podobných kroků (obrázek č. 11 a 12)

Po úpravě krytu se vejde do elektroniky.

Krok 7: Sestavení: Část 2- Vložení elektroniky do skříně

Při vkládání elektroniky do skříně postupujte takto.

1. Vložte držák baterie tak, aby montážní body byly mimo kryt; pomocí lepicí pistole vytvořte pevný spoj. (Obrázek č. 1)
2. Umístěte modul TP4056 tak, aby LED diody a port USB byly přístupné mimo skříň, není třeba se obávat, pokud byla v předchozím kroku provedena správná měření, věci automaticky zapadnou na místo, nakonec pomocí lepicí pistole vytvořte pevný spoj. (Obrázek č. 2)
3. Umístěte obvod regulátoru napětí 7805; pomocí lepicí pistole vytvořte pevný spoj. (Obrázek č. 3)
4. Umístěte DC konektor a přepínač na jejich odpovídající místa a znovu použijte lepicí pistoli k vytvoření pevného spoje. (Obrázek č. 4)
5. Nakonec by to po sestavení mělo vypadat něco jako obrázek č. 5 uvnitř skříně.
6. Pomocí náhradních šroubů a šroubováku zavřete zadní víko. (Obrázek č. 6)
7. Později jsem dokonce použil nějakou černou izolační pásku k zakrytí nežádoucích výstupků způsobených proříznutím horké čepele. (podání je také dobrá volba)

Hotová lithium-iontová nabíječka vypadá jako na obrázku č. 7. Nyní vyzkoušíme nabíječku.

Krok 8: Zkušební běh

Vložte vybitou lithium-iontovou baterii do nabíječky, připojte vstup 12 V DC nebo USB. Nabíječka by měla blikat ČERVENĚ, což znamená, že probíhá nabíjení.

Po nějaké době, jakmile se baterie nabije, by měla nabíječka blikat MODROU LED.

Připojil jsem obrázky mé nabíječky, která provádí nabíjení baterie a ukončuje proces nabíjení.

Tak. Nakonec jsme hotovi.

Díky za váš čas. Nezapomeňte se podívat na mé další instruktáže a můj youtube kanál..