Самодельное зарядное устройство для литий ионных аккумуляторов: Самодельное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов 18650

Содержание

Самодельное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов 18650

Аккумуляторы играют важную роль в любом механизме, работающим не от сети. Перезаряжаемые аккумуляторные батареи стоят довольно дорого, из-за того, что вместе с ними нужно приобретать зарядное устройство. В аккумуляторных батареях используются разные комбинации проводниковых материалов и электролитов – свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлгидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионполимерные (Li-Po).

Я использую литий-ионные аккумуляторы в своих проектах, поэтому решил сделать зарядку для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками, а не покупать дорогое, так что приступим.

Шаг 1: Видео

В видео показана сборка зарядного устройства.
Ссылка на youtube

Шаг 2: Список электрокомпонентов

Список компонентов, необходимых для сборки зарядного устройства для аккумуляторных батареек 18650:

Шаг 3: Список инструментов

Для работы вам будут нужны следующие инструменты:

Теперь, когда все нужные инструменты и компоненты подготовлены к работе, займемся модулем ТР4056.

Шаг 4: Модуль зарядного устройства Li-io аккумуляторов на основе чипа ТР4056

Немного подробнее об этом модуле. На рынке представлены два варианта этих модулей: с защитой аккумулятора и без нее.

Коммутационная плата, содержащая схему защиты, осуществляет контроль напряжения с помощью фильтра цепи питания DW01A (интегральная схема защиты батареи) и FS8205A (N-канальный транзисторный модуль). Таким образом, коммутационная плата содержит три интегральных схемы (TP4056+DW01A+FS8205A), в то время как модуль зарядного устройства без защиты батареи содержит лишь одну интегральную схему (TP4056).

TP4056 – модуль заряда одноэлементных Li-io аккумуляторов с линейным зарядом постоянного тока и напряжения. Корпус SOP и малое число внешних компонентов делают этот модуль прекрасным вариантом для использования в самодельных электроприборах. Он заряжает через USB так же хорошо, как через обычный блок питания. Распиновка модуля TP4056 прилагается (рис.2), как и график цикла зарядки (рис. 3) с кривыми постоянного тока и постоянного напряжения. Два диода на коммутационной плате показывают текущий статус заряда – заряд, прекращение заряда и тд (рис.4).

Чтобы не повредить аккумулятор, заряд 3,7 В литий-ионных аккумуляторов должен осуществляться при значении постоянного тока 0,2-0,7 от их емкости, пока выходное напряжение не достигнет 4,2 В, после чего заряд будет осуществляться постоянным напряжением и постепенно снижающимся (до 10% от первоначального значения) током. Мы не можем прервать заряд при напряжении 4,2 В, так как уровень заряда будет 40-80% от полной емкости аккумулятора. За этот процесс отвечает модуль TP4056. Еще один важный момент – резистор, соединенный с выводом PROG, определяет зарядный ток. В модулях, представленных на рынке, обычно с этим выводом соединен 1,2 КОм резистор, что соответствует зарядному току 1А (рис.5). Чтобы получить другие значения зарядного тока, можно попробовать ставить другие резисторы.

Даташит модуля ТР4056

DW01A – интегральная схема защиты батареи, на рис. 6 показана обычная схема подключения. Полевые МОП-транзисторы М1 и М2 соединены внешне интегральной схемой FS8205A.

Даташит DW01A

Даташит FS8205A

Эти компоненты установлены на коммутационной плате модуля заряда литий-ионных батарей TP4056, ссылка на который есть в Шаге 2. Мы должны сделать только две вещи: дать напряжение в диапазоне 4-8 В на входной разъем, и соединить полюса аккумулятора и контактами + и – модуля TP4056.

После этого продолжим сборку зарядного устройства.

Шаг 5: Схема проводки

Чтобы завершить сборку электрокомпонентов, спаяем их в соответствии со схемой. Я приложил схему в программе Fritzing и фото физического соединения.

  1. + контакт разъема питания соединяем с одним из контактов выключателя, а – контакт разъема питания соединяем с пином GND стабилизатора 7805
  2. Второй контакт выключателя соединяем с пином Vin стабилизатора 7805
  3. Устанавливаем три конденсатора 100 нФ параллельно между Vin и GND пинами стабилизатора напряжения (для этого используйте макетную плату)
  4. Устанавливаем конденсатор 100 нФ между пинами Vout и GND стабилизатора напряжения (на макетной плате)
  5. Соедините Vout пин стабилизатора напряжения с IN+ пином модуля TP4056
  6. Соедините пин GND стабилизатора напряжения с IN- пином модуля TP4056
  7. Соедините + контакт батарейного отсека с B+ пином модуля TP4056, а – контакт батарейного отсека соедините с В- пином модуля TP4056

На этом соединения завершены. Если вы используете 5 В блок питания, пропускайте все пункты с подключениями к стабилизатору напряжения 7805, и подключайте + и – блока напрямую к IN+ и IN- пинам модуля TP4056 соответственно.
Если вы будете использовать 12В блок питания, при прохождении тока 1А стабилизатор 7805 будет нагреваться, это можно исправить теплоотводом.

Шаг 6: Сборка, часть 1: прорезаем отверстия в корпусе

Для того, чтобы правильно уместить все электрокомпоненты в корпусе, в нем нужно прорезать отверстия:

  1. Лезвием ножа отметьте на корпусе границы батарейного отсека (рис.1).
  2. Горячим ножом прорежьте отверстие по сделанным меткам (рис.2 и 3).
  3. После прорезания отверстия, корпус должен выглядеть как на рис.4.
  4. Отметьте место, где будет находиться USB-разъем модуля TP4056 (рис.5 и 6).
  5. Горячим ножом прорежьте в корпусе отверстие для USB-разъема (рис. 7).
  6. Отметьте места на корпусе, где будут находиться диоды модуля TP4056 (рис. 8 и 9).
  7. Горячим ножом прорежьте отверстия под диоды (рис. 10).
  8. Таким же образом сделайте отверстия под разъем питания и выключатель (рис.11 и 12)

Шаг 7: Сборка, часть 2: устанавливаем электрокомпоненты

Следуйте инструкции, чтобы установить компоненты в корпусе:

  1. Установите батарейный отсек так, чтобы монтажные точки были снаружи отсека/корпуса. Клеевым пистолетом приклейте отсек (рис.1).
  2. Установите на место модуль TP4056 так, чтобы USB0разъем и диоды попали в соответствующие отверстия, зафиксируйте термоклеем (рис.2).
  3. Установите на место стабилизатор напряжения 7805, зафиксируйте термоклеем (рис.3).
  4. Установите на свои места разъем питания и выключатель, зафиксируйте их термоклеем (рис.4).
  5. Расположение компонентов должно выглядеть так же, как на рис.5.
  6. Нижнюю крышку закрепите на месте винтами (рис.6).
  7. Позже я закрыл неровности, оставшиеся от горячего ножа, черной изолентой. Также их можно сгладить наждачкой.

Завершенное зарядное устройство показано на рис. 7. теперь его нужно испытать.

Шаг 8: Испытание

Установите разряженный аккумулятор в зарядное устройство. Включите питание в разъем 12В или USB. Красный диод должен моргать, это значит, что идет процесс заряда.

Когда заряд будет завершен, должен загореться синий диод.
Прикладываю фото зарядного устройства в процессе заряда и фото с заряженным аккумулятором.
На этом работа завершена.

Самодельное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов 18650

Аккумуляторы играют важную роль в любом механизме, работающим не от сети. Перезаряжаемые аккумуляторные батареи стоят довольно дорого, из-за того, что вместе с ними нужно приобретать зарядное устройство. В аккумуляторных батареях используются разные комбинации проводниковых материалов и электролитов – свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлгидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионполимерные (Li-Po).

Я использую литий-ионные аккумуляторы в своих проектах, поэтому решил сделать зарядку для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками, а не покупать дорогое, так что приступим.

Шаг 1: Видео

В видео показана сборка зарядного устройства.
Ссылка на youtube

Шаг 2: Список электрокомпонентов

Список компонентов, необходимых для сборки зарядного устройства для аккумуляторных батареек 18650:

Шаг 3: Список инструментов

Для работы вам будут нужны следующие инструменты:

Теперь, когда все нужные инструменты и компоненты подготовлены к работе, займемся модулем ТР4056.

Шаг 4: Модуль зарядного устройства Li-io аккумуляторов на основе чипа ТР4056

Немного подробнее об этом модуле. На рынке представлены два варианта этих модулей: с защитой аккумулятора и без нее.

Коммутационная плата, содержащая схему защиты, осуществляет контроль напряжения с помощью фильтра цепи питания DW01A (интегральная схема защиты батареи) и FS8205A (N-канальный транзисторный модуль). Таким образом, коммутационная плата содержит три интегральных схемы (TP4056+DW01A+FS8205A), в то время как модуль зарядного устройства без защиты батареи содержит лишь одну интегральную схему (TP4056).

TP4056 – модуль заряда одноэлементных Li-io аккумуляторов с линейным зарядом постоянного тока и напряжения. Корпус SOP и малое число внешних компонентов делают этот модуль прекрасным вариантом для использования в самодельных электроприборах. Он заряжает через USB так же хорошо, как через обычный блок питания. Распиновка модуля TP4056 прилагается (рис.2), как и график цикла зарядки (рис.3) с кривыми постоянного тока и постоянного напряжения. Два диода на коммутационной плате показывают текущий статус заряда – заряд, прекращение заряда и тд (рис.4).

Чтобы не повредить аккумулятор, заряд 3,7 В литий-ионных аккумуляторов должен осуществляться при значении постоянного тока 0,2-0,7 от их емкости, пока выходное напряжение не достигнет 4,2 В, после чего заряд будет осуществляться постоянным напряжением и постепенно снижающимся (до 10% от первоначального значения) током. Мы не можем прервать заряд при напряжении 4,2 В, так как уровень заряда будет 40-80% от полной емкости аккумулятора.

За этот процесс отвечает модуль TP4056. Еще один важный момент – резистор, соединенный с выводом PROG, определяет зарядный ток. В модулях, представленных на рынке, обычно с этим выводом соединен 1,2 КОм резистор, что соответствует зарядному току 1А (рис.5). Чтобы получить другие значения зарядного тока, можно попробовать ставить другие резисторы.

Даташит модуля ТР4056

DW01A – интегральная схема защиты батареи, на рис.6 показана обычная схема подключения. Полевые МОП-транзисторы М1 и М2 соединены внешне интегральной схемой FS8205A.

Даташит DW01A

Даташит FS8205A

Эти компоненты установлены на коммутационной плате модуля заряда литий-ионных батарей TP4056, ссылка на который есть в Шаге 2. Мы должны сделать только две вещи: дать напряжение в диапазоне 4-8 В на входной разъем, и соединить полюса аккумулятора и контактами + и – модуля TP4056.

После этого продолжим сборку зарядного устройства.

Шаг 5: Схема проводки

Чтобы завершить сборку электрокомпонентов, спаяем их в соответствии со схемой.

Я приложил схему в программе Fritzing и фото физического соединения.

  1. + контакт разъема питания соединяем с одним из контактов выключателя, а – контакт разъема питания соединяем с пином GND стабилизатора 7805
  2. Второй контакт выключателя соединяем с пином Vin стабилизатора 7805
  3. Устанавливаем три конденсатора 100 нФ параллельно между Vin и GND пинами стабилизатора напряжения (для этого используйте макетную плату)
  4. Устанавливаем конденсатор 100 нФ между пинами Vout и GND стабилизатора напряжения (на макетной плате)
  5. Соедините Vout пин стабилизатора напряжения с IN+ пином модуля TP4056
  6. Соедините пин GND стабилизатора напряжения с IN- пином модуля TP4056
  7. Соедините + контакт батарейного отсека с B+ пином модуля TP4056, а – контакт батарейного отсека соедините с В- пином модуля TP4056

На этом соединения завершены. Если вы используете 5 В блок питания, пропускайте все пункты с подключениями к стабилизатору напряжения 7805, и подключайте + и – блока напрямую к IN+ и IN- пинам модуля TP4056 соответственно.


Если вы будете использовать 12В блок питания, при прохождении тока 1А стабилизатор 7805 будет нагреваться, это можно исправить теплоотводом.

Шаг 6: Сборка, часть 1: прорезаем отверстия в корпусе

Для того, чтобы правильно уместить все электрокомпоненты в корпусе, в нем нужно прорезать отверстия:

  1. Лезвием ножа отметьте на корпусе границы батарейного отсека (рис.1).
  2. Горячим ножом прорежьте отверстие по сделанным меткам (рис.2 и 3).
  3. После прорезания отверстия, корпус должен выглядеть как на рис.4.
  4. Отметьте место, где будет находиться USB-разъем модуля TP4056 (рис.5 и 6).
  5. Горячим ножом прорежьте в корпусе отверстие для USB-разъема (рис. 7).
  6. Отметьте места на корпусе, где будут находиться диоды модуля TP4056 (рис. 8 и 9).
  7. Горячим ножом прорежьте отверстия под диоды (рис. 10).
  8. Таким же образом сделайте отверстия под разъем питания и выключатель (рис.11 и 12)

Шаг 7: Сборка, часть 2: устанавливаем электрокомпоненты

Следуйте инструкции, чтобы установить компоненты в корпусе:

  1. Установите батарейный отсек так, чтобы монтажные точки были снаружи отсека/корпуса. Клеевым пистолетом приклейте отсек (рис.1).
  2. Установите на место модуль TP4056 так, чтобы USB0разъем и диоды попали в соответствующие отверстия, зафиксируйте термоклеем (рис.2).
  3. Установите на место стабилизатор напряжения 7805, зафиксируйте термоклеем (рис.3).
  4. Установите на свои места разъем питания и выключатель, зафиксируйте их термоклеем (рис.4).
  5. Расположение компонентов должно выглядеть так же, как на рис.5.
  6. Нижнюю крышку закрепите на месте винтами (рис.6).
  7. Позже я закрыл неровности, оставшиеся от горячего ножа, черной изолентой. Также их можно сгладить наждачкой.

Завершенное зарядное устройство показано на рис.7. теперь его нужно испытать.

Шаг 8: Испытание

Установите разряженный аккумулятор в зарядное устройство. Включите питание в разъем 12В или USB. Красный диод должен моргать, это значит, что идет процесс заряда.

Когда заряд будет завершен, должен загореться синий диод.
Прикладываю фото зарядного устройства в процессе заряда и фото с заряженным аккумулятором.
На этом работа завершена.

Самодельное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов 18650

Аккумуляторы играют важную роль в любом механизме, работающим не от сети. Перезаряжаемые аккумуляторные батареи стоят довольно дорого, из-за того, что вместе с ними нужно приобретать зарядное устройство. В аккумуляторных батареях используются разные комбинации проводниковых материалов и электролитов – свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлгидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионполимерные (Li-Po).

Я использую литий-ионные аккумуляторы в своих проектах, поэтому решил сделать зарядку для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками, а не покупать дорогое, так что приступим.

Шаг 1: Видео

В видео показана сборка зарядного устройства.
Ссылка на youtube

Шаг 2: Список электрокомпонентов

Список компонентов, необходимых для сборки зарядного устройства для аккумуляторных батареек 18650:

Шаг 3: Список инструментов

Для работы вам будут нужны следующие инструменты:

Теперь, когда все нужные инструменты и компоненты подготовлены к работе, займемся модулем ТР4056.

Шаг 4: Модуль зарядного устройства Li-io аккумуляторов на основе чипа ТР4056

Немного подробнее об этом модуле. На рынке представлены два варианта этих модулей: с защитой аккумулятора и без нее.

Коммутационная плата, содержащая схему защиты, осуществляет контроль напряжения с помощью фильтра цепи питания DW01A (интегральная схема защиты батареи) и FS8205A (N-канальный транзисторный модуль). Таким образом, коммутационная плата содержит три интегральных схемы (TP4056+DW01A+FS8205A), в то время как модуль зарядного устройства без защиты батареи содержит лишь одну интегральную схему (TP4056).

TP4056 – модуль заряда одноэлементных Li-io аккумуляторов с линейным зарядом постоянного тока и напряжения. Корпус SOP и малое число внешних компонентов делают этот модуль прекрасным вариантом для использования в самодельных электроприборах. Он заряжает через USB так же хорошо, как через обычный блок питания. Распиновка модуля TP4056 прилагается (рис.2), как и график цикла зарядки (рис. 3) с кривыми постоянного тока и постоянного напряжения. Два диода на коммутационной плате показывают текущий статус заряда – заряд, прекращение заряда и тд (рис.4).

Чтобы не повредить аккумулятор, заряд 3,7 В литий-ионных аккумуляторов должен осуществляться при значении постоянного тока 0,2-0,7 от их емкости, пока выходное напряжение не достигнет 4,2 В, после чего заряд будет осуществляться постоянным напряжением и постепенно снижающимся (до 10% от первоначального значения) током. Мы не можем прервать заряд при напряжении 4,2 В, так как уровень заряда будет 40-80% от полной емкости аккумулятора. За этот процесс отвечает модуль TP4056. Еще один важный момент – резистор, соединенный с выводом PROG, определяет зарядный ток. В модулях, представленных на рынке, обычно с этим выводом соединен 1,2 КОм резистор, что соответствует зарядному току 1А (рис.5). Чтобы получить другие значения зарядного тока, можно попробовать ставить другие резисторы.

Даташит модуля ТР4056

DW01A – интегральная схема защиты батареи, на рис. 6 показана обычная схема подключения. Полевые МОП-транзисторы М1 и М2 соединены внешне интегральной схемой FS8205A.

Даташит DW01A

Даташит FS8205A

Эти компоненты установлены на коммутационной плате модуля заряда литий-ионных батарей TP4056, ссылка на который есть в Шаге 2. Мы должны сделать только две вещи: дать напряжение в диапазоне 4-8 В на входной разъем, и соединить полюса аккумулятора и контактами + и – модуля TP4056.

После этого продолжим сборку зарядного устройства.

Шаг 5: Схема проводки

Чтобы завершить сборку электрокомпонентов, спаяем их в соответствии со схемой. Я приложил схему в программе Fritzing и фото физического соединения.

  1. + контакт разъема питания соединяем с одним из контактов выключателя, а – контакт разъема питания соединяем с пином GND стабилизатора 7805
  2. Второй контакт выключателя соединяем с пином Vin стабилизатора 7805
  3. Устанавливаем три конденсатора 100 нФ параллельно между Vin и GND пинами стабилизатора напряжения (для этого используйте макетную плату)
  4. Устанавливаем конденсатор 100 нФ между пинами Vout и GND стабилизатора напряжения (на макетной плате)
  5. Соедините Vout пин стабилизатора напряжения с IN+ пином модуля TP4056
  6. Соедините пин GND стабилизатора напряжения с IN- пином модуля TP4056
  7. Соедините + контакт батарейного отсека с B+ пином модуля TP4056, а – контакт батарейного отсека соедините с В- пином модуля TP4056

На этом соединения завершены. Если вы используете 5 В блок питания, пропускайте все пункты с подключениями к стабилизатору напряжения 7805, и подключайте + и – блока напрямую к IN+ и IN- пинам модуля TP4056 соответственно.
Если вы будете использовать 12В блок питания, при прохождении тока 1А стабилизатор 7805 будет нагреваться, это можно исправить теплоотводом.

Шаг 6: Сборка, часть 1: прорезаем отверстия в корпусе

Для того, чтобы правильно уместить все электрокомпоненты в корпусе, в нем нужно прорезать отверстия:

  1. Лезвием ножа отметьте на корпусе границы батарейного отсека (рис.1).
  2. Горячим ножом прорежьте отверстие по сделанным меткам (рис.2 и 3).
  3. После прорезания отверстия, корпус должен выглядеть как на рис.4.
  4. Отметьте место, где будет находиться USB-разъем модуля TP4056 (рис.5 и 6).
  5. Горячим ножом прорежьте в корпусе отверстие для USB-разъема (рис. 7).
  6. Отметьте места на корпусе, где будут находиться диоды модуля TP4056 (рис. 8 и 9).
  7. Горячим ножом прорежьте отверстия под диоды (рис. 10).
  8. Таким же образом сделайте отверстия под разъем питания и выключатель (рис.11 и 12)

Шаг 7: Сборка, часть 2: устанавливаем электрокомпоненты

Следуйте инструкции, чтобы установить компоненты в корпусе:

  1. Установите батарейный отсек так, чтобы монтажные точки были снаружи отсека/корпуса. Клеевым пистолетом приклейте отсек (рис.1).
  2. Установите на место модуль TP4056 так, чтобы USB0разъем и диоды попали в соответствующие отверстия, зафиксируйте термоклеем (рис.2).
  3. Установите на место стабилизатор напряжения 7805, зафиксируйте термоклеем (рис.3).
  4. Установите на свои места разъем питания и выключатель, зафиксируйте их термоклеем (рис.4).
  5. Расположение компонентов должно выглядеть так же, как на рис.5.
  6. Нижнюю крышку закрепите на месте винтами (рис.6).
  7. Позже я закрыл неровности, оставшиеся от горячего ножа, черной изолентой. Также их можно сгладить наждачкой.

Завершенное зарядное устройство показано на рис. 7. теперь его нужно испытать.

Шаг 8: Испытание

Установите разряженный аккумулятор в зарядное устройство. Включите питание в разъем 12В или USB. Красный диод должен моргать, это значит, что идет процесс заряда.

Когда заряд будет завершен, должен загореться синий диод.
Прикладываю фото зарядного устройства в процессе заряда и фото с заряженным аккумулятором.
На этом работа завершена.

10 простых схем зарядок литий-ионных аккумуляторов и как правильно заряжать

Примеры вредного резонанса

Это волнообразное колебание в конце концов привело к его крушению. Мост рухнул 7 ноября 1940 года во время бури, всего через четыре месяца его эксплуатации. Прежде чем узнавать о резонансной частоте и о том, что это связано с катастрофой моста Такома-Нэрроуз, сначала нужно понять что-то, называемое гармоническим движением.

Когда у вас есть объект, периодически колеблющийся назад и вперед, мы говорим, что он испытывает гармоническое движение. Один прекрасный пример проявления резонанса, испытывающего гармоническое движение, – свободная подвесная пружина с прикрепленной к ней массой. Масса заставляет пружину растягиваться вниз, пока в конце концов пружина не сжимается назад, чтобы вернуться к своей первоначальной форме.

Сложно сказать, какой резонанс в нашей жизни встречается больше: хороший или же наносящий нам вред. Истории известно немалое количество ужасающих последствий явления резонанса. Вот самые известные события, на которых можно наблюдать пример резонанса.

  1. Во Франции, в городе Анжера, в 1750 году отряд солдат шел в ногу через цепной мост. Когда частота их шагов совпала с частотой свободных колебаний моста, размахи колебаний (амплитуда) резко увеличились. Наступил резонанс, и цепи оборвались, а мост обрушился в реку.
  2. Бывали случаи, когда в деревнях дом был разрушен из-за проезжающего по главной дороге грузового автомобиля.

Полезный результат понятен из примера с колоколом. Человек со средними физическими способностями способен создать перезвон, который слышен на очень большом расстоянии. Для аналогичной силы звука с применением электронной аппаратуры необходимо применить мощнейший усилитель и огромный динамик.

Для воспроизведения аудио сигнала с помощью подобной аппаратуры придется затратить много электроэнергии

Резкий нерегулируемый рост амплитуды на определенном уровне превышает прочностные характеристики конструкции. Именно такое воздействие ветровых нагрузок разрушило такомский мост в США. Чтобы исключить опасные ситуации, вместо сложного инженерного расчета офицеры командуют солдатам шагать не в ногу при переходе водных преград по таким конструкциям.

Шаг 8: Испытание

Установите разряженный аккумулятор в зарядное устройство. Включите питание в разъем 12В или USB. Красный диод должен моргать, это значит, что идет процесс заряда.

Когда заряд будет завершен, должен загореться синий диод.
Прикладываю фото зарядного устройства в процессе заряда и фото с заряженным аккумулятором.
На этом работа завершена.

Зарядное устройство для li ion аккумуляторов
, схема которого приведенная в данной статье, было разработано на основе опыта конструирования подобных зарядников, усилиях по ликвидации ошибок и достижения максимальной простоты. Зарядное устройство отличается высокой стабильностью выходного напряжения.

Схема подключения литиевых аккумуляторов

Установка литиевой батареи решает разные задачи. В случаях, когда нужно иметь токовую нагрузку, измеряемую десятками ампер используют высокотоковые элементы. Это касается ручного инструмента, тяговых батарей для транспортировки. Средние нагрузки лежат на ноутбуках, фотоаппаратах, фонарях.

Рассмотрим высокотоковые аккумуляторы на основе литий-ионных банок с номинальным напряжением 3,7 В. Они могут иметь разные размеры, емкость, но напряжение будет только 3,7. Изготовлены элементы:

  • катод из алюминиевой фольги, на которую нанесен мелкодисперсный графит;
  • анод из медной подложки, на которую нанесен LiCoO2:
  • сепаратор, ячеистый состав пропитан неводным раствором соли Li.

Именно такие комплектующие используют в цилиндрических элементах, аккумулятор называют литий-ионным. Чаще всего схема питания шуруповертов, ноутбуков, фонарей, биноклей изготовлены с применением литиевых аккумуляторов форм-фактора 18650. Элемент имеет в длину 65 мм, диаметр 18 мм. Напряжение рабочее 3,0-4,2 В. Относится в высокотоковым, то есть может отдавать ток силой до 10 С.

Для питания инструмента большей мощности необходимо соединять последовательно несколько банок, по расчету. При этом емкость измеряется по самому слабому элементу.

Для повышения емкости нужно использовать параллельное соединение. Банки, соединенные одинаковыми полюсами суммируют емкость. Если нужно поднять емкость и напряжение, используют комбинирование. Соединяют группы банок параллельно. Потом каждый комплект соединяют последовательно.

Для шуруповертов с рабочим напряжением 12,14,18 В используется последовательная схема литиевого аккумулятора. Зная, что отдельные элементы не должны перезаряжаться выше 4,20 В, разряжаться ниже 2,5 В, требуется обеспечить равномерное напряжение во всех банках и защиту от опасного для них напряжения. Батарея может быть собрана из защищенных аккумуляторов. Тогда на них есть маркировка «protected» («защищенные»). В корпусе имеется плата, отключающая элемент при достижении критичных параметров.

Защищенный цилиндр на 2 мм длиннее стандартного, незащищенного и немного толще, за счет дополнительной обертки. Если используются незащищенные литиевые аккумуляторы, в схему заряда литиевых  аккумуляторов устанавливается плата защиты MBS, рассчитанная на максимальную токовую нагрузку, количество банок. Часто там же встроен балансир.

Комментарии

Способ №9. Используем восстановление системы

Довольно эффективным способом решения дисфункции является откат системы на предыдущую точку восстановления, где проблем со звуком не наблюдалось.

  1. Для этого нажмите на кнопку «Пуск», в строке поиска введите rstrui, и нажмите ввод.
  2. Выберите стабильную точку восстановления, и откатите систему на данное состояние.

Задействуйте восстановление системы

Шаг 8: Подключение контроллера зарядки.

Одна из причин, по которой я выбрал этот компактный контроллер зарядки, это его высокая надёжность. У него четыре контактные площадки: две впереди рядом с портом mini-USB, куда подаётся постоянное напряжение (в нашем случае от солнечных батарей), и две сзади для аккумулятора.

Чтобы подключить разъём 2,5 мм к контроллеру зарядки, необходимо подпаять два проводка и диод от разъёма к контроллеру. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.

Зафиксируйте диод 1N4001, контроллер зарядки и разъём 2,5 мм. Расположите разъём перед собой. Если смотреть на него слева направо, то левый контакт будет отрицательным, средний — положительным, а правый вообще не используется.

Один конец проводка припаяйте к отрицательной ножке разъёма, а другой к отрицательному контакту на плате. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.

Ещё один проводок припаяйте к ножке диода, рядом с которой нанесена метка. Припаивайте его как можно ближе к основанию диода, чтобы сэкономить побольше свободного места. Припаяйте другую сторону диода (без метки) к средней ножке разъёма. Опять же, постарайтесь припаять максимально близко к основанию диода. И в завершение подпаяйте проводок к положительному контакту на плате. Кроме того желательно воспользоваться термоусадочными трубками.

Телевизионная панель не принимает сигнал

Для того чтобы изменить тип сигнала на ТВ, необходимо на ПДУ нажать клавишу «Source». После этого действия откроется специальное окошко, где необходимо указать тот разъем, к которому подсоединена приставка. После установки правильно порта, на панели должно сразу же появиться изображение.

В том случае если картинка не появилась, рекомендуется отсоединить провод, а затем снова подсоединить, так как возможно контакты плохо прилегли и поэтому сигнал не идет. Если исправить проблему своими руками не получилось, то нужно обратиться к мастеру.

Критерии выбора прибора зарядки

Определить насколько качественным будет покупаемый прибор можно по следующим моментам:

  • Наличию независимых каналов заряда;
  • Току;
  • Функции разряда.

Рассмотрим каждый из них подробно. Начнем с самого значимого – независимых каналов заряда. Наличие их у выбранной модели говорит о том, что ее электронная начинка способна раздельно контролировать процесс зарядки и прекращать его, как только емкость аккумулятора будет восстановлена. Но при этом все остальные не успеют восстановить свое емкость, что при постоянном повторении такой ситуации ведет к быстрому выходу из строя батарей.

Пополнение энергии аккумулятора возможно тремя способами:

  1. Слабым током;
  2. Средним;
  3. Высоким.

Первый предполагает выбор зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов с учетом номинальной емкости батареи. При этом вырабатываемый им ток не должен превышать 10%. Такой способ зарядки самый медленный и щадящий. При его постоянном использовании срок службы аккумуляторов практически не сокращается.

Последний способ или зарядка большим током практически равным номинальной емкости – это в своем роде стресс для батареи, приводящий к весомому сокращению срока службы. При нем происходит сильный нагрев, требующий активного вентиляторного охлаждения. Его используют только в крайних случаях, когда требуется зарядить аккумулятор за пару часов.

Смотрим видеообзор зарядников для литьевых батарей:

Существуют и так называемые интеллектуальные устройства. Они используются для зарядки аккумуляторов профессиональными фотографами, используемых в осветительных приборах и других аналогичных случаях. Стоимость такого зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов достаточно велика, но если вам важна безупречная работа гаджета, то лучше инвестировать в покупку прибора, чем постоянно менять батареи.

У интеллектуальных зарядных устройств имеется функция разряда. Она необходима чтобы полностью разрядить аккумулятор, исключив тем самым эффект памяти. Это несколько удлиняет цикл зарядки, но тем самым продлевает срок службы батареи.

Лучшие производители

Каждый продукт имеет свои особенности. Поэтому выбирая конкретную марку необходимо в первую очередь ориентироваться на количество и тип аккумуляторов, которые придется заряжать. Если предполагается работа с 4-мя батареями, то можно остановиться на модели Rodition Ecocharger. Это небольшое устройство, способное восстанавливать даже одноразовые щелочные батарейки. Включение этой функции производится тумблером, расположенным на боковой панели корпуса.

Прибор имеет четыре канала и способен контролировать уровень заряда каждого элемента в отдельности. На панели устройства имеется световая индикация, показывающая, какой из аккумуляторов уже восстановился. Купить такое устройство можно за 20 долларов.

Смотрим видео о продукции Rodition Ecocharger:

Одним из наиболее популярных и многофункциональных считается зарядное устройство для литиевых аккумуляторов марки La Crosse BC-700. Оно относится к продвинутым и рассчитано на восстановление пальчиковых баьаоеек форматов АА и ААА на основе никеля. Особенности прибора таковы, что он способен одновременно осуществлять зарядку 4 батарей разной емкости.

Устройства работает в нескольких режимах. Имеется регулятор тока, позволяющий выбирать наиболее оптимальную его величину для каждого случая.

Этапы зарядки

Процесс восстановления батареи специалисты рекомендуют начинать с ее полной разрядки. Если по каким-либо причинам приходится заряжать аккумулятор которые еще не полностью разрядился, то стоит выбирать продвинутую модель устройства.

Аккумуляторы играют важную роль в любом механизме, работающим не от сети. Перезаряжаемые аккумуляторные батареи стоят довольно дорого, из-за того, что вместе с ними нужно приобретать зарядное устройство. В аккумуляторных батареях используются разные комбинации проводниковых материалов и электролитов – свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлгидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионполимерные (Li-Po).

