Одной из важнейших проблем современного человека, имеющего смартфон является постоянный разряд аккумулятора устройства. Специально для таких случаев созданы портативные зарядные устройства, которые позволяют подключить гаджет при помощи USB кабеля и заряжать смартфон за счет встроенного в зарядное устройство аккумулятора.
Итак, для изготовления портативного зарядного устройства нам понадобится:
- Два аккумулятора крона (один из аккумуляторов может быть использованным),
- Коробочка (можно использовать металлическую коробочку от конфет),
- Выключатель, который можно снять со старого кассетного плеера или сломанной детской игрушки
- И самое главное – USB зарядное устройство для автомобиля, которое можно приобрести примерно за 2-3 доллара,
- А также медные провода, которыми мы будем все соединять.
Первым делом мы должны изготовить съемную клейму для батареи. Если у вас дома есть старые игрушки или устройства, в которых используются батареи типа крона, то готовые клейма можно снять с них. Если же таких игрушек или устройств нет, то можно сделать клейму самостоятельно. Для этого необходимо снять верхнюю часть батареи крона, намазать флюс на металлические контакты с внутренней части и припаять к ним медные проводки. Для фиксации и изоляции можно использовать обычный термоклей.
Клейма готовы, их можно крепить к контактам второй батареи (широкий контакт к узкому, а узкий к широкому).
Следующим делом нам нужно разобрат зарядное устройство для автомобиля, взяв плату, на которой расположен USB разъем. Осталось только собрать все составляющие нашего портативного зарядного устройства и подключить все через выключатель.
При подключении клеймы к батарее можно увидеть, какой из проводов плюсовый, а какой минусовый, если использовать разноцветные провода. Если же нет, то можно отметить плюсовой для большего удобства и легкости.
Центральный провод или пружина на зарядном устройстве для автомобиля всегда является плюсовым а провод, который находится сбоку – минусовым. Итак, плюсовый провод нашей батареи мы должны соединить к выключателю, а минусовый напрямую к плате зарядного устройства.
Если на зарядном устройстве плюсовый провод выполнен в виде пружины, ее можно заменить обычным для большего удобства.
После этого два плюсовых провода нужно припаять к двум контактам на вилючателе.
Устройство практически готово. Осталось собрать его в коробочке, на которой в боковой части нужно вырезать два прохода для USB входа и выключателя.
Прислал:
Описана конструкция самодельного накопителя (PowerBank"а) типа "Вампирчика". Дана схема и описание ее изготовления. Вообще, приятно читать подобные материалы, где автор серьезно подходит к делу.
Пролог
На идею постройки этой конструкции меня натолкнул полёт в самолёте Airbus A380, в котором под подлокотником каждого кресла имеется разъём USB, предназначенный для питания USB-совместимых устройств.
Но, такая роскошь есть не во всех самолётах, а уж тем более её не найти в поездах и автобусах. А я уже давно мечтаю пересмотреть от начала до конца сериал «Друзья». Так почему бы не убить сразу двух зайцев – посмотреть сериал и скрасить время в пути. Дополнительным стимулом к постройке данного девайса стало открытие залежей мощных литий-ионными аккумуляторов.
Техническое заданиеПортативое Зарядное Устройство (ЗУ) должно обеспечить следующие возможности.
1. Время работы в автономном режиме под номинальной нагрузкой, не менее – 10 часов. Литий-ионные аккумуляторы большой ёмкости, как нельзя лучше подходят для этого.
2. Автоматическое включение и отключение ЗУ в зависимости от наличия нагрузки.
3. Автоматическое отключение ЗУ при критическом разряде аккумулятора.
4. Возможность принудительного включения ЗУ при критическом разряде аккумулятора, в случае необходимости. Я полагаю, что в дороге может сложиться такая ситуация, когда аккумулятор портативного ЗУ уже разряжен до критического уровня, но необходимо подзарядить телефон для экстренного звонка. В этом случае, нужно предусмотреть кнопку «Экстренного включения», чтобы использовать всё ещё имеющуюся в аккумуляторе энергию.
