Как соединить аккумуляторы в повербанке

16

Схема самодельного повербанка

Энергопотребление современных мобильных гаджетов по мере их развития неуклонно растет. Для многих устройств, даже с новым аккумулятором, запас энергии может не хватить на один-два дня автономной работы (особенно, при интенсивном использовании). Поэтому у пользователей популярны устройства Power Bank (в русском языке утвердилось не совсем верное с точки зрения произношения название повербанк). Они позволяют пополнить заряд аккумулятора, если нет возможности подключиться к бытовой электросети. Сделать такой power bank можно своими руками.

Что понадобится для сборки

Для сборки устройства понадобятся:

• один-два (или более) аккумулятора;
• плата управления;
• разъем USB для организации выхода;
• разъем microUSB для заряда повербанка;
• немного проводов небольшого сечения.

Также понадобится маломощный (20-25 ватт) паяльник (и более мощный на 40+ ватт, если аккумуляторы придется соединять пайкой) с комплектом расходников, а также мелкий столярный инструмент.

Принципиальная схема повербанка

В мобильных энергохранилищах обычно используют больше одного элемента. Аккумуляторы можно соединить последовательно или параллельно. При параллельном соединении емкости всех элементов складываются, а при соединении в батарею элементов разной емкости АКБ ведет себя более устойчиво (несмотря на существующие в этом отношении мифы). В отличие от последовательно соединенных аккумуляторов, где складываются напряжения, а емкость определяется параметрами наихудшего элемента.

Также во втором случае для зарядки потребуется дополнительная плата балансира, чтобы избежать перезаряда ячеек. Зато преобразователь напряжения для получения на выходе уровня +5 VDC применяется понижающий. Его достоинства – он проще, дешевле, у него выше КПД. На практике по совокупности плюсов и минусов обычно применяется схема повербанка с параллельным включением ячеек. В этом случае плату управления рационально собрать на специализированной микросхеме MP3401.

Схема управления повербанка на MP3401.

Схема несложна для самостоятельной сборки. Микросхема контролирует уровень заряда АКБ, преобразует напряжение аккумуляторов в +5 вольт (Step Up) и поддерживает индикацию режимов пополнения энергии и окончания зарядки (с помощью внешних светодиодов).

На торговых площадках в интернете можно приобрести и готовые платы управления на данной микросхеме. На них уже установлены необходимые разъемы. Стоят такие платы совсем недорого, а если удастся приобрести такое устройство, процесс сборки Power Bank упростится и ускорится.

Плата управления на MP3401.

Назначение выводов платы указано в таблице.

Изготовление самодельного повербанк из 18650

В настоящее время популярны литий-ионные аккумуляторы типоразмера 18650. Логично попытаться сделать power bank своими руками на этих элементах. Аккумуляторы 18650 могут быть с емкостью от 1800 мА*ч до 3500 мА*ч. Выбирать надо последние. Токоотдача у них самая низкая (обратная зависимость от емкости), но в данном случае этот параметр не важен. В первую очередь пользователя интересует способность запасать энергию. Напряжение одного заряженного элемента – 3,7 вольт. Поэтому, если используется одна ячейка (или параллельное соединение), для получения на выходе схемы самодельного повербанка напряжения 5 вольт надо применить повышающий преобразователь, а при последовательном соединении двух банок – понижающий (с 7,4 вольт до 5).

Из чего сделать корпус

Это направление ограничено только фантазией и возможностями разработчика. Самое простое – изготовить корпус из отрезка пластиковой водопроводной трубы, а торцы закрыть заглушками из пластика, укрепив с одной стороны разъемы. По размерам неплохо подойдет полипропиленовая труба внешним диаметром 25 мм и толщиной стенки 2,3 мм. Диаметр сечения получается около 20 мм, и в него свободно вставляется аккумулятор 18650, заполняя при этом почти весь проход. Проблема в том, что такая труба тяжеловата. Также недостатком является то, что аккумуляторы придется устанавливать последовательно (но соединять их все равно надо параллельно!).

Сравнительные размеры полипропиленовой трубы и батареи из двух параллельно расположенных аккумуляторов 18650

Это ведет к увеличению габаритов – длина двух элементов уже потребует около 15 см, а еще потребуется свободное пространство для плат управления. Можно взять трубу побольше (например, для обустройства канализации) и расположить аккумуляторы параллельно, но это приведет к неполному использованию внутреннего сечения и увеличит поперечные габариты. Да и толщина стенки трубы явно избыточна для этих целей, что также отрицательно сказывается на массогабаритных показателях (особенно, если труба армирована стеклопластиком).

Рациональнее использовать трубы для электропроводки. Они имеют меньшую толщину стенки и изготовлены из ПВХ. Гибкие стенки позволяют поместить два аккумулятора рядом друг с другом и заполнить все сечение, оптимально использовав внутреннее пространство. Неплохо подходит труба с внешним диаметром 40 мм, имеющая толщину стенки 1,9 мм. Для формирования нужной конфигурации заготовку надо разогреть до размягчения (это можно сделать с помощью строительного фена)

Корпус из отрезка электротехнической трубы для батареи из двух параллельно расположенных аккумуляторов.

Еще можно взять корпус от неисправного повербанка. Его размеры оптимизированы под аккумуляторы, на торце имеются готовые отверстия для установки разъемов.

Корпус неисправного источника питания с торцевой заглушкой.

Лучший вариант – если есть возможность изготовить корпус на 3D-принтере. В этом случае оболочка получается максимально адаптированной к элементам самодельного повербанка, занимает наименьший объем и имеет наилучшую эстетическую составляющую.

Если ни один из вариантов не доступен, можно подобрать любой подходящий по габаритам готовый корпус для различных устройств (они продаются в магазинах, специализирующихся на электронных компонентах) или сделать его самостоятельно из подручных материалов.

Сборка электрической цепи

В первую очередь надо соединить банки параллельно или последовательно, в соответствии с выбранной схемой, расположив их рядом или соосно в соответствии с выбранным корпусом. В повербанке токи заряда и разряда небольшие, поэтому требования к соединению менее серьезные, чем, например, в АКБ к электроинструменту. Вполне можно применять боксы с подпружиненными контактами.

Держатель для установки аккумуляторов.

Но все равно пайка или точечная сварка надежнее. Из-за тех же небольших токов недостатки второго способа становятся несущественными, и, если есть возможность, соединительные пластины лучше приварить. Если аппарат для такой операции недоступен, шинки можно припаять. Делать это надо быстро, литий-ионные аккумуляторы боятся перегрева, даже локального. Для достижения успеха надо применять паяльник достаточной мощности (не менее 40 ватт, чтобы быстро и точечно прогреть участок пайки) и использовать кислотный флюс (корпуса аккумуляторов делают из плохо паяющегося сплава, спирто-канифольный раствор его не возьмет).

Перед сборкой крайне желательно зарядить (или разрядить) все банки до одинакового напряжения (можно не до полного заряда), чтобы свести к минимуму переходные процессы выравнивания напряжения и избежать перегрузки наиболее заряженного аккумулятора.

Блок из двух банок, соединенных параллельно.

Самый лучший вариант – приобрести готовую сборку из двух элементов, соединенных в соответствии с выбранной схемой.

После монтажа АКБ осталось соединить батарею с платой. Это делается двумя проводами с помощью паяльника. Здесь надо использовать флюс на основе канифоли и, желательно, маломощный паяльник. Для плюсового вывода лучше использовать проводник в красной изоляции, а для минусового – в черной. На работоспособность это никак не повлияет, но облегчит ремонт устройства в будущем и покажет профессионализм сборщика.

Завершающий этап – помещение устройства в корпус. Потом надо зарядить аккумуляторы полностью, и можно пользоваться самодельным Power Bank.

Пайка Li-ion 18650 — как?

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

• Уже зарегистрированы? Войти
• Регистрация

Главная

Активность

• Создать.

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.

Как соединить аккумуляторы в повербанке

Сообщение отредактировал AndrewP_1 — 07.06.19, 15:37

Powerbank своими руками делается немного не так.

Идете на ebay или aliexpress и покупаете там:

1) Элементы типоразмера 18650
2) Коробку для них.

Вставляете одно в другое, получаете выгоду.

Плату можно выдрать из той же коробки, но заработает ли он с вашей батареей — большой вопрос. Возможно её придется переделывать, а для этого нужно хорошее знание схемотехники.

Сообщение отредактировал Dimsml — 18.01.14, 17:26

Автор, теоретически, можно попробовать поставить схему с контроллером для заряда-разряда от китайского повербанка, ссылку на который я привел ниже. Режимы напряжения вроде идентичны. А емкость у батареи хорошая.

Есть одна коварная задумка.. 🙂
Выставляю на ваш суд.

В общем, есть цель — повербанка своими руками с минимальными вложениями и максимальным задействием имеющихся материальных ресурсов.

Что имеем?
1. В избытке АА Ni-MH (Ni-MH именно, не 18650 литий) емкость

2Ah..
2. Возможность сколхозить из многочисленного электронного хламья кейс для последовательной установки 3-х АА.
3. Желание покулибничать, пограбить корованы сделать своими руками повер-банк аля «из того что было»+схема-контроллер заряда-разряда с али, например, такая.
4. Что смущает? Схема рассчитана на работу с литием, у нас же последовательный металл-гидрит.
Смотрим спецификацию работы лития в режиме разряд-заряд и металл-нидридных аккумов соединенных последовательно в количестве 3 шт.

Итак, литий делается с такой защитой:
Защита по превышению тока / КЗ — 7.5А.
Защита от перезаряда — 4.25В
Защита от переразряда — 2.75В.
Время срабатывания — 20мс

Что имеем по никелю?
Разрядка до 0,8-0,9В на банку, то бишь 2,75 (0,9*3) в итоге и имеем.
Заряд заканчивается в режиме 1,4-1,6В (зависит от конкретной банки, например, енелупы имеют большее напряжение в заряженном состоянии и режиме эксплуатации, что позволяет использовать их емкость более полноценно). Опять же, 4,25В дают нам те же 1,4В*3. Но при этом, имеется возможность заряжать банки в интеллектуальном BC-700 и делать им периодическую разряд-заряд профилактику.

На выходе получаем несколько громоздкий, но зато честный повербанк со своими 2Аh, чего хватит для полной зарядки смартфона. А несколько комплектов никелиевых аккумов позволят зарядить телефон равное их количеству раз. Профит? 😀

Сообщение отредактировал promos — 22.01.14, 17:52

Если б/у, то в мусор. Со временнем их внутреннее сопротивление повышается, т.е. не могут отдать большой ток.

Как сделать power bank своими руками на базе аккумуляторов 18650

Это лучший внешний аккумулятор своими руками, который вы когда-либо видели!
И теперь вы сможете сделать ваш собственный. Здесь описаны все примеры электрических деталей и корпуса. Я полагаю, вы придумаете свои идеи для создания корпуса, но можете смело использовать мою.

Этот power bank имеет 4 выхода USB высокого тока в сумме дающей 10А и реальный объем в 30000mAh от литий-полимерного аккумулятора 1S1P. И… его можно зарядить всего за 1 час! Заряжайте все ваши устройства от одного источника!

Посмотрите видео, в котором содержатся все спецификации и кое-какие инструкции о том, как сделать повер банк.

Шаг 1: Составляющие

Чтобы начать работу, вам нужно:

• Аккумулятор
• Система управления батареей (BMS)
• Зарядный модуль
• Повышающие преобразователи постоянного тока
• Разная мелочь (коннекторы USB, провода, предохранители, разъемы-бананы…)
• Корпус

Шаг 2: Аккумулятор

Сперва мы конечно же займёмся батареей. Часть, которая питает весь наш внешний аккумулятор. Если вы хотите мощное устройство, он должен быть большим. Эта схема рассчитана на один литиевый аккумулятор. Я использовал аккумулятор от Kokam. Меня устроил показатель 30000mAh. Вы можете выбрать вариант большей или меньшей ёмкости в зависимости от того, что вы хотите получить.

Kokam достаточно сложно найти и они дорогие, но не беспокойтесь. Если вы не смогли отыскать такой пауэр банк, можете соединить параллельно несколько более мелких батареек, для получения такой же ёмкости. Вольтаж останется тем же. Таким образом, подойдут все мелкие батарейки, используемые для моделей с дистанционным управлением и игрушек. Просто соедините их как на фотографии. Аккумуляторы 18650 также сойдут для наших потребностей!

Не забудьте о предохранителе. Я использовал предохранитель на 40A, так как в моём случае ток в режиме быстрой зарядки равен 30A. Если вы не планируете заряжать его так быстро, можете использовать меньшие предохранители.

Шаг 3: Система управления батареей (BMS)

Литиевые аккумуляторы нельзя «сверхзаряжать» или «сверхразряжать». Чтобы защитить их от таких случаев, используем простую плату 1S BMS, которую по дешевке можно найти на Ebay. Просто найдите BMS, которая может держать достаточный ток. Моя рассчитана на 10A. Соедините всё как показано на фотографии.

Шаг 4: Зарядник

У меня есть две опции для зарядки: быстрая и медленная. Вы можете выбрать одну любую из них, но мне хотелось, чтобы были доступны обе.

Первая и медленная опция позволяет использовать любой зарядник с микро USB, чтобы заряжать внешний аккумулятор медленно. Для этого нужно приспособить зарядную плату, которая понизит вольтаж до 4.2V и зарядит аккумулятор. (поищите на Ebay: 1s lithium battery charging module TP4056). Сила тока будет ограниченна выходным током зарядника (обычно до 2.1A). Этот модуль также может поддерживать силу тока 3A, так что он будет заряжаться и от трёхамперного зарядника, если он поддерживает такой ток на выходе. Соедините всё, как показано на фотографии.

Если у вас есть зарядник для внешних литиевых аккумуляторов, вы можете добавить вход для быстрой зарядки. Просто добавьте два разъёма-банана и соедините их как показано на фото. Теперь ваш предел зарядки ограничен силой тока внешнего зарядного устройства. Я использую зарядник Reaktor на 30A, так что я могу зарядить мой аккумулятор всего за 1 час.

Осторожно! На фотографии разъемы-бананы подсоединены после платы BMS. Делайте также, если ваш внешний зарядник не выдаёт более 10A. Если он заряжает с силой более 10A, присоединяйте разъемы-бананы сразу после предохранителя на + и — аккумулятора перед BMS. Таким образом и собран мой внешний аккумулятор. Делайте так, только если вы понимаете, что делаете. Незащищённая зарядка может вызвать воспламенение!

Шаг 5: Переключатель

Используйте переключатель, чтобы включать и выключать ваш внешний аккумулятор.

Он используется только для режима работы в качестве внешнего аккумулятора (модули постоянного тока и дисплей), так что вы можете заряжать ваш внешний аккумулятор даже тогда, когда он выключен.

Шаг 6: Повышающие преобразователи постоянного тока

Повышающие преобразователи постоянного тока поднимут вольтаж до 5V. Это то, что нужно для зарядки устройств USB.
Преобразователи можно найти на Ebay, я использовал 2 штуки 5A LM2587.

Осторожно! Перед тем, как подключить их к вашему внешнему аккумулятору, следуйте инструкциям на моей фотографии. Вам нужно установить вольтаж 5-5.3V на их выходе, иначе можно повредить устройство, которое вы подключите для зарядки.

Шаг 7: Соединяем всё вместе

Когда повышающие преобразователи постоянного тока установлены на правильный вольтаж, соедините их как показано на фото. Добавьте столько USB-портов, сколько вам нужно. 2 порта на каждый 5A модуль постоянного тока — оптимальный вариант, позволяющий быстро зарядить все ваши устройства.

Добавьте экран с вольтажом, чтобы знать сколько заряда осталось в аккумуляторе. Найдите его на Ebay и подключите как показано.

И наконец, присоедините внешние коннекторы USB и всё готово. За исключением корпуса.

Шаг 8: Корпус

Вот вам еще одно видео, которое включает все предыдущие инструкции и фотографии, чтобы помочь вам всё сделать правильно.

У меня заняло немного времени, чтобы сделать такой корпус. Я спроектировал его модель в программе Autodesk Inventor. Затем я нашел того, кто сможет вырезать его из алюминия. Я обработал внешнюю поверхность, покрасил его и в конце сделал гравировку. Этот корпус подходит для аккумулятора, который использовал я. А вы можете сделать корпус из любого материала и любой формы, которая вам нравится. Главное, чтобы все части и аккумулятор хорошо помещались внутри. Моей первой мыслью было сделать корпус из дерева, но я передумал и сделал его металлическим ��

Счастливой зарядки вам!

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.