Устроен повер банк. Power bank своими руками: схемы и чертежи как сделать простое самодельное устройство. Что такое Power bank

Ситуации могут быть в жизни всякие - пустой аккумулятор смартфона и отсутствие сетевой розетки для подзарядки поблизости - частое дело. Именно поэтому решено было сделать свой, мощный Повер Банк из старого аккумулятора ноутбука, с USB питанием. Конечно можно купить китайский, но ихние 10000 и 20000 мА - это большое преувеличение! Эта статья покажет вам как собрать устройство, состоящее из модуля зарядки литиевого АКБ, повышающего преобразователя для USB, а также светодиодного индикатора состояния аккумулятора Power Bank.

Где взять литиевые аккумуляторы

Сами аккумуляторы лучше не покупать (дорого да и слабых много попадается) а использовать со старого ноутбука. Внутри этого, что на фото - 3 пачки из двух параллельных сборок литиевых 18650 типа на 2200 мА/ч, которые соединены последовательно.

В нашей конструкции, будем использовать все 3 пакета параллельно, предварительно проведя проверку, хорошо ли они держат заряд в течение достаточно долгого времени.

В крайнем случае, если некоторые банки уже совсем слабые, ставьте один двойной пакет - тогда повербанк станет легче и меньше, хоть и слабее.

Модули Повер Банк

Следующая важная часть USB Powerbank - плата зарядки. Для этого выбран дешевый . Дополнительно он отключает нагрузку, если напряжение литиевых батарей падает ниже ~3.7 Вольт, тем самым защищая аккумуляторную батарею от глубокого разряда.

Теперь берём схему, которая повышает напряжение от батарей до 5 вольт (для питания USB выхода). Это любой повышающий преобразователь на USB.

Как это соединить между собой - . Естественно принципиальная схема будет иметь небольшой тумблер для включения Повер Банк. Тумблер нужен, поскольку повышающий преобразователь всегда получает питание от батареи (и тянет небольшой ток), даже если к USB никакое устройство не подключено.

Корпус для самодельного Power Bank

Корпус лучше брать неметаллический - подходящую пластиковую коробку, кабель канал и так далее. Для этого проекта применили нестандартный и экологичный материал - дерево, точнее ДВП. Две крышки и стенки по периметру, всё это соединено винтами.

Солнечная энергия является абсолютно бесплатным (пока 🙂), широко доступным и экологически чистым видом энергии. Многие знакомы с так называемыми фотоэлектрическими преобразователями, или солнечными панелями. Их ячейки изготавливаются из специальных полупроводниковых материалов, и когда солнечный свет попадает в них, он выбивает электроны, заставляя их отделяться от своих атомов. Когда электроны проходят сквозь клетку, они генерируют электричество.

Power Bank — практика

В общем с краткой теорией закончили. А теперь будем делать мощный и качественный Повербанк, который собирает и накапливает энергию с помощью солнечных панелей, как это происходит в предыдущим проекте . Электричество, получаемое от этих панелей, хранится в Li-Po батарее. Затем аккумуляторная батарея используется для формирования нужного питания — стабилизированных 5 В, которое используется в USB-гаджетах, чаще всего смартфонах. Power Bank также может заряжаться от внешнего источника 5 В от сетевого адаптера на 220 В. На улице он самостоятельно заряжается с помощью солнечного света — как и задумано.

Схема принципиальная

Сохраните схему чтоб увеличить

Печатная плата в архиве . Схема Повербанка на солнечных элементах состоит из двух частей. Первая — это зарядное устройство на основе MCP73831 и вторая — повышающий преобразователь на LT1302-5, который преобразует напряжение литиевого аккумулятора в 5 В.

