Как сделать зарядку для батареек

Как сделать зарядку для батареек

Простой зарядник для пальчикового аккумулятора

Автор: AcousticManiac
Опубликовано 18.04.2013
Создано при помощи КотоРед.

Доброго дня всем, сегодня я поведаю вам историю поиска и обретения мной одной полезной схемки. Началось все аж летом 2011 года, когда я прикупил недорогой MP3-плеер флешку Explay L12, в USB втыкаемую и единым мизинцем питаемую. Покупал принципиально под мизинец, ибо меня не устраивает ничтожный период работоспособности техники со встроенным Li-Ion/Li-Po аккумулятором, который даже подзарядить негде в пути в случае непредвиденной посадки, а тут во как хорошо, сдох мизинец-выкинул да вставил запаску-и еще две недели слушай (кроме шуток, реально две недели держится на Дураселле али Энерджайзере).

Первое врямя так и делал-гальванику юзал, благо маман, очень кстати работающая на хозтоварах, снабжала меня качественными и недорогими энергоносителями. Но потом захотелось мне на NiMH-аккумулятор пересесть, пущай, думаю, маман лучше продает батарейки, чем мне давать, авось больше денег в доме будет)). Купить-то мизинец оказалось не проблема, а вот найти зарядку-на удивление сложно. Дело в том, что большинство зарядок, имеющихся в продаже, заряжают по два-четыре пальца, а с одним работать наотрез отказываются. Одноканальные зарядки, знаю, бывают, но такую найти не удалось. И начал я рыскать по интернетам в поисках схемы, желательно работающей от 5в. USB, заодно привлекши к поискам здешних форумчан, открывши тему с просьбой о помощи, и радость моя была велика, когда я нашел вот это:

Но радость оказалась недолгой. После сборки оказалось, что оно нифига не хочет работать-мелкий транзистор и ОУ греются, напряжение на выходе не настраивается, в общем, ужос. Усы мои поникли, и я, запивая Вискас валерьянкой, пожаловался публично-мол, не робит, чего делать-то? Мне в ответ один добрый человек сказал, мол, и ОУ не подходящий тут, и вообще, перемороченная схема-мелкий транзистор лишний, индикаторы не по месту расставлены, и бла-бла-бла. В общем, по итогу рассуждений и опытов родилась вот такая схемка:

Действовать оно должно (и, надо полагать, таки действует) следующим образом: пока напряжение на неинвертирующем входе больше напряжения на инвертирующем, ОУ держит транзистор открытым. По мере заряда напряжение на неинвертирующем входе понижается, и, как только оно уравняется с напряжением на инвертирующем входе, ОУ хлопает дверью базой транзистора, закрывая его. Заряд, однако, прекращается не мгновенно, а постепенно, начиная с определенного понижения напряжения на неинвертирующем входе. Визуально это можно наблюдать по уменьшению яркости свечения HL1 до тех пор, пока он вообще даже в кромешной тьме не потухнет полностью, это и будет официальным и безоговорочным концом зарядки. Ток заряда зависит от сопротивления R2, у меня при 15 Ом ток заряда получился ~190мА. Мощность этого резистора должна быть лучше не менее 2вт., ибо даже при моем незначительном токе он греется весьма заметно (на нем рассеивается около 0,5вт)

Налаживание сводится к подстройке напряжения окончания заряда. Для этого вместо батарейки вставляем в гнездо резистор на 100 Ом и подстроечником R6 выставляем напряжение на клеммах в районе 1,45-1,47в.. Выставили напряжение? Молодцы, теперь можно вставлять палец и втыкать зарядник в источник питания. Загорятся оба светодиода, и, если HL2 будет светить постоянно, так как всего лишь индицирует наличие питания, то HL1, как уже было сказано, укажет своим угасанием, что заряду конец). Ну а о настройке тока уже сказано. Добавлю лишь, что в прилагаемом файле с печатками я дублировал R2 и ввел переключатель, чтобы установить разными сопротивлениями разный зврядный ток.

Немного о деталях: Помимо необходимости в мощном токозадающем резисторе данная схема нуждается в сверх-ярких светодиодах. Такой выбор у меня обусловлен их большой эффективностью-даже при токе всего 1мА они горят весьма заметно, в отличии от простых АЛ307, которые при таком токе разглядишь лишь в темноте. Да и при питании от USB каждый миллиампер на счету. В случае с HL1, еще и ни к чему отбирать слишком большой ток с выхода ОУ, хотя, в принципе, не так много едят эти АЛ307.. В общем, можно любые 3-вольтные светики ставить, но для обычных АЛ307, возможнро, придется уменьшать R1 и R7, чтобы увеличить яркость. Я использовал 3-миллиметровые сверх-яркие красный HL1 и зеленый HL2. АЛ307 тоже применял при опытах, но сверх-яркие больше в душу запали.

Подстроечник гораздо лучше брать многооборотный, ибо с простым и точно выставлять напряг напряжно, и настройка может сбиться от любого случайного прикосновения. Транзистор брать можно с любой буквой. ОУ, кроме указанных, даже не знаю, мало какие опера работают от столь малого напряжения, да и ни к чему замены искать, обозначенных LM358 и LM324 как грязи повсюду. На старой материнке, к примеру, можно найти и тот, и другой (правда, в SMD-шном корпусе SOIC8).

Некоторые тонкости эксплуатации: А вот теперь немного о грустном. Так как схема предельно простая, она недостаточно умна, чтобы заряжать батарейки большим током. Как известно, стандартный ток заряда для любого аккумулятора численно равен 10% от его емкости, при этом заряд продолжается до 16 часов. Удвоив ток, мы сократим заряд вдвое. Утроив-втрое. Обратно пропорциональная зависимость рулит. Однако, при большом токе напряжение аккумулятора возрастет быстрее, и схема прекратит заряд до полного восстановления пальца. Негоже аккумы неполноценно заряжать, товарищи, а посему рекомендую не выставлять ток более 20% от емкости, а лучше, 10-15%, как говорится, тише едешь-дальше будешь, да и куда спешить-воткнул вечером да и забирай с утра готовое. Лично я так и делаю.

Второй неприятный момент состоит в том, что если кому захочется зарядить от USB 2 или более пальца, придется собирать по одной схеме на каждый акк, и на каждое ЗУ потребуется своя порция тока, от USB 2.0 при лимите выдаваемого тока 500мА особо не разгуляешься и не настроишь высокий ток заряда всем пальцам.

Напряжение окончания заряда зависит от точного значения напряжения питания, все же в исходной схеме было зерно истины в лице стабилизатора) Так что гонять зарядник надо всегда от одного и того же источника питания. Я использую 5-вольтовый сетевой адаптер с разъемом USB, оставшийся от другого старого плеера.

Хочу выразить благодарность товарищу под ником Sstvov за приведение схемы к рабочему виду, и нашему уважаемому модератору Starichok51 за полезные консультации и пояснение принципа работы схемы. Благодаря их помощи я теперь могу поделиться с человечеством этой мелкой полезняшкой))) И прошу извинения за многа букафф, просто захотелось описать все и сразу до мелочей))

Ну, и в заключении пара фоток-двухканальный прототип, собранный для итоговых испытаний (они прошли успешно), и одноканальная итоговая версия, которая уже почти полтора года обеспечивает мой плеер неиссякаемой возобновляемой энергией.

Как сделать зарядку для батареек

Зарядное устройство для четырех Ni-Cd или Ni-MH аккумуляторов размера АА и ААА.

Автор: Павлов Александр
Опубликовано 18.08.2010

Все началось с того, что потребовались аккумуляторы для фотоаппарата в количестве четырех штук, а значит нужно и зарядное устройство для их оперативного заряда и поддержания в рабочем состоянии. Было куплено китайское «чудо» за хорошие деньги в солидном магазине, под наименованием: Зарядное устройство Lenmar PRO290.
Портативное зарядное устройство. Позволяет заряжать 2 — 4 АА и ААА аккумуляторы. Современный дизайн и маленькие размеры. При зарядке избавляет аккумуляторы от «эффекта памяти». Показывает состояние процесса заряда аккумуляторов при помощи индикатора. Наилучшее решение для зарядки пальчиковых аккумуляторов. Комплектация: PRO290R (4 Ni-Mh аккумулятора AA 2500 мАч)
Описание комплекта вполне устраивало, но нельзя верить обещаниям китайцев. Вскрыл, срисовал схему:

Никаких защит и измерений там нет, тем более, не говоря о схеме избавления от эффекта памяти. Есть обычный таймер на 9 часов и два ключа управления током заряда. Об аккумуляторах в комплекте, отдельная тема, опишу далее.
Пережив разочарование, отложил все это в «долгий ящик», на всякий случай, ведь куплено уже и вдруг пригодится куда-нибудь. Покупать еще одно, более дорогое и навороченное не стал, никаких гарантий в том, что получу желаемое. Решено делать собственную конструкцию ЗУ. Порывшись в интернете, ничего не нашел из того, что могло заинтересовать. Встречались схемы, заслуживающие внимания, но как всегда, пусть хоть чего-то, но не доставало. По большому счету, нужно было именно независимое обслуживание аккумуляторов, а не в составе батарей. Свое пришлось делать в другом корпусе, с применением микропроцессора, с контролем всех необходимых параметров при заряде и разряде, отображением результатов на ЖКИ, или передачи в компьютер, с независимым зарядом/разрядом каждого из четырех аккумуляторов. Вопрос корпуса решен просто, купил за 130р. еще одно зарядное устройство, выкинул все внутренности, кроме клемм подключения, заплавил ненужные отверстия, ну и добавил нужные. Получилось достаточно миниатюрно, значит можно брать в дорогу, вопрос подключения к компьютеру, сам собой отпал (но может со временем реализую).
Внешний вид, из чего все собиралось:

(тестовый вывод на ЖКИ, питание от программатора)
Схема приведена ниже.
Алгоритм работы зарядного устройства задуман следующий: При включении питания производится проверка наличия аккумуляторов, подачей тока заряда и измерение напряжения на клеммах, если в пределах от 0,8В до 2.2В то считаем, что аккумулятор есть. Проверяем, было ли аварийное отключение питания, если было, то загружаем из памяти EEPROM сохраненные ранее параметры (в цикле заряда сохраняем все каждые 10 минут). Если отключения не зафиксировано, то начинаем новый цикл, режимы которого выбираются из памяти EEPROM, такой же, который был выбран ранее. Его можно изменить нажатием кнопки, после этого, новые параметры сохраняются в памяти. Выбор одного из 16 записанных режимов, позволяет заряжать и тренировать большой ассортимент существующих аккумуляторов. При желании можно корректировать в EEPROM свои индивидуальные настройки, особых проблем в этом нет. Однократное нажатие кнопки не изменяет режима, но включает цикл разряда аккумуляторов, перед их зарядом. Разряд осуществляется стабильным током 0,36А и подсчитывается время разряда до напряжения на аккумуляторе 1В, таким образом получаем реальную емкость или просто тренируем аккумулятор, для уменьшения «эффекта памяти». Далее включается режим заряда, окончание которого может произойти при достижении заданного напряжения, или при превышении температуры аккумулятора, или по истечении заданного времени заряда. Окончание заряда по изменению напряжения dU пока не реализовано, по причине его сложного определения у старых аккумуляторов и при токе заряда, значительно меньшем 1С. На самом деле, никаких препятствий тут нет, кто сильно захочет, нужно просто изменить программу. По окончании цикла заряда, происходит «капельная подзарядка» аккумуляторов короткими импульсами, длительностью около 10мС с интервалом 120мС, при этом усредненный ток около 30мА. В зарядном устройстве реализован принцип реверсивного заряда, для улучшения зарядных характеристик аккумуляторов, более подробную информацию можно найти в интернете. Соотношение зарядного и разрядного импульсов равно 8%, т.е. 10мС разряд током 0,36А, в общем цикле заряда 120мС, током 0,39А, таким образом, средний ток заряда тоже равен 0,36А. Эти величины токов выбраны из многих факторов: удобство расчетов, универсальность при заряде широкого спектра аккумуляторов, уменьшить нагрев устройства, но и не затягивать процесс заряда, бывает нет возможности ждать 10-14 часов. Испытания на практике показали вполне хорошие результаты, но не сразу. Потребовалась доработка стабилизаторов тока заряда и снижение напряжения питания до 3,2В. Это была плата за миниатюрность. Даже в окончательном варианте, во время заряда, рассеиваемая мощность на стабилизаторах, чуть меньше 3Вт. Это приводит к частичному нагреву платы и повышению температуры внутри корпуса. Поэтому, контроль температуры выполняет функции датчика превышения заданного предела, а не ее точного измерения во всем диапазоне. Сразу могу представить множество советов, использовать готовые термометры, типа DS18B20, но вопрос не в измерении, а в излишках тепла внутри корпуса. Калибровались датчики в реально рабочей области температур, от +35°С до +46°С, выше аккумуляторы не прогревались, даже в такую жаркую погоду этого лета. Температуру менее +30°С тоже принимать во внимание нет смысла. Это пока единственный минус устройства, который меня немного раздражает, но планирую устранить его в будущем. Была мысль вынести датчики на внешнюю поверхность аккумуляторов, но тогда надо изобретать какую-то крышку с проводками, не всегда удобно. Была мысль совместить БП и плату микропроцессора, а контейнер с аккумуляторами отдельно, тоже не идеал, слишком много проводов, да и все придется переделывать. А пока, все это прекрасно работает и выполняет поставленные задачи.
Немного об измерении внутреннего сопротивления. Параметр очень интересен и полезен именно для анализа состояния аккумулятора, много схем и методик его определения, но средствами данного зарядного устройства можно определить только его ориентировочное значение. В упрощенном варианте берется два замера напряжения, первый при действующем зарядном токе, а второй в самом конце разрядного импульса тока, разница падения напряжения на аккумуляторе делится на удвоенный ток, т.к. есть два приращения dU при токе заряда и при токе разряда: r=(Uз-Up)/(0.36*2). Результаты замеров внутреннего сопротивления нескольких новых аккумуляторов были в пределах от 0,03 Ом до 0,05 Ом, а проверка старых (эксплуатация более 2-х лет) показала значение сопротивлений от 0,07 Ом до 0,16 Ом. Причем эти показания непрерывно меняются, начиная от своего максимального значения, затем уменьшаются до минимума в конце цикла заряда.
Теперь о блоке питания. Планировалось изготовление собственного импульсного блока питания на напряжение 3,3В и ток 2А, но в продаже нашелся подходящий по конструкции, размерам, параметрам и по цене 470р. Совершенно случайно, ну просто от нечего делать, срисовал с него схему и при желании, можно повторить эту конструкцию.
Вот так выглядит купленный БП:

Собран он по такой схеме:

Трансформатор разматывать не стал, но его параметры приблизительно такие:
Феррит ЕЕ-16 (или ЕЕ-19), с зазором 0,1мм;
Первичная обмотка около 95 витков провода ПЭВ-0,2 (индуктивность 1,3мГн);
Вторичная обмотка 4 витка двойным проводом ПЭВ-0,51 (или МГТФ-0,2);
Все лишние резисторы в цепях регулировки лучше удалить, чтобы ошибочно не переключить на более высокое напряжение. Оптимально питание от 2,8В до 3,3В. При завышенном напряжении, происходит более сильный разогрев стабилизаторов тока заряда, а при заниженном, может не хватить порога открытия полевого транзистора (реальные замеры показали Ugs=1.9B при Is=0.38A).
В общем, каждый решает сам, что делать, а что купить. После некоторых усилий по сборке и написанию программы, получилось достаточно универсальное зарядное устройство.
Вот так оно выглядит:

В окончательном варианте схема такова:

Состоит из четырех одинаковых узлов управления токами заряда и разряда, со схемой измерения температуры каждого аккумулятора. Управляет всей схемой микропроцессор PIC16F876A. Вывод информации на индикатор от сотового телефона Nokia-3310. Для повышения точности замеров, применен внешний формирователь опорного напряжения +2,5В. Первоначальный вариант имел стабилизаторы тока заряда на биполярных транзисторах KT664A-9, как следствие, необходимо было обеспечить достаточный ток базы, это требовало питать устройство от +4В и завышенный ток от порта микропроцессора. Естественно, разогрев был значительный, особенно с закрытым корпусом, все проблемы тянулись по цепочке. Поэтому, пришлось отказаться от биполярных транзисторов, применить полевые с p-каналом, перевести все на пониженное питание (реально в моей схеме +3,1В). Стабилизаторы тока разряда на полевых транзисторах с n-каналом типа IRLML2502, но можно применить и другие с аналогичными параметрами. Примененное схемное решение обеспечивает устойчивую работу и сохранение стабильности токов, при достаточно широком диапазоне рабочих напряжений, к тому же, это всего лишь зарядное устройство, а не измерительный прибор. Иногда достаточно оценить качество заряжаемых аккумуляторов, что можно от них получить после заряда.
Вот небольшой пример. Имеются очень старые аккумуляторы, от разобранной батареи для радиостанции (на фото выше, желтые без обозначений), валялись в хламе где-то с 2001г. а сами они и того старше. Параметры батареи были следующие: напряжение 12В, емкость 600мАч, Ni-Cd. Там их было 10 штук соединенных последовательно. Перед зарядом, измерение остаточного напряжения показало, что их проще выкинуть, на каждом примерно по 0,02: 0,06В. В начале, зарядное устройство их не распознало вообще (что логично до уровня 0,8В), и «капельным зарядом» за 10 минут подняло напряжение выше 0,8В. Потом уже включился реверсивный заряд, длился совсем не долго, напряжение поднялось аж до 1,9В (контроль был отключен, как выяснилось, иногда так бывает полезно), а потом постепенно снизилось до 1,55-1,65В. Аккумуляторы было не жалко, поэтому на них настраивал все токи, напряжения, отлаживал алгоритм заряда. По окончании всех работ, после 4 полных циклов заряда-разряда были получены следующие параметры: закачано при заряде 0,83 А/ч (2,3часа*0,36А), максимальное напряжение при этом было 1,49В, измеренная емкость в цикле разряда 0,43-0,45 А/ч, внутреннее сопротивление 0,12 Ом. Что можно считать вполне сносными показателями для аккумуляторов на выброс, восстановились до 70% своей емкости. Если еще учесть, что разряд происходил завышенным для них током в 0,5С, то эти показатели очень радуют. Теперь «старички» работают в беспроводной мышке, хватает на несколько дней активного использования. А вот китайские Lenmar-2500мАч вообще разочаровали. Вместо обещанных 2,5 А/ч, еле дотягивают до 1,4 А/ч, причем разрядный ток для них в 0,36А (менее 0,2С), можно считать нормой. Все это после четырех полных циклов работы в фотоаппарате, а заряде в купленном в комплекте зарядном устройстве. В конце каждого цикла заряда аккумуляторы были достаточно горячими. Все это о той информации, которую можно получить в процессе работы. Как видим, для анализа особой точности тут не требуется.
Далее о конструкции. Светодиоды зеленые, чтобы не «били по глазам» яркость подбирается резисторами. Непрерывное свечение обозначает, что идет заряд аккумуляторов, одновременно символ каждого элемента показывает этот процесс. Мигающий светодиод означает, что аккумулятор заряжен, и символ элемента полностью темный, при этом продолжается процесс «капельной подзарядки». В верхней строке можно видеть, сколько прошло времени от момента начала цикла работы с данными аккумуляторами, но особой ценности это время не представляет, так, для общего представления. Далее, каждые 4 секунды идет смена информации об аккумуляторах и отображается символьное обозначение параметра за вертикальной чертой:
Q=. А/ч — емкость, измеренная при разряде
Е=. А/ч — емкость, принятая при заряде
R=. Ом — внутреннее сопротивление аккумулятора
t=:°C — температура аккумулятора
Вот примеры вывода:

Непрерывно выводится на индикатор номер аккумулятора. Если он установлен, то его символ с индикацией заряд/разряд/окончен и текущее напряжение. Если в зарядном устройстве менее 4 аккумуляторов, или имеется плохой контакт, то в свободной позиции под соответствующим номером выводится надпись «OFF». В нижней строке краткое напоминание о режиме работы зарядного устройства, в частности:
аккумуляторы 2,5А/ч (ограничение времени заряда 8ч 20мин)
отсутствие контроля по напряжению (мах 2,5В)
максимальная температура окончания заряда 45°C.
Режим работы и параметры меняются единственной кнопкой. При нажатии обнуляем все переменные, т.е. начинаем новый цикл работы, на ЖКИ видим установленные ограничения: емкость батареи (для расчета времени заряда), максимальное напряжение, максимально допустимую температуру. Всего можно выбрать один, из 16 заранее записанных режимов в памяти EEPROM. Этот набор можно корректировать под собственные нужды и имеющиеся аккумуляторы. При программировании, достаточно внести соответствующие изменения в таблицу EEPROM. Структура записи следующая:
в 00 ячейке емкость аккумулятора (вернее время его заряда в десятках минут)
в 01 ячейке максимально допустимая температура
в 02 ячейке максимальное напряжение заряженного аккумулятора
в 03 ячейке 00 (пока зарезервировано)
далее в той же последовательности для второго режима:
в 04 ячейке емкость аккумулятора
в 05 ячейке максимально допустимая температура
в 06 ячейке максимальное напряжение заряженного аккумулятора
в 07 ячейке 00
Так заполнена вся таблица для шестнадцати режимов, т.е. 16 раз по 4 ячейки, всего 64 байта. Все числа в шестнадцатеричном формате, означают следующее:
Температура в градусах, т.е 45°C =.45 = 0x2D это и есть число соответствующее температуре.
Максимальное напряжение записывается из расчета, что 1,45В = .145 = 0x91
Емкость аккумулятора в 1А/ч = .20 =0x14 (т.е. для гарантированного заряда (1/0,36)*120%=3,3часа ).
Это определяет, что аккумулятор может заряжаться максимально возможное время 20*10=200 минут или 3ч.20м. и если за это время, заряд не будет отключен по превышению напряжения, или температуры, то он прекратится по заданному времени.
По умолчанию записаны следующие параметры режимов для аккумуляторов:
восемь из них это 700мА/ч, 1А/ч, 1,3А/ч, 1,5А/ч, 1,8А/ч, 2А/ч, 2,5А/ч, 2,7А/ч с ограничением температуры в 43°C и максимальным напряжением окончания заряда 1,45В.
другие восемь те же самые, но без контроля максимального напряжения и предельной температурой 45°C.
В будущем, планирую исключить режимы, не используемые вообще (ну нету, например, таких аккумуляторов), но расширить те, которые используются часто. Это можно сделать легко, изменив данные в EEPROM. Содержимое ячеек, начиная с адреса 0х40 и далее, трогать не следует. Там записываются текущие сохраняемые параметры.
Обращаю внимание! Устройство не должно применяться для заряда обычных батареек размеров АА или ААА. Если включен режим заряда без контроля максимального напряжения, или оно установлено более 1,5В, то устройство попытается зарядить такие батареи, со всеми негативными последствиями этого процесса.
Теперь немного о внутренностях зарядного устройства. Приводить свой вариант печатной платы нет смысла, ввиду необходимости доработки (на каждом канале удалить КТ664 и на его место установить IRF7306 в паре с КТ3107 или BC856, немного подкорректировать печатные проводники). Для общего представления, платы имеют такой вид:

Светодиоды пока не распаяны. На внешней стороне корпуса только разъем питания и кнопка выбора режимов. Перед окончательной сборкой, не мешает проверить исправность всей платы и подобрать некоторые элементы, если потребуется. В моем варианте все заработало сразу и без настройки. Для запуска тестовой программы, удерживать кнопку нажатой и подать питание. Далее, кнопкой можно будет переключать три режима работы:
1 Включен заряд (проверка и настройка тока заряда на 0,39А)
2 Включен разряд (проверка и настройка тока разряда на 0,36А)
3 Измерение температуры (калибровка датчиков и подстройка температурного диапазона)
В третьем тестовом режиме на ЖКИ выводится измеренная температура с каждого датчика, при значительном разбросе подобрать резисторы в цепи соответствующего диода. Подстройка диапазона осуществляется подбором R11 C14 (см. схему).
Были попытки моделировать схему в Протеусе, все работало до определенного этапа, пока в программе не появилась задача фильтрации замеров АЦП, простейшим методом накопления и усреднения значений. Сразу же возникли проблемы, все периоды циклов, а так же обновление ЖКИ, жутко растягивались, терялась привязка к реальному времени. В процессе отладки на живом микропроцессоре никаких подобных «тормозов» нет, а показания замеров очень стабильны. Поэтому, там все проверялось на уровне отдельных узлов, выкладывать которые нет смысла. Существующее зарядное устройство проверено и уже работает, но разработка программы пока окончательно не завершена. Даже за время написания этого текста, возникли несколько новых идей по улучшению работы и добавлению новых функций. При желании программисты смогут сами реализовать любой алгоритм работы, тут только основной принцип, как управлять независимым зарядом четырех аккумуляторов. Знатоков прошу не судить строго, я электронщик, а не программист. Прошу прощения, если все описано сумбурно, торопился побыстрее закончить к началу конкурса.
Будут вопросы, постараюсь ответить.

Вопросы, как обычно, складываем тут.

Как подзарядить батарейки в домашних условиях: делаем зарядник для пальчиковых аккумуляторов, схема сборки зарядного устройства

Литий-ионные батареи широко используются во всех электронных гаджетах, которые мы используем сегодня, например, в мобильных телефонах, ноутбуках, блоках питания и т. д. Эти батареи являются надежным источником питания, поэтому их хорошо использовать в различных DIY проектах.

Однако подзарядить эти аккумуляторы по-прежнему трудно, так как коммерческие зарядные устройства довольно дороги. Кроме того, для литий-ионных батарей необходимо зарядное устройство хорошего качества, которое стоит довольно дорого, в противном случае срок службы батареи значительно сокращается.

Я расскажу вам, как сделать зарядку для пальчиковых батареек, в которой вы сможете заряжать одновременно четыре батарейки. Она очень проста в изготовлении и работает как сбалансированное зарядное устройство, останавливая питание отдельных ячеек после полной зарядки аккумулятора.

Шаг 1: Посмотрите видео

С помощью видео, вы можете легко увидеть всю последовательность сборки и глубоко вникнуть в суть зарядника для батареек. Тем не менее, рекомендую ознакомиться с шагами ниже для получения дополнительной информации о заряднике для аккумуляторных батареек.

Шаг 2: Заказываем запчасти

• Печатная плата общего назначения (PCB)
• Модуль TP4056
• Скрепки для бумаги
• Штыревые разъемы
• Выключатель для PCB
• 3.7v Li-Ion батарея
• Паяльник

• Печатная плата общего назначения (PCB)
• Модуль TP4056
• Скрепки для бумаги
• Штыревые разъемы
• Выключатель для PCB
• 3.7v Li-Ion батарея
• Паяльник

Шаг 3: Давайте начнем

1. Возьмите плату PCB и расположите на ней батарейки.
2. Отметьте расстояние между краями батарей и их ширину на PCB плате. (Соответственно, если плата очень большая, вы легко можете отрезать по размеру).
3. Распрямите 8 канцелярских скрепок и с помощью плоскогубцев, обрежьте края как на фото выше.
4. В общей сложности должно быть сделано 8 U-образных зажимов (зависит от количества заряжаемых батарей)
5. Установите U-образные зажимы на плате, чтобы батареи можно было установить между ними.
6. Эти зажимы нужны для удержания батарей.
7. Используя оставшиеся скрепки, сделайте боковое ограждение как на фото.
8. Хорошо припаяйте зажимы к плате PCB, как показано на рисунке. Примечание: Убедитесь, что зажимы не касаются друг друга во время пайки.

Шаг 4: Добавляем необходимые компоненты

1. Установите зарядный модуль TP4056 на плату, как показано на фото выше
2. Используя маркер, отметьте отверстия модуля на плате.
3. Припаяйте штыревые разъемы к каждому из отмеченных отверстий.
4. Поместите модуль на разъемы и аккуратно припаяйте.
5. Количество модулей должны быть равно количеству батарей, которое вы хотите заряжать, т.е. одна батарея – один модуль.
6. Припаяйте все модули к плате как показано на фото.
7. Возьмите выключатели и припаяйте их между каждым модулем на плате.

Заметка: Сверяйте свой прогресс по фото, чтобы избежать ошибок.

Шаг 5: Соединяем компоненты

1. Взгляните на схему соединения выше и припаяйте все компоненты вместе.
2. Не забудьте отметить полярность держателей батарей.
3. Соедините клеммы держателей батарей с клеммами зарядного модуля в соответствии с полярностью.
4. Соедините модули так, чтобы они могли питаться от одного зарядного устройства.
5. Также сделайте соединения между выключателями, чтобы они могли использоваться для независимого управления питанием.

Шаг 6: Тестируем зарядную станцию

1. Вставьте батареи в предназначенные для них места.
2. Подключите зарядное устройство от мобильного телефона и включите питание.
3. Индикатор на модуле начнет светиться, это означает, что идет процесс зарядки.
4. Используйте выключатели, чтобы переключать питание, поступающее к батарейкам.
5. Переместите все выключатели в положение OFF, если вы хотите зарядить только одну батарейку.
6. Используйте выключатели для зарядки нужного количества батарей.
7. Поскольку каждая батарея имеет отдельное место для зарядки, вы никогда не столкнетесь с проблемами перезарядки и недозарядки (самые распространенные проблемы, повреждающие литий-ионные элементы)

Заметка: Модуль зарядки TP4056 способен обеспечить 1A при 5В. Так как мы использовали 4 модуля, то необходимо использовать зарядное устройство, обеспечивающее 2А, чтобы получить по крайней мере 500мА на каждую ячейку.

Вот и все, на этом руководство заканчивается, сделайте в домашних условиях такую станцию и не беспокойтесь о заряде ваших литий-ионных батарей.

Игорь Самоделов

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Делаем самодельное зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов

На сегодняшний момент, достаточно много различных устройств, работающих на батарейках. И тем досаднее, когда в самый неподходящий момент наше устройство перестает работать, потому что батарейки попросту сели, а их заряда недостаточно для нормального функционирования прибора.

Приобретать каждый раз новые батарейки довольно затратно, а вот попытаться изготовить своими руками самодельное устройство для зарядки пальчиковых аккумуляторов вполне себе стоит.

Многие умельцы отмечают, что предпочтительнее заряжать подобные аккумуляторы (AA или AAA) с помощью постоянного тока, потому что такой режим наиболее выгоден в плане безопасности для самих батареек. Вообще, переданная сила заряда от сети составляет порядка 1,2-1,6 от значения емкости самого аккумулятора. К примеру, никель-кадмиевый аккумулятор, емкость которого будет составлять 1А/ч, будет заряжаться током емкостью 1,6 А/ч. При этом, чем меньше показатель данной мощности, тем лучше для процесса зарядки.

Процесс изготовления

В современном мире существует достаточно много бытовых приборов, оснащенных специальным временным таймером, отсчитывающим определенный промежуток, затем сигнализируя об его окончании. При изготовлении своими руками устройства для зарядки пальчиковых аккумуляторов, можно также применить данную технологию, которая уведомит вас об окончании процесса заряда аккумуляторов.

Зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов AAпредставляет собой прибор, генерирующий постоянный ток, заряжая мощностью до 3 А/ч. При изготовлении использовалась самая обычная, даже классическая схема, которую вы видите ниже. Основой, в данном случае, является транзистор VT1.

Напряжение на данном транзисторе обозначено с помощью светодиода красного цвета VD5, выполняющий роль индикатора, при включении прибора в сеть. Резистор R1 задает определенную мощность токов, проходящих через данный светодиод, в результате чего колеблется напряжение в нем. Значение коллекторного тока формируется сопротивлением от R2 до R5, которые включены в VT2 – так называемую «эмиттерную цепь». При этом, меняя значения сопротивления, можно контролировать степень зарядки. R2 постоянно включен в VT1, задавая ток постоянного действия с минимальным значением – 70 мА. Чтобы повысить мощность заряда, необходимо подключать остальные резисторы, т.е. R3,R4 и R5.

Стоит отметить, что зарядное устройство функционирует только тогда, когда осуществлено подключение аккумуляторов.

После включения прибора в сеть, на резисторе R2 появляется определенное напряжение, передающееся на транзистор VT2. Затем, ток протекает дальше, в результате чего начинает интенсивно гореть светодиод VD7.

Читайте так же: Обзор зарядных устройств для пальчиковых аккумуляторов

Рассказ про самодельное устройство

Зарядка от USB-порта

Можно изготовить зарядное устройство для никель-кадмиевых батарей на основе обычного USB-порта. При этом, заряжаться они будут током емкостью примерно 100 мА. Схема, в таком случае, будет следующей:

На сегодняшний момент, существует достаточно много различных зарядных устройств, продающихся в магазинах, но их стоимость может быть достаточно высокой. Учитывая, что главный смысл различных самоделок – это именно экономия денежных средств, то самостоятельная сборка еще более целесообразна в данном случае.

Данную схему можно доработать, добавив дополнительную цепь для зарядки пары аккумуляторов AA. Вот, что в итоге получилось:

Чтобы было более наглядно, вот те комплектующие, которые использовались в процессе сборки:

Понятно, что без элементарного инструментария нам не обойтись, поэтому перед началом сборки необходимо удостовериться, что у вас в наличии есть все необходимое:

• паяльник;
• припой;
• флюс;
• тестер;
• пинцет;
• различные отвертки и нож.

Интересный материал про изготовление своими руками, рекомендуем к просмотру

Тестер необходим для того, чтобы проверить работоспособность наши радиодетали. Для этого нужно сравнить их сопротивление, после чего сверить с номинальным значением.

Для сборки нам также понадобится корпус и батарейный отсек. Последний можно взять из детского симулятора Тетрис, а корпус может быть изготовлен из обычного пластмассового футляра (6,5см/4,5см/2см).

Крепим отсек для батарей на корпусе, используя шурупы. В качестве основы для схемы прекрасно подойдет плата от приставки Денди, которую нужно выпилить. Удаляем все ненужные компоненты, оставляя только гнездо питания. Следующим шагом будет пайка всех деталей, основываясь на нашей схеме.

Шнур питания для устройства можно взять обычный шнур от компьютерной мыши, обладающий входом USB, а также часть питающего провода со штекером. При пайке нужно строго соблюдать полярность, т.е. припаивать плюс к плюсу и т.д. Подключаем шнур к USB, проверяя напряжение, которое подается на штекер. Тестер должен показывать 5В.

Читайте так же: Обзор электрогенераторов на дровах

В завершении нужно установить зарядный ток. Для этого необходимо разорвать цепь, соединяющую VD1 и плюсовую полярность аккумулятора. Подключаем тестер таким образом, чтобы его плюс соединялся с диодом, а минус – с аккумулятором. Выставляем режим измерения тока (200 мА).

Включаем в есть, после чего должен загореться светодиод, конечно, если все сделано правильно. Затем устанавливаем необходимый ток зарядки (100 мА), путем изменения сопротивления на резисторе R1. Проводим данную процедуру и для второго аккумулятора AA.

Еще одно интересное видео на это тему

Заключение

Самостоятельное изготовление подобных устройств не представляет сложностей для тех, кто знает хотя бы азы радиотехники и работы с ней.

Естественно, если у человека нет необходимых знаний, то ему и смысла нет браться за подобное дело, ведь толка от этого не будет абсолютно никакого.

Вообще, если сделать все правильно, соблюдая основные рекомендации, то можно забыть о постоянной покупке новых батарей для своих приборов общего пользования. Подобная экономия очень кстати, ведь цена за раcходные материалы постоянно растет, а заряда батарей хватает на очень короткое время.