Как сделать пауэр банк из кроны. Самодельный power bank с солнечной батареей

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.

Способ 4. Внешний энергонакопитель с солнечной батареей

Ещё один интересный вариант. Поскольку световой день начинает увеличиваться, актуально обсудить преимущества энергонакопителей солнечной энергии. Вы увидите, как изготовить переносное зарядное приспособление с возможностью заряда от панелей-накопителей солнечной энергии.

Нам необходимо:

• Литий-ионный энергонакопитель формата 18650,
• Футляр от этих же накопителей
• Модуль повышения напряжения 5 В 1 А.
• Плата заряда для аккумулятора.
• Солнечная панелька 5,5 V 160 mA (любого размера)
• Проводки для соединения
• 2 диода 1N4007 (можно и другие)
• Липучка или двусторонний скотч для фиксации
• Термоклей
• Резистор 47 Ом
• Контакты для энергонакопителя (пластинки тонкой стали)
• Пара тумблеров

1. Изучим базисную схему внешнего аккума.

На схеме видно 2 соединительных проводка разных цветов. Красный подсоединяется к «+», чёрный к «-».

1. Контакты к литий-ионной батарее паять не рекомендуется, поэтому поставим в корпусе клеммы и зафиксируем их с помощью термоклея.
2. Следующая задача - разместить модуль увеличения напряжения и плату зарядки для аккумулятора. Для этого делаем отверстия для USB-входа и USB-выхода 5 В 1 А, тумблера и проводков к солнечной панели.
3. Резистор (сопротивление 47 Ом) впаиваем к USB-выходу, с оборотной стороны модуля, увеличивающего напряжения. Это имеет смысл для зарядки IPhone. Резистор решит проблему с тем самым управляющим сигналом, который запускает процесс зарядки.
4. Чтобы панели было удобно переносить, можно осуществить прикрепление контактов панели с помощью 2 маленьких контактов типа «мама-папа». Как вариант, можно соединить основной корпус и панельки с помощью липучек.
5. Ставим диод между 1 контактом панели и платой заряда энергонакопителя. Диод стоит ставить стрелкой в сторону платы заряда. Это предотвратит разряжение накопительной батареи через солнечную панель.

ВАЖНО. Диод ставится в направлении ОТ солнечной панели ДО платы заряда.

На сколько зарядов хватит такого Повер банка? Всё зависит от ёмкости вашего аккумулятора и ёмкости гаджета . Помните, что разряжать литиевые накопителей ниже 2,7 В крайне нежелательно.

Что касается заряда самого устройства . В нашем случае мы использовали солнечные панели с общей ёмкостью в 160 mAh, а ёмкость аккумулятора - 2600 mAh. Следовательно, при условии прямых лучей батарея зарядится за 16,3 часа. При обычных условиях - около 20–25 часов. Но пусть эти числа вас не пугают. Через миниUSB зарядится за 2–3 часа. Скорей всего, солнечной панелью вы будете пользоваться в условиях путешествий, походов, дальних поездок.

В заключение

Выбирайте наиболее приемлемый для вас метод и сооружайте собственный портативный аккумулятор. Такая вещь точно пригодится в дороге или в путешествии. Преимуществ сделанного устройства масса: это уникальный внешний вид, а ещё способ получить ту мощность, которая удовлетворит именно ваши потребности. С помощью портативного аккумулятора можно заряжать не только телефоны, а и планшеты, беспроводные наушники и прочие мелкие гаджеты.

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

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

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

Схема Power Bank

Изготовление Power Bank своими руками

Самодельный повербанк - это очень просто!
Предлагаю ознакомиться с описанием моей самоделки, возможно она даст вам толчок к изготовлению чего подобного своими руками.

На данный момент доступно для покупки огромное количество повербанков разной конфигурации, размеров и с разными дополнительными опциями.
Но я решил собрать себе сам. Причины побудившие меня были достаточно веские: нежелание тратиться на покупку (с возможной лотереей), наличие плат как заряда так и повышающих преобразователей до 5 Вольт. А так же наличие огромного количества аккумуляторов лежащих без дела. Ситуацию обострил друг привезший десяток 18650 от ноутбука.
На фото лишь малая часть аккумуляторов.


Я покупал в интернет магазинах дешевые повербанки на 1 элемент 18650


и покупал сами элементы 18650, но видимо опыт оказался неудачным, либо напряженка с деньгами дали повод для творчества.
Повербанки на 1 элемент с емкостью до 2600мАч (классический случай) не давали полностью зарядить смартфон, не говоря уж о планшете. К тому же аккумуляторы купленные в интернете оказались подделкой с реальной емкостью 1000мАч.


Было куплено 4 штуки, но я решил произвести вскрытие одного, дабы убедиться о подделке, но замкнул случайно полюса и аккумулятор у меня вспыхнул. Благо я ковырялся на балконе и не долго думая швырнул с 5 этажа на улицу. Была зима, аккумулятор от температуры растопил снег и лед и сколько я не пытался его искать позже - так и не нашел. За то нашел его весной. Фоток нет, но зрелище было жалким. Это я к тому, что литиевые аккумуляторы требуют более аккуратного обращения.

Задумался о комплектации повербанка:
Корпус
Изначально планировал собрать аккумуляторы в «трубе», видел как то в очереди на почте у девушки, но на 2-3 элемента получалась какая то трубка с большими габаритами, в карман не положить. Решено было расположить элементы рядом (классический вариант). Встал другой вопрос- из чего делать корпус? Была мысль сделать из стеклоткани с эпоксидной смолой и уже начал проработки, пока на работе у электриков не увидел трубу пластиковую для прокладки электропроводки.




Процесс изготовления следующий: берем 2 аккумулятора (3-5 кому сколько надо), трубу пластиковую и фен(строительный), можно попробовать размягчить трубу в кипятке, этот вариант я не пробовал.
Аккумуляторы обматываем несколькими слоями изоленты или скотча. Греем феном равномерно пластиковую трубу и вставляем аккумуляторы. Далее труба остывает сохраняя форму. Остается вытолкнуть аккумуляторы и часть корпуса готова. далее снимаем изоленту (скотч) с элементов что бы они свободно (но без болтанки) вставлялись в новоявленный корпус. Кстати с первого раза у меня не получилось, на второй попытке я остановился, но корпус получился чуть чуть пропеллером (перекос я устранил шлифованием обоих сторон).
Обрезаем по длине и шлифуем торец наждачной бумагой или напильником.
Далее берем кусочек оргстекла, смачиваем его дихлоэтаном (осторожно ЯД) и склеиваем с трубой.


Через часов 10 (сушить на улице или под вентиляцией) обтачиваем на наждаке или любым доступным способом. У нас получается стакан с донышком.

Схема


Ее можно сказать что практически и нет - 2 провода от платы зарядки на аккумулятор, 2 провода от платы повышающего преобразователя на плату зарядки, которая при разряде батареи до нижнего уровня отключит питание повышающего преобразователя. Если вы купили плату повышающего преобразователя с распаянным USB разъемом, то это упрощает конструкцию. На USB разъеме можно соединить два средних вывода между собой. Некоторые телефоны с помощью перемычки распознают что подключены не к порту компьютера а к зарядному устройству и начинают заряжаться повышенным током (1000 мА вместо 500). Мне же пришлось разъем паять на обратную сторону платы зарядки. Основной нюанс - соблюдать полярность и постараться использовать для + провода красного цвета (любой светлый), для минуса синий(любой темный). В последующем выработанная привычка использовать разные цвета упрощает жизнь.



Вариантов много, но все сводятся к применению одних и тех же микросхем а так же полевых транзисторов в качестве элемента отсечки аккумуляторов при разряде. Ах да, аккумуляторы я использовал без защиты.
Тут нужен будет паяльник для соединения плат между собой и аккумуляторов, а так же кусочки проводов небольшого сечения (длина небольшая, не критично).

На ваш кус и цвет, любой повышающий до 5 Вольт и выдающий ток не менее 1 Ампер.
В плате используемой мной нет защиты от короткого замыкания на выходе, но я и использую устройство по прямому назначению, поэтому шанс спалить преобразователь практически отсутствует.
Небольшой недостаток - преобразователь потребляет без нагрузки 500мкА (0.5мА), Но что бы разрядить аккумуляторы потребуется 8000 часов. Можно пренебречь.
Так же не обошлось без паяльника. Припаянную плату я упаковал в кусочек и сделал отверстие для светодиода - индикатора работы преобразователя. Нужно это было по той причине, что платы в корпусе ничем не фиксировались и необходимо было избежать замыкания.

Рекомендую использовать из б/ушных батарей от ноутбуков, дешево и сердито.
Мой следующий повербанк будет на батареях от мертвого планшета.
Элементы фиксируем вместе и мажем автомобильным герметиком, далее соединяем контакты + к + и - к - , т е параллельно.
Тут есть СЕРЬЕЗНЫЙ МОМЕНТ! перед соединением необходимо ЭДС элементов привести к одному значению. Пусть оппоненты пишут, что все это ерунда и происки врагов , но на своем опыте убедился в необходимости балансировки. Для балансировки приготовил лампочку от фонарика 3.5 Вольта, но по работе меня отвлекли и про балансировку я успешно забыл. Спаял оба конца у элементов (пайка выполняется при наличии активного флюса или паяльной кислоты, просто залудить с канифолью будет проблематично). Долго прогревать место пайки нельзя - может выйти из строя аккумулятор. Дело сделано, жду когда сборка из акб остынет, но не тут то было, конструкция от нагрева начала обжигать руку, сначала я подумал, что паяльником так сильно прогрел или повредил, но до меня доперло - не сделал балансировку. быстро отпаял и соединил + с + через лампочку. По истечении примерно 3-4 часов проверил ток между элементами, он составил не более 5 мА, а это значит что аккумуляторы имеют одинаковую ЭДС и готовы для спаривания спайки.

дополнительные мелочи (USB)
Для завершения конструкции мне не хватало USB порта - взял его от какой то дохлой материнской платы. Выпаял вандальным способом - с помощью фена строительного.
Была мысль использовать сразу 2 USB порта и 2 платы преобразователей (раздельные каналы как и положено), но тупо не хватило места внутри корпуса. да и впоследствии наличие 2 го порта USB не было сильно востребовано.
Зафиксировано внутри все герметиком (кто любит клеевой пистолет - можно и им) Крышка приклеена и изготовлена так же как донышко.






Красить повербанк не стал, родной серый цвет корпуса вроде приемлемый, ничего не мешает отшлифовать и покрасить с баллончика.
После изготовления повербанка я задумался о том, что зря я поторопился. Можно было использовать комплект с дешевого повербанка и не изобретать велосипед, но тогда бы потребовались аккумуляторы с защитой.
варианты потрошить дешевую, использовать разные акб

Некоторые нюансы в процессе изготовления повербанка:
конструкция корпуса - применение дихлорэтана - ЯД


От оргстекла стружки тяжело убрать- прилипают (статика), аккумуляторы крайне желательно произвести селекцию из существующих элементов. Я использовал зарядное устройство Imax B6


2 цикла заряда-разряда током 1 Ампер показали ху из ху! Было приличное количество элементов с емкостью меньше 800 мАч, они пошли на утилизацию (на работе собирают и сдают). Пайку выполнять при наличии вентиляции. Аккумуляторы паять мощным паяльником, платы можно маломощным.

Испытания
Выдалась недавно мне поездка в город Волгоград на чемпионат России по радиоуправляемым планерам F3K. Вот тут то повербанк и пригодился. 32 часа в поезде это вроде и не много, но от нечего делать были просмотрены фильмы и сыграны игрушки на смартфоне и планшете. И если в первый день розетки в вагоне не были актуальны, то на второй день любого желающего подзарядиться ждала очередь в несколько часов =)


Повербанк я ставил на зарядку ночью когда все спали, поэтому никому не помешал и был доволен. Емкости повербанка хватало на просмотр фильма и последующей зарядки планшета как минимум на три четверти.


В гостинице ставил заряжаться на ночь, днем пользовался сам и давал другим. Полностью разряженный повербанк заряжается примерно за 5 часов. Емкость получилась около 4100 мАч. Ток разряда в зависимости от кабеля доходит до 1 Ампера. При зарядке индикатор горит красным, по окончанию заряда голубым. Как и у большинства плат контроллеров заряда 18650.
При разряде светится красный индикатор, но его практически не видно, не продумал конструкцию до конца.

Котэ куда же без нее