MCP73831 — это миниатюрный контроллер заряда литий-ионных или литий-полимерных АКБ. Поскольку диапазон входного напряжения составляет 3,7 — 6 В, любое значение между этими величинами может быть использовано в качестве источника входного вольтажа. Дополнительный 5 В вход мини USB также включен в схему, чтоб зарядить Повер-банк от сети 220 В через адаптер, когда солнечного света недостаточно. Контроллер будет заряжать аккумулятор до 4.2 V в полностью безопасном режиме. Светодиод на контроллере горит в течение всего процесса заряда.

Второй каскад — повышающий преобразователь, который преобразует напряжение аккумулятора 4 В в 5 В. Он основан на микросхеме LT1302-5 — DC/DC преобразователь на фиксированное напряжение выхода 5 В. Входное напряжение LT1302-5 может быть ниже 2,2 В.

Солнечные панели, используемые в проекте, рассчитаны на 6 В и 150 мА, что обеспечивают около 1 Вт/ч в идеальных условиях. А литий-полимерная батарея тут стоит мощностью 3,7 В И 4000 мА, которая сможет дать около 15 Вт/ч. Учтите, что зарядка будет длиться гораздо больше, чем 15 часов, так как эффективность хранения и повышающего преобразования будет меньше, чем 100%. Но поскольку солнечная энергия является бесплатной — спешить некуда.

Существует немало способов обеспечить свое мобильное устройство внешним источником энергии. Флагманские смартфоны сегодня оснащены фирменными беспроводными модулями для зарядки. Кто-то поступает проще и приобретает дополнительные батареи для своего телефона или планшета. Другие пользуются внешними аккумуляторами на солнечных батареях.

Все эти способы хороши, но стоят порой немало. Поэтому мы будем использовать лайфхак и создадим свой повер-банк из подручных средств:

  • обычных батареек;
  • умного фонарика;
  • старых АКБ.

Какой из них выбирать, вы решите сами, но все они очень просты и надежны в своей конструкции.

Первый способ

Для сборки вам понадобятся:

  • 4 батарейки АА по 1,5 V.
  • Пластины.
  • Проволока.
  • USB-разъем.
  • Пустые коробки из-под спичек.
  • Клей.
  • Подходящая по размеру емкость для всей конструкции.

Берем пустые коробки и отгибаем с одной стороны так, чтобы туда поместилось по паре батареек в каждую.

На дне коробок устанавливаем металлические пластины, тем самым соединяем "+" и "-" батарей.

Соединяем "+" и "-" двух пар между собой в последовательную схему, к свободным контактам подключаем провод USB-разъема.

Всю конструкцию для удобства можно упаковать в подходящую емкость. Устройство готово к использованию.

Важно , чтобы параметры на выходе соответствовали потребляемой вашим аппаратом силе тока (не менее 1А в сумме, иначе заряжаться девайс будет долго).

Второй способ

Разбираем фонарик и к клемам, соблюдая полярность, подключаем преобразователь напряжения на 5 V. Его можно снять со старого сетевого зарядного устройства с микро-USB-разъемом. Припаиваем провода. Связываем конструкцию изолентой для прочности и компактности.

В итоге у нас получается 2 в 1: и фонарик, и внешняя зарядка для смартфона.

Третий способ

Эта конструкция готовится на основе старых аккумуляторов от всевозможной бытовой техники. Суммарное напряжение не должно превышать 5В. Спаиваем между собой только боковые контакты, так как центральные, как правило, отвечают за обмен информацией с контроллерами. Затем к получившемуся мощному монолитному аккумулятору припаиваем, как и в случае с фонариком, преобразователь мощности тока.

Всю конструкцию желательно упаковать в компактную тару - коробку из-под крема или мыльницу.

Таким образом вы сделали еще один внешний зарядный блок для вашего устройства.

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

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

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

Шаг 1: Составляющие


Чтобы начать работу, вам нужно:

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

Шаг 2: Аккумулятор


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

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

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

Шаг 3: Система управления батареей (BMS)


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

Шаг 4: Зарядник



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

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

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

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

Шаг 5: Переключатель


Используйте переключатель, чтобы включать и выключать ваш внешний аккумулятор.

