Зарядний пристрій своїми руками. Вампірчик своїми руками, або альтернативна зарядка для стільникового

надіслав:

Описана конструкція саморобного накопичувача (PowerBank "а) типу" вампірчик ". Дана схема і опис її виготовлення. Взагалі, приємно читати подібні матеріали, де автор серйозно підходить до справи.

Пролог

На ідею побудови цієї конструкції мене наштовхнув політ в літаку Airbus A380, в якому під підлокітником кожного крісла є роз'єм USB, призначений для живлення USB-сумісних пристроїв.

Але, така розкіш є не у всіх літаках, а вже тим більше її годі й шукати в поїздах і автобусах. А я вже давно мрію переглянути від початку до кінця серіал «Друзі». Так чому б не вбити відразу двох зайців - подивитися серіал і скрасити час в дорозі. Додатковим стимулом до будівництва даного девайса стало відкриття покладів потужних літій-іонними акумуляторів.

Технічне завдання

Портативний Зарядний Пристрій (ЗУ) має забезпечити такі можливості.

1. Час роботи в автономному режимі під номінальним навантаженням, не менше - 10 годин. Літій-іонні акумулятори великої ємності, як не можна краще підходять для цього.

2. Автоматичне включення і відключення ЗУ в залежності від наявності навантаження.

3. Автоматичне відключення ЗУ при критичному розряді акумулятора.

4. Можливість примусового включення ЗУ при критичному розряді акумулятора, в разі необхідності. Я вважаю, що в дорозі може скластися така ситуація, коли акумулятор портативного ЗУ вже розряджений до критичного рівня, але необхідно підзарядити телефон для екстреного дзвінка. В цьому випадку, потрібно передбачити кнопку «Екстреного включення», щоб використовувати все ще наявну в акумуляторі енергію.

5. Можливість заряду акумуляторів портативного ЗУ від мережевого зарядного пристрою з інтерфейсом Mini USB. Так як зарядний пристрій від телефону все одно завжди беруть з собою в дорогу, то можна його використовувати і для заряду акумуляторів портативного БП перед зворотною дорогою.

6. Одночасний заряд акумуляторів ЗУ і підзарядка мобільного телефону від одного і того ж мережевого зарядного пристрою. Так як мережевий зарядний пристрій від мобільного телефону не може забезпечити достатній струм для швидкого заряду акумулятора портативного ЗУ, то заряд може розтягнутися на добу і більше. Тому, повинна бути можливість підключити телефон на заряд прямо під час заряду батареї портативного БП.

Виходячи з цього технічного завдання, було побудовано портативне ЗУ на літій-іонних акумуляторах.

блок схема

Портативний ЗУ складається з наступних вузлів.

1. Перетворювач 5\u003e 14 Вольт.
2. Компаратор, що відключає перетворювач заряду при досягненні напруги на батареї літій-іонних акумуляторів 12,8 Вольт.
3. Індикатор заряду - світлодіод.
4. Перетворювач 12,6\u003e 5 Вольт.
5. Компаратор 7,5 Вольт, що відключає ЗУ при глибокому розряді батареї.
6. Таймер, що визначає час роботи перетворювача при критичному розряді батареї.
7. Індикатор роботи перетворювача 12,6\u003e 5 Вольт - світлодіод.

Імпульсний перетворювач напруги MC34063

Довго вибирати драйвер для перетворювача напруги не довелося, тому що вибирати то було особливо ні з чого. На місцевому радіоринку за розумною ціною (0,4 $) я знайшов тільки популярну мікросхему MC34063. Відразу купив парочку, щоб з'ясувати, чи можливо будь-яким чином примусово відключити перетворювач, так як в даташіте на даний чіп така опція може бути недоступною. Виявилося, що зробити це можливо, якщо подати на висновок 3, призначений для підключення частотозадающей ланцюга, напруга живлення.

На зображенні типова схема понижуючого імпульсного перетворювача. Червоним відзначена ланцюг примусового відключення, яка може знадобитися для автоматизації.

В принципі, зібравши таку схему, вже можна живити телефон або плеєр, якщо, наприклад, харчування буде здійснюватися від звичайних елементів живлення (батарейок).

Я не буду детально описувати роботу цієї мікросхеми, але з «Додаткових матеріалів» ви можете завантажити і докладний опис російською мовою, і невелику портативну програму для швидкого розрахунку елементів підвищує або знижує перетворювача, зібраного на цій мікросхемі.

