Carregador de bateries de ions de liti de bricolatge: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Les bateries tenen un paper important en qualsevol projecte / producte que funcioni amb bateria. Les bateries recarregables són costoses, ja que hem de comprar un carregador de bateries junt amb les bateries (fins ara) en comparació amb l’ús i el llançament de bateries, però tenen una gran relació qualitat-preu. Les bateries recarregables fan servir diverses combinacions diferents de materials d’elèctrodes i electròlits, per exemple, plom-àcid, níquel-cadmi (NiCd), hidrur de níquel-metall (NiMH), ions de liti (ions de Li) i polímers d’ions de liti (polímers d’ions de Li).

Vaig fer servir la bateria de ions de Li en un dels meus projectes i vaig decidir construir un carregador en lloc de comprar-ne un de car, de manera que comencem.

Pas 1: vídeo ràpid

Aquí teniu un vídeo ràpid, que us portarà a tots els passos en pocs minuts.

Feu clic aquí per veure'l a youtube

Pas 2: Llista de components electrònics

A continuació, es mostra la llista de components necessaris per a aquest carregador de bateria d’ion Li.

• Mòdul de carregador de bateria de ions de liti basat en TP4056 amb protecció de bateria,
• Adaptador de paret de 12 volts i 2 amperes,
• Interruptor SPST de 2 pins,
• Regulador de voltatge 7805 (1 en quantitat) (podeu ometre-ho si teniu un adaptador de paret de 5 V),
• Condensador de 100 nF (4 en quantitat) (podeu ometre-ho si teniu un adaptador de paret de 5 V),
• Suport de bateria Li-ion 18650
• Presa DC i,
• placa de circuit per a usos generals.

Pas 3: llista d'eines

Aquí teniu la llista d’eines que s’utilitzen en aquest carregador de bateries de ions de Li.

• Soldadura de ferro, filferro de soldadura,
• Hot blade (enllaç al meu instructable, que us ajudarà a fer aquesta fulla),
• Pistola de cola, pals de cola,
• Tornavís i cargols de recanvi i,
• Tancament de plàstic: 8 cm x 7 cm x 3 cm (al voltant d'aquesta mida hauria de funcionar).

Ara que totes les eines i components ja estan al seu lloc, donem un cop d'ull al nostre mòdul TP4056, que és una part integral del nostre carregador de bateria.

Pas 4: mòdul de carregador de bateria de ions de liti basat en TP4056

Anem a entrar en els detalls d’aquest mòdul. Hi ha dues versions d’aquest tauler basat en carregadors de ions de Li basats en TP4056 disponibles al mercat; amb i sense circuit de protecció de la bateria. En farem servir un amb circuits de protecció de la bateria.

La placa de sortida que conté circuits de protecció de la bateria, proporciona protecció mitjançant IC DW01A (IC de protecció de la bateria) i FS8205A (MOSFET d'alimentació del mode de millora del canal N doble). Per tant, el tauler de protecció amb protecció de la bateria conté 3 CI (TP4056 + DW01A + FS8205A), mentre que el que no té protecció de la bateria només conté 1 IC (TP4056).

TP4056 és un mòdul complet de carregador lineal de corrent constant / voltatge constant per a bateries de ions de liti d’una sola cel·la. El seu paquet SOP i el baix recompte de components externs fan que TP4056 sigui ideal per a aplicacions de bricolatge. Pot funcionar amb USB, així com amb adaptadors de paret. He adjuntat una imatge del diagrama de pins de TP4056 (imatge núm. 2) juntament amb la imatge d’un cicle de càrrega (imatge núm. 3) que mostra la càrrega de tensió constant i de corrent constant. Dos LEDs d’aquest tauler de ruptura mostren diversos estats de funcionament, com ara la càrrega, la finalització de la càrrega, etc. (imatge núm. 4).

Per a una càrrega segura de les bateries de ions de liti de 3,7 V, s’han de carregar a un corrent constant de 0,2 a 0,7 vegades la seva capacitat, fins que la tensió del terminal arribi a 4,2 V, més endavant s’han de carregar en mode de tensió constant fins que el 10% de la taxa de càrrega inicial. No podem acabar la càrrega a 4,2 V perquè la capacitat assolida a 4,2 V és només del 40-70% de la capacitat completa. Tot això s’encarrega a TP4056. Ara una cosa important: el corrent de càrrega es determina per la resistència connectada al pin PROG, els mòduls disponibles al mercat solen tenir 1,2 KOhm connectats a aquest pin, que correspon a un corrent de càrrega d’1 Ampere (imatge núm. 5). Podeu jugar amb aquesta resistència per obtenir el corrent de càrrega desitjat.

Enllaç al full de dades de TP4056

DW01A és un CI de protecció de la bateria, la imatge núm. 6 mostra els circuits d'aplicació típics. Els MOSFETS M1 i M2 es connecten externament mitjançant IC FS8205A.

Enllaç al full de dades de DW01A

Enllaç al full de dades de FS8205A

Totes aquestes coses es munten a la placa de ruptura del carregador de bateria de ions de Li TP4056 l’enllaç del qual es menciona al pas núm. 2. Només hem de fer dues coses, donar una tensió entre 4,0 i 8,0 V als terminals d’entrada i connectar una bateria als terminals B + i B- del TP4056.

A continuació, construirem la resta de circuits del carregador de bateria.

Pas 5: Circuit

Ara, connectem components elèctrics mitjançant soldador i fil de soldadura per completar el circuit. He adjuntat imatges de l’esquema de Fritzing i la meva versió dels circuits físics, fes-hi un cop d’ull. A continuació es descriu el mateix.

1. El terminal '+' del connector DC es connecta a un terminal del commutador i el terminal '-' del connector DC es connecta al pin GND del regulador 7805.
2. Un altre pin del commutador està connectat al pin Vin del regulador 7805.
3. Connecteu tres condensadors de 100 nF en paral·lel entre Vin i el pin GND del regulador de voltatge. (Utilitzeu la placa de circuit per a usos generals amb aquest propòsit)
4. Connecteu un condensador de 100 nF entre Vout i el pin GND del regulador de voltatge. (Utilitzeu la placa de circuit per a usos generals amb aquest propòsit)
5. Connecteu el pin Vout del regulador de voltatge 7805 amb el pin IN + del mòdul TP4056.
6. Connecteu el pin GND del regulador de voltatge 7805 amb el pin IN del mòdul TP4056.
7. Connecteu el terminal '+' del suport de la bateria al pin B + i el terminal '-' del suport de la bateria al pin B del mòdul TP4056.

Fet.

Nota: - si utilitzeu un adaptador de paret de 5 V, podeu ometre la part del regulador 7805 (inclosos els condensadors) i connectar directament el terminal '+' i el terminal '-' de l'adaptador de paret als pins IN + i IN- de TP4056 respectivament

Nota: - Mentre utilitzeu un adaptador de 12V, el 7805 s’escalfarà quan porti 1A, el dissipador de calor pot ser útil

A continuació, muntarem totes les coses de la carcassa.

Pas 6: Muntatge: primera part: modificació del recinte

Seguiu aquests passos per modificar el recinte per tal d'encaixar en els circuits electrònics.

1. Marqueu les dimensions del suport de la bateria del recinte amb un ganivet de fulla (imatge no-1)
2. Utilitzeu una fulla calenta per tallar el recinte segons el marcatge del suport de la bateria. (Imatges núm. 2 i 3)
3. Després de fer un tall, utilitzeu un recinte de fulla calenta que s’assembli a la imatge No-4.
4. Feu marques al port USB del TP4056 al recinte. (Imatge núm. 5 i 6)
5. Utilitzeu la fulla calenta per tallar el recinte segons el marcatge del port USB. (Imatge no-7)
6. Adopteu dimensions i marqueu els LED del TP4056 al recinte. (Imatge núm. 8 i 9)
7. Utilitzeu una fulla calenta per tallar el recinte segons el marcatge dels LED. (Imatge no-10)
8. Seguiu passos similars per fer forats de muntatge per a la presa de corrent continu i el commutador. (Imatges núm. 11 i 12)

Després de modificar el recinte, encaixem a l'electrònica.

Pas 7: Muntatge: Part 2: col·locació electrònica dins del recinte

Seguiu aquests passos per col·locar productes electrònics dins del recinte.

1. Introduïu el suport de la bateria de manera que els punts de muntatge quedin fora del recinte; utilitzeu una pistola de cola per fer una unió ferma (imatge núm. 1)
2. Col·loqueu el mòdul TP4056, de manera que els LEDs i el port USB siguin accessibles fora del recinte, no us haureu de preocupar si es van fer mesures adequades en el pas anterior, les coses es posaran automàticament al lloc, finalment utilitzeu una pistola de cola per fer unió ferma. 2)
3. Col·loqueu el circuit regulador de voltatge 7805; utilitzeu una pistola de cola per fer una unió ferma. (Imatge núm. 3)
4. Col·loqueu la presa de corrent continu i el commutador a les ubicacions corresponents i torneu a utilitzar una pistola de cola per fer una unió ferma. (Imatge núm. 4)
5. Finalment, després del muntatge, hauria de semblar-se a la imatge No-5 dins del recinte.
6. Utilitzeu uns cargols de recanvi i un tornavís per tancar la tapa posterior (imatge núm. 6)
7. Més tard, fins i tot vaig utilitzar cinta aïllant negra per tapar les projeccions indesitjables resultants de tallar la fulla calenta. (presentar també és una bona opció)

El carregador d’ions de liti acabat es veu tal com es mostra a la imatge no-7. Ara anem a provar el carregador.

Pas 8: prova de prova

Introduïu una bateria de ions de liti descarregada dins del carregador, connecteu una entrada de 12 V CC o una entrada USB. El carregador ha de parpellejar el LED VERMELL que indica que la càrrega està en curs.

Al cap d’un temps, un cop la bateria es carregui, el carregador hauria de parpellejar amb el LED BLAU.

He adjuntat imatges del meu carregador realitzant la càrrega de la bateria i finalitzant el procés de càrrega.

Tan. Finalment ja hem acabat.

Gràcies pel teu temps. No oblideu consultar els meus altres instructables i el meu canal de youtube …