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

Шаг 6: Повышающие преобразователи постоянного тока


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

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

Шаг 7: Соединяем всё вместе


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

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

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

Счастливой зарядки вам!

В этом выпуске канала “AlexGyver” мастер рассказала о том, как сделать самый простой, честный и, предположительно, самый выгодный и дешевый power bank своими руками. Основой будет готовить китайский модуль. Стоимость 100 руб.. Выдает 1,2 ампер зарядного тока, 10 ампер часов.

Имеет на борту 2 выхода USB. Вход на зарядку, дисплей. Китайских модулей много разных. Можно сделать на том, который нравится больше. Все они работают от параллельно соединенных аккумуляторов. Есть более мощные варианты. Но с ними будет труднее работать, потому что они не имеют вход под зарядное устройство и USB. Работают от последовательно соединенных аккумуляторов.

АКБ в нашем пауэрбанке – литиевые аккумуляторы 18 650. Можно из старых ноутбучных. Можно пойти в какой-нибудь сервис и выпросить или выкупить у них сдохший аккумулятор, но они имеют низкую емкость. Так что проект получится очень дешёвым, но не слишком эффективным.

Мастер будет использовать аккумуляторы фирмы Sanyo. Для максимальной емкости нужно взять зелененький NSR. Цена за 1 ампер час у них одинаковая. Так что мы ничего не теряем и платим чисто за емкость. 3 аккумулятора NSR дадут ёмкость ровно в 10 ампер-часов. Или 12 ватт часов соответственно.

В качестве корпуса готовый за 60 руб.. Три аккумулятора вмещаются в него практически без зазора. Две пластиковые стойки нужно откусить, чтобы они не мешались. Суть проекта сводится к следующему. Нужно соединить аккумуляторы параллельно и подключить ее к модулю пауэрбанка. Литиевые аккумуляторы можно соединить четырьмя способами. Самый лучший – контактная сварка. Но он недоступен для большинства зрителей. Второй более доступные, но в тоже время он немного опасный. Это пайка. Наша задача – максимально быстро припаять провод, чтобы аккумулятор не успел нагреться. Потому что это очень сильно вредит литиевым.

Внимание! Перед сборкой аккумуляторов в батарею нужно обязательно их все зарядить до одного напряжения (или измерить и убедиться, что так оно и есть). При сборке они начнут выравнивать напряжение, и при большой разнице пойдёт сильный ток.

Второй способ довольно экзотические, но в тоже время простой и безопасный. Это никелевая лента и мощные неодимовые магнитики 8х1 мм.

Четвертый ещё проще. Это батарейный отсек. Но это громоздкий недорогой. Придётся над ним немного поработать. Для начала удаляем боковые бортики прямо по ступенькам. Они отделяют от всего остального. Также нужно срезать торцевые бортики. Получается очень стильный, модный и тонкий holder. Но даже в этом случае он не очень подходит, потому что для установки модуля пауэрбанка придется очень сильно попотеть. Не вмещается он сюда нормально. Даже если ее разместить можно, но совсем впритык. Да и корпус деформировался – это некрасиво. Последние два метода позволяют спокойно вставлять заряженные аккумуляторы или просто их доставать. Так что дешевле и удобнее будет использовать ленту и магниты. Этим и займемся.

Для начала нужно закрепить модуль powerbank в корпусе. Вы можете видеть, что он чуть-чуть шире, чем корпус. Этим можно воспользоваться. А именно сделать два паза. Вставить в них плату. Таким образом она будет закреплена по всем направлением. Останется только проделать окошко для дисплея у входа USB. Удобнее всего работать дремелем и отрезным диском. Но не у всех есть такой инструмент. Так что посмотрим более доступный метод. Скальпель, раскаленный нож и надфиль. Очень неаккуратно, но вполне эффективно. Передние стойки тоже откусил. Модуль встаёт на свои места и отлично держится.

Продолжение с пятой минуты на видео ролике

Статьи по теме: