DIY litiumjonbatteriladdare: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Batterier spelar en viktig roll i alla batteridrivna projekt/produkter. Laddningsbara batterier är dyra, eftersom vi måste köpa batteriladdare tillsammans med batterier (tills nu) jämfört med att använda och kasta batterier, men är mycket för pengarna. Laddningsbara batterier använder flera olika kombinationer av elektrodmaterial och elektrolyter, till exempel blysyra, nickelkadmium (NiCd), nickelmetallhydrid (NiMH), litiumjon (Li-ion) och litiumjonpolymer (Li-ion-polymer).

Jag använde litiumjonbatteri i ett av mina projekt och bestämde mig för att bygga laddare istället för att köpa ett dyrt så vi sätter igång.

Steg 1: Snabb video

Här är en snabb video som tar dig igenom alla steg på några minuter.

Klicka här för att se den på youtube

Steg 2: Lista över elektronikkomponenter

Här är listan över komponenter som behövs för denna Li-ion batteriladdare.

• TP4056 -baserad litiumjonbatteriladdningsmodul med batteriskydd,
• 12 Volt 2 Amp väggadapter,
• SPST 2-polig switch,
• 7805 spänningsregulator (1 i kvantitet) (du kan hoppa över detta om du har en 5 V väggadapter),
• 100 nF kondensator (4 i kvantitet) (du kan hoppa över detta om du har en 5 V väggadapter),
• Li-ion 18650 batterihållare
• DC -uttag och,
• kretskort för allmänna ändamål.

Steg 3: Lista över verktyg

Här är listan över verktyg som används i denna Li-ion batteriladdare.

• Lödkolv, lödtråd,
• Hot blade (länk till min instruerbara, som hjälper dig att göra detta blad),
• Limpistol, limpinnar,
• Skruvmejsel och reservskruvar och,
• Hölje av plast - 8 cm x 7 cm x 3 cm (cirka den här storleken ska fungera).

Nu när alla verktyg och komponenter är på plats, låt oss titta närmare på vår TP4056 -modul, som är en integrerad del av vår batteriladdare.

Steg 4: TP4056 -baserad litiumjonbatteriladdningsmodul

Låt oss gå in på detaljer om denna modul. Det finns två versioner av detta TP4056-baserade Li-ion-laddningsutbrottskort som finns på marknaden; med och utan batteriskyddskretsar. Vi kommer att använda en med batteriskyddskretsar.

Breakout-kort som innehåller batteriskyddskretsar, ger skydd med DW01A (batteriskydd IC) och FS8205A (Dual N-Channel Enhancement Mode Power MOSFET) IC: er. Därför innehåller brytkort med batteriskydd 3 IC: er (TP4056+DW01A+FS8205A), medan den utan batteriskydd endast innehåller 1 IC (TP4056).

TP4056 är en komplett linjär laddarmodul med konstant ström/konstant spänning för litiumjonbatterier med en cell. Dess SOP -paket och låga externa komponentantal gör TP4056 perfekt för DIY -applikationer. Det kan fungera både med USB och väggadaptrar. Jag har bifogat en bild av stiftdiagram för TP4056 (bild nr. 2) tillsammans med en bild av en laddningscykel (bild nr. 3) som visar laddning med konstant ström och konstant spänning. Två lysdioder på denna brytkort visar olika driftstatus som laddning, laddningsavslutning etc (bild nr 4).

För säker laddning av 3,7 V litiumjonbatterier bör de laddas med konstant ström på 0,2 till 0,7 gånger deras kapacitet, tills deras terminalspänning når 4,2 V, senare ska de laddas i konstantspänningsläge tills laddningsströmmen sjunker till 10% av initial laddningshastighet. Vi kan inte avsluta laddningen med 4,2 V eftersom kapaciteten som uppnås vid 4,2 V endast är cirka 40-70 % av full kapacitet. Allt detta sköts av TP4056. Nu är en viktig sak, laddström bestäms av motstånd anslutet till PROG -stift, moduler som finns på marknaden kommer i allmänhet med 1,2 KOhm ansluten till denna stift, vilket motsvarar 1 ampere laddström (bild nr.5). Du kan spela med detta motstånd för att få önskad laddström.

Länk till databladet för TP4056

DW01A är ett batteriskydd IC, bild nr 6 visar den typiska applikationskretsen. MOSFETS M1 och M2 är externt anslutna via FS8205A IC.

Länk till datablad för DW01A

Länk till datablad för FS8205A

Alla dessa saker monteras på TP4056 Li-ion batteriladdarens brytkort vars länk nämns i steg nr 2. Vi behöver bara göra två saker, ge en spänning i intervallet 4,0 till 8,0 V vid ingångar och ansluta ett batteri på B+ och B- terminaler på TP4056.

Därefter bygger vi resten av batteriladdarens kretsar.

Steg 5: Krets

Låt oss nu ansluta elektriska komponenter med hjälp av lödkolv och lödtråd för att slutföra kretsen. Jag har bifogat bilder av Fritzing schematisk och min version av de fysiska kretsarna, ta en titt på den. Nedan följer en beskrivning av detsamma.

1. '+' -kontakten på DC-uttaget ansluts till en kontakt på omkopplaren och '-' -uttaget på DC-uttaget ansluts till GND-stiftet på 7805-regulatorn.
2. Den andra brytaren är ansluten till Vin -stiftet på 7805 -regulatorn.
3. Anslut tre 100 nF kondensatorer parallellt mellan Vin och GND -stiftet på spänningsregulatorn. (Använd kretskort för allmänna ändamål för detta ändamål)
4. Anslut en 100 nF kondensator mellan Vout och GND -stift på spänningsregulatorn. (Använd kretskort för allmänna ändamål för detta ändamål)
5. Anslut Vout -stift på 7805 spänningsregulator med IN+ stift på TP4056 -modul.
6. Anslut GND-stift på 7805 spänningsregulator med IN-stift på TP4056-modul.
7. Anslut '+' terminalen på batterihållaren till B+ stift och '-' terminalen på batterihållaren till B-stiftet på TP4056-modulen.

Gjort.

Obs:- om du använder 5 V-väggadapter kan du hoppa över 7805 regulatordel (inklusive kondensatorer) och direkt ansluta '+' terminal och '-' terminal på väggadapter till IN+ respektive IN-stift på TP4056

Obs:- När du använder 12V-adapter blir 7805 varm när den bär 1A, kylfläns kan vara till nytta

Därefter monterar vi allt i höljet.

Steg 6: Montering: Del 1- Ändra kapslingen

Följ dessa steg för att ändra kapslingen för att passa i elektronikkretsarna.

1. Markera måtten på batterihållaren på höljet med en bladkniv. (Bild nr-1)
2. Använd hetblad för att skära igenom höljet enligt märkningen av batterihållaren. (Bild nr 2 och 3)
3. Efter att ha klippt med hjälp av hetbladskåpa ska det likna bild nr 4.
4. Markera USB -porten på TP4056 på höljet. (Bild nr 5 och 6)
5. Använd hot-blade för att skära igenom höljet enligt märkningen av USB-porten. (Bild nr-7)
6. Ta dimension och markera TP4056s lysdioder på höljet. (Bild nr 8 och 9)
7. Använd hetblad för att skära igenom höljet enligt märkningen av lysdioder. (Bild nr-10)
8. Följ liknande steg för att göra monteringshål för DC-uttag och omkopplare. (Bild nr-11 och 12)

Efter att ha ändrat höljet, får plats i elektroniken.

Steg 7: Montering: Del 2- Sätta elektronik inuti höljet

Följ dessa steg för att placera elektronik inuti höljet.

1. Sätt i batterihållaren så att monteringspunkterna ligger utanför höljet; använd limpistol för att göra en fast fog. (Bild nr-1)
2. Placera TP4056-modulen så att lysdioder och USB-port är tillgängliga från utanför höljet, du behöver inte oroa dig om rätt mätningar gjordes i föregående steg, saker kommer att falla på plats automatiskt, använd slutligen limpistol för att göra en fast skarv. (Bild nr- 2)
3. Placera 7805 spänningsregulator krets; Använd limpistol för att göra en fast fog. (Bild nr-3)
4. Placera DC -uttag och switch på motsvarande platser och använd igen limpistol för att göra en fast fog. (Bild nr-4)
5. Slutligen efter montering ska det se ut ungefär som bild nr-5 inuti höljet.
6. Använd några extra skruvar och skruvmejsel för att stänga det bakre locket. (Bild nr-6)
7. Senare använde jag till och med lite svart isoleringstejp för att täcka över oönskade utskott som uppstod genom att skära igenom heta blad. (arkivering är också ett bra alternativ)

Färdig litiumjonladdare ser ut som visas i bild nr 7. Låt oss nu testa laddaren.

Steg 8: Testkörning

Sätt i ett urladdat litiumjonbatteri inuti laddaren, anslut en 12 V DC-ingång eller en USB-ingång. Laddaren ska blinka RÖD och indikerar att laddning pågår.

Efter ett tag, när batteriet är laddat, ska laddaren blinka BLÅ.

Jag har bifogat bilder av min laddare som utför batteriladdning och avslutar laddningsprocessen.

Så. Äntligen är vi klara.

Tack för din tid. Glöm inte att kolla in mina andra instruktioner och min youtube -kanal..