Литий-ионные батареи 18650 очень широко используются во многих электронных устройствах, которые мы используем сегодня. Например, светодиодные фонари, батареи в ноутбуках, электровелосипеды или Power Bank.
Эти батареи являются надежным источником питания, поэтому также очень удобно использовать их в проектах когда вы делаете что-то своими руками. По форме литий-ионные батареи 18650 напоминают пальчиковые батарейкт, но на выходе имеет напряжение 3,7 В с емкостью от 1600 до 3600 мАч (батарейки AA или AAA имеют напряжение 1,5 В/1,2 В).
Однако на данный момент зарядка этих батареек по-прежнему не простой вопрос, так как коммерческие зарядные устройства довольно дорогие. Кроме того, для литий-ионных батарей необходимо зарядное устройство хорошего качества, в противном случае срок службы батареи ухудшится. Сбалансированное зарядное устройство хорошо работает, но оно доступно в более высоком ценовом диапазоне.
Итак, в этом уроке мы решили сделать зарядное устройство Li-Ion, которое одновременно может заряжать четыре 18650-ых. Это зарядное устройство очень простое в изготовлении и выполняет работу сбалансированного зарядного устройства, прекращая питание отдельных батареек после полной зарядки.
Шаг 1: Комплектующие
Нам понадобятся несколько "запчастей" для нашего зарядного устройства:
- печатная плата общего назначения
- модуль TP4056
- скрепки
- коннектор
- PCB выключатели
- 3.7V Li-Ion аккумуляторы
- Паяльник
Купить это всё можно в разных магазинах, особенно в зарубежных, как пример, Amazon или E-bay.
Шаг 2: Начинаем собирать
- Возьмите печатную плату общего назначения и поместите батареи поверх платы;
- Отметьте расстояние между краями батарей и их ширину печатной плате;
- Разверните 8 канцелярских скрепок и используя плоскогубцы, вырезайте зажимы с краев, как видно на изображении выше;
- Должно быть сделано в общей сложности 8 U-образных зажимов (в зависимости от количества заряжаемых батарей);
- Вставьте U-образные зажимы в печатную плату, чтобы батареи можно было установить между зажимами;
- Зажимы будут действовать как держатели батарей;
- Кроме того, используйте оставшиеся части от скрепок, чтобы сделать боковые упоры;
- Хорошо прикрепите зажимы на плате как показано на рисунке.
Примечание: убедитесь, что зажимы не подключены друг к другу во время пайки.
Шаг 3: Добавляем компоненты
- Поместите модуль зарядки TP4056 на печатную плату, как показано на рисунке выше;
- Используя маркер, отметьте отверстия модуля на плате;
- Припаяйте штифт в каждом из отмеченных отверстий;
- Вставьте модуль над штифтами и аккуратно припаяйте;
- Используйте количество модулей, равное количеству заряжаемых батарей, т.е. один модуль на батарею;
- Припаяйте все модули на плату, как показано на рисунке;
- Возьмите переключатели и припаивайте их между каждым модулем на печатной плате.
Примечание: обязательно просмотрите видео (ниже) и посмотрите изображения, чтобы избежать ошибок.
Шаг 4: Подключаем компоненты
- См. схему соединения выше и припаяйте все компоненты вместе;
- Обязательно отметьте полярность на держателях батарей из U-образных зажимов;
- Подключите клеммы держателя аккумулятора к входным клеммам модуля зарядки TP4056 в соответствии с полярностью;
- Соедините модули так, чтобы они могли передавать питание от одного стационарного зарядного устройства;
- Кроме того, устанавливайте соединения между переключателями так, чтобы они могли использоваться для независимого управления мощностью модулей.
Шаг 5: Тестируем зарядное устройство
- Вставьте батареи в держатели батарей на плате;
- Подключите зарядное устройство мобильного телефона к одному из модулей и включите питание;
- Индикатор будет светиться на модуле, чтобы указать зарядку;
- Используйте переключатели для управления питанием, подаваемом на батареи;
- Выключите все переключатели, если вы хотите зарядить только одну батарею;
- Включите переключатели в зависимости от количества зарядки батарей в определенное время;
- Поскольку каждая батарея имеет отдельное зарядное устройство, поэтому они никогда не столкнутся с проблемой перезарядки и подзарядки (самая распространенная проблема, которая повреждает литий-ионные элементы).
Примечание: модуль зарядки TP4056 способен обеспечить 1A при 5 В. Так как мы сделали зарядное устройство на 4 батарейки, необходимо использовать мобильное зарядное устройство 2А, такое, что по крайней мере 500 мА обеспечивают каждую ячейку.
Шаг 6: Видео урока
Итак, друзья, на этом мы завершаем урок. Сделайте его дома и используйте любое количество литий-ионных элементов, не беспокоясь о его заряде.
Если вы, возможно, пропустили что-то - посмотрите на видео как сделать это замечательное и очень полезное зарядное устройство.
Кроме того, не забудьте оставить свои отзывы и предложения в комментариях в нашей группе ВКонтакте. Следите за обновлениями наших уроков.
Практически у всех современных литий-ионных аккумуляторов отличная энергоёмкость, а также высокие малогабаритные показатели. Именно с их помощью можно питать устройства высокой мощности с наибольшей эффективностью. И совершенно не обязательно для этого покупать готовое зарядное устройство в магазине, ведь есть вариант более бюджетный, который особенно понравится радиолюбителям - собрать зарядное для литий-ионных аккумуляторов своими руками.
Меры предосторожности: перезаряд недопустим
Крайне важно перед началом сборки АКБ для батарей запомнить одну простую вещь - литиевые аккумуляторы строго запрещено перезаряжать. У них очень строгие требования к режиму зарядки и эксплуатации, поэтому их нельзя заряжать до напряжения больше 4,2 В. А ещё лучше руководствоваться информацией о безопасном пороге для каждой отдельно взятой банки. Кстати, там может быть указан даже меньший порог, который считается допустимым для этого экземпляра.
Ещё лучше, если вы собираетесь делать зарядку для литиевых аккумуляторов своими руками, несколько раз проверить используемые материалы и оборудование. Если у вас сомнения относительно точности показаний вашего вольтметра или происхождения банок, а также максимально допустимой мощности их заряда, лучше ставить порог ещё меньше. Оптимально будет в пределах 4.1–4.15 В. В этом случае заряжать АКБ, у которых нет встроенной платы защиты, будет безопасно для вас.
В противном случае велика вероятность сильного нагрева и вздутия банок, обильного выделения газа с резким неприятным запахом и даже их последующего взрыва. Проверьте все несколько раз перед тем, как приступать к сборке и зарядке.
Как собрать зарядное устройство для литиевых аккумуляторов своими руками
Один из простейших, если не самый простой, вариант создания зарядного устройства. Он предусматривает использование микросхемы LM317. Она дешёвая и повсеместно доступная, плюс оснащается индикатором заряда.
Настройка сводится к тому, чтобы установить выходное напряжение номиналом 4,2 Вольта, используя подстроечный резистор R8. Только обязательно без подключённого аккумулятора. А также устанавливается зарядный ток методом подбора резисторов R4 и R6. Рекомендуемая мощность резистора R1 при этом должна составлять не менее 1 Ватт.
Когда светодиод на схеме погаснет, это сигнализирует о завершении процесса зарядки батареи. При этом показатели зарядного тока до нуля уменьшаться никогда не будут.
Микросхемы типа LM317, как и её аналоги, очень широко применяются во всевозможных стабилизаторах тока и напряжения. При этом купить их можно на любом радиорынке, а обойдутся они в сущие копейки.
Недостатком схемы можно считать питающее напряжение, которое обязательно должно составлять от 8 до 12 В. Это обусловлено тем, что для нормального функционирования микросхемы требуется разница между напряжением на АКП и питающим напряжением не меньше 4,25 В, то есть запитать устройство с помощью порта USB не получится.
Последовательность сбора зарядки литиевых аккумуляторов своими руками такова:
- подбираете подходящий корпус;
- крепите к нему блок питания (5 В) и элементы указанной схемы (обязательно в правильном порядке);
- берете латунь и вырезаете из неё две полоски, крепите их на гнёзда;
- используя гайку, устанавливаете расстояние между контактами и АКБ, которые собираетесь подключать;
- крепите переключатель, если хотите впоследствии иметь возможность изменять полярность на гнёздах (если - нет, оставляете все как есть).
Но если задачей является сборка зарядного устройства, ориентированного на работу с аккумуляторами 18650, тогда сразу стоит переходить к более сложным схемам, либо же покупать готовый девайс. Без соответствующих технических навыков собрать узел не получится. Порой действительно проще потратить немного больше денег, но взять заводской зарядник с необходимыми параметрами и защитой.
Как собрать зарядку для литий-ионных аккумуляторов своими руками?
Поскольку Li-Ion батареи чувствительны к резкому напряжению во время зарядки , в фирменных АКБ встроены специальные микросхемы. Они обеспечивают контроль напряжения и не позволяют превышать допустимые пределы. Поэтому для того чтобы собрать зарядку для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками, нужна более сложная схема, чем та, о которой шла речь выше.
Такой вариант АКБ будет создать намного сложнее, чем предыдущий и в домашних условиях это возможно, только если есть определённые навыки и соответствующий опыт. В теории вы сможете получить зарядное устройство , которое по характеристикам ничем не будет уступать фирменным АКБ. Но на практике это далеко не всегда так.
А вы собирали ЗУ в домашних условиях из подручных материалов? Расскажите в комментариях о своих результатах.
В этом видеоуроке показано, как сделать зарядку для популярных литий ионных аккумуляторов формата 18650, многие пользуются подобными. Видео канала “Обзоры посылок и самоделки от jakson” о том, как сделать своими руками всего за пол доллара, внизу статьи.
Тема актуальная, например, фонарик, который не имеет встроенной функции зарядки подобных аккумуляторов, ему не обойтись без самодельного зарядного устройства.
В Китае самые дешевые стоят от 3$, выше. Купить можно в этом китайском магазине .
Единственное, что приобрести – недорогие модули для зарядки литиевых акб, они способны зарядить те, что используются в радиоуправляемой технике, стоят недорого. Можно было бы сделать самому подобный модуль, но в этом нет смысла, скорее всего выйдет дороже. Продаются модули дешево в этом китайском магазине .
Чтобы аккумуляторы 18650 заряжались независимо друг от друга, поскольку они обладают разной емкостью, будем использовать два модуля.
По сути в этих модулях нет ничего хитрого, на входе стоит mini usb разъем для питания модуля, на выходе два контакта: плюсовой и отрицательный для подсоединения аккумулятора, так же два светодиода – индикаторы зарядки, один показывает процент зарядки, второй то, что акб уже зарядился.
Единственная задача, которую предстоит выполнить своими руками, это сделать корпус для зарядного устройства – для этого будем использовать обрезки двп, они простые в обработке.
Чтобы их разрезать без пыли и стружки, используем скальпель, подойдет другой острый, режущий инструмент, например, строительный канцелярский нож.
По структуре материал довольно мягкий, больше напоминает картон, нежели какую-то древесину.
В общем нарезал двп при помощи скальпеля, это заняло около 10 минут, но получилось не аккуратно, так как лезвие иногда соскакивало. Края, где был произведен срез, не ровные, они под углом, но это не критично, поскольку в эти места будет заливаться термоклей, которым скрепим конструкцию. А на краях можно поработать наждачкой, которая сгладит все изъяны.
Будет скомпонован корпус зарядного устройства.
С этой стороны выведем один mini usb разъем, от него второй модуль, поскольку нет смысла делать две дырки в корпусе.
Также на боковых стенках самодельной зарядки сделаем выемки, чтобы доставать аккумуляторы.
Подготовил все части корпуса, сделал в них отверстия, скрепим термоклеем.
Корпус для зарядного устройства почти готов, пора бы перейти к начинке, термоклей неплохо подходит для скрепления двп, он почти сразу хватается, в отличие от пва клея, вам при склейке практически не приходится ждать, так же от него несложно избавиться при помощи скальпеля.
В качестве контактных площадок, которые будут соприкасаться с аккумуляторами 18650, используем кусочки фольгированного текстолита. Залудим их, к ним будет просто подпаять провода.
Два модуля необходимо соединить между собой, поскольку будем использовать только один mini usb, для этого просто контакты питания на входе впаиваем друг к другу, минус к минусу, плюс к плюсу.
И вот, что в итоге должно получиться, соединили между собой входящие контакты питания.
Продолжение с 5 минуты об устройстве для регулярном восполнении заряда литий ионных акб типа 18650
Есть на близкую тему.
Из огромного разнообразия li-ion акб особенно востребованным является аккумулятор 18650. Долгий срок службы и стабильные параметры аккумуляторов обеспечиваются соблюдением ряда правил, но основным условием, влияющим на работоспособность литий-ионных аккумуляторов 18650, является их правильная зарядка.
Аккумуляторная батарея 18650
Основными положительными характеристиками литиевых аккумуляторов 18650 являются возможность накапливать большой объем заряда, хранить этот заряд достаточно длительное время, отсутствие свойства памяти и мизерный удельный вес.
Эффект памяти, в первую очередь, характерен никель-кадмиевым аккумуляторам. Этот эффект означает некоторую потерю емкости АКБ в случае его зарядки до момента полного разряда.
Для аккумулятора 18650 и остальных l i- i on аккумуляторных батарей существует своя маркировка:
- Первые две цифры обозначают диаметр в миллиметрах;
- Следующие две цифры обозначают длину в миллиметрах;
- Последняя цифра обозначает вид исполнения аккумулятора (0 – обозначает цилиндр).
На начальном этапе производства и использования такие аккумуляторы отличались взрывоопасностью, ввиду неконтролируемых химических реакций внутри и случаев короткого замыкания внутри аккумуляторов. Для предотвращения таких поломок все аккумуляторные батареи в целом и 18650 в частности снабжены специальными платами с контроллерами, препятствующими порче аккумулятора ввиду критического перегрева и разгерметизации.
Оптимальные условия хранения литий-ионных аккумуляторов достигаются при температуре 5°C с 40%-ным разрядом аккумулятора.
Порядок заряда АКБ 18650
Известные производители ЗУ используют в них двухэтапный способ заряда батарей.
Двухэтапный способ заряда включает в себя:
- 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;
- 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.
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.
Схемы зарядных устройств
Радиолюбители довольно часто задаются вопросом, как сделать зарядку для литий ионных аккумуляторов и как заряжать с максимальной экономией ресурсов, сил и времени. Наличие необходимой элементной базы и элементарных знаний не оставят радиолюбителя без зарядного устройства.
Собранная зарядка 18650 своими руками, изображенная на картинке ниже, настраивается путем установки выходного напряжения 4,2В подстроечным резистором R8 и зарядного тока резисторами R4, R6. Процесс заряда считается оконченным после угасания светодиода HL1.
Важно! Для нормального функционирования микросхемы LM317 зарядка для аккумуляторов 18650 должна иметь входное напряжение в пределах 8-12В.
Самодельная зарядка для 18650, имеющая в своем составе интегральные микросхемы МАХ(1551 или 1555), качественно отличается от конкурентов рядом свойств и особенностей:
- Способность заряжать аккумулятор от USB или от отдельного блока питания;
- Отсутствие внешних транзисторов и диодов;
- Защита от чрезмерного перегревания путем искусственного занижения зарядного тока.
Не составит особого труда получить импульсное ЗУ для 18650, своими руками собранное, ввиду отсутствия микросхемы в устройстве. Представленное зарядное для 18650 выполняет все требования и функции импульсной зарядки. Дополнительным достоинством зарядного устройства является возможность заменить элементную базу отечественными аналогами. Умная зарядка для аккумуляторов 18650, своими руками собранная и протестированная, прослужит не хуже приобретенного ЗУ.
Изложенная тема раскрыла такие вопросы: как зарядить аккумулятор, как сделать зарядку для li-ion аккумулятора. При эксплуатации зарядного устройства для аккумуляторов 18650, приобретенного или самоделки, главное – хорошо проверить значения выходных величин. Далее можно обратить внимание на дополнительные опции в виде ЖК-дисплеев, количества каналов, наличия подсветки, автомобильного переходника.
Видео
Сейчас очень популярны аккумуляторные батареи типа 18650. Их используют в повер банках, мощных фонариках, лазерных указках, портативных колонках и для различных самоделок . Продаются как с зарядным устройством, так и отдельно.
В этой статье я расскажу, как сделать простое зарядное устройство для этих аккумуляторных батарей.
Сборка и тестирование зарядного устройства для ознакомления.
Нам понадобится:
1. Шприц 20мл
2. 2 медных проводка
3. Пружинка от держателя батарей (из старой техники или игрушек)
4. Модуль заряда литиевых батарей 18650 на TP4056 5В 1А с micro USB интерфейсом ()
5. Термоклей
6. Аккумуляторная батарея тип 18650 ()
Из инструментов:
1. Паяльник
2. Клеевой пистолет
3. Канцелярский нож
Шаг 1
Нам понадобится медицинский шприц на 20мл
и аккумуляторная батарея типа 18650.
Шприц идеально подходит под размеры батареи.
Шаг 2
Отрезаем канцелярским ножом носик шприца(где вставляется иголка), чтобы он нам не мешал в дальнейшей эксплуатации.
Шаг 3
Берем пружинку от держателей батарей из старой техники(например от пульта или игрушек).
Продеваем снизу в отверстие медный проводок и закрепляем его на спирали пружинки как показано на фото.
Шаг 5
Берем модуль заряда литиевых батарей 18650 на TP4056 5В 1А с micro USB интерфейсом и крепим его термоклеем на шприц в удобном месте.
Соблюдая полярность подводим провода к модулю и припаиваем их паяльником. Можно изолировать модуль от внешнего мира прозрачным скотчем.
Немного о модуле TP4056 5В 1А. ()
Предназначен для заряда литиевых аккумуляторов 3.7В током до 1А. Этот модуль, благодаря размерам и разъему micro USB, легко встраивается в различные устройства и может служить альтернативной заменой для вышедших из строя зарядных устройств литиевых аккумуляторов. Поддерживает различные типы литиевых аккумуляторов, в том числе и популярный 18650. Модуль не защищен от переплюсовки (не соблюдения полярности) подключения, так что будьте внимательны при подключении аккумуляторов.
Шаг 6
Отрезаем от поршня шприца небольшой кусок у основания с резинкой, как показано на фото. Этим будем фиксировать батарею внутри шприца.
Шаг 7
Проделываем отверстие в шприце для медного проводка, чтобы он мог касаться плюсового контакта батареи.
Отверстие надо делать на уровне, когда батарея не зафиксирована поршнем шприца. На фото видно, что я ошибочно сделал одно нижнее отверстие в зафиксированном положении батареи.
Шаг 8
После того, как продели провод в проделанное отверстие и зафиксировав поршнем батарею, можно начинать тест зарядного устройства.