Вузли керування зарядом і розрядом літій-іонної батареї

При використанні літій-іонних батарей, бажано обмежувати їх розряд і заряд. Я для цієї мети використовував компаратори на основі копійчаних мікросхем КМОП. Мікросхеми ці вкрай економічні, так як працюють на мікрострумами. На вході у них стоять польові транзистори з ізольованим затвором, що дає можливість застосувати мікрострумовий ж Джерело Опорного Напруження (ІОН). Де взяти такий джерело я не знаю ( Можна попобовать застосувати LM385 на 1.2В або 2.5В. Прим.ред.), Тому скористався тією обставиною, що в режимі мікрострумів, напруга стабілізації звичайних стабілітронів знижується. Це дозволяє керувати напругою стабілізації в деяких межах. Так як це не задокументоване включення стабілітрона, то, можливо, для забезпечення певного струму стабілізації, стабілітрон доведеться підібрати.

Щоб забезпечити струм стабілізації, скажімо, 10-20 мкА, опір баласту має бути в районі 1-2 МОм. Але, при підгонці напруги стабілізації, опору баластного резистора може виявитися, або занадто маленьким (кілька кіло), або занадто великим (десятки мегаом). Ось тоді доведеться підібрати не тільки опір баластного резистора, а й екземпляр стабилитрона.

Перемикання цифрової КМОП мікросхеми відбувається тоді, коли рівень вхідного сигналу досягає половини напруги живлення. Тому, якщо живити ІОН і мікросхему від джерела, напруга якого потрібно виміряти, то на виході схеми можна отримати сигнал управління. Ну, а цей самий сигнал управління і можна подати на третій висновок мікросхеми MC34063.

На кресленні зображена схема компаратора на двох елементах мікросхеми К561ЛА7.

Резистор R1 визначає величину опорного напруги, а резистори R2 і R3 гистерезис компаратора.

Вузол включення і ідентифікації зарядного пристрою

Щоб телефон або плеєр почав заряджатися від роз'єму USB, йому потрібно дати зрозуміти, що це роз'єм USB, а не якийсь сурогат. Для цього можна подати на контакт «-D» позитивний потенціал. У всякому разі, для Blackberry і iPod-а цього достатньо. Але, моє фірмове зарядний пристрій подає позитивний потенціал ще й на контакт «+ D», тому я вчинив так само.


Інше призначення цього вузла - управління включенням і вимиканням перетворювача 12,6\u003e 5 Вольт при підключенні навантаження. Цю функцію виконують транзистори VT2 і VT3.

У конструкції портативного ЗУ передбачений і механічний вимикач харчування, але його призначення швидше відповідає "вимикача маси" АКБ в автомобілі.

Електрична схема портативного блоку живлення

На малюнку представлена \u200b\u200bсхема мобільного блоку живлення.

C1, C3 \u003d 1000мкФ

C2, C6, C10, C11, C13 \u003d 0,1мкФ

C4, C5 \u003d 680пФ

C14 \u003d 20мкФ (танталовий)

IC1, IC2 - MC34063
DD1 \u003d К176ЛА7

DD2 \u003d К561ЛЕ5

R28 \u003d 3k

R5 \u003d 30k

VD1, VD2 \u003d 1N5819

HL1 \u003d Green

VD3, VD6 \u003d КД510А

R8, R15, R23, R29 \u003d 100k

VT1, VT2, VT3 \u003d КТ3107

L1 \u003d 50mkH

R10, R11, R13, R26 \u003d 1m

VT4 \u003d КТ3102
L2 \u003d 100mkH

підбираються

R17, R19, R25 \u003d 15k

R14 * \u003d 2m
R1 \u003d 180

R22 * \u003d 510k

VD4 *, VD5 * \u003d КС168А

Призначення вузлів схеми.

IC1 - підвищує перетворювач напруги 5\u003e 14 Вольт, який служить для заряду вбудованої акумуляторної батареї. Перетворювач обмежує вхідний струм на рівні 0,7 Ампера.

DD1.1, DD1.2 - компаратор заряду батареї. Перериває заряд по досягненню 12,8 Вольт на батареї.

DD1.3, DD1.4 - генератор індикації. Змушує блимати світлодіод під час заряду. Індикація зроблена за аналогією із зарядними пристроями Nikon. Поки йде заряд, світлодіод блимає. Заряд закінчено - світлодіод горить постійно.

IC2 - понижуючий перетворювач 12,6\u003e 5 Вольт. Обмежує вихідний струм на рівні 0,7 Ампера.

DD2.1, DD2.2 - компаратор розряду батареї. Перериває розряд батареї при зниженні напруги до 7,5 Вольт.

DD2.3, DD2.4 - таймер екстреного включення перетворювача. Включає перетворювач на 12 хвилин, навіть якщо напруга на батареї впало до 7,5 Вольт.

Тут може виникнути питання, чому вибрано таке мале порогове напруга, якщо деякі виробники не рекомендують допускати його зниження нижче 3,0 і навіть 3,2 Вольта на банці?

Я міркував так. Подорожі трапляються не так часто, як цього б хотілося, тому батареї навряд чи доведеться пережити багато циклів заряду-розряду. Тим часом, в деяких джерелах, що описують роботу літій-іонних батарей, напруга 2,5 Вольта якраз називають критичним.

Але, Ви можете обмежити граничний розряд більш високим рівнем напруги, якщо передбачається часто використовувати подібне зарядний пристрій.

Конструкція і деталі

Друковані плати (ДП) виготовлені з фольгованого склотекстоліти товщиною 1 мм. Розміри ПП обрані виходячи з розмірів набутого корпусу.

Всі елементи схеми, крім акумуляторної батареї, розміщені на двох друкованих платах. Причому на меншій розташований тільки роз'єм Mini USB для підключення зовнішнього зарядного пристрою.

Вузли БП були поміщені в стандартний полістироловий корпус Z-34. Це найдорожча деталь конструкції, за яку довелося викласти 2,5 $.

Вимикач живлення поз.2 і кнопка примусового включення поз.3 заховані урівень із зовнішньою поверхнею корпусу, щоб уникнути випадкового натискання.

Роз'єм Mini USB виведений на задню стінку корпусу, а роз'єм USB поз. 4 разом з індикаторами поз. 5 і поз.6 на передню.

Розмір друкованих плат розрахований так, щоб зафіксувати акумулятори в корпусі портативного БП. Між акумуляторами та іншими елементами конструкції вставлена \u200b\u200bпрокладка з електрокартону товщиною 0,5 мм, зігнута у вигляді коробки.

А це портативний БП в зібраному вигляді.

Налаштування

Налаштування портативного зарядного пристрою звелася до підбору примірників стабілітронів і опорів баластних резисторів для кожного з двох компараторів.

Як підігнати резистори з високою точністю описано.

Останнім часом стали дуже популярні портативні зарядні пристрої для мобільних телефонів або по іншому їх називають Power Bank. Вони продаються в багатьох магазинах, і ми без проблем можемо їх придбати, але думаю багатьом радіоаматорам набагато цікавіше зробити самому портативний зарядний пристрій для свого мобільного телефону. У даній статті буде показана проста схема зарядного пристрою працює від батарейок типу АА.

Майже всі пристрої, що заряджаються через USB комп'ютера, такі як мобільні телефони, MP3-плеєри, камери і багато іншого можна буде заряджати від звичайних батарейок АА 1,5 вольт, при бажанні їх можна замінити акумуляторними батареями.

Експериментальна модель портативного зарядного пристрою з захистом від перенапруги:

Схема по якій необхідно збирати зарядний пристрій:

Оскільки в схемі використовуються дискретні компоненти, в неї була включена система захисту від перенапруги, на випадок, якщо який-небудь елемент вийде з ладу. Як працює схема, буде розказано нижче.

Основний компонент схеми це мікросхема 7805, Яка представляє собою 5-вольта стабілізатор напруги з максимальним вихідним струмом в 1,5 ампера. Отже це зарядний буде віддавати максимум 1,5 А на зарядку вашого мобільного.

Зробимо невеликий відступ від теми. Нещодавно зіткнувся з проблемою, потрібно було допомогти родичам з Німеччини оформити візу, черги в посольстві виявилися на пару місяців вперед і потім я натрапив на сайт http://www.visardo.ru/ де візу зробили за все за тиждень.

Стабілітрон в схемі забезпечує вихідна напруга не більше 5,6 вольт, а в разі, якщо вихідна напруга перевищить 5,6 вольт, автоматично спрацює захист відключає харчування мікросхеми 7805.

Для надійності перед мікросхемою можна встановити 2А запобіжник, щоб бути більш впевненим, що зарядний відключиться, коли відбудеться перенапруження.

Вихід 7805 підключений до USB типу «мама» від якого ви і будете заряджати свій гаджет. У цій схемі ми використовували чотири батарейки типу АА по 1,5 В і 1,5А.

Ну да, можливо це зарядний пристрій буде більше тих, що продаються в магазинах і до нього необхідні батарейки, але як я сказав спочатку набагато цікавіше зробити щось своїми руками, Ніж просто купити.

Давно користуюся комунікаторами, дуже зручна штука все в одному - записна книжка, калькулятор, ліхтарик, відео та фото камера, інтернет, відео і MP3 плеєр, навігатор, сейф (для інформації), радіоприймач, ігрова консоль, і ще купа всього. Супер гаджет - про що ще можна мріяти? А я скажу про що, про маленького ядерному реакторі замість батарейки! Але на даний момент обламуються, і радіємо li-ion акумулятора якого при хорошій навантаженні апарату вистачає на 3 години. Є вихід: прибираємо яскравість телефону на мінімум вирубувати інтернет видаляємо живі шпалери, перемикається в режим «у літаку» включаємо тільки щоб зателефонувати, і тоді телефону (як заявлено виробником) вистачає на дві доби. Загалом це не варіант, і зацікавився я всерйоз альтернативними джерелами живлення, мова піде про додаткову батареї для вашого гаджета або «вампірчик»

Почнемо напевно з самого основного це акумулятори, я поставив дві банки li-ion куплені в радіо товари в г. Владивосток коли був там у відпустці, можна купити в принципі будь-які і в будь-яких кількостях (в розумних межах) підходять за розміром найголовніше побільше жадібності , ой, ємності. Збільшуємо ємність запаралелівая банки. Паралель можна тільки однакові акумулятори, ОБОВ'ЯЗКОВО сбалансірорав їх між собою - з'єднуємо мінуси (як правило, вони є корпусом банки, а плюси з'єднуємо резистором опором му 30.
Вольтметром міряємо напругу на висновках резистора. Чекаємо, буває добу, буває відразу однакові значення. Як тільки воно стане менше сотні мілівольт - їх можна з'єднувати безпосередньо, без резистора. Споює їх між собою і припаюємо кінці до контролера (можна добути з будь-якого старого акумулятора стільникового телефону) Ось у нас і вийшов акумулятор підвищеної ємності.
РАБОТА С ГОЛИМИ БАНКАМИ БЕЗ КОНТРОЛЛЕРА дотримуватися обережності не плутати ПОЛЯРНІСТЬ І НІ В ЯКОМУ РАЗІ НЕ влаштовувати коротких ЗАМИКАННЯ!

Відкладаємо його в сторону і чешем ріпу ніж його заряджати то тепер, зрозуміло справа зарядкою від стільникового. Вони є всюди і завжди і вихід у більшій частині USB розетка.

Можна безпосередньо припаяти дроти до аккумлятору і татові usb і увіткнути в зарядний вони зазвичай йдуть 5V 1A. Але так нудно і нецікаво я вирішив зробити індикатор заряду. Включили в зарядку світитися червоний світлодіод, зарядився акумулятор загорівся зелений, відключили від зарядки обидва погасли.

Транзистори з маркуванням t06 - p-n-p PMBS3906, 100мА 40В, комплементарен PMBS3904. Випаяв зі старої материнської плати.

Резистори R1 і R2 з маркуванням 471 - 470ом Здобув зі старих контролерів для стільникового акумулятора

Резистор R3 можна поставити значенням 1.5 Ом але я такого не знайшов поставив два паралельно по 1 Ому і того вийшло 0.5 Ома. Два поставив так як боявся, що сильно грітися будуть при струмі заряду приблизно 0.5А Маркування 1R00 знайшов на схемі жорсткого диска від ноута.

Діод з маркуванням SS14 Опис: діод, Шотткі, 1 А, 40 В Валявся у мене випаяв не знаю звідки, але якщо є залізо з СМД детальками то знайдете на ньому без проблем що щось схоже.

Світлодіоди купив звичайнісінькі СМД 3V червоний і зелений, але цілком і в надлишку можна повипаівать з плат від стільникових телефонів.

Збирав схему з того що було більш-менш схоже на резистори R1 і R2 можна поставити значенням 330 Ом

Величезне спасибі хотілося б передати форуму по Електроніку cxem.net. Тема розробки індикатора, спільними зусиллями і особливо учасником Kival Може кому стане в нагоді для загального розвитку.

Монтаж деталей виробляв на шматочку текстоліту обмеднного, вирізаного з плати.

Далі це маленьке чудное пристрій монтуємо на usb «папу» я виколупав з старого data кабелю

Встромляємо в зарядку і перевіряємо працездатність

Без навантаження світитися обидва світлодіода, під навантаженням зелений гасне.
Якщо коротко, принцип дуже простий - коли акумулятор заряджається ток йде по ланцюгу і не дає світитися зеленим светодиоду, як тільки контролер відпрацьовує, що акумулятор заряджений і більше в нього не лізе, ланцюг розмикається ток перестає текти і загоряється зелений, як тільки витягуєте з зарядки діод Д3 не дає току від акумулятора йти до індикатора і обидва гаснуть.

Ну начебто з індикатором і зарядкою визначилися, тепер треба б прикинути як будемо годувати телефон з акумулятора адже у нас на виході від 3,7v до 4.2v, а для зарядки стільникового ніжно не менш 5V а для нокії і того більше. Тут нам знадобиться підвищує перетворювач DC-DC Тут я пас, схеми малювати не буду і розпинатися з цього приводу бо інтернет аж кишить цим матеріалом, а у мене в місті немає магазину радіо деталей і тому я не став заморочуватися з пайкою цього елемента, а тупо (або розумно) замовив з інтернету . Так само можна купити китайський зарядник від однієї батарейки та виколупати звідти, але в надійності оного я особисто сумніваюся, а заряджати то будемо, чи не халям балям, а дорогі комунікатори.

Здавалося б все є і залишилося все тільки з'єднати проводочками, але при експлуатації пристрою виникли деякі незручності, ось лежить мій прилад як шматок пластмаса і незрозуміло є в ньому заряд або порожній він? А літій іонні акумулятори дуже не люблять лежати виряджені. Захотілося мені вольтметр, маленький компактний вольтметр так як усройство було зібрано і місце під нього спочатку не закладалося. почалися пошуки схем, рецептів і готових агрегатів. І воля випадку - заходжу в магазин мобільних аксесуарів і бачу чудо китайського польоту інженерної думки.


Да да Лягушенок з жк екраном вартістю 150 руб.
Я його швидко розколупав 🙂 як виявилося схема вольтметра виконана окремо, від імпульсного трансформатора і дуже легко випаевается. Найголовніше запам'ятати як був припаяний екран і куди припаювати дроти живлення (до речі як виявилося полярність не має значення) Оскільки мою пам'ять давно розслабили цифрові технології - вирішив (щоб не забути потрібно сфотать)


Після всіх маніпуляцій отримуємо вольтметр на 4 поділу З такими характеристиками 4 стовпчика 4,14V / 3 стовпчика 4,04v / 2 стовпчики 3,94V / 1столбік 3,84V / далі залишається порожня батарея аж до того як контролер акумулятора не відрубає харчування це приблизно 3 , 4 - 3,6V
Оскільки вольтметр теж споживає певну кількість дорогого нам електрики підключаємо його через кнопку. Натиснули подивилися відпустили!

Далі шукаємо підходящу коробочку куди можна помістити все наше нажите непосильною працею спаяні потом і кров'ю. Я в нерівному бою відбив у дружини коробочку з тінями (тіні і дзеркальце були повернуті) і уклав все туди.

Споює за схемою

Usb роз'єми я розмістив на смужці з жерсті, щоб збільшити площу при приклеюванні. Акумулятор приклеюємо на двосторонній скотч, кнопку на супер клей, USB роз'єми припаиваются (як було сказано вище) припаиваются до бляшанці вона в свою чергу приклеюється на супер клей, під жк екран випилюємо прямокутний отвір, монтаж і примірку виробляємо акуратно - скло дуже крихке. Садимо на термоклей.

Ну власне і все! Облагороджуємо на свій смак і юзаем пристрій!

Вітаю, дорогі друзі!

Сьогодні я розповім вам як зробити своїми руками "Портативний USB зарядний пристрій".

Для цього нам знадобиться:

1. Автомобільний зарядний USB пристрій в прикурювач.

2. Чотири проводочки.

3. Маленький вмикач вкл / викл. Його я взяв зі старої настільної лампи. Але він виявився не практичним і я його замінив на вмикач від светільнічков.

4. Три акумуляторних батарейки "Крона".

5. Коробочка від кави "Fort", або від чого небудь. Потрібна або залізна або пластмасова.

6. Клеевій пістолет.

І так: Беремо нашу автомобільну USB зарядку в прикурювач, розбіраем її, дістаємо плату. Це і є найголовніша частина нашої портативної зарядки. З одного боку цієї плати ви побачите пружинку і маленький шматочок залізної пластинки. Пружинка посередині це завжди плюс а залізна пластинка збоку це завжди мінус. Пружинка може бути просто припаяна до плати або до проводок а проводок вже до плати. Так само і з цієї залізякою збоку .. Якщо пружинка припаяна до плати тоді беремо акуратно отпаеваем її і на її місце припаюємо проводок. Потім так само і з цієї залізякою. Якщо ж пружинка припаяна до проводку то просто отпаеваем пружинку від проводка. Так само і з цієї железкой.После того як припаяли проводки до плати отлажеваем її поки в сторону. Приступаємо до виготовлення клеми яка нам знадобиться що б підключати батарейку. Готову клеми можна зняти зі старих дитячих іграшок або з чого або де пріманялась батарейка типу "Крон". Або ж її можна виготовити самому. Для цього беремо одну батарейку "Крон" снемаем з неї Клум, перевертаємо її, беремо флюс для пайки, Мока нього ватяну паличку і знежирюємо контакти. Після чого беремо проводочки і припаюємо їх до контактів. Після того як припаяли беремо клейовий пістолет і наносимо клей на місце де припаяли проводочки. Таким чином ми просто робимо ізоляцію. Потім беремо нашу клеми і поделючаем до неї батарейку. Робимо це для того що б переконається де у нас плюс а де мінус. Коли переконалися де плюс а де мінус беремо нашу плату до якої ми припаюємо проводочки замість пружинки із залізякою, і скручуємо проводочки мінус з мінусом і акуратненько ізолюємо проводочки які ми скрутили ізоляційною стрічкою. А плюс ми пустимо через вмикач. Для цього беремо наш вмикач в ньому є два контакти до одного припаюємо проводок який йде від нашої плати а до іншого припаюємо проводок який йде від клеми. Тепер наше зарядний пристрій майже готове. Залишилося токо помістити це все в корпус.
Для цього беремо нашу коробочку в моєму випадки це коробочка "Аптечка АРМ" для ремонту пневматичних шин .. проробляємо отвір під USB.
Після чого проробляємо отвір під наш вмикач.

Тепер беремо наші нутрощі. А це наша плата, вмикач, і Клема. І устанавлеваем це все в нутрі коробочки. Кріпимо плату на дно коробочки за допомогою клейового пістолета як і наш вмикач. Його теж кріпимо до коробочки за допомогою клейового пістолета.
Тепер підключаємо нашу батарейку, закриваємо коробочку. Підключаємо телефон, включаємо зарядку і наш телефон заряджається. P.S Вхідна потужність автомобільних USB зарядних пристроїв в прикурювач всього 12В тому не вкоем випадки не підключайте ЇЇ до джерел живлення понад 12В в такому випадки вона просто згори. Потужність батарейки "Крон" яку я використовував для даного портативного зарядного пристрою всього 9В цього цілком достатньо, щоб зарядити телефон, айфон, фотоапарат, планшет і т.д. приблезительно 2-3 рази в залежності від потужності вашого аккумулятора..после чого доведеться міняти батарейку. У мене акумулятор в телефоні потужністю 3000 mAh тому батарейки "Крон" вистачає щоб токо підтримувати заряд акумулятора а не повністю зарядити його. Тому я замінив батарейку "Крон" на 12В акумулятор, чого цілком достатньо, щоб зарядити телефон. Для цього просто виготовляємо 2 клеми з батарейок "Крон" одну з них припаюємо до акумулятора і все і просто підключаємо в наше портативний зарядний пристрій. Але що б не купувати щоразу нову батарейку я б радив вам придбати зарядний пристрій для батарейок "Крон" і коли у вас одна батарейка сядіт ви її ставите на зарядку а іншу ставите в ваше портативний зарядний. Або ж зарядний пристрій для батарейок "Крон" ви зможете зробити своїми руками. А як? Про це я розповім вам в наступному випуску. Всім поки, всього хорошого. Якщо виникнуть питання пишіть на мою скриньку.

Пролог

На ідею побудови цієї конструкції мене наштовхнув політ в літаку Airbus A380, в якому під підлокітником кожного крісла є роз'єм USB, призначений для живлення USB-сумісних пристроїв. Але, така розкіш є не у всіх літаках, а вже тим більше її годі й шукати в поїздах і автобусах. А я вже давно мрію переглянути від початку до кінця серіал «Друзі». Так чому б не вбити відразу двох зайців - подивитися серіал і скрасити час в дорозі.

Додатковим стимулом до будівництва даного девайса стало відкриття.

Технічне завдання

Портативний Зарядний Пристрій (ЗУ) має забезпечити такі можливості.

1. Час роботи в автономному режимі під номінальним навантаженням, не менше - 10 годин. Літій-іонні акумулятори великої ємності, як не можна краще підходять для цього.


2. Автоматичне включення і відключення ЗУ в залежності від наявності навантаження.


3. Автоматичне відключення ЗУ при критичному розряді акумулятора.


4. Можливість примусового включення ЗУ при критичному розряді акумулятора, в разі необхідності. Я вважаю, що в дорозі може скластися така ситуація, коли акумулятор портативного ЗУ вже розряджений до критичного рівня, але необхідно підзарядити телефон для екстреного дзвінка. В цьому випадку, потрібно передбачити кнопку «Екстреного включення», щоб використовувати все ще наявну в акумуляторі енергію.


5. Можливість заряду акумуляторів портативного ЗУ від мережевого зарядного пристрою з інтерфейсом Mini USB. Так як зарядний пристрій від телефону все одно завжди беруть з собою в дорогу, то можна його використовувати і для заряду акумуляторів портативного БП перед зворотною дорогою.


6. Одночасний заряд акумуляторів ЗУ і підзарядка мобільного телефону від одного і того ж мережевого зарядного пристрою. Так як мережевий зарядний пристрій від мобільного телефону не може забезпечити достатній струм для швидкого заряду акумулятора портативного ЗУ, то заряд може розтягнутися на добу і більше. Тому, повинна бути можливість підключити телефон на заряд прямо під час заряду батареї портативного БП.

Виходячи з цього технічного завдання, було побудовано портативне ЗУ на літій-іонних акумуляторах.

блок схема

Портативний ЗУ складається з наступних вузлів.

1. Перетворювач 5 → 14 Вольт.
2. Компаратор, що відключає перетворювач заряду при досягненні напруги на батареї літій-іонних акумуляторів 12,8 Вольт.
3. Індикатор заряду - світлодіод.
4. Перетворювач 12,6 → 5 Вольт.
5. Компаратор 7,5 Вольт, що відключає ЗУ при глибокому розряді батареї.
6. Таймер, що визначає час роботи перетворювача при критичному розряді батареї.
7. Індикатор роботи перетворювача 12,6 → 5 Вольт - світлодіод.

Імпульсний перетворювач напруги MC34063

Довго вибирати драйвер для перетворювача напруги не довелося, тому що вибирати то було особливо ні з чого. На місцевому радіоринку за розумною ціною (0,4 $) я знайшов тільки популярну мікросхему MC34063. Відразу купив парочку, щоб з'ясувати, чи можливо будь-яким чином примусово відключити перетворювач, так як в даташіте на даний чіп така опція може бути недоступною. Виявилося, що зробити це можливо, якщо подати на висновок 3, призначений для підключення частотозадающей ланцюга, напруга живлення.

На зображенні типова схема понижуючого імпульсного перетворювача. Червоним відзначена ланцюг примусового відключення, яка може знадобитися для автоматизації.

В принципі, зібравши таку схему, вже можна живити телефон або плеєр, якщо, наприклад, харчування буде здійснюватися від звичайних елементів живлення (батарейок).

Я не буду детально описувати роботу цієї мікросхеми, але з «Додаткових матеріалів» ви можете завантажити і докладний опис російською мовою, і невелику портативну програму для швидкого розрахунку елементів підвищує або знижує перетворювача, зібраного на цій мікросхемі.

Вузли керування зарядом і розрядом літій-іонної батареї

При використанні літій-іонних батарей, бажано обмежувати їх розряд і заряд. Я для цієї мети використовував компаратори на основі копійчаних мікросхем КМОП. Мікросхеми ці вкрай економічні, так як працюють на мікрострумами. На вході у них стоять польові транзистори з ізольованим затвором, що дає можливість застосувати мікрострумовий ж Джерело Опорного Напруження (ІОН). Де взяти такий джерело я не знаю, тому скористався тією обставиною, що в режимі мікрострумів, напруга стабілізації звичайних стабілітронів знижується. Це дозволяє керувати напругою стабілізації в деяких межах. Так як це не задокументоване включення стабілітрона, то, можливо, для забезпечення певного струму стабілізації, стабілітрон доведеться підібрати.

Щоб забезпечити струм стабілізації, скажімо, 10-20 мкА, опір баласту має бути в районі 1-2 МОм. Але, при підгонці напруги стабілізації, опору баластного резистора може виявитися, або занадто маленьким (кілька кіло), або занадто великим (десятки мегаом). Ось тоді доведеться підібрати не тільки опір баластного резистора, а й екземпляр стабилитрона.

Перемикання цифрової КМОП мікросхеми відбувається тоді, коли рівень вхідного сигналу досягає половини напруги живлення. Тому, якщо живити ІОН і мікросхему від джерела, напруга якого потрібно виміряти, то на виході схеми можна отримати сигнал управління. Ну, а цей самий сигнал управління і можна подати на третій висновок мікросхеми MC34063.

На кресленні зображена схема компаратора на двох елементах мікросхеми К561ЛА7.

Резистор R1 визначає величину опорного напруги, а резистори R2 і R3 гистерезис компаратора.

Вузол включення і ідентифікації зарядного пристрою

Щоб телефон або плеєр почав заряджатися від роз'єму USB, йому потрібно дати зрозуміти, що це роз'єм USB, а не якийсь сурогат. Для цього можна подати на контакт «-D» позитивний потенціал. У всякому разі, для Blackberry і iPod-а цього достатньо. Але, моє фірмове зарядний пристрій подає позитивний потенціал ще й на контакт «+ D», тому я вчинив так само.

Інше призначення цього вузла - управління включенням і вимиканням перетворювача 12,6 → 5 Вольт при підключенні навантаження. Цю функцію виконують транзистори VT2 і VT3.

У конструкції портативного ЗУ передбачений і механічний вимикач харчування, але його призначення швидше відповідає "вимикача маси" АКБ в автомобілі.

Електрична схема портативного блоку живлення

На малюнку представлена \u200b\u200bсхема мобільного блоку живлення.

C1, C3 \u003d 1000μF

C2, C6, C10, C11, C13 \u003d 0,1μF

C14 \u003d 20μF (танталовий)

IC1, IC2 - MC34063

DD1 \u003d К176ЛА7	R3, R12 \u003d 1k	R27 \u003d 44M
DD2 \u003d К561ЛЕ5	R4, R7 \u003d 300k	R28 \u003d 3k
FU \u003d 1A	R5 \u003d 30k	VD1, VD2 \u003d 1N5819
HL1 \u003d Green	R6 \u003d 0,2Ом	VD3, VD6 \u003d КД510А
HL2 \u003d Red	R8, R15, R23, R29 \u003d 100k	VT1, VT2, VT3 \u003d КТ3107
L1 \u003d 50mkH	R10, R11, R13, R26 \u003d 1М	VT4 \u003d КТ3102
L2 \u003d 100mkH	R16, R24 \u003d 22М	підбираються
R0, R21 \u003d 10k	R17, R19, R25 \u003d 15k	R14 * \u003d 2М
R1 \u003d 180Ом	R18 \u003d 5,1м	R22 * \u003d 510k
R2 \u003d 0,3Ом	R20 \u003d 680Ом	VD4 *, VD5 * \u003d КС168А

Призначення вузлів схеми.

IC1 - підвищує перетворювач напруги 5 → 14 Вольт, який служить для заряду вбудованої акумуляторної батареї. Перетворювач обмежує вхідний струм на рівні 0,7 Ампера.

DD1.1, DD1.2 - компаратор заряду батареї. Перериває заряд по досягненню 12,8 Вольт на батареї.

DD1.3, DD1.4 - генератор індикації. Змушує блимати світлодіод під час заряду. Індикація зроблена за аналогією із зарядними пристроями Nikon. Поки йде заряд, світлодіод блимає. Заряд закінчено - світлодіод горить постійно.

IC2 - понижуючий перетворювач 12,6 → 5 Вольт. Обмежує вихідний струм на рівні 0,7 Ампера.

DD2.1, DD2.2 - компаратор розряду батареї. Перериває розряд батареї при зниженні напруги до 7,5 Вольт.

DD2.3, DD2.4 - таймер екстреного включення перетворювача. Включає перетворювач на 12 хвилин, навіть якщо напруга на батареї впало до 7,5 Вольт.

Тут може виникнути питання, чому вибрано таке мале порогове напруга, якщо деякі виробники не рекомендують допускати його зниження нижче 3,0 і навіть 3,2 Вольта на банці?

Я міркував так. Подорожі трапляються не так часто, як цього б хотілося, тому батареї навряд чи доведеться пережити багато циклів заряду-розряду. Тим часом, в деяких джерелах, що описують роботу літій-іонних батарей, напруга 2,5 Вольта якраз називають критичним.

Але, Ви можете обмежити граничний розряд більш високим рівнем напруги, якщо передбачається часто використовувати подібне зарядний пристрій.

Конструкція і деталі

Висловлюю подяку Сергію Соколову за допомогу в пошуку компонентів конструкції!

Друковані плати (ДП) виготовлені з фольгованого склотекстоліти товщиною 1 мм. Розміри ПП обрані виходячи з розмірів набутого корпусу.

Всі елементи схеми, крім акумуляторної батареї, розміщені на двох друкованих платах. Причому на меншій розташований тільки роз'єм Mini USB для підключення зовнішнього зарядного пристрою.

Вузли БП були поміщені в стандартний полістироловий корпус Z-34. Це найдорожча деталь конструкції, за яку довелося викласти 2,5 $.

Вимикач живлення поз.2 і кнопка примусового включення поз.3 заховані урівень із зовнішньою поверхнею корпусу, щоб уникнути випадкового натискання.

Роз'єм Mini USB виведений на задню стінку корпусу, а роз'єм USB поз. 4 разом з індикаторами поз. 5 і поз.6 на передню.

Розмір друкованих плат розрахований так, щоб зафіксувати акумулятори в корпусі портативного БП. Між акумуляторами та іншими елементами конструкції вставлена \u200b\u200bпрокладка з електрокартону товщиною 0,5 мм, зігнута у вигляді коробки.

	This movie requires Flash Player 9

А це портативний БП в зібраному вигляді. Потягніть зображення мишкою, щоб розглянути БП з різних сторін.

Налаштування

Налаштування портативного зарядного пристрою звелася до підбору примірників стабілітронів і опорів баластних резисторів для кожного з двох компараторів.

Як це працює? Відеоілюстрацій.

У трихвилинний відеоролику показано, як працює ця саморобка і що знаходиться всередині. Формат відео - Full HD.