DIY Φορτιστής μπαταριών ιόντων λιθίου: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Οι μπαταρίες παίζουν σημαντικό ρόλο σε οποιοδήποτε έργο/προϊόντα που λειτουργούν με μπαταρία. Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες είναι ακριβές, καθώς πρέπει να αγοράσουμε φορτιστή μπαταρίας μαζί με μπαταρίες (μέχρι τώρα) σε σύγκριση με τη χρήση και να ρίχνουμε μπαταρίες, αλλά έχουν μεγάλη σχέση ποιότητας τιμής. Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες χρησιμοποιούν διάφορους διαφορετικούς συνδυασμούς υλικών ηλεκτροδίων και ηλεκτρολυτών, για παράδειγμα, μόλυβδο-οξύ, νικέλιο κάδμιο (NiCd), νικέλιο υδρίδιο μετάλλου (NiMH), ιόντων λιθίου (ιόντων λιθίου) και πολυμερές ιόντων λιθίου (πολυμερές ιόντων λιθίου).

Χρησιμοποίησα μπαταρία ιόντων λιθίου σε ένα από τα έργα μου και αποφάσισα να φτιάξω φορτιστή αντί να αγοράσω έναν ακριβό, για να ξεκινήσουμε.

Βήμα 1: Γρήγορο βίντεο

Εδώ είναι ένα γρήγορο βίντεο, το οποίο θα σας οδηγήσει σε όλα τα βήματα σε λίγα λεπτά.

Κάντε κλικ εδώ για να το δείτε στο youtube

Βήμα 2: Λίστα εξαρτημάτων ηλεκτρονικών

Ακολουθεί η λίστα των εξαρτημάτων που απαιτούνται για αυτόν τον φορτιστή μπαταριών ιόντων λιθίου.

• Μονάδα φόρτισης μπαταριών ιόντων λιθίου με βάση TP4056 με προστασία μπαταρίας,
• Προσαρμογέας τοίχου 12 Volt 2 Amp,
• Διακόπτης 2 ακίδων SPST,
• Ρυθμιστής τάσης 7805 (1 σε ποσότητα) (μπορείτε να το παραλείψετε αν έχετε προσαρμογέα τοίχου 5 V),
• Πυκνωτής 100 nF (4 σε ποσότητα) (μπορείτε να το παραλείψετε αν έχετε προσαρμογέα τοίχου 5 V),
• Θήκη μπαταρίας Li-ion 18650
• Βύσμα DC και,
• πλακέτα κυκλώματος γενικής χρήσης.

Βήμα 3: Λίστα εργαλείων

Ακολουθεί η λίστα των εργαλείων που χρησιμοποιούνται σε αυτόν τον φορτιστή μπαταριών ιόντων λιθίου.

• Συγκολλητικό σίδερο, σύρμα συγκόλλησης,
• Καυτή λεπίδα (σύνδεσμος με το διδακτικό μου, που θα σας βοηθήσει στην κατασκευή αυτής της λεπίδας),
• Όπλο κόλλας, ραβδιά κόλλας,
• Βιδωτός οδηγός και εφεδρικές βίδες και,
• Πλαστικό περίβλημα - 8 cm x 7 cm x 3 cm (περίπου αυτό το μέγεθος πρέπει να λειτουργεί).

Τώρα που όλα τα εργαλεία και τα εξαρτήματα είναι στη θέση τους, ας ρίξουμε μια προσεκτική ματιά στη μονάδα TP4056, η οποία αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του φορτιστή μπαταρίας.

Βήμα 4: Μονάδα φόρτισης μπαταρίας ιόντων λιθίου με βάση TP4056

Ας μπούμε σε λεπτομέρειες αυτής της ενότητας. Υπάρχουν δύο εκδόσεις αυτού του πίνακα επαναφοράς φορτιστή Li-ion με βάση TP4056 διαθέσιμες στην αγορά. με και χωρίς κύκλωμα προστασίας μπαταρίας. Θα χρησιμοποιήσουμε ένα με κύκλωμα προστασίας μπαταρίας.

Ο πίνακας διαρροής που περιέχει κύκλωμα προστασίας μπαταρίας, παρέχει προστασία χρησιμοποιώντας ICs DW01A (IC προστασίας μπαταρίας) και FS8205A (Διπλή λειτουργία καναλιού Enhancement Mode MOSFET). Ως εκ τούτου, ο πίνακας διάσπασης με προστασία μπαταρίας περιέχει 3 IC (TP4056+DW01A+FS8205A), ενώ αυτός χωρίς προστασία μπαταρίας περιέχει μόνο 1 IC (TP4056).

Το TP4056 είναι μια πλήρης μονάδα γραμμικού φορτιστή σταθερού ρεύματος/σταθερής τάσης για μπαταρίες ιόντων λιθίου μονής κυψέλης. Το πακέτο SOP και ο χαμηλός αριθμός εξωτερικών εξαρτημάτων καθιστούν το TP4056 ιδανικό για εφαρμογές DIY. Μπορεί να λειτουργήσει με USB καθώς και προσαρμογείς τοίχου. Έχω επισυνάψει μια εικόνα του διαγράμματος PIN του TP4056 (Εικόνα Νο. 2) μαζί με μια εικόνα ενός κύκλου φόρτισης (Εικόνα Νο. 3) που δείχνει σταθερό ρεύμα και σταθερή φόρτιση τάσης. Δύο LED σε αυτόν τον πίνακα ανάρτησης εμφανίζουν διάφορες καταστάσεις λειτουργίας, όπως φόρτιση, τερματισμό φόρτισης κ.λπ. (Εικόνα Νο. 4).

Για ασφαλή φόρτιση μπαταριών ιόντων λιθίου 3,7 V θα πρέπει να φορτίζονται με σταθερό ρεύμα 0,2 έως 0,7 φορές τη χωρητικότητά τους, έως ότου η τερματική τους τάση φτάσει τα 4,2 V, αργότερα θα πρέπει να φορτιστούν σε λειτουργία σταθερής τάσης έως ότου το ρεύμα φόρτισης πέσει σε 10% της αρχικής τιμής φόρτισης. Δεν μπορούμε να τερματίσουμε τη φόρτιση στα 4,2 V επειδή η χωρητικότητα που φτάνει στα 4,2 V είναι μόνο περίπου το 40-70 % της πλήρους χωρητικότητας. Όλα αυτά τα φροντίζει το TP4056. Τώρα ένα σημαντικό πράγμα, το ρεύμα φόρτισης καθορίζεται από την αντίσταση που συνδέεται με τον πείρο PROG, οι μονάδες που διατίθενται στην αγορά γενικά συνοδεύονται από 1,2 KOhm σε αυτόν τον πείρο, το οποίο αντιστοιχεί σε 1 ρεύμα φόρτισης Αμπέρ (Εικόνα Νο. 5). Μπορείτε να παίξετε με αυτήν την αντίσταση για να έχετε το επιθυμητό ρεύμα φόρτισης.

Σύνδεσμος προς το φύλλο δεδομένων του TP4056

Το DW01A είναι ένα IC προστασίας από μπαταρία, η εικόνα Νο 6 δείχνει το τυπικό κύκλωμα εφαρμογής. Τα MOSFETS M1 και M2 συνδέονται εξωτερικά μέσω του IC FS8205A.

Σύνδεσμος προς το φύλλο δεδομένων του DW01A

Σύνδεση με το φύλλο δεδομένων του FS8205A

Όλα αυτά είναι συναρμολογημένα στον πίνακα επαναφοράς φορτιστή μπαταριών TP4056 Li-ion, του οποίου ο σύνδεσμος αναφέρεται στο βήμα Νο-2. Πρέπει να κάνουμε μόνο δύο πράγματα, να δώσουμε μια τάση στην περιοχή από 4,0 έως 8,0 V στους ακροδέκτες εισόδου και να συνδέσουμε μια μπαταρία στους ακροδέκτες B+ και B- του TP4056.

Στη συνέχεια, θα δημιουργήσουμε το υπόλοιπο κύκλωμα του φορτιστή μπαταρίας.

Βήμα 5: Κύκλωμα

Τώρα, ας συνδέσουμε τα ηλεκτρικά εξαρτήματα χρησιμοποιώντας κολλητήρι και σύρμα συγκόλλησης, για να ολοκληρώσουμε το κύκλωμα. Έχω επισυνάψει εικόνες του σχηματικού Fritzing και την έκδοση του φυσικού κυκλώματος, ρίξτε μια ματιά. Ακολουθεί περιγραφή του ίδιου.

1. Ο ακροδέκτης "+" της υποδοχής DC συνδέεται με έναν ακροδέκτη του διακόπτη και ο ακροδέκτης "-" της υποδοχής DC συνδέεται με τον ακροδέκτη GND του ρυθμιστή 7805.
2. Άλλος πείρος διακόπτη είναι συνδεδεμένος με τον πείρο Vin του ρυθμιστή 7805.
3. Συνδέστε τρεις πυκνωτές 100 nF παράλληλα μεταξύ του πείρου Vin και GND του ρυθμιστή τάσης. (Χρησιμοποιήστε την πλακέτα κυκλώματος γενικής χρήσης για αυτόν τον σκοπό)
4. Συνδέστε έναν πυκνωτή 100 nF μεταξύ του πείρου Vout και του GND του ρυθμιστή τάσης. (Χρησιμοποιήστε την πλακέτα κυκλώματος γενικής χρήσης για αυτόν τον σκοπό)
5. Συνδέστε τον πείρο Vout του ρυθμιστή τάσης 7805 με τον πείρο IN+ της μονάδας TP4056.
6. Συνδέστε τον πείρο GND του ρυθμιστή τάσης 7805 με τον ακροδέκτη IN της μονάδας TP4056.
7. Συνδέστε τον ακροδέκτη '+' της θήκης μπαταρίας στον ακροδέκτη B+ και τον ακροδέκτη '-' της θήκης μπαταρίας στον ακροδέκτη Β της μονάδας TP4056.

Εγινε.

Σημείωση:- εάν χρησιμοποιείτε προσαρμογέα τοίχου 5 V, μπορείτε να παραλείψετε το τμήμα ρυθμιστή 7805 (συμπεριλαμβανομένων των πυκνωτών) και να συνδέσετε απευθείας τους ακροδέκτες "+" και "-" του προσαρμογέα τοίχου στους ακροδέκτες IN+ και IN του TP4056 αντίστοιχα

Σημείωση:- Ενώ χρησιμοποιείτε προσαρμογέα 12V, το 7805 θα ζεσταθεί όταν μεταφέρει 1Α, η ψύκτρα μπορεί να είναι χρήσιμη

Στη συνέχεια, θα συναρμολογήσουμε κάθε πράγμα στο περίβλημα.

Βήμα 6: Συναρμολόγηση: Μέρος 1- Τροποποίηση του Περιβλήματος

Ακολουθήστε αυτά τα βήματα για να τροποποιήσετε το περίβλημα για να ταιριάζει στο κύκλωμα των ηλεκτρονικών.

1. Σημειώστε τις διαστάσεις της θήκης μπαταρίας στο περίβλημα χρησιμοποιώντας ένα μαχαίρι λεπίδας. (Εικόνα Νο-1)
2. Χρησιμοποιήστε θερμή λεπίδα για να κόψετε το περίβλημα σύμφωνα με τη σήμανση της θήκης της μπαταρίας. (Εικόνα Νο-2 και 3)
3. Μετά την κοπή χρησιμοποιώντας περίβλημα θερμής λεπίδας θα πρέπει να μοιάζει με την εικόνα Νο-4.
4. Σημειώστε τη θύρα USB του TP4056 στο περίβλημα. (Εικόνα Νο-5 και 6)
5. Χρησιμοποιήστε θερμή λεπίδα για να κόψετε το περίβλημα σύμφωνα με τη σήμανση της θύρας USB. (Εικόνα Νο-7)
6. Πάρτε διάσταση και σημειώστε τα LED των TP4056 στο περίβλημα. (Εικόνα Νο-8 και 9)
7. Χρησιμοποιήστε θερμή λεπίδα για να κόψετε το περίβλημα σύμφωνα με τη σήμανση των LED. (Εικόνα Νο-10)
8. Ακολουθήστε παρόμοια βήματα για να κάνετε τρύπες τοποθέτησης για υποδοχή και διακόπτη DC. (Εικόνα Νο-11 και 12)

Αφού τροποποιήσετε το περίβλημα, αφήστε να χωρέσει στα ηλεκτρονικά.

Βήμα 7: Συναρμολόγηση: Μέρος 2- Τοποθέτηση Ηλεκτρονικών μέσα στο Περίβλημα

Ακολουθήστε αυτά τα βήματα για να τοποθετήσετε ηλεκτρονικά μέσα στο περίβλημα.

1. Τοποθετήστε τη θήκη μπαταρίας έτσι ώστε τα σημεία στερέωσης να βρίσκονται έξω από το περίβλημα. χρησιμοποιήστε πιστόλι κόλλας για να κάνετε μια σταθερή ένωση. (Εικόνα Νο-1)
2. Τοποθετήστε τη μονάδα TP4056, έτσι ώστε τα LED και η θύρα USB να είναι προσβάσιμα εκτός του περιβλήματος, δεν χρειάζεται να ανησυχείτε εάν έγιναν σωστές μετρήσεις στο προηγούμενο βήμα, τα πράγματα θα μπουν αυτόματα στη θέση τους, τελικά χρησιμοποιήστε πιστόλι κόλλας για σταθερή σύνδεση. (Εικόνα αριθ. 2)
3. Τοποθετήστε το κύκλωμα ρυθμιστή τάσης 7805. χρησιμοποιήστε πιστόλι κόλλας για να κάνετε μια σταθερή ένωση. (Εικόνα Νο-3)
4. Τοποθετήστε το βύσμα DC και το Switch στις αντίστοιχες θέσεις τους και χρησιμοποιήστε ξανά πιστόλι κόλλας για να κάνετε μια σταθερή ένωση. (Εικόνα Νο-4)
5. Τέλος, μετά τη συναρμολόγηση θα πρέπει να μοιάζει με εικόνα No-5 μέσα στο περίβλημα.
6. Χρησιμοποιήστε μερικές εφεδρικές βίδες και κατσαβίδι για να κλείσετε το πίσω καπάκι. (Εικόνα Νο-6)
7. Αργότερα χρησιμοποίησα ακόμη και μια μαύρη μονωτική ταινία για να καλύψω τις ανεπιθύμητες προεξοχές που προέκυψαν από το κόψιμο της θερμής λεπίδας. (η κατάθεση είναι επίσης μια καλή επιλογή)

Ο τελειωμένος φορτιστής ιόντων λιθίου φαίνεται όπως φαίνεται στην εικόνα Νο-7. Τώρα ας δοκιμάσουμε τον φορτιστή.

Βήμα 8: Δοκιμαστική εκτέλεση

Τοποθετήστε μια αποφορτισμένη μπαταρία ιόντων λιθίου μέσα στο φορτιστή, συνδέστε μια είσοδο 12 V DC ή μια είσοδο USB. Ο φορτιστής πρέπει να αναβοσβήνει με RED led υποδεικνύοντας ότι η φόρτιση βρίσκεται σε εξέλιξη.

Μετά από λίγο, μόλις φορτιστεί η μπαταρία, ο φορτιστής πρέπει να αναβοσβήνει με μπλε led.

Έχω επισυνάψει εικόνες του φορτιστή μου που εκτελεί φόρτιση μπαταρίας και τερματίζει τη διαδικασία φόρτισης.

Ετσι. Τελικά τελειώσαμε.

Σε ευχαριστώ για τον χρόνο σου. Μην ξεχάσετε να ελέγξετε τις άλλες οδηγίες μου και το κανάλι μου στο youtube..