Я использую литий-ионные аккумуляторы в своих проектах, поэтому решил сделать зарядку для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками, а не покупать дорогое, так что приступим.

Порядок заряда АКБ 18650

Аккумулятор 18650

Известные производители ЗУ используют в них двухэтапный способ заряда батарей.

Двухэтапный способ заряда включает в себя:

  1. Задача ЗУ на первой стадии сводится к зарядке стабилизированным током. Сила тока при зарядке определяется номинальной емкостью АКБ с коэффициентом порядка от 0,2 до 0,5. В процессе зарядки для поддержания стабильного тока происходит автоматическое повышение напряжения. При величине напряжения 4,2В процесс зарядки на данном этапе прекращается. К этому моменту аккумулятор успевает пополнить свою емкость на 70-80%. С целью сокращения времени заряда для литиевых аккумуляторов применяется процесс ускоренного заряда. В таком случае зарядный ток берется с коэффициентом 0,5-1,0;
  2. Зарядка 18650 во втором этапе проходит с постоянным напряжением. Плата зарядки 18650 поддерживает Uзар.~4,15-4,25В и контролирует величину тока. Значение тока в процессе зарядки плавно уменьшается до величины 0,05-0,01 от емкости аккумулятора. Соответственно, процесс заряда считается законченным.

Помимо вышеупомянутых стадий заряда, для 18650 li -ion аккумуляторов применим подготовительный заряд АКБ. Заряжание производится пониженным током до момента, пока напряжение на аккумуляторе не достигнет величины 2,8В.


Поведение тока и напряжения при зарядке

При всей незаменимости двухэтапная система зарядки имеет некоторые недостатки. Поскольку напряжение на АКБ замеряется во время прохождения через него большого зарядного тока, то, в зависимости от внутреннего сопротивления аккумулятора, такие замеры могут разниться. В связи с этим напряжение может достигать величины 4,3-4,4В, что крайне негативно сказывается на батарее. На практике лучше прибегнуть к использованию зарядных устройств с импульсами тока при наличии промежутков между ними. Во время этих промежутков замеряется величина напряжения на аккумуляторе. Чем ближе напряжение к величине полностью заряженного аккумулятора, тем короче импульс выдает зарядное устройство. Соответственно, при достижении замеряемого напряжения величины 4,15В подача импульсов прекратится.


Этапы импульсного заряда АК

Упрощённая схема балансира для АКБ

   Вот упрощённая схема балансира тока на базе TL431. Резисторы R1 и R2 устанавливают напряжение 4,20 Вольт, или можно выбрать другие, в зависимости от типа батареи. Эталонное напряжение для регулятора снимается с транзистора, и уже на границе 4,20 В система начнет приоткрывать транзистор, чтобы не допустить превышения заданного напряжения. Минимальное увеличение напряжения вызовет очень быстрый рост тока транзистора. Во время тестов, уже при 4,22 В (превышение на 20 мВ), ток составил более 1 А.

   Сюда подходит в принципе любой транзистор PNP, работающий в диапазоне напряжений и токов, которые нас интересуют. Если батареи должны быть заряжены током 500 мА. Расчет его мощности прост: 4,20 В х 0,5 А = 2,1 В, и столько должен потерять транзистор, что вероятно, потребует небольшого охлаждения. Для зарядного тока 1 А или больше мощность потерь, соответственно, растет, и все труднее будет избавиться от тепла. Во время теста были проверены несколько разных транзисторов, в частности BD244C, 2N6491 и A1535A — все они ведут себя одинаково.

   Делитель напряжения R1 и R2 следует подобрать так, чтобы получить нужное напряжение ограничения. Для удобства вот несколько значений после применения которых, мы получим следующие результаты:

  •   R1 + R2 = Vo
  • 22K + 33K = 4,166 В
  • 15К + 22K = 4,204 В
  • 47K + 68K = 4,227 В
  • 27K + 39K = 4,230 В
  • 39K + 56K = 4,241 В
  • 33K + 47K = 4,255 В

Можно ли заряжать литий-ионный аккумулятор без контроллера?

Да, можно. Однако это потребует плотного контроля за зарядным током и напряжением.

Вообще, зарядить АКБ, к примеру, наш 18650 совсем без зарядного устройства не получится. Все равно нужно как-то ограничивать максимальный ток заряда, так что хотя бы самое примитивное ЗУ, но все же потребуется.

Самое простейшее зарядное устройство для любого литиевого аккумулятора — это резистор, включенный последовательно с аккумулятором:

Сопротивление и мощность рассеяния резистора зависят от напряжения источника питания, который будет использоваться для зарядки.

Давайте в качестве примера, рассчитаем резистор для блока питания напряжением 5 Вольт. Заряжать будем аккумулятор 18650, емкостью 2400 мА/ч.

Итак, в самом начале зарядки падение напряжение на резисторе будет составлять:

Ur = 5 — 2.8 = 2.2 Вольта

Предположим, наш 5-вольтовый блок питания рассчитан на максимальный ток 1А. Самый большой ток схема будет потреблять в самом начале заряда, когда напряжение на аккумуляторе минимально и составляет 2. 7-2.8 Вольта.

Внимание: в данных расчетах не учитывается вероятность того, что аккумулятор может быть очень глубоко разряжен и напряжение на нем может быть гораздо ниже, вплоть до нуля.

Таким образом, сопротивление резистора, необходимое для ограничения тока в самом начале заряда на уровне 1 Ампера, должно составлять:

R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 Ом

Мощность рассеивания резистора:

Pr = I2R = 1*1*2.2 = 2.2 Вт

В самом конце заряда аккумулятора, когда напряжение на нем приблизится к 4.2 В, ток заряда будет составлять:

Iзар = (Uип — 4.2) / R = (5 — 4.2) / 2.2 = 0.3 А

Т.е., как мы видим, все значения не выходят за рамки допустимых для данного аккумулятора: начальный ток не превышает максимально допустимый ток заряда для данного аккумулятора (2.4 А), а конечный ток превышает ток, при котором аккумулятор уже перестает набирать емкость (0.24 А).

Самый главный недостаток такой зарядки состоит в необходимости постоянно контролировать напряжение на аккумуляторе. И вручную отключить заряд, как только напряжение достигнет 4.2 Вольта. Дело в том, что литиевые аккумуляторы очень плохо переносят даже кратковременное перенапряжение — электродные массы начинают быстро деградировать, что неминуемо приводит к потери емкости. Одновременно с этим создаются все предпосылки для перегрева и разгерметизации.

Защита, встроенная в аккумулятор не позволит его перезарядить ни при каких обстоятельствах. Все, что вам остается сделать, это проконтролировать ток заряда, чтобы он не превысил допустимые значения для данного аккумулятора (платы защиты не умеют ограничивать ток заряда, к сожалению).

Зарядка при помощи лабораторного блока питания

Если в вашем распоряжении имеется блок питания с защитой (ограничением) по току, то вы спасены! Такой источник питания уже является полноценным зарядным устройством, реализующим правильный профиль заряда, о котором мы писали выше (СС/СV).

Все, что нужно сделать для зарядки li-ion — это выставить на блоке питания 4. 2 вольта и установить желаемое ограничение по току. И можно подключать аккумулятор.

Вначале, когда аккумулятор еще разряжен, лабораторный блок питания будет работать в режиме защиты по току (т.е. будет стабилизировать выходной ток на заданном уровне). Затем, когда напряжение на банке поднимется до установленных 4.2В, блок питания перейдет в режим стабилизации напряжения, а ток при этом начнет падать.

Когда ток упадет до 0.05-0.1С, аккумулятор можно считать полностью заряженным.

Как видите, лабораторный БП — практически идеальное зарядное устройство! Единственное, что он не умеет делать автоматически, это принимать решение о полной зарядке аккумулятора и отключаться. Но это мелочь, на которую даже не стоит обращать внимания.

Что такое плата защиты?

Плата защиты (или PCB — power control board) предназначена для защиты от короткого замыкания, перезаряда и переразряда литиевой батареи. Как правило в модули защиты также встроена и защита от перегрева.

В целях соблюдения техники безопасности запрещено использование литиевых аккумуляторов в бытовых приборах, если в них не встроена плата защиты. Поэтому во всех аккумуляторах от сотовых телефонов всегда есть PCB-плата. Выходные клеммы АКБ размещены прямо на плате:

В этих платах используется шестиногий контроллер заряда на специализированной микрухе (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 и пр. аналоги). Задачей этого контроллера является отключение батареи от нагрузки при полном разряде батареи и отключение аккумулятора от зарядки при достижении 4,25В.

Вот, например, схема платы защиты от аккумулятора BP-6M, которыми снабжались старые нокиевские телефоны:

Если говорить об 18650, то они могут выпускаться как с платой защиты так и без нее. Модуль защиты располагается в районе минусовой клеммы аккумулятора.

Плата увеличивает длину аккумулятора на 2-3 мм.

Аккумуляторы без PCB-модуля обычно входят в состав батарей, комплектуемых собственными схемами защиты.

Любой аккумулятор с защитой легко превращается в аккумулятор без защиты, достаточно просто распотрошить его.

На сегодняшний день максимальная емкость аккумулятора 18650 составляет 3400 мА/ч. Аккумуляторы с защитой обязательно имеют соответствующее обозначение на корпусе («Protected»).

Не стоит путать PCB-плату с PCM-модулем (PCM — power charge module). Если первые служат только целям защиты аккумулятора, то вторые предназначены для управления процессом заряда — ограничивают ток заряда на заданном уровне, контролируют температуру и, вообще, обеспечивают весь процесс. PCM-плата — это и есть то, что мы называем контроллером заряда.

Надеюсь, теперь не осталось вопросов, как зарядить аккумулятор 18650 или любой другой литиевый? Тогда переходим к небольшой подборке готовых схемотехнических решений зарядных устройств (тех самых контроллеров заряда).

Каким током и напряжением следует заряжать аккумулятор

Напряжение заряда у АКБ, изготовленных по разным технологиям, отличается. Но есть общие требования, которые применимы к большинству аккумуляторов.

Самая оптимальная и безопасная зарядка АКБ — это выставить ограничение напряжения 14.7В, а силу тока 1/10 от ёмкости АКБ. Допустим ёмкость АКБ равна 70 (А*ч), тогда ток, выставляемый при заряде, должен быть 7 ампер.

Качество заряда АКБ и сила тока имеют обратную зависимость, то есть, чем меньше сила тока, тем качественнее будет заряжен аккумулятор и тем медленнее будет происходить его зарядка. Если есть время, то лучше выбрать силу тока еще меньше в размере 1/20 от емкости аккумулятора. Например, для батареи ёмкостью 70 (А*ч) это будет сила тока в 3.5А.

Для необслуживаемых АКБ силу тока выбирают не более 1/20 от емкости аккумулятора. Другими словами, если ёмкость равна 60 Ампер*час, то сила тока должна быть 3А. Такая низкая сила тока обусловлена самой конструкцией АКБ. Так как АКБ необслуживаемый, то при кипении электролита выделяемому газу некуда будет выходить и батарею может разорвать давлением газа. Чтобы избежать кипения электролита и выбирают небольшие токи для зарядки.

По мере заряда напряжение будет расти до 14.7 В, а ток будет неизменен пока напряжение не достигнет этого значения. После того как напряжение достигнет значения 14.7В оно перестанет расти так как ограничено настройками ЗУ. При продолжении заряда теперь напряжение ограничено, при этом по мере продолжения заряда будет снижаться сила тока, пока не достигнет значения свидетельствующего об окончании заряда (примерно 1-0.5А). Если в течении двух трех часов сила тока не снижается, то можно считать, что аккумулятор заряжен полностью на данном режиме зарядки.

После окончания зарядки отключаем ЗУ и даем АКБ несколько минут постоять, чтобы электролит перестал выделять газ. Производим замеры плотности.

Если плотность электролита не достигла своих оптимальных значений 1.27-1.28 г/см3, то можно попробовать её поднять с помощью зарядки на более высоком напряжении. Для этого устанавливаем ограничение напряжения в 16.3В, а силу тока не более 1/20 от ёмкости аккумулятора. Силу тока можно выставить ещё меньше до уровня 0.5А. Так АКБ будет медленнее заряжаться, но таким образом снижаем вероятность кипения электролита, а значит риск разрушения пластин батареи. В таком режиме зарядки АКБ выдерживаем от одного до четырех часов. Время зависит от того, как быстро плотность электролита придёт в норму.

Если для зарядки используется автоматическое зарядное устройство, то оно само подбирает напряжение и силу тока.

Внимание!
Напряжение близкое к 16В подходит не для всех типов АКБ. Таким напряжением можно “убить” аккумулятор

Гелиевые и гибридные АКБ могут максимум выдерживать напряжение до 14.4В!  Лучше всего максимальное напряжение заряда посмотреть на корпусе или в паспорте АКБ. Обозначаться оно будет как cycle use , а максимальная сила тока как max initial current.

Способ №5. Временно отключаем антивирусный софт

В ряде довольно редких случаев причиной возникновения проблем со звуком являются антивирус, блокирующий корректную работу звукового устройства (звукового драйвера). Для решения данного вопроса рекомендуется временно отключить антивирус, дабы убедиться, что его функционал не мешает корректному воспроизведению звука на вашем ПК. Если же антивирус оказался виновен в данной проблеме, то рекомендуется или переустановить антивирус, или подыскать ему действенную альтернативу.

Вывод

Резюмируя все вышесказанное, хочется заметить, что если вы собираетесь зарядить литий ионный аккумулятор с помощью зарядного устройства магазинного производства, обращайте внимание на то, чтобы это было не китайское производство. Очень часто эти зарядные собраны из дешевых материалов и не всегда в них соблюдается нужная технология, что может привести к нежелательным последствиям в виде возгораний

Если вы хотите собирать устройство собственноручно, то заряжать литий-ионный аккумулятор нужно током, который будет составлять 10% от емкости аккумулятора. Максимальной может быть цифра в 20 процентов, но эта величина уже нежелательна.

При пользовании подобными элементами питания стоит соблюдать правила эксплуатации и хранения, чтобы исключить возможность взрыва, к примеру, от перегрева, или же выхода из строя.

Соблюдение условий и правил эксплуатации продлит срок службы литий-ионной батареи, и как следствие – избавит вас от ненужных финансовых затрат. Батарея – ваш помощник. Берегите ее!

Большинство современных гаджетов получают питание двумя способами: от сети, от батареек. Какой из них выберете вы? Наверное, второй, как наиболее удобный. Но тогда придется позаботиться об их регулярной зарядке. Для этого имеется специальное оснащение – зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов. Выбирая его, обычно интересуются скоростью заряда и количеством одновременно восстанавливаемых батарей.

Но при этом не стоит забывать о том, что оно должно быть оптимизировано для работы с конкретными аккумуляторами. Большинство зарубежных производителей батареек выпускают и собственные зарядные устройства, что избавляет вас от утомительных поисков подходящей модели. В чем состоит их отличие и как ориентироваться в этом море продукции? Сейчас мы расскажем более подробно.

Загрузка...

Самодельное зарядное устройство li-ion аккумуляторов на базе МК ATMega328

Анализируется возможность построения схемы зарядки литий-ионных аккумуляторов на базе МК ATMega328 и популярного программного обеспечения ARDUINO версии 1. 8.5.

В интернете, в свободном доступе, размещена статья Рыкованова А., Беляева С. «Зарядные устройства для портативных литий-ионных аккумуляторных батарей», где рассмотрена методология построения зарядных устройств, без рассмотрения принципиальных схем. В данной статье сделана попытка разработки и изготовления одной из множества вероятных схем на основе радиолюбительской технологии «Сделай сам».

За основу взяты два графика, размещённых в плоскости Рис.3, заряда одиночного литий-ионного аккумулятора приводимого в указанной статье. График I – интерпретирует ток заряда аккумулятора, график U – напряжение на аккумуляторе.

Рис.1. График АКБ

Первоначальный заряд малым током (этап 1’) используется для обеспечения безопасности аккумулятора (АК) при заряде. Если внутри АК произошло короткое замыкание (КЗ), то по истечении некоторого времени заряда напряжение на нем не будет возрастать. Этот факт может свидетельствовать о неисправности. Если начать заряд достаточно большим током сразу, то при КЗ может произойти сильный разогрев аккумулятора и его разгерметизация. Необходимо отметить, что данный этап часто исключают из цикла заряда батареи, начиная заряд сразу с этапа1.

На этапе 1 заряд осуществляется номинальным током, который измеряется в долях от номинальной емкости (Сh) АК. Например, емкость АК 1000мАч, ток заряда 0,1Сн, то есть 100 мА обеспечивается 10-и часовым режимом заряда. Чтобы заряд осуществлялся быстрее, например в течение 2 ч, что соответствует 0,5 Сн (500мА). Такой режим заряда называеся ускоренным. Для нормальной работы АК номинальный ток заряда лежит в пределах от 0,1 СН (100мА) до 2,8 Сн,т.е. 280 мА. Т.е. на этапе 1’ и 1 зарядное устройство (ЗУ) работает как стабилизатор тока, при этом напряжение на АК линейно возрастает.

На этапе 2 поддерживается постоянное напряжение близкое к напряжению полного заряда, при этом ток снижается по экспоненте практически до нуля.
Привязываем указанные этапы к Li-ion аккумуляторам с номинальным напряжением в 3,7 В, см.рис.2:

Рис. 2. Li-ion аккумуляторы.

Этап 1’ – напряжение на АК <2,5 В ток заряда 50 мА до 3 В

Этап 1 – напряжение на АК 4В > АК > 3 В ток заряда 100 мА

Этап 2 – напряжение на АК 4,2В => АК > 3 В ток в пределах 150-200 мА.

На всех этапах, напряжение подаваемое на АК постоянное, порядка 8В, через ограничивающий 2-х ваттный резистор R21 в 20 Ом. При достижении напряжения на АК 4,2 В, напряжение обнуляется путём подачи нулевого кода в порт D, см.Рис.4.

На Рис.3 представлена структурная схема ЗУ. Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) фиксирует код от микроконтроллера (МК) в виде аналогового напряжения от 0 до 8 вольт с дискретностью 8/255=~30 мВ и через гасящий резистор R подаётся напряжение на АК. Ток контролируется и регулируется через измерение падения напряжения на R (АЦП2-АЦП1)/R. Напряжение на АК контролируется АЦП2.

Рис.3. Структурная схема ЗУ.

Рис.4. Принципиальная схема ЗУ.

Для управления ЗУ был выбран ATMega328 в виду относительной лёгкости написания и отладки программы на языке Arduino. ATMega328 имеет встроенный загрузчик, что позволяет комфортно производить отладку на персональном компьютере в среде Windows7 с использованием виртуального COM-порта. Порт D МК полностью задействован на управление 8-и разрядным параллельным ЦАП состоящим из 16-ти SMD-резисторов (R1÷R16) по 22 и 11 кОм соответственно. МК работает на частоте 16 мГц что обеспечивается кварцевым резонатором и соответствующей прошивкой фьюзов МК.

Для контроля и измерения напряжения и тока на АК служат два аналоговых канала А0 и А1. Непрерывно измеряемая информация поступает в МК для обработки и выдаётся на OLED-дисплей, управляемый по протоколу программной шины I2C сигналами SDA и SCK. Вывод информации на OLED производится на основе библиотеки iarduino_OLED_txt.h, см.Приложение1. Для выдачи звуковых сигналов служит мини-динамик управляемый каналом МК PB2. Для формирования звука использовалась функция языка Arduino tone(), см. на сайте arduino «Программирование Ардуино».

Напряжение ЦАП формируется кодом D0÷D7 и не может превышать на выходе цепи R-2R 5-и вольт. ( R1÷R18, операционный усилитель (ОУ) MCP602 вход 3,выход 1, см.рис.4). Для создания эффективного тока для ЗУ на всех этапах требуется напряжение превышающее 5 В. Имеющийся в наличии ОУ MCP602 имеет следующие характеристики:

  • Рабочее напряжение питания от 2,7В до 5,5В
  • Амплитуда выходного сигнала до напряжения питания
  • Допускается входной сигнал с амплитудой ниже нуля
  • Полоса частот до 2,8МГц
  • Низкое энергопотребление Idd=325мкА
  • Рабочий температурный диапазон от -40 до +85гр.С
  • Два операционных усилителя в одном корпусе

Прекрасная микросхема, но на нет сводит всю работу. Нужен усилитель до 10 вольт. Что я теряю, если запитаю её на 10 вольт? Максимум она сгорит, а мне придётся искать однополярное ОУ на 10 вольт. Сказано, сделано. После того, как ЗУ надёжно проработало с данным ОУ целый месяц, стало понятно что рабочее напряжение микросхемы занижено. Повышение питания не сказалось на линейности выдаваемого напряжения на усилитель мощности на Т1 и Т2.

Cхема усилителя на MCP602 представлена 2-мя каскадами. Первый каскад неинвертирующий усилитель, ножки 1,2,3 с коэффициентом усиления равным (R17+R18)/R17=3.(См. В.С.Гутников «Применение операционных усилителей в измерительной технике», стр.29).

Второй каскад, ножки 5,6,7 – прецезионный повторитель с относительно мощным выходом способным работать на повторитель на транзисторах Т1, Т2 не загружая предварительный усилитель.

Силовая часть ЗУ состоящая из Т1, Т2, D1, R21 через разъёмы типа «мама/папа» формирует напряжение на АК. Напряжение на АК в точке А1 контролируется АЦП(А1) МК, канал PC1/ADC1, контакт 24 МК. Для измерения тока служит цепочка из R19 и R20, по 22кОм и 11кОм соответственно. Используя закон Ома для участка цепи:

  1. Измеряется напряжение в точке соединения R19 и R20 АЦП(А0), канал PC0/ADC0, контакт 23 МК.
  2. Вычисляется ток на участке цепи R20 как АЦП(А0)/R20.
  3. Вычисляется напряжение в узле цепи D1 и R21 как (АЦП(А0)/R20)*( R19 + R20).
  4. Вычисляется ток подаваемый в АК как ((АЦП(А0)/R20)*( R19 + R20))/R21.

Почему так вычисляется ток на АК? Это связано с тем что 5-и вольтовое АЦП МК не сможет измерять напряжение свыше 5-и вольт. Поэтому стоит делитель R19 и R20 на канале А0. АЦП меряет часть напряжения и программа путём расчётов вычисляет требуемые значения тока и напряжения.
Узел питания для МК и OLED выполнен на регулируемом стабилитроне ТL431, транзисторе КТ815Б и потенциометре R24 на 10 кОм. На Рис.5 ЗУ в стадиях разработки и испытаний.

Рис.5. Настройка ЗУ.

Левая часть рис.5 – отладка и испытания макета с использованием отладочного комплекса Arduino Uno с выводом результатов испытаний на дисплей ПК, справа — наработка на надёжность готового ЗУ с выводом результатов испытаний на дисплей OLED, рис.6.

Рис. 6. Внешний вид платы ЗУ.

Укрупнённое фото ЗУ в момент зарядки АК. Зарядка идёт через разъём OUT помеченного белой изолентой. OLED-дисплей фиксирует момент зарядки 2-го этапа, т.е. когда напряжение на АК равно 4,153В, что меньше 4,2В и больше 4В. При этом порт D выдаёт максимальный код равный 255 и ток зарядки равный 194 мА. При этом резистор зелёного цвета в 20 Ом гасит избыточное напряжение для АК. При окончании зарядки, т.е. когда напряжение на АК превысит 4,2 В, программа формирует малый ток (поддержка 4.2 В), при этом динамик выдаёт октаву октаву звукового ряда до,ре,ми, фа,соля,си и т.д. до отсоединения АК от ЗУ.

Рис.7. Обратная сторона готовой платы ЗУ.

СКАЧАТЬ Приложение:

17-06-20.ino – скетч (программа) под Arduino
17-06-20.ino.standard.hex – прошивка скетча для программирования флэш-памяти МК любым программатором для МК фирмы Atmel.
17-06-20.ino.with_bootloader.standard.hex – загрузчик, при использовании Arduino Uno (Nano) встроен в память МК и через COM-порт загружает скетч пользователя

Инструменты при разработке ЗУ:

  1. Сервисное ПО для разработки и отладки, Arduino версия 1. 8.5.
  2. sPlain 7.0, графический редактор – вычерчивание принципиальной схемы.
  3. Sprint Layout 6.0 — вычерчивание печатной платы (ПП) и экспорт ПП в предварительные текстовые форматы фрезеровки и сверловки для фрезерного станка.
  4. CNC_Converter_v1.72.exe — конвертер экспорта ПП в текстовые форматы для фрезерного станка.
  5. Указанные программы находятся в свободном доступе в Интернете.
  6. Фрезерный станок СНС-3 Луганского завода малого машиностроения – изготовление ПП.

Выводы:

  1. ЗУ уверенно распознаёт диапазон в котором оно будет работать, с выдачей и контролем тока и напряжения для данного диапазона.
  2. Если диапазон этапа 1’, ЗУ с задержкой в 1 сек каждого кода порта D, наращивает ток до 50 мА и заряжает АКБ данным током до 3В, т.е. в первую секунду формируется код 01, во вторую секунду 02 и т.д., контролируя ток до 50мА, после чего наращивание тока прекращается. По мере зарядки АК напряжение на нём растёт и ток падает ниже 50мА, ЗУ распознаёт уменьшение и наращивает ток до 50мА и т. д. до 3-х вольт.
  3. Переходя в диапазон этапа 1, ЗУ наращивает ток до 100 мА и заряжает АК данным током до 4В.
  4. Переходя в диапазон этапа 2, ЗУ наращивает ток до 150÷200 мА и заряжает АК данным током до 4,2 В. При достижении 4,2 В, ЗУ малым током поддерживает АК с выдачей звукового сигнала.
  5. Для любопытного читателя отсылаем к статье, в свободном доступе, по применению используемого ЦАП — «Параллельный Цифро Аналоговый Преобразователь по схеме R-2R»

Автор: Владимир Шишмаков, Кузнецовск (Вараш), июнь 2020 г.



ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:
  • Простое автоматическое зарядное устройство
  • Кому некогда «заморачиваться» со всеми нюансами зарядки автомобильного аккумулятора, следить за током зарядки, вовремя отключить, чтоб не перезарядить и т.д., можно порекомендовать простую схему зарядки автомобильного АКБ с автоматическим отключением при полной зарядке аккумулятора. В этой схеме используется один не мощный транзистор для определения напряжения на аккумуляторе.

    Подробнее…

  • Зарядное устройство 12В на LM317
  • Два зарядных на LM317

    Подробнее…

  • Самодельное автоматическое зарядное устройство для АКБ
  • Простое зарядное устройство с регулировкой тока и контролем заряда для автомобильного аккумулятора

    Аккумуляторная батарея — один из важных элементов в автомобиле. За ней нужно следить и вовремя заряжать, особенно зимой, а также когда долго автомобиль не эксплуатируется. Для этого нужно зарядное устройство. Можно купить, а можно собрать из недорогих деталей, что обойдётся гораздо дешевле  магазинного, а по характеристикам и надёжности превосходящего некоторые продающиеся сейчас экземпляры.

    Переделав целую кучу зарядных устройств, наконец собрал довольно простое ЗУ с регулировкой тока и автоматическим контролем заряда.

    Подробнее…


Популярность: 681 просм.

Как сделать зарядник для Li-ion аккумулятора: самодельное устройства

Автор Aluarius На чтение 6 мин. Просмотров 998 Опубликовано

Как правильно собрать зарядник для Li-on аккумулятора

Какие бывают батареи

Все зависит от того, какой материал используется при изготовлении положительного электрода. Всего существует несколько видов литиевых аккумуляторов:

  • С катодом из кобальта лития
  • С катодом созданным на основе сплава литированного фосфата железа
  • Сделанный на основе никель-кобальт-алюминия
  • Созданный на основе никель-кобальт-марганца

Чаще всего можно встретить корпусное исполнение, однако существуют также ламинированные, полимерные или призматические аккумуляторы. Последние выглядят как электродная масса, которая плотно запаяна в специальную пленку. Обычно такие батареи широко применяются в мобильных устройствах и строительной технике.

Большой популярностью сегодня пользуются батарейки 18650. Они завоевали любовь покупателей из-за своей увеличенной емкости и средним уровнем заряда. Однако при покупке не стоит забывать, что находясь в нерабочем состоянии такие батарейки очень быстро теряют свою емкость. Если постоянно не заряжать аккумуляторы, они в скором времени испортятся, и ремонт уже будет невозможен. Поэтому они должны постоянно заряжаться. Поставляются они всего в корпусном исполнении, уход за ними не составляет особого труда, а зарядка литий ионных аккумуляторов 18650 своими руками не будет сложной даже для новичка.

Где используются

Аккумулятора типа Li-on активно применяются в гражданской технике и изделиях специального назначения. Среди гражданских самым большим спросом литиевые аккумуляторы пользуются для мобильных телефонов. Также они могут применяться в ноутбуках, рациях, видеокамерах, цифровой технике, фонарях, строительной технике и т. д.

 

Как заряжать литий-ионные аккумуляторы 18650, правила

Для того чтобы провести правильную зарядку этого типа батареек не нужно обладать специальными навыками. Однако, в отличие от других батарей, при зарядке аккумуляторов 18650 необходимо придерживаться следующих правил:

  • Изначально рекомендуется подача максимум 0,05В. При завершении зарядки параметр повышают до 4,2В. Такая процедура обусловлена тем, что данный диапазон безопасен для 18650.
  • Настоятельно рекомендуется подавать силу тока до 1А. Оптимальным будет диапазон от 0,5 до 1А. При подаче тока более 1А батареи будут быстрее заряжаться, но также быстрее будут расходовать свой запас прочности, что в скором времени приведет аккумулятор к неисправности.
  • Зарядка не должна продолжаться более 3 часов. Избыточный заряд приведет к деформации фрагментов аккумулятора. Это будет понятно по перегреву блока

При соблюдении простых правил можно надолго сохранить работоспособность вашей батареи. Правильное обращение не только сохранит работоспособность, но и увеличит срок службы.

Когда надо заряжать батарею

Для хороших аккумуляторов нормой является 400-600 циклов. Лучше всего будет, если вы не будете давать вашей батарее разряжаться до 0%. Когда уровень заряда падает ниже отметки в 10%, рекомендуется ставить батарейку на зарядку. Такой прием поможет продлить срок службы до 1000 циклов.

Допустимый ток заряда

Любая схема зарядки литий ионных аккумуляторов предполагает, что допустимым для сохранности батареи является ток от 0.5 до 1 ампера в зависимости от номинальной емкости батареи. Например, аккумулятор на 2600мАч необходимо заряжать током от 1,3 до 2,6 ампера.

Время зарядки

Здесь самое главное – не держать АКБ дольше 3 часов. В противном случае из-за перегрева вы повредите химический состав батареи, после чего та придет в негодность.

Как измерить вольтаж

Обычно производители указывают емкость на самом элементе аккумулятора. Однако если вы желаете более точно измерить вольтаж и проверить работоспособность – существует большое количество разнообразных приборов для этого. Можно приобрести IMAX и делать точные замеры, что хорошо подойдет людям, которые каждый день подзаряжают батареи. Можно прибегнуть к более бюджетным вариантам, например мультиметру или проверки зарядки при помощи USB тестера. Последний вариант более опасный, так как подавляющее большинство бюджетных версий 18650 не имеют защиты. Резкая зарядка крайне негативно скажутся на работоспособности вашего АКБ, так что необходимо быть максимально осторожным.

Характеристики зарядного устройства для Li-on аккумуляторов

Номинальное напряжение указывается производителем на корпусе АКБ. Максимальным для 1860 является 4,2В, минимальным – 2.4.

Так же возможно наличие платы защиты. Основным назначением является обеспечение работы в рамках заданных параметров. Такая плата не позволит аккумулятору сесть до критических пределов или случиться переразряду.

Возможно подключение разнообразных индикаторов заряда, которые будут показывать вольтаж и емкость батареи. Такой умный подход позволит сэкономить деньги и поддерживать ваш аккумулятор в рабочем состоянии еще долгое время.

Как сделать зарядник своими руками

Ниже будет приведена инструкция и схема зарядки литий ионных аккумуляторов своими руками:

  1. Удалить штекер с зарядного устройства мобильного телефона. Это можно сделать при помощи ножа или ножниц. Нужно быть очень внимательным, так как есть возможность повреждения самого провода.
  2. Освободить провод от изоляции, разделить на положительный и отрицательный.
  3. Очищенные заряды прикрепить к полюсам батареи. Лучше всего использовать изоленту или пластилин
  4. Можно заряжать батарейку, но необходимо следить за процессом. Настоятельно рекомендуется не держать аккумулятор на зарядке более часа.

