เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน DIY: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

แบตเตอรี่มีบทบาทสำคัญในโครงการ/ผลิตภัณฑ์ที่ใช้แบตเตอรี่ แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้นั้นมีราคาแพง เนื่องจากเราต้องซื้อเครื่องชาร์จแบตเตอรี่พร้อมกับแบตเตอรี่ (จนถึงตอนนี้) เมื่อเทียบกับการใช้งานและแบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้ง แต่ก็คุ้มค่าสมกับราคา แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ใช้วัสดุอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ร่วมกันหลายแบบ เช่น ตะกั่ว-กรด นิกเกิลแคดเมียม (NiCd) นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (NiMH) ลิเธียมไอออน (Li-ion) และลิเธียมไอออนโพลิเมอร์ (Li-ion polymer)

ฉันใช้แบตเตอรี่ Li-ion ในโครงการหนึ่งของฉันและตัดสินใจสร้างที่ชาร์จแทนที่จะซื้อที่มีราคาแพง มาเริ่มกันเลย

ขั้นตอนที