5. Возможность заряда аккумуляторов портативного ЗУ от сетевого зарядного устройства с интерфейсом Mini USB. Так как зарядное устройство от телефона всё равно всегда берут с собой в дорогу, то можно его использовать и для заряда аккумуляторов портативного БП перед обратной дорогой.
6. Одновременный заряд аккумуляторов ЗУ и подзарядка мобильного телефона от одного и того же сетевого зарядного устройства. Так как сетевое зарядное устройство от мобильного телефона не может обеспечить достаточный ток для быстрого заряда аккумулятора портативного ЗУ, то заряд может растянуться на сутки и более. Поэтому, должна быть возможность подключить телефон на заряд прямо во время заряда батареи портативного БП.
Исходя из этого технического задания, было построено портативное ЗУ на литий-ионных аккумуляторах.
Блок схема
Портативное ЗУ состоит из следующих узлов.
1. Преобразователь 5 > 14 Вольт.
2. Компаратор, отключающий преобразователь заряда при достижении напряжения на батарее литий-ионных аккумуляторов 12,8 Вольт.
3. Индикатор заряда – светодиод.
4. Преобразователь 12,6 > 5 Вольт.
5. Компаратор 7,5 Вольт, отключающий ЗУ при глубоком разряде батареи.
6. Таймер, определяющий время работы преобразователя при критическом разряде батареи.
7. Индикатор работы преобразователя 12,6 > 5 Вольт – светодиод.
Импульсный преобразователь напряжения MC34063
Долго выбирать драйвер для преобразователя напряжения не пришлось, так как выбирать то было особенно не из чего. На местном радиорынке по разумной цене (0,4$) я нашёл только популярную микросхему MC34063. Сразу купил парочку, чтобы выяснить, возможно ли как-либо принудительно отключить преобразователь, так как в даташите на данный чип такая функция не предусмотрена. Оказалось, что сделать это возможно, если подать на вывод 3, предназначенный для подключения частотозадающей цепи, напряжение питания.
На картинке типовая схема понижающего импульсного преобразователя. Красным отмечена цепь принудительного отключения, которая может понадобиться для автоматизации.
В принципе, собрав такую схему, уже можно запитать телефон или плеер, если, например, питание будет осуществляться от обычных элементов питания (батареек).
Я не буду подробно описывать работу этой микросхемы, но из «Дополнительных материалов» вы можете скачать и подробное описание на русском языке, и небольшую портативную программу для быстрого расчёта элементов повышающего или понижающего преобразователя, собранного на этой микросхеме.
Узлы управления зарядом и разрядом литий-ионной батареи
При использовании литий-ионных батарей, желательно ограничивать их разряд и заряд. Я для этой целей использовал компараторы на основе копеечных микросхем КМОП. Микросхемы эти крайне экономичны, так как работают на микротоках. На входе у них стоят полевые транзисторы с изолированным затвором, что даёт возможность применить микротоковый же Источник Опорного Напряжения (ИОН). Где взять такой источник я не знаю (Можно попобовать применить LM385 на 1.2В или 2.5В. Прим.ред. ), поэтому воспользовался тем обстоятельством, что в режиме микротоков, напряжение стабилизации обычных стабилитронов снижается. Это позволяет управлять напряжением стабилизации в некоторых пределах. Так как это не задокументированное включение стабилитрона, то, возможно, для обеспечения определённого тока стабилизации, стабилитрон придётся подобрать.
Чтобы обеспечить ток стабилизации, скажем, 10-20 мкА, сопротивление балласта должно быть в районе 1-2 МОм. Но, при подгонке напряжения стабилизации, сопротивления балластного резистора может оказаться, либо слишком маленьким (несколько килоом), либо слишком большим (десятки мегаом). Вот тогда придётся подобрать не только сопротивление балластного резистора, но и экземпляр стабилитрона.
Переключение цифровой КМОП микросхемы происходит тогда, когда уровень входного сигнала достигает половины напряжения питания. Поэтому, если запитать ИОН и микросхему от источника, напряжение которого требуется измерить, то на выходе схемы можно получить сигнал управления. Ну, а этот самый сигнал управления и можно подать на третий вывод микросхемы MC34063.
На чертеже изображена схема компаратора на двух элементах микросхемы К561ЛА7.
Резистор R1 определяет величину опорного напряжения, а резисторы R2 и R3 гистерезис компаратора.
Узел включения и идентификации зарядного устройства
Чтобы телефон или плеер начал заряжаться от разъёма USB, ему нужно дать понять, что это разъём USB, а не какой-то суррогат. Для этого можно подать на контакт «-D» положительный потенциал. Во всяком случае, для Blackberry и iPod-а этого достаточно. Но, моё фирменное зарядное устройство подаёт положительный потенциал ещё и на контакт «+D», поэтому я поступил точно так же.
Другое назначение этого узла – управление включением и выключением преобразователя 12,6 > 5 Вольт при подключении нагрузки. Эту функцию выполняют транзисторы VT2 и VT3.
В конструкции портативного ЗУ предусмотрен и механический выключатель питания, но его назначение скорее соответствует "выключателю массы" АКБ в автомобиле.
Электрическая схема портативного блока питания
На рисунке представлена схема мобильного блока питания.
C1, C3 = 1000мкФ
C2, C6, C10, C11, C13 = 0,1мкФ
C4, C5 = 680пФ
C14 = 20мкФ (танталовый)
IC1, IC2 – MC34063
DD1 = К176ЛА7
DD2 = К561ЛЕ5
R28 = 3k
R5 = 30k
VD1, VD2 = 1N5819
HL1 = Green
VD3, VD6 = КД510А
R8, R15, R23, R29 = 100k
VT1, VT2, VT3 = КТ3107
L1 = 50mkH
R10, R11, R13, R26 = 1m
VT4 = КТ3102
L2 = 100mkH
Подбираются
R17, R19, R25 = 15k
R14* = 2m
R1 = 180
R22* = 510k
VD4*,VD5* = КС168А
IC1 – повышающий преобразователь напряжения 5 > 14 Вольт, который служит для заряда встроенной аккумуляторной батареи. Преобразователь ограничивает входной ток на уровне 0,7 Ампера.
DD1.1, DD1.2 – компаратор заряда батареи. Прерывает заряд по достижению 12,8 Вольт на батарее.
DD1.3, DD1.4 – генератор индикации. Заставляет мигать светодиод во время заряда. Индикация сделана по аналогии с зарядными устройствами Nikon. Пока идёт заряд, светодиод мигает. Заряд окончен – светодиод горит постоянно.
IC2 – понижающий преобразователь 12,6 > 5 Вольт. Ограничивает выходной ток на уровне 0,7 Ампера.
DD2.1, DD2.2 – компаратор разряда батареи. Прерывает разряд батареи при снижении напряжения до 7,5 Вольт.
DD2.3, DD2.4 – таймер экстренного включения преобразователя. Включает преобразователь на 12 минут, даже если напряжение на батарее упало до 7,5 Вольт.
Тут может возникнуть вопрос, почему выбрано такое низкое пороговое напряжение, если некоторые производители не рекомендуют допускать его снижение ниже 3,0 и даже 3,2 Вольта на банке?
Я рассуждал так. Путешествия случаются не так часто, как этого бы хотелось, поэтому батарее вряд ли придётся пережить много циклов заряда-разряда. Между тем, в некоторых источниках, описывающих работу литий-ионных батарей, напряжение 2,5 Вольта как раз называют критическим.
Но, Вы можете ограничить предельный разряд более высоким уровнем напряжения, если предполагается часто использовать подобное зарядное устройство.
Конструкция и детали
Печатные платы (ПП) изготовлены из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1мм. Размеры ПП выбраны исходя из размеров приобретённого корпуса.
Все элементы схемы, кроме аккумуляторной батареи, размещены на двух печатных платах. Причём на меньшей расположен только разъём Mini USB для подключения внешнего зарядного устройства.
Узлы БП были помещены в стандартный полистироловый корпус Z-34. Это самая дорогая деталь конструкции, за которую пришлось выложить 2,5$.
Выключатель питания поз.2 и кнопка принудительного включения поз.3 спрятаны заподлицо с внешней поверхностью корпуса, во избежание случайного нажатия.
Разъём Mini USB выведен на заднюю стенку корпуса, а разъём USB поз. 4 вместе с индикаторами поз. 5 и поз.6 на переднюю.
Размер печатных плат рассчитан так, чтобы зафиксировать аккумуляторы в корпусе портативного БП. Между аккумуляторами и другими элементами конструкции вставлена прокладка из электрокартона толщиной 0,5мм, согнутая в виде коробки.
А это портативный БП в собранном виде.
Настройка
Настройка портативного зарядного устройства свелась к подбору экземпляров стабилитронов и сопротивлений балластных резисторов для каждого из двух компараторов.
Как подогнать резисторы с высокой точностью описано .
Поскольку портативные устройства являются необходимостью в современной повседневной жизни, они могут подвергаться чрезмерному использованию, неправильной зарядке или нормальному износу.
В этой статье удивительная идея о том, как изготовить собственными руками простую портативную зарядку для телефона. Собрать такое устройство будет нетрудно и недорого, для этого потребуется паяльник, флюс, припой, батарея Крона на 9 вольт, коннектор для батареи, USB-разъем, стабилизатор напряжения L7805 и, конечно, маленькая коробка от Tic Tac, в которую вся электронная начинка будет помещена. Если не решитесь делать самоделку, то загляните в этот китайский магазин .
Стабилизатор напряжения имеет три провода. Во-первых, вход. Второй – масса, третий – выход. Цифры 05 в маркировке этого устройства означают, что выход на нем будет равен 5 вольт.
Сначала нужно выход стабилизатора, а это правая лапка, припаять к плюсу USB-разъема. После этого нам нужно припаять средний вывод к отрицательной клемме. В завершение провод с плюсом от коннектора кроны припаиваем к первой лапке стабилизатора. Это его вход. Второй провод от коннектора кроны, с минусом, присоединяем к второй лапке стабилизатора, то есть к минусу и к массе.
Теперь все это можно разместить в коробочке от тик-так. Давайте портативное зарядное устройство протестируем. Выполним все необходимые соединения. И видим, что индикатор заряда показывает, что телефон начал подпитываться от этого автономного устройства. Конечно-же, такая зарядка не хватит надолго, поэтому для долгой эксплуатации нужно взять аккумуляторную крону.
Возможно, вас заинтересует , который можно использовать как девайс с функцией, которая была описана в нашей статье.
Зарядное устройство DIY USB С MINTY BOOST
НАМ ПОВЕЗЛО, что мы живем в то время, когда портативные электронные устройства позволяют нам делать то, что космический корабль, полный писателей-фантастов, не мог даже мечтать несколько десятилетий назад. Единственный недостаток iPhone, Nintendo DS, Kindle и др. – их постоянная потребность в перезарядке. И кажется, что независимо от того, насколько вы осторожны, чтобы подняться над этим до поездки, вы всегда можете не работать в самый неудобный момент. Конечно, есть кабели постоянного тока для автомобиля, штепсельные вилки на пригородных поездах и даже зарядные штепсельные вилки USB в аэропортах, но есть миллионы других мест, где вы обнаружите, что у вас нет вариантов быстрой зарядки.
По общему признанию, это едва ли даже первая мир о вая проблема , но это, безусловно, вызов для GeekDad, который любит решать проблемы.
Тогда какое решение? Ну, мы могли бы купить массовое решение, такое как Philips USB Power Station , но оно немного дорого и кажется слишком легким ответом. Итак, что бы Макгивер сделал в этой ситуации? Конечно, он построил зарядное устройство Minty Boost !
Комплект Minty Boost содержит печатную плату и все детали, необходимые для сборки портативного USB-зарядного устройства, которое работает от обычных батарей AA. Комплект требует пайки для сборки, что может быть проблемой для некоторых. Это, однако, довольно простой проект, и инструкции в AdaFruit фантастичны. Если вы ищете свой первый проект пайки, это отличный выбор.
Я собрал свой Minty Boost примерно через час, и мне даже не удалось сжечь себя для перемен. Вот несколько примеров действий:
Как только основная сборка была завершена, было просто вставить в пару батарей AA и проверить все. Когда я впервые проверил выход с помощью мультиметра, выходное напряжение было немного низким при 4,8 В. Это оказалось из-за почти мертвых батарей АА, которые я использовал. После того, как я заменил их новыми батареями, выходное напряжение было выше 5.0V, как и ожидалось.
Этот мастер-класс покажет вам, как можно получить 5 В для USB из батареи 9 В, и с помощью этого зарядить мобильный телефон.
На фотографии собранная схема в работе, но это не конечный вариант, так как я сделаю для него ещё и корпус в конце.
Итак, давайте приступим к изготовлению.
Материалы
На снимке компоненты, необходимые для сборки зарядного устройства, в том числе один пустой корпус от старой батарейки, в котором и будет встроено устройство.
Комплектующие и материалы:
- Старая батарейка для корпуса.
- Порт USB.
- Микросхема регулятор 7805.
- Один зеленый светодиод.
- Резисторы 220R - 3 шт.
- Припой.
- Провода.
Схема
На схеме показана распиновка регулятора 7805, USB разъема и собственно сама схема простого преобразователя.
Сборка зарядника по схеме
После разборки старой батареи, к основанию с разъемом можно припаивать детали. Собирается все за пять минут, и я думаю, что в пояснении ничего не нуждается, кроме резисторов, подключенных в средними контактам USB - Data+ и Data-. А нужны они для того, чтобы сам сотовый телефон понимал, что он подключен к заряднику, а не к компьютеру для передачи данных.
В настройки схема не нуждается и начинает работать сразу.
Светодиод показывает наличие протекании зарядного тока. Если он не горит, значит батарея полностью разрядилась, либо телефон полностью зарядился.
В последнее время стали очень популярны портативные зарядные устройства для мобильных телефонов или по другому их называют Power Bank . Они продаются во многих магазинах, и мы без проблем можем их приобрести, но думаю многим радиолюбителям намного интереснее сделать самому портативное зарядное устройство для своего мобильного телефона. В данной статье будет показана простая схема зарядного устройства работающего от батареек типа АА.
Почти все устройства, что подзаряжаются через USB компьютера, такие как мобильные телефоны, MP3-плееры, камеры и многое другое можно будет заряжать от обычных батареек АА 1,5 вольт, при желании их можно заменить аккумуляторными батарейками.
Экспериментальная модель портативного зарядного устройства с защитой от перенапряжения:
Схема по которой необходимо собирать зарядное устройство:
Поскольку в схеме используются дискретные компоненты, в нее была включена система защиты от перенапряжения, на случай, если какой-либо элемент выйдет из строя. Как работает схема, будет рассказано ниже.
Основной компонент схемы это микросхема 7805 , которая представляет собой 5-вольтовый стабилизатор напряжения с максимальным выходным током в 1,5 ампера. Следовательно это зарядное будет отдавать максимум 1,5 А на зарядку вашего мобильного.
Сделаем небольшое отступление от темы. Недавно столкнулся с проблемой, нужно было помочь родственникам из Германии оформить визу, очереди в посольстве оказались на пару месяцев вперед и потом я наткнулся на сайт http://www.visardo.ru/ где визу сделали всего за неделю.
Стабилитрон в схеме обеспечивает выходное напряжение не более 5,6 вольт, а в случае, если выходное напряжение превысит 5,6 вольт, автоматически сработает защита отключающая питание микросхемы 7805.
Для надежности перед микросхемой можно установить 2А предохранитель, чтоб быть более уверенным, что зарядное отключится, когда произойдет перенапряжение.
Выход 7805 подключен к USB типа «мама» от которого вы и будете подзаряжать свой гаджет. В этой схеме мы использовали четыре батарейки типа АА по 1,5В и 1,5А.
Ну да, возможно это зарядное устройство будет больше тех, что продаются в магазинах и к нему необходимы батарейки, но как я сказал вначале гораздо интереснее сделать что-то своими руками , чем просто купить.