 

Если вы хотите более безопасный для вас и вашей батареи вариант, можно сделать более продвинутую версию зарядного устройства к которому будет присоединена плата защиты. Схема зарядки аккумулятора 18650 станет более продвинутой и понадобится больше компонентов, но сборка не составит особо труда.

  1. Поместить плату в пластиковую коробку. Это может быть как корпус от сотового зарядника, так и любой пластиковый контейнер или игрушка.
  2. Опираясь на разметку на плате припаиваются провода. Сама плата крепится к пластиковому контейнеру, после чего соблюдая полярность подключаются провода. Крайне важно здесь проявить внимательность. В противном случае можно вывести аккумулятор из строя.

Таким образом, можно сделать более качественную и безопасную зарядку. Плата защиты не даст батарее перегреться, поэтому можно быть спокойным за сохранность АКБ и своего здоровья. Из всего вышеописанного можно сделать вывод, что любой может собрать зарядное устройство для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками.

Какие ошибки чаще всего случаются при сборке

ЗУ для аккумулятора и способы их предотвращения

Хоть сама сборка не составляет особого труда, многие делают ошибки. Ниже будут представлены самые распространенные из них

  1. Нарушение техники безопасности
    Одной из самых главных ошибок при сборке является нарушение техники безопасности. Чаще всего люди бьются током, прикоснувшись к неизолированным проводам, получают ожоги при пайке или же деформируют сам корпус батареи. Во время сборки нужно быть максимально внимательным, иначе вы мало того что не получите нужный вам результат, так еще и создадите угрозу для своего здоровья
  2. Путают полюса
    Еще одной распространенной ошибкой является невнимательность. Паять полюса нужно четко по разметкам на схеме, соблюдать полярность и постоянно её проверять. В противном случае можно просто не добиться нужного результата или спалить плату.

Соблюдая все правила безопасности и проявляя максимальную внимательность можно сделать самодельное зарядное устройство своими руками. Такая зарядка является более дешевым аналогом разнообразных покупных зарядных устройств для аккумуляторов 18650, качественно производит зарядку батарейки и при наличии платы защиты безопасна как для батареи, так и для владельца.

Простое самодельное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов своими руками

Простое самодельное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов своими руками

 

Итак, хочу рассказать о конструкции самого простого и самого надежного зарядного устройства для кислотных аккумуляторов. По сути, данное устройство может использоваться для зарядки буквально любых типов аккумуляторов. Я заряжал даже литий-полимерные и литий-ионные, в этом случае емкость конденсаторов нужна в разы меньше.

 

 

Представленная схема ЗУ для автомобильного аккумулятора не новая, известна достаточно давно, но мало кому приходило в голову создать на такой основе зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.
 
Схема настолько компактная, что ее можно засунуть даже в корпус от китайского ночника. К слову ЗУ было собранно для преподавателя (ему огромное спасибо и низкий поклон, мало сейчас таких людей как он).

Схема не содержит никаких трансформаторов, не боится замыканий (можно замкнуть и оставить часами, ничего не перегорит), компактная и может работать месяцами, при этом не греется ни капли. Думаете сказка? А вот и нет! Зарядное устройство можно реализовать из подручного хлама всего за 10-15 минут.

Схема зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов


Основа - бестрансформаторная зарядка, которую можно увидеть в китайских фонариках для зарядки встроенного кислотного аккумулятора (герметичный свинцово-гелиевый аккумулятор). Благодаря повышенной емкости аккумуляторов удалось на выходе получить ток в 1 Ампер. В моем варианте я использовал 4 конденсатора, все они рассчитаны на напряжение 250 Вольт, хотя желательно подобрать на 400 или 630 Вольт. Конденсаторы подключены параллельно, суммарная емкость составила порядка 8 мкФ.

Резистор подключенный параллельно конденсаторам нужен для разряжения последних, поскольку после выключения схемы на конденсаторах остается напряжение.

Диодный мост - был взят готовый из компьютерного блока питания, обратное напряжение 600 Вольт, максимально допустимый ток 6 Ампер, в ходе работы остается ледяным.

Светодиодный индикатор сообщает о наличии напряжения в сети.

Сейчас некоторые подумают, что 1Ампер зарядного тока слишком мало для автомобильного аккумулятора, но это не так и аккумулятор заряжается достаточно быстро. Напряжение на выходе такого зарядного устройства составляет 180-200 Вольт. Схема не вредит аккумулятору, такая зарядка даже полезна для него.

Не прикасайтесь выходных проводов включенного ЗУ, в противном случае получите поражение током, хотя и не смертельное.

Вот такое простое зарядное устройство можно использовать для зарядки кислотных аккумуляторов с емкостью от 0,5 до 120 Ампер.

Творите, радуйтесь и наслаждайтесь жизнью, поскольку она дана нам лишь раз, а я с вами прощаюсь.

 

all-he.ru

Как собрать модуль зарядного устройства и усилителя для литиевых аккумуляторов 18650

В этом руководстве мы собираемся создать модуль зарядного устройства и усилителя литиевых аккумуляторов, объединив ИС зарядного устройства для литиевых аккумуляторов TP4056 и ИС повышающего преобразователя FP6291 для одного -элементная литиевая батарея. Такой батарейный модуль будет очень полезен при питании наших электронных проектов литиевыми батареями. Модуль может безопасно заряжать литиевую батарею и повышать ее выходное напряжение до регулируемых 5 В, которые можно использовать для питания большинства наших плат для разработки, таких как Arduino, NodeMcu и т. Д.Зарядный ток нашего модуля установлен на 1 А, а выходной ток также установлен на 1 А при 5 В, однако его также можно легко изменить, чтобы обеспечить до 2,5 А, если это требуется и поддерживается аккумулятором.

На протяжении всего руководства мы обсудим принципиальную схему, как я спроектировал печатную плату, как я ее заказал, и какие проблемы возникли при пайке компонентов и тестировании схемы. Если вы совершенно не знакомы с литиевыми батареями и схемами зарядного устройства, обязательно ознакомьтесь с введением в литиевые батареи и схему зарядного устройства для литиевых батарей, чтобы получить представление, прежде чем приступать к этой схеме.

Здесь мы использовали PCBWay, чтобы предоставить печатные платы для этого проекта. В следующих разделах статьи мы подробно рассмотрели полную процедуру проектирования, заказа и сборки печатных плат для этой схемы зарядного устройства литиевой батареи.

Необходимые компоненты
  • TP4056 Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов IC
  • FP6291 Повышающий преобразователь IC
  • Гнездо USB типа A
  • Micro USB 2.0 B, 5-контактный разъем
  • 5 × резистор (2 × 1 кОм, 1.2к, 12к, 88к)
  • 6 × конденсатор (2 × 0,1 мкФ, 2 × 10 мкФ, 2 × 20 мкФ)
  • 2 × светодиода
  • 1 × индуктор (4,7 мкГн)
  • 1 × диод (1N5388BRLG)
  • 18650 Литиевый элемент

Принципиальная схема и пояснения

Принципиальная схема зарядного и бустерного модуля литиевых батарей 18650 приведена выше. Эта схема состоит из двух основных частей: одна - это схема зарядки аккумулятора , , а вторая - это часть повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный ток .Бустерная часть используется для повышения напряжения батареи с 3,7 В до 4,5-6 В. Здесь, в этой схеме, мы использовали гнездовой разъем USB типа A на стороне усилителя и 5-контактный разъем Micro USB 2.0 B типа на стороне зарядного устройства. Полную работу схемы также можно увидеть на видео внизу этой страницы.

Схема зарядного устройства разработана на основе специального зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов TP4056 IC. TP4056 - это полное линейное зарядное устройство постоянного тока / постоянного напряжения для одноэлементных литий-ионных батарей.Благодаря корпусу SOP и небольшому количеству внешних компонентов TP4056 идеально подходит для портативных приложений. Эта микросхема выполняет операцию зарядки аккумулятора, обрабатывая входное напряжение 5 В постоянного тока, поступающее через разъем Micro USB. Подключенные к нему светодиоды показывают состояние зарядки.

Схема повышающего преобразователя постоянного тока разработана с использованием микросхемы повышающего преобразователя постоянного тока FP6291. Эта повышающая повышающая ИС DC-DC с частотой 1 МГц может использоваться в приложении, например, для получения стабильного напряжения 5 В от батареи 3 В.Схема повышающего преобразователя получает входное питание через клеммы аккумулятора (+ и -), обрабатывается микросхемой FP6291, чтобы обеспечить стабильное питание 5 В постоянного тока через стандартный разъем USB на выходе.

Изготовление печатной платы 18650 Зарядное устройство и модуль бустера для литиевых батарей

Теперь, когда мы понимаем, как работают схемы, мы можем приступить к созданию печатной платы для нашего проекта. Вы можете спроектировать печатную плату с помощью любого программного обеспечения для печатных плат по нашему выбору. Наша печатная плата после завершения выглядит так, как показано ниже.

Макет печатной платы для указанной выше схемы также доступен для загрузки как Gerber по ссылке:

Теперь, когда наш дизайн готов, пришло время изготовить их с помощью файла Gerber. Сделать печатную плату довольно просто, просто выполните следующие действия:

Заказ печатной платы в PCBWay

Шаг 1: Зайдите на https://www.pcbway.com/, зарегистрируйтесь, если это ваш первый раз. Затем на вкладке PCB Prototype введите размеры вашей печатной платы, количество слоев и количество требуемых печатных плат.

Шаг 2 : Продолжите, нажав кнопку «Цитировать сейчас». Вы попадете на страницу, где при необходимости установите несколько дополнительных параметров, таких как используемый материал, расстояние между дорожками и т. Д. Но в большинстве случаев значения по умолчанию будут работать нормально.

Шаг 3: Последний шаг - загрузить файл Gerber и продолжить оплату. Чтобы убедиться, что процесс проходит гладко, PCBWAY проверяет, действителен ли ваш файл Gerber, прежде чем продолжить оплату.Таким образом, вы можете быть уверены, что ваша печатная плата удобна для изготовления и будет доставлена ​​вам по мере необходимости.

Сборка и проверка зарядных устройств 18650 и бустерного модуля

Через несколько дней мы получили нашу печатную плату в аккуратной упаковке, качество печатной платы как всегда было хорошим. Верхний и нижний слои платы показаны ниже.

После сборки всех компонентов припаял красный и черный провод к контактам B + и B- для подключения к нашим ячейкам 18650.Поскольку у него не было с собой точечного сварочного аппарата, я использовал магниты для защиты моего соединения с ячейками 18650. Собранный модуль вместе с литиевой батареей показан ниже.

Зеленый и желтый светодиоды на плате показывают состояние зарядки модуля. Зеленый светодиод будет светиться, когда аккумулятор заряжается, а желтый светодиод будет светиться, когда заряд завершен или модуль ожидает зарядки аккумулятора. Порт micro USB можно использовать для зарядки аккумулятора, если зарядное устройство не подключено, при этом ни зеленый, ни желтый светодиоды не светятся.Мы можем использовать любое зарядное устройство на 5 В с этим модулем, просто убедитесь, что выходной ток зарядного устройства составляет 1 А или более. На изображении ниже показан модуль, заряжающий нашу литиевую батарею, обратите внимание, что горит зеленый светодиод.

Выходной USB-порт рассчитан на 5В и 1А. Напряжение аккумулятора 18650 повышено до 5 В для питания электронных проектов. На изображении ниже показано, как модуль можно использовать для питания платы Arduino nano.

Обратите внимание, что максимальный выходной ток модуля может быть настроен как 2.Теоретически 5А, но практически я не смог получить больше 1,5А, даже когда резистор был установлен на 2,5А. Это может быть из-за моей батареи или самой микросхемы наддува. Однако, если ток нагрузки меньше 1 А, этой недорогой схемы повышения будет вполне достаточно.

Надеюсь, вам понравилась статья и вы узнали что-то полезное. Если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете оставить их в разделе комментариев ниже или использовать наш форум для других технических вопросов.

литиевых аккумуляторов Diy - как собрать собственные аккумуляторы?

Литиевые батареи, такие как литий-ионные батареи, стали золотым стандартом для использования в самых разных предметах, например, в электронных велосипедах, в различных электронных устройствах, которые вы используете и которые, возможно, даже не подозреваете, работают от литий-ионных аккумуляторов. .

Итак, представьте, как было бы здорово, если бы вы могли сделать свою собственную литиевую батарею, чтобы иметь возможность использовать различные устройства.

Почему литиевые батареи лучше?

Вы можете задаться вопросом, почему они лучше, чем другие батареи, и это потому, что они имеют самую высокую плотность энергии по сравнению с другими элементами батареи, что означает, что они могут хранить больше энергии для использования.

Если вы энтузиаст «сделай сам» и хотите сделать свой собственный литиевый аккумулятор, мы поможем вам.

Вот наше полное руководство по изготовлению задней батареи на основе литий-ионного формата 18650, который был выбран потому, что он используется для различных электронных велосипедов, электромобилей и электроинструментов, поэтому он очень универсален в использовании.

Почему литиевые батареи настолько энергоемкие?

Плотность энергии, которую испытывают литиевые батареи, обусловлена ​​тем, что они содержат литий, очень реактивный элемент.

Литий может хранить много энергии по сравнению с другими батареями.

Например, литий-ионная батарея может выдерживать 150 ватт-часов электроэнергии на один килограмм батареи, в то время как никель-металлогидридная батарея может хранить 100 ватт-часов на килограмм, а свинцово-кислотная батарея может выдерживать только до 25 ватт-часов, как сообщает Everything2, так что ясно, что литий-ионные батареи определенно лидируют!

Что вам понадобится для сборки литиевого аккумулятора своими руками

Чтобы сделать аккумулятор, вам понадобится немало вещей. Это следующие:

  • 18650 Аккумулятор (можно найти на таких сайтах, как Gearbest)
  • BMS (Система управления батареями, которая заряжает аккумуляторы. Можно найти на Amazon)
  • Никелированная полоса
  • Уровень заряда батареи индикатор
  • Кулисный переключатель (в основном переключатель)
  • Разъем постоянного тока
  • Винты M3 x 10 мм
  • Точечная сварка
  • 3D-принтер
  • Кусачки
  • Зарядное устройство Li-on
  • Перчатки
  • Защитные очки

Как сделать Сделайте свои собственные литиевые батареи своими руками

Теперь, когда у вас есть все необходимое, вы можете приступить к созданию собственного аккумуляторного блока.

Это руководство, основанное на Instructables, делает очень простым для вас, даже если у вас нет большого опыта работы в домашних условиях.

Прежде чем мы начнем, важно отметить, что есть различия между терминами «батареи» и «элементы».

Хотя иногда люди используют их как синонимы, на самом деле они имеют разные значения. Батарея может состоять из множества ячеек, и ячейки являются частями батареи, в которых содержится энергия.

Вам также может быть интересно, почему аккумулятор 18650 называется именно так.Ну, это в основном относится к размерам батареи: 18 мм на 65 мм! («0» ничего не значит.)

Итак, теперь, когда у нас есть вся эта информация, вот шаги, которые необходимо выполнить, чтобы сделать свой собственный литий-ионный аккумулятор.

Шаг первый: узнайте, как соединить элементы батареи

Вам нужно соединить элементы батареи вместе, и именно здесь вам пригодятся никелевые полоски.

К вашему сведению, полоски из чистого никеля лучше, чем никелированные, так как Instructables В руководстве указано, и это потому, что он имеет более низкое сопротивление.

Это важно для обеспечения того, чтобы аккумуляторный блок вырабатывал меньше тепла во время циклов зарядки, что делает его более безопасным в использовании и продлевает срок его службы.

Важное примечание при соединении ячеек вместе: проверьте все напряжения ячеек.

Поскольку вы будете соединять их параллельно, напряжения ячеек должны быть одинаковыми, чтобы большой ток из одной ячейки не попал в ячейку с более низким напряжением и не повредил ее.

Это особенно важно, если вы используете старые батареи, снятые с устройства.Убедитесь, что вы зарядили батареи так, чтобы на них было одинаковое напряжение.

Шаг второй: убедитесь, что у вас правильное напряжение и емкость аккумулятора.

Способ подключения аккумуляторных элементов должен гарантировать, что они достигают правильной емкости (определяемой как мАч) и напряжения.

Как сообщает Instructables , это руководство поможет вам создать блок с напряжением 17 А · ч и напряжением 11,1. Каждая ячейка в пакете будет иметь емкость 3400 мАч, а номинальное напряжение в каждой ячейке будет 3.7 вольт.

Шаг третий: соберите аккумуляторную батарею

Теперь ваша батарея должна состоять из трех групп ячеек, и в каждой группе должно быть по пять ячеек.

Итак, расставьте свои 15 ячеек так, чтобы вы могли произвести в них электрическое соединение с платой BMS.

Вы должны поместить первую группу из пяти ячеек положительной стороной вверх, затем вторую отрицательную сторону вверх и последнюю положительную сторону вверх.

Шаг четвертый: нарежьте полоски никеля

Возьмите полоску из чистого никеля и поместите ее поверх пяти ячеек.Он должен покрывать все клеммы ячейки и обеспечивать, чтобы у вас было , превышающее примерно 10 мм , для их подключения к BMS.

Затем подключите отрицательную клемму первой группы к положительной клемме второй и, наконец, отрицательную клемму второй группы к положительной клемме третьей.

Шаг пятый: точечная сварка полос

Теперь вам нужно приварить полосы из чистого никеля точечной сваркой. Перед нажатием педали необходимо прижать сварщика к никелевой полосе и клемме аккумулятора.

Не уверены, правильно ли вы сварили?

Попробуйте потянуть за никелевую полосу. Если он легко отрывается, его нужно снова приварить, но попробуйте использовать более сильный ток.

При точечной сварке всегда надевайте защитные очки и перчатки, потому что точечные сварщики выделяют много тепла, и вы не хотите получить травму.

Шаг шестой: Подключите BMS

Ваша BMS важна, потому что она контролирует ячейки, чтобы убедиться, что они имеют правильное напряжение, а также контролирует зарядку и разрядку аккумуляторной батареи.

Если вы хотите убедиться, что ваша BMS соответствует спецификациям этого аккумуляторного блока, вы должны убедиться, что она соответствует следующим критериям: она должна иметь диапазон напряжений 4,25 ~ 4,35 В ± 0,05 В. Он должен иметь максимальный рабочий ток 0 ~ 25 А.

Чтобы подключить BMS к аккумуляторной батарее, обратите внимание на контактные площадки BMS - B-, B1, B2 и B +.

Подключите отрицательную клемму вашей первой параллельной группы ячеек к B-, а положительную клемму к B1.

Затем отрицательный вывод следующей группы должен быть подключен к B2, а положительный - к B +.

Чтобы они оставались вместе, просто приварите BMS точечной сваркой к никелевым полосам.

Шаг седьмой: сделайте для него 3D-футляр

Это дополнительный шаг , который вы можете выполнить, чтобы создать футляр или корпус для вашего аккумуляторного блока, поскольку он использует 3D-принтер.

Однако, поскольку ваши никелевые полоски обнажены, убедитесь, что вы найдете способ прикрыть их, чтобы они не закоротились.

Если вы не хотите делать собственный корпус, вы можете приобрести его, но просто убедитесь, что он подойдет.

Ознакомьтесь с некоторыми корпусами для аккумуляторов 18650 на AliExpress.

Шаг восьмой: Подключите проводку

Вам нужно будет подключить проводку аккумуляторной батареи так, чтобы было две клеммы: одна для подключения нагрузки, а другая для зарядки аккумулятора.

Однако при желании можно еще подключить индикатор уровня заряда батареи. Это приятный штрих к вашему готовому продукту.

Инструменты, которые вам понадобятся на этом этапе процесса, - это разъем постоянного тока 5 мм для входа и выхода и индикатор уровня заряда батареи 3S. Вам также понадобится тумблер.

Чтобы подключить всю проводку, выполните следующие действия:

  • Сначала припаяйте красный провод от кулисного переключателя и разъема постоянного тока к P + вашей BMS.
  • Затем припаяйте отрицательные провода разъема постоянного тока и индикатор уровня заряда батареи к BMS P-.
  • Используйте немного горячего клея у основания батарейного отсека, чтобы закрепить все подключенные провода.
  • Используйте винты M3 x 10 мм, чтобы удерживать крышку на месте и обеспечить безопасность аккумулятора.

Шаг девятый: зарядите аккумуляторную батарею

Молодец - вы дошли до конца этих инструкций о том, как сделать свой собственный литиевый аккумулятор!

Теперь все, что вам нужно сделать, это зарядить аккумуляторную батарею с помощью адаптера постоянного тока 12,6. После зарядки он готов к использованию!

Как узнать, есть ли проблемы с литиевым аккумулятором?

Есть несколько важных признаков, на которые следует обратить внимание, которые могут сигнализировать о том, что аккумуляторная батарея не работает должным образом и может вызвать так называемый тепловой отказ от разгона.

Это когда ячейка испытывает повышенные температуры из-за механического отказа, теплового отказа или короткого замыкания, и в крайних случаях это может привести к пожару.

На эти знаки следует обратить внимание, чтобы этого не произошло, независимо от того, приобрели ли вы литиевый аккумулятор или сделали свой собственный.

  • В элементе происходит падение напряжения во время длительного периода покоя.
  • Требуется длительное время зарядки - это связано с уменьшением тока заряда.
  • При зарядке или разрядке аккумулятор издает шум.
  • При зарядке аккумулятор сильно нагревается.
  • Зарядная емкость элемента превышает его разрядную емкость.

Можете ли вы утилизировать и повторно использовать старые литий-ионные батареи?

Если вы цените экологичность и экономите деньги , вы можете задаться вопросом, можно ли повторно использовать старые литий-ионные батареи.

Как мы видели в нашем руководстве по изготовлению собственного аккумуляторного блока, вы можете использовать старые аккумуляторы от другого устройства при его изготовлении.

Однако при этом следует помнить о некоторых важных моментах.

Литий-ионные аккумуляторы чувствительны к таким факторам, как чрезмерный заряд или недостаточный разряд, так как из-за этого они теряют свою емкость.

Поэтому всегда измеряйте их напряжение перед их использованием!

Если литий-ионный аккумулятор был разряжен до уровня ниже его напряжения чрезмерной разрядки - обычно оно составляет от 2,7 до 2,75 В, как сообщает другая статья Instructables, - тогда он может перейти в неактивное состояние или полностью разрядиться до такой степени, что он выиграл. у меня нет возможности.

Все, что ниже 2 В, считается непригодным для использования.

Тем не менее, вы можете попробовать самостоятельно восстановить разряженные литий-ионные аккумуляторы.

Этот, любезно предоставленный YouTube, возрождает литий-ионные элементы с напряжением 0,5, так что попробовать стоит. Вот что вам нужно сделать:

  • Возьмите элемент, который все еще может эффективно удерживать заряд, и подключите его к мертвому элементу - вы должны подключить их параллельно положительно - и подключить оба к зарядному устройству.
  • Затем подключите отрицательные клеммы обеих ячеек, чтобы обе ячейки могли заряжаться в течение примерно полминуты.Этого должно быть достаточно, чтобы показать вам, что напряжение мертвой ячейки начинает расти.
  • В этом случае вы можете оставить его для зарядки еще примерно на 10 секунд, чтобы зарядное устройство распознало аккумулятор.
  • Отключите две ячейки. Взяв разряженный аккумуляторный элемент, вы должны теперь подключить его к зарядному устройству самостоятельно, чтобы увидеть его напряжение. Оно должно быть выше, чем было изначально, даже сейчас, когда оно не связано с другой, здоровой клеткой.

Если ваши литий-ионные элементы кажутся мертвыми, возможно, вы сможете восстановить их, выполнив описанные выше действия.Это определенно стоит попробовать, чтобы предотвратить преждевременный выброс литиевой батареи.

Плюсы и минусы литий-ионных аккумуляторов

Ранее мы уже затрагивали тот факт, что литий-ионные аккумуляторы так популярны, потому что они энергоемки, но каковы их другие преимущества?

И какие потенциальные недостатки использования этих аккумуляторов?

Давайте посмотрим на оба.

Плюсы

  • Литий-ионные аккумуляторы легкие. Как правило, они легче других аккумуляторных батарей, потому что они содержат электроды, изготовленные из углерода и лития.
  • Литий-ионные батареи не обладают так называемым «эффектом памяти». Это означает, что вам не нужно полностью разряжать литий-ионные батареи, прежде чем вы сможете их зарядить. Это делает их гораздо более практичными в использовании.
  • Литий-ионные аккумуляторы могут легко пройти сотни циклов зарядки и разрядки, поэтому они наверняка прослужат вам долгое время.

Минусы

Хотя использование литий-ионных аккумуляторов вместо других типов аккумуляторов дает немало замечательных преимуществ, важно знать некоторые их недостатки.

  • Литий-ионные батареи начинают разлагаться, как только они были произведены, и продолжают это делать, даже если они не используются.
  • Литий-ионные батареи могут хорошо работать при различных температурах, но слишком большое количество тепла может привести к их более быстрому разложению, чем обычно.
  • Литий-ионные аккумуляторы чувствительны к разряду, и вам необходимо убедиться, что литий-ионный аккумулятор имеет встроенную систему управления им, чтобы он работал оптимально.Это может быть дорого.
  • Литий-ионные батареи имеют небольшой риск взрыва. Хотя это случается редко, это проблема с аккумуляторными батареями. В основном, большинство взрывов и пожаров, связанных с литий-ионными батареями, происходят в результате короткого замыкания. Это происходит, когда анод и катод соприкасаются, что приводит к перегреву аккумулятора. Эти два компонента обычно разделены пластиком, но иногда он может выйти из строя, например, в результате производственного сбоя или если аккумулятор оставлен в непосредственной близости от источника тепла.К счастью, взрывы литий-ионных аккумуляторов случаются редко.

Связанные вопросы

Каков срок службы литий-ионных батарей?

Литий-ионный аккумулятор прослужит около трех лет или от 300 до 500 циклов зарядки.

Что такое цикл зарядки?

Цикл зарядки аккумулятора определяется как период его использования с момента полной зарядки аккумулятора до полной разрядки, а затем до полной второй зарядки.

Как следует утилизировать вышедшие из строя литий-ионные аккумуляторы?

Разряженные литий-ионные аккумуляторы следует сдавать в пункт сбора бытовых электронных отходов или в пункт сдачи, специально предназначенный для переработки аккумуляторов.

Заключение

Если вам нужен литиевый аккумулятор, вам не нужно идти и покупать его.

Если вы энтузиаст DIY и у вас нет проблем с приобретением всех инструментов и предметов, необходимых для изготовления собственного литиевого аккумулятора, вы сможете сделать это прямо, не выходя из дома.

В этой статье мы описали девять шагов, которые необходимо выполнить, чтобы сделать свой собственный литиевый аккумулятор своими руками.

Мы также предоставили вам другую информацию, касающуюся литий-ионных аккумуляторов, в том числе их преимущества и недостатки, а также способы их безопасного использования.

Как заряжать литиевую батарею без BMS - VRUZEND DIY Battery Kit

Прежде всего, я должен сказать это в последний раз: BMS обычно рекомендуется по целому ряду причин, первая из которых - безопасность. Хорошая BMS гарантирует, что вы не перезарядите аккумулятор и не даст ему превратиться в опасную опасность пожара. BMS также значительно упрощает процесс зарядки.

Но если вы читаете эту статью, вы, вероятно, уже рассмотрели эти варианты и решили не использовать BMS.В этом случае вам нужно будет подключить балансировочный разъем, чтобы при необходимости можно было сбалансировать зарядку аккумулятора.

Требуется зарядка баланса, подождите…. зарядное устройство баланса. (Да, я знаю, это непросто.)

Доступны недорогие зарядные устройства до 6 сек (6 групп ячеек последовательно). Зарядное устройство iMAX B6 является типичным примером, и клоны этого обычного зарядного устройства доступны повсюду всего за 30 долларов.

Зарядные устройства для балансировки до 8-ми зарядных устройств немного дороже, а модели, рассчитанные на 10 или 12-дюймовые зарядные устройства, могут действительно обанкротиться, в зависимости от вашего бюджета.Так что имейте это в виду.

Чтобы воспользоваться преимуществами дешевого зарядного устройства 6s, я построю в этом примере батарею 4s, которая будет иметь номинальное напряжение 14,8 В и напряжение заряда 16,8 В, что составляет 4,2 В на элемент.

Начало работы

Стандартная конструкция батареи такая же, как и всегда. Соедините колпачки VRUZEND, вставьте ячейки и прикрутите болтами к шинам. Вы можете найти другие статьи и видео об этих точных шагах здесь.

После того, как вы собрали аккумулятор, самое время приступить к электромонтажу.Без BMS у вас будет только два толстых провода на вашей батарее: один на положительной клемме, а другой на отрицательной клемме. Они будут служить как для зарядки, так и для разрядки.

Затем подключите разъем весов. Лучший способ найти балансировочный разъем - это найти удлинительный кабель балансировочного провода и просто отрезать штекерный разъем. Обратите внимание, что количество проводов на один провод больше, чем количество ячеек, для которых предназначен кабель. Это удлинительный кабель балансировочного провода 4s, поэтому он имеет 5 проводов.Вы поймете, почему через минуту.

Затем найдите красный провод (или провод, который предназначен для провода с наибольшим номером ячейки, если ваши провода разного цвета) и подключите его к тому же месту, что и положительный разрядный провод. Это всегда будет положительный конец ячейки с самым большим номером в вашей упаковке. В моем пакете 4s это положительный конец моей 4-й группы клеток. Я просто вставляю его под шину и затягиваю гайку, прижимая провод к шине.

Теперь возьмите следующий провод вниз от красного провода и подключите его к положительной клемме следующей группы ячеек.Скорее всего, это другая сторона вашей батареи. Продолжайте опускать провода разъема балансировки, подключая каждый последующий провод к положительной клемме следующей более низкой группы ячеек. Предпоследний провод должен подключаться к положительной клемме первой группы ячеек. Последний провод, наконец, подключится к отрицательной клемме первой группы ячеек, которая находится в том же месте, что и главный разрядный кабель вашей батареи. Вот почему у вас на один провод больше, чем групп ячеек - потому что первая группа ячеек имеет провод на положительной И отрицательной клемме.

Баланс зарядки без BMS

Для балансировки заряда подключите провода разряда / заряда к зарядному устройству (возможно, вам придется использовать один из адаптеров, поставляемых с зарядным устройством). Затем вы вставите разъем балансирного троса в соответствующее место на зарядном устройстве.

Обязательно внимательно прочтите руководство по эксплуатации зарядного устройства, чтобы выбрать правильную программу балансировки для вашей батареи. Вы хотите, чтобы химический состав батареи совпадал (обычно в настройках зарядного устройства отмечен li-ion или li-po), и напряжение заряда, которое равно 4.2В для большинства литий-ионных аккумуляторов. Вы также должны убедиться, что выбрали правильное количество ячеек, чтобы не перезарядить аккумулятор.

Если на вашем зарядном устройстве все в порядке, начните процесс зарядки. Балансная зарядка не всегда необходима, если вы используете элементы хорошего качества. Большинство аккумуляторов будут оставаться в довольно хорошем состоянии после нескольких циклов разрядки. Вам нужно будет проверить свои группы ячеек, чтобы убедиться, что они достаточно хорошо сбалансированы во время разряда, и всегда балансируйте заряд, если вы видите, что ячейки становятся несбалансированными. Однако, если вы не пополняете баланс каждый раз, вы можете произвести массовую оплату.

Массовая зарядка без BMS

Массовая зарядка в основном аналогична зарядке аккумулятора с помощью BMS, за исключением того, что нет BMS для наблюдения за процессом. Когда во время зарядки происходит возгорание литиевой батареи, это обычно происходит из-за того, что кто-то производил массовую зарядку без BMS и совершил глупую ошибку. Всегда осторожно выполняйте массовую зарядку, если не используете BMS.

Массовая зарядка означает, что вы не балансируете каждую группу ячеек, как при балансной зарядке - вместо этого вы просто заряжаете всю батарею вместе до определенного напряжения, к черту баланс.Это нормально, если не происходит двух вещей: 1) ни одна ячейка в батарее не выходит за максимальное напряжение, на которое она рассчитана, обычно 4,2 В для литий-ионных элементов, и 2) напряжение батареи не должно повышаться. по общему собственному напряжению, которое, по сути, представляет собой количество последовательно соединенных ячеек, умноженное на 4,2 В для литий-ионных элементов, что в основном означает, что первая ситуация произошла.

Чтобы убедиться, что ни одна ячейка не превышает максимальное напряжение, объемная зарядка обычно выполняется до более низкого целевого напряжения.Например, вместо того, чтобы пытаться заряжать батарею последовательно до 4,2 В x # элементов, рассмотрите возможность зарядки до 4,1 В или 4,15 В. Для батареи 36 В с 10 последовательно соединенными ячейками это будет означать зарядку до 41 В или 41,5 В вместо 42 В. Это добавляет уровень безопасности, давая вам буфер для перезарядки нескольких ячеек. Без балансировки каждый элемент, заряжаемый навалом, будет заряжаться до немного другого напряжения. Если вы заряжаете литий-ионный аккумулятор 36 В до 42 В, некоторые элементы могут достичь 4,2 В, а другие - 4,18 В, а это означает, что другие должны достичь 4.22 В, чтобы общая мощность всего блока составляла 42 В. Это не так уж и плохо, но по мере роста дисбаланса некоторые ячейки могут достигать 4,3 В или выше, что является очень опасной ситуацией.

Вот почему я почти никогда не заряжаю без BMS. Если я не использую BMS, я всегда стараюсь сбалансировать расходы. И если я выполняю объемную зарядку в течение нескольких циклов, я стремлюсь к более низкому целевому напряжению и использую средство проверки ячеек, чтобы следить за своими группами ячеек и гарантировать, что ни одна из них не перезаряжается.

Советы по безопасности при зарядке

Независимо от того, какой тип зарядки вы делаете, есть несколько важных советов по безопасности, которым вы всегда должны следовать:

  • Никогда не оставляйте заряженный аккумулятор без присмотра.Зарядка в другой комнате в целом нормальная. Заряжать дома, когда вы идете на ужин, - не лучшая идея. Вероятность возгорания редка, но она не равна нулю. Так что вы всегда должны быть рядом на всякий случай.
  • По той же причине заряжать в ночное время во время сна - не лучшая идея, если только вы не заряжаете в зоне, где ничего плохого не произойдет. Опять же, я не хочу, чтобы вы чувствовали себя параноиком, но поскольку вероятность возгорания батареи с любой литиевой батареей немного выше нуля, вы всегда должны учитывать это. Если вам нужно зарядить, пока вы спите, хороший способ - поставить батарею в таком месте, где от огня не возникнет ничего другого. Если у вас есть заднее крыльцо из бетона, это может быть хорошим вариантом. Другие помещают батарею в гриль для барбекю или в духовку, которые предназначены для сдерживания огня.
  • Отключите аккумулятор, когда он закончил зарядку. Когда аккумулятор закончит зарядку, отключите его. Обычно можно оставить его подключенным к зарядному устройству, если аккумулятор и зарядное устройство находятся в хорошем рабочем состоянии.Но неисправность зарядного устройства может произойти в любой момент, особенно в дешевых зарядных устройствах. В редких случаях неисправность зарядного устройства может привести к перезарядке аккумулятора и возгоранию. Во избежание этого сценария отключите зарядное устройство после завершения зарядки аккумулятора.
  • Эти советы не предназначены для того, чтобы вас напугать, но важно понимать, что даже несмотря на то, что вероятность возгорания аккумулятора невероятно редка, к ним все же следует учитывать и быть готовыми.
Об авторе
Мика Толл (Micah Toll) - инженер-механик, производитель литиевых батарей и преподаватель электровелосипедов.Он написал несколько книг, в том числе DIY Lithium Batteries (бестселлер №1 на Amazon!) И The Ultimate DIY Ebike Guide (бестселлер №2 на Amazon!). Когда он не разъезжает по Тель-Авиву или Флориде на своих электровелосипедах, вы, вероятно, найдете его за чтением, письмом, бегом или вегетарианством на диване.

DIY балансировщик литиевых батарей и мониторинг (BMS) - оборудование

Дальнейшее обновление и некоторая предыстория, а также описание проблемы / требования.

Проблема

DIY Powerwall - это самодельная конструкция блока аккумуляторных элементов для создания накопителя энергии, который можно использовать через инверторы для питания электрических устройств в доме.Как правило, элементы утилизируются / используются из вторых рук и обычно используют литиевые элементы 18650.

Литиевые батареи должны иметь одинаковый уровень напряжения в параллельной батарее. Это делается путем балансировки каждой ячейки в батарее, чтобы повысить или понизить ее напряжение, чтобы оно соответствовало другим.

Существующие решения по балансировке доступны на рынке, но по относительно высокой стоимости по сравнению со стоимостью аккумуляторного блока, поэтому этот проект направлен на разработку недорогой, простой в использовании BMS / балансировщика.

Большое количество людей использовали коммерческую систему BATRIUM BMS в своих устройствах Powerwall.

Моя ситуация / окружающая среда

Великобритания, с существующей установкой солнечных панелей и «льготным тарифом» - это установка с привязкой к сети.
Я не хочу менять / вмешиваться в существующую установку, так как я получаю максимальные ставки FIT на следующие 20 лет!

Я также могу установить дополнительные солнечные панели на отдельный инвертор в будущем.

Таким образом, я рассматриваю решение «со связью по переменному току», в котором избыточная выработка электроэнергии направляется на хранение в батарее, а не на экспорт в сеть. Затем эта энергия высвобождается ночью (или с пиковыми затратами), чтобы снизить стоимость импорта энергии.

Я НЕ собираюсь отключаться от сети (или изолировать), поскольку отключения электроэнергии в Великобритании - редкое событие в моем районе.

Существующее потребление энергии

Наблюдая за потреблением электроэнергии в моем доме с помощью решений emonTX и emonSD, я обычно использую около 9 кВт / ч в день (без учета зарядки электромобилей).Не считая странных скачков, нагрузка обычно составляет менее 500 Вт в течение большей части дня / ночи.

План

Установите DIY powerwall с возможностью подачи нагрузки 1000 Вт, чтобы покрыть все обычные домашние дела (за исключением всплесков, с которыми справится сеть).
Для преобразования постоянного тока батареи в переменный ток сетевого уровня потребуется инвертор, подключенный к сети.
Управляемое зарядное устройство может потребоваться для зарядки аккумулятора в течение дня (или при дешевом энергоснабжении от сети).В идеале зарядное устройство должно соответствовать генерации экспорта от солнечной батареи (ей), чтобы предотвратить импорт.
Возможно объединение зарядного устройства и инвертора в один блок (так называемые гибридные блоки)

По очевидным причинам безопасность имеет решающее значение, поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы компоненты были установлены и сертифицированы по мере необходимости, наряду с правильной спецификацией для кабелей, прерывателей, предохранителей и т. Д.

Почему я это делаю? Ради удовольствия, я действительно должен получить больше!

Параметры

Я работаю над следующими проектными параметрами, которые взяты из исследований в этой области (что делает большинство других!)

  • Предположение, что бывшие в употреблении элементы 18650 собраны в «пакеты», содержащие десятки или сотни элементов параллельно.
  • Напряжение ячейки 18650 от 3,0 В (пустой) до 4,2 В (полный)
  • Аккумулятор 48 В постоянного тока - последовательная работа 14 блоков / ячеек (также известный как 14S), это дает от 42 В до 58,8 В постоянного тока
  • Ожидаемая выходная мощность батареи (1000 Вт), поэтому вырабатывается ток до 25 А (в зависимости от напряжения батареи)
  • Зарядное устройство и инвертор будут коммерческими продуктами (не сделанными своими руками) и должны соответствовать необходимым разрешениям.

BMS Design
Опираясь на мой существующий набор навыков и знаний, а также создавая что-то, что другие могут внести, используя обычные стандартные библиотеки и готовые компоненты.

  • Разработайте концентратор и расположение спиц для центрального контроллера и отдельных узлов мониторинга ячеек на каждом блоке (так 14 в моем случае)
  • Использовать библиотеки и инструменты на основе Arduino (можно перейти на platform.io) **
  • Используйте esp8266-12e в качестве контроллера - чтобы воспользоваться преимуществами встроенного Wi-Fi для мониторинга / предупреждений и производительности ЦП / ОЗУ
  • Используйте AVR ATTINY85 для каждого узла
  • Убедитесь, что напряжение каждой ячейки изолировано от других ячеек и что напряжение заземления изолировано.
  • Необходима изолированная связь между контроллером и узлом
  • Ставить все на GITHUB
  • Документируйте это!

** Существуют более мощные процессоры, чем 8-битный Arduino, однако им не хватает удобства для пользователя и сообщества для поддержки и поддержки разработки кода

.

Самодельный аккумулятор 6S Samsung INR18650 BMS

Аккумулятор 6S и BMS Помогите мне, поделившись этим постом

Это очень базовое руководство, и уже существует множество руководств о том, как сделать что-то подобное.Но, поскольку это часть будущего проекта (электрический лонгбаорд), я делаю этот первый шаг и покажу вам, как подключить батареи, добавить защиту от зарядки. Я использую несколько литий-ионных аккумуляторов Samsung INR18650, подключенных последовательно и параллельно, добавляю модуль BMS и спаяю все, используя никелевые полосы и точечную сварку. Итак, давайте посмотрим ...


ЧАСТЬ 1 - Выбор напряжения, тока и батарей

Хорошо, в первую очередь вам нужно подумать, какой аккумулятор вы хотите сделать. Для этого я проверяю спецификации своей системы. Сделаю электрический лонгборд. Максимальное напряжение регуляторов скорости и бесщеточных двигателей составляет 26 В. Поскольку скорость бесщеточных двигателей также определяется напряжением, мне нужно максимальное напряжение. Теперь я мог использовать LiPo батареи или LiIon батареи. Я буду использовать LiIon аккумуляторы Samsung INR18650. Номинальное напряжение этих аккумуляторов составляет 3,7 В.


См. Список деталей здесь:

Последовательный или параллельный?

Хорошо, поэтому я хочу, чтобы максимальное напряжение для моих регуляторов скорости и двигателей было 26 В.Каждая из этих батарей имеет номинальное напряжение 3,7 В и максимальное напряжение при полной зарядке 4,2. Для получения дополнительной информации проверьте техническое описание аккумуляторов здесь, по этой ССЫЛКЕ. Итак, если мне нужно около 26 В, с батареями 4,2 В мне нужно 6 последовательно соединенных батарей и получить общее максимальное напряжение 25,2 В. Мы знаем, что батареи, соединенные последовательно, суммируют свои напряжения, но имеют одинаковую емкость, и параллельно они суммируют емкость, но имеют одинаковое напряжение.

Хорошо, теперь мы знаем, что нам нужно 6 батарей подряд.А что насчет емкости. Каждый из этих 7INR18650 имеет емкость 3000 мАч. Это означает, что он может выдавать 3А в течение часа или 1А в течение 3 полных часов. Но это значение не всегда идеально. Я хочу большей емкости, поэтому, помимо 6 последовательно соединенных батарей, каждая из этих батарей будет фактически комплектом из 3 батарей, включенных параллельно. Таким образом, у меня будет 6 серий по 3 батареи по 4,2 В, подключенных параллельно, что даст мне в общей сложности 25,2 В и емкость 9000 мАч.


ЧАСТЬ 2 - Схема

Для зарядки аккумуляторов в руководстве рекомендуются CC и CV или, лучше сказать, постоянный ток и постоянное напряжение.Итак, если я поставлю питание на питание 25,2 В и 4,5 А, батареи будут заряжены. Но со временем это приведет к повреждению батарей, поскольку одна батарея может заряжаться быстрее, чем другие. Для этого нам нужен сбалансированный процесс зарядки. Нам нужна система управления батареями или BMS. Используйте схему ниже, чтобы подключить BMS к батареям.


Как видите, для зарядки аккумулятора у нас есть один разъем, который идет к BMS, но разряд идет непосредственно от аккумуляторов. Вы должны подключить каждый из 7 проводов к пакету.Начнем с кабеля B (черного цвета), подключенного к отрицательной стороне блока 6S. Затем мы подключаем B1 к 3,7 В, B2 к 7,4 и так далее, пока не дойдем до B +, подключенного к 22,2 В. Чтобы сварить батареи вместе, я использовал никелевые полоски. Посмотрите, какой ток может выдержать полоска. В моем случае я использовал полоски шириной 8 мм и толщиной 0,3 мм, которые выдерживают 40 А. Но, чтобы быть уверенным, я сварил две полосы одна на другую.


ЧАСТЬ 3 - Изготовление упаковки

Я наконец припаиваю кабели от BMS к каждой пачке. Затем я припаиваю толстые провода к входным разъемам P- и P + и основной батарее B + и B-, как показано на схеме выше. Я обматываю пачку лентой и заряжаю до 25,2 В. Через несколько часов аккумулятор полностью заряжен. Вот и все. Кроме того, я приклеиваю металлическую пластину к нижней стороне аккумуляторного блока, которая будет действовать как рассеиватель тепла, но также удерживать батареи вместе.


Вот и все. Вот как я сделал батарейный блок 6S: 25,2 В и 9000 мАч для своего проекта электрического лонгборда.Скоро выложу еще, может БМС поменяю на более качественную. Следите за новостями о лонгборде. Спасибо.




Подробнее →


Помогите мне, поделившись этим постом

stuartpittaway / diyBMS: система управления батареями для литий-ионных аккумуляторов / элементов

своими руками

Самостоятельная система управления батареями для литий-ионных аккумуляторных блоков / элементов

Больше обсуждения https: //community. openenergymonitor.org / t / diy-lithium-battery-balancer-and-monitoring-bms / 5594/10

** ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ, что ДАННЫЙ ДИЗАЙН БЫЛ ЗАМЕНЕН ВЕРСИЕЙ 4 **

https://github.com/stuartpittaway/diyBMSv4

Некоторые видеоролики Youtube о создании и тестировании BMS можно найти на https://www.youtube.com/playlist?list=PLiYbY8lzAN-2qB9rR0Sc7Z7sUrsgYzsiV

DIY Powerwall - это самодельная конструкция блока аккумуляторных элементов для создания накопителя энергии, который можно использовать через инверторы для питания электрических устройств в доме.Как правило, элементы утилизируются / используются из вторых рук и обычно используют литиевые элементы 18650.

Литиевые батареи должны иметь одинаковый уровень напряжения в параллельной батарее. Это делается путем балансировки каждой ячейки в батарее, чтобы повысить или понизить ее напряжение, чтобы оно соответствовало другим.

Существующие решения по балансировке доступны на рынке, но по относительно высокой стоимости по сравнению со стоимостью аккумуляторного блока, поэтому этот проект направлен на разработку недорогой, простой в использовании BMS / балансировщика.

Большое количество людей использовали коммерческую систему BATRIUM BMS в своих устройствах Powerwall.

для Великобритании, но с небольшой установкой. У меня есть установка 7s96p, которую мне нужно держать в равновесии.

Наблюдая за потреблением электроэнергии в моем доме с помощью решений emonTX и emonSD, я обычно использую около 9 кВт / ч в день (без учета зарядки электромобилей). Не считая странных скачков, нагрузка обычно составляет менее 500 Вт в течение большей части дня / ночи.

Установите DIY powerwall с возможностью подачи нагрузки 1000 Вт, чтобы покрыть все обычные домашние дела (за исключением всплесков, с которыми справится сеть).

Для преобразования постоянного тока батареи в переменный ток сетевого уровня потребуется инвертор, подключенный к сети.

Управляемое зарядное устройство может потребоваться для зарядки аккумулятора в течение дня (или при дешевом энергоснабжении от сети). В идеале зарядное устройство должно соответствовать генерации экспорта от солнечной батареи (ей), чтобы предотвратить импорт.

Возможно объединение зарядного устройства и инвертора в один блок (так называемые гибридные блоки)

По очевидным причинам безопасность имеет решающее значение, поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы компоненты были установлены и сертифицированы по мере необходимости, наряду с правильными спецификациями для кабелей, прерывателей, предохранителей и т. Д.

Почему я это делаю? Ради интереса: weak_smile: Мне действительно нужно больше выходить!

Напоминаем, что это продукт / решение «сделай сам», поэтому не используйте его для систем, критически важных для безопасности, или в любых ситуациях, где существует опасность для жизни. Нет гарантии, может работать не так, как ожидалось, или вообще не работать.

Я работаю над следующими проектными параметрами, которые взяты из исследований в этой области (что делает большинство других!)

Предположение, что бывшие в употреблении элементы 18650 собраны в «пакеты», содержащие десятки или сотни элементов параллельно.Напряжение ячейки 18650 от 3,0 В (пустой) до 4,2 В (полный) Батарейный блок на 48 В постоянного тока - последовательная работа 14 блоков / ячеек (также известный как 14S), что дает от 42 В до 58,8 В постоянного тока Ожидаемая мощность батареи (1000 Вт), поэтому вырабатывается ток до 25 А (в зависимости от напряжения батареи) Зарядное устройство и инвертор будут коммерческими продуктами (не сделанными своими руками) и должны соответствовать необходимым разрешениям

.

Опираясь на мой существующий набор навыков и знаний, а также создавая что-то, что другие могут внести, используя обычные стандартные библиотеки и готовые компоненты.

  • Разработайте концентратор и расположение спиц для центрального контроллера и отдельных узлов мониторинга ячеек на каждом блоке (так 14 в моем случае)
  • Использовать библиотеки и инструменты на основе Arduino (можно перейти на platform.io) **
  • Используйте esp8266-12e в качестве контроллера - чтобы воспользоваться преимуществами встроенного Wi-Fi для мониторинга / предупреждений и производительности ЦП / ОЗУ
  • Используйте AVR ATTINY85 для каждого узла
  • Убедитесь, что напряжение каждой ячейки изолировано от других ячеек и что напряжение заземления изолировано.
  • Необходима изолированная связь между контроллером и узлом
  • Ставить все на GITHUB
  • Документируйте это!

** Существуют более мощные процессоры, чем 8-битный Arduino, однако им не хватает удобства для пользователя и сообщества для поддержки и поддержки разработки кода

.

ПРИМЕЧАНИЕ РАЗМЕР КОМПОНЕНТОВ ДОЛЖЕН БЫТЬ РАЗМЕРОМ 0805 ДЛЯ МЕНЬШЕГО ВАРИАНТА ПП!

См. BMS_Cell_Module_BOM.html для подробностей

Ссылки на основные компоненты АТТИНИ85В-10СУ http://uk.farnell.com/atmel/attiny85v-10su/mcu-8bit-attiny-10mhz-soic-8/dp/1455166

REG710NA-3.3 http://uk.farnell.com/texas-instruments/reg710na-3-3-250/charge-pump-regulator-buck-boost/dp/1535743

Аналоговые устройства ADUM1250ARZ http://uk.farnell.com/analog-devices/adum1250arz-rl7/digital-isolator-4-ch-1mbps-nsoic/dp/2758723

SI2312BDS-T1-E3 МОП-транзистор, канал N, 3,9 А, 20 В, 0,025 Ом, 4.5 В, 850 мВ http://uk.farnell.com/vishay/si2312bds-t1-e3/mosfet-n-ch-20v-3-9a-sot-23-3/dp/2396085

B57891M0103K000 Термистор, NTC, 10 кОм, серия B57891M, 3950 K, сквозное отверстие http://uk.farnell.com/epcos/b57891m0103k000/thermistor-ntc-radial-leaded/dp/2285471?ost=B57891M0103K000&iscrfnonsku=false&ddkey=http%3Aen-GB%2FElement14_United_Kingdom 9

Обеспечьте питание ваших аккумуляторных инструментов на рабочем месте с помощью этой самодельной солнечной зарядной станции

Ключ в том, чтобы отказаться от инвертора и получить питание напрямую от 12-вольтовых батарей.

Зарядные станции на солнечных батареях для строительных площадок давно назрела. Одна из причин, по которой они не усеивают полки вашего местного коробочного магазина, заключается в том, что инструменты имеют разные батареи и обычно оснащены собственными адаптерами питания для перехода от кондиционера к встроенной батарее постоянного тока в инструменте. И, как вы скоро узнаете от инженера Джеффа Яго, «для питания 120-вольтовых электроинструментов переменного тока требуется инвертор на 1500–3000 ватт и очень тяжелая аккумуляторная батарея». Другими словами, это просто непрактично.Что практично? В этой замечательной статье, перепечатанной с разрешения Backwoods Home Magazine, вы скоро узнаете. - Редактор

Этап 1. Стандартизация ваших аккумуляторных инструментов

ЕСЛИ ВЫ ПЛАНИРУЕТЕ ЖИТЬ ОТ СЕТИ, или строите что-то в удаленном районе без электроснабжения, я уверен, что вы планируете использовать генератор. Хотя у меня также есть генераторы, я нахожу их темпераментными, шумными, и я ненавижу тащить топливо по горной тропе, когда мне нужно привести в действие строительные инструменты.Чтобы отучить себя от традиционного генератора на стройплощадке, я нашел удивительный выбор высококачественных электроинструментов, которые работают от аккумуляторных батарей. Кроме того, если вы сделаете стандартизацию на одну и ту же марку и напряжение, одни и те же аккумуляторные блоки будут взаимозаменяемы с широким спектром мотопил, дрелей, переносных фонарей и даже радиоприемников. Наличие запасного аккумуляторного блока на зарядке также позволяет быстро заменить аккумулятор и продолжить работу инструмента, не дожидаясь ожидания.

Когда я впервые начал покупать инструменты с батарейным питанием, я решил стандартизировать DeWALT, но есть несколько других хороших брендов аккумуляторных инструментов, которые предлагают такую ​​же взаимозаменяемость аккумуляторных блоков в нескольких инструментах.Удивительно, что вы можете построить с помощью всего нескольких инструментов с батарейным питанием, и полный набор незаменим, если вы живете вне сети или строите удаленное убежище.

Большинство производителей коммерческих инструментов с батарейным питанием с никель-кадмиевыми (NiCad) аккумуляторными блоками увеличили свое напряжение с 12 до 18 вольт, чтобы увеличить мощность инструмента и продлить время работы. Некоторые производители инструментов с батарейным питанием переходят на литий-ионные (Li-ion) батареи, которые позволяют изготавливать более компактные и легкие портативные инструменты из-за более высокой плотности энергии этой новой аккумуляторной технологии.Хотя зарядное устройство DeWALT, которое я использовал для этой статьи, может заряжать как никель-кадмиевые, так и никель-металлгидридные аккумуляторы, а также новейшие литий-ионные аккумуляторы, вам все же следует стандартизировать один тип, чтобы убедиться, что все ваши аккумуляторные блоки могут использовать одно и то же зарядное устройство.

Этап 2: Покупка автомобильных зарядных устройств, а не инверторов

Для крупных проектов в области солнечной энергетики я твердо верю в использование высококачественных инверторов постоянного тока в переменный, которые позволяют использовать стандартные 120-вольтовые приборы переменного тока и электроинструменты. Инверторы становятся намного более надежными и менее дорогими, что позволяет использовать существующую домашнюю проводку вместо того, чтобы перекладывать все на постоянный ток.Однако для питания 120-вольтовых электроинструментов переменного тока требуется инвертор мощностью от 1500 до 3000 ватт и очень тяжелый аккумуляторный блок. Некоторые небольшие инверторы стоимостью менее 50 долларов теперь доступны для питания ваших портативных компьютеров и видеоустройств в автомобиле или грузовике.

К сожалению, многие из этих недорогих инверторов не генерируют такую ​​же форму волны, как электросеть, что может вызвать проблемы с более чувствительными электронными устройствами, которые вы хотите запитать. Верно также и то, что многие зарядные устройства для подзарядки электроинструментов будут иметь очень низкую производительность зарядки при подключении к недорогому инвертору переменного тока на 120 вольт с модифицированной волной.Большинство этих недорогих инверторов также имеют низкую эффективность преобразования мощности и могут быстро разрядить аккумулятор вашего автомобиля или грузовика, если двигатель выключен при питании любого 120-вольтового устройства переменного тока.

Однако я был приятно удивлен, обнаружив, что большинство производителей строительных инструментов с батарейным питанием теперь предлагают версию своих зарядных устройств для электроинструментов в виде портативной модели на 12 В постоянного тока, обычно называемой «автомобильным зарядным устройством». Хотя их труднее найти и они немного дорогие, от 65 до 95 долларов, эти зарядные устройства постоянного тока обеспечивают возможность подзарядки ваших инструментов с питанием от 12 до 24 В от 12-вольтовой батареи без инвертора или генератора.Вот несколько примеров от Bosch и DeWalt.

Использование портативного источника питания 12 В без инвертора переменного тока дает множество преимуществ. Это не только сделает всю проводку проще и безопаснее, чем подключение к сети переменного тока 120 В, но и обеспечит более эффективное питание устройств постоянного тока на 12 В напрямую от 12-вольтовой батареи.

Это может быть реальным преимуществом, если ваш строительный проект или место для отдыха на выходных расположены в районе, где транспортировка топлива для генератора и оборудования вверх по горной тропе представляет собой серьезное усилие.Хотя этот проект был предназначен в первую очередь для электропитания инструментов на удаленной рабочей площадке, вы также можете использовать эту портативную солнечную систему питания во время отключения электроэнергии или в походе, чтобы подзарядить свой мобильный телефон или подключить портативный компьютер, поскольку большинство этих устройств включают зарядку. адаптеры для подключения к вспомогательной автомобильной розетке постоянного тока 12 В.

Этап 3: Построение системы

Я разработал этот проект так, чтобы потребовалось минимальное количество деталей и очень мало проводных соединений.Я выбрал стандартную батарею Group 31 RV / Marine, которая рассчитана на несколько циклов глубокой зарядки / разрядки, но при этом имеет разумную цену. Я также нашел недорогой пластиковый батарейный отсек, линейный предохранитель постоянного тока на 10 ампер и гнездо для прикуривателя (вот тот, со встроенными клеммами аккумулятора и встроенным предохранителем). Я решил использовать этот тип розетки для этого проекта, поскольку многие портативные инструменты и электронные устройства имеют зарядные адаптеры, которые подходят для этого типа розетки постоянного тока на 12 Вольт.Как показано на фотографии, я установил гнездо прикуривателя в крышке коробки и подключил его через предохранитель к батарее, используя стандартный медный провод №10 и обжав кольцевые клеммы. Центральная стойка гнезда прикуривателя всегда соединена с плюсом батареи (+), а внешняя оболочка всегда соединена с минусом батареи (-).

Солнечный модуль Solar-Tech на 85 Вт, который я выбрал для этого проекта, включает полноразмерную распределительную коробку, установленную на задней панели. (Обратите внимание, что у нас возникли проблемы с поиском модели с прикрепленной распределительной коробкой, поэтому вам, возможно, придется импровизировать при установке контроллера заряда.Один из вариантов - установить его внутри аккумуляторного отсека и приобрести кабель, заканчивающийся штыревым и гнездовым разъемами MC4 (типично для большинства солнечных панелей). Подключите оголенный конец кабеля непосредственно к контроллеру заряда, и вы можете использовать короткий двухжильный кабель с кольцевыми наконечниками для быстрого подключения и отключения от клемм аккумулятора с помощью барашковых гаек. Это также позволяет быстро отключиться от панели. - Редактор)

Также убедитесь, что солнечный модуль рекламируется с номинальным зарядным напряжением 12 В (пиковое 17 В), поскольку производители увеличивают физический размер и мощность своих модулей, поэтому требуется меньше модулей и проводных соединений для той же общей мощности массива.Однако этот увеличенный размер модуля также требует увеличения номинального напряжения до 24 вольт (пиковое значение 35 вольт), чтобы сохранить как можно меньший ток и сечение проводов, а это слишком много для прямой зарядки 12-вольтовой батареи. Несмотря на то, что доступны контроллеры заряда солнечных батарей, позволяющие обеспечить несоответствие между напряжением солнечной батареи и напряжением батареи, чтобы вы могли использовать солнечный модуль с более высоким напряжением, эти солнечные контроллеры, как правило, имеют гораздо более высокую стоимость и слишком велики для использования в этой очень простой портативной солнечной батарее. Система зарядки.

Я купил контроллер заряда Morningstar SunKeeper-12, который предназначен для установки в стандартное ½-дюймовое заглушенное отверстие в распределительной коробке солнечного модуля и подходит для установки в погодных условиях. Вы можете найти контроллер заряда солнечной батареи на распределительной коробке, прикрепленной к задней части солнечного модуля, если вы можете найти контроллер с кабелепроводом, (или следуйте инструкциям MC4, подробно описанным выше).

Этап 4: Оценка потребностей в электроэнергии

Каждый цикл зарядки инструмента потребляет в среднем 7 ампер-часов емкости аккумулятора (зарядка 7 ампер за 1 час).Батарея Group 31 RV / Marine, используемая для этого проекта, имеет зарядную емкость от 100 до 115 ампер-часов, в зависимости от цены и марки. Чтобы избежать разрядки этой батареи ниже 50% (что поможет увеличить срок ее службы), у нас будет примерно 50 ампер-часов полезной емкости заряда. Это равняется семи перезарядкам аккумуляторного инструмента (50 ампер-час / 7 ампер-час) до того, как потребуется перезарядка аккумулятора жилого дома / морского судна. Конечно, фактическое количество перезарядок инструмента будет зависеть от температуры окружающей среды, возраста батареи и глубины разряда батареи инструмента.

По нашим оценкам, этой солнечной батарее Группы 31 потребуется 50 ампер-часов солнечной зарядки, чтобы заменить то, что отняла зарядка аккумуляторного инструмента. Предполагая, что у нас в среднем пять часов полного солнечного света в день, для этого потребуется солнечный модуль, способный обеспечить выходную мощность 5 ампер, чтобы полностью зарядить батарею такого размера за два дня. (50 ампер-часов / 5 ампер = 10 часов).

Типичный 85-ваттный солнечный модуль, предназначенный для зарядки 12-вольтовых батарей, обычно имеет пиковую мощность 5,1 А, поэтому я выбрал 85-ваттный модуль.Этот модуль меньшей мощности также довольно легко переносить одним человеком, но при этом достаточно большой, чтобы обеспечивать разумное количество солнечной энергии. Ваш солнечный модуль может быть больше или меньше моего 85-ваттного модуля, что сократит или увеличит количество дней, необходимых для полной зарядки батареи RV / Marine.

Я также пропустил рассмотрение солнечной энергии и эффективности зарядки, чтобы упростить расчет в нашем примере. Я также предполагал, что весь день будет ясное голубое небо, отсутствие затенения модулей и правильная ориентация модуля на солнце.Если принять во внимание эти факторы, вы, скорее всего, преобразуете только около 70% номинальной мощности любого солнечного модуля, указанной на паспортной табличке, в полезную зарядку аккумулятора. Не удивляйтесь, если на самом деле полная перезарядка выбранной батареи займет немного больше времени.

Этап 5. Начните работу

Кажется, действительно полезно построить что-то автономное в удаленном районе с удобством трудосберегающих электроинструментов без необходимости иметь дело с шумным генератором.Также неплохо иметь портативную систему зарядки от солнечных батарей вместо того, чтобы поддерживать грузовик в рабочем состоянии при использовании преобразователя постоянного тока в переменный для питания ваших инструментов и зарядных устройств. Когда не требуется подзарядка электроинструментов на стройплощадке, эту портативную систему зарядки от солнечных батарей можно использовать в кемпинге или во время аварийных отключений электроэнергии. Этот солнечный модуль со встроенным солнечным контроллером заряда можно использовать даже для подзарядки аккумуляторов вашего автофургона во время сухого кемпинга.

Источники

Хотя большинство крупных производителей ручных инструментов с батарейным питанием предлагают автомобильные зарядные устройства, их нелегко найти в ближайшем розничном магазине.Если вы не можете найти их на месте, есть несколько Интернет-сайтов, на которых продаются автомобильные зарядные устройства. Закажите зарядное устройство, соответствующее вашей марке аккумуляторных инструментов, и убедитесь, что зарядное устройство соответствует напряжению и химическому составу ваших аккумуляторных блоков.

DeWalt # DC9319 Автомобильное зарядное устройство от 7,2 до 18 В:

Makita # DC18SE 18-вольтное / литий-ионное автомобильное зарядное устройство:

Bosch # BC006 Автомобильное зарядное устройство от 7,2 до 24 В:

Milwaukee # M12, 12-вольтовое литий-ионное настенное и автомобильное зарядное устройство:
Milwaukee # M18 18-вольтное литий-ионное настенное и автомобильное зарядное устройство: это одно из немногих, которое также является зарядным устройством для кондиционера, поэтому оно вдвое лучше -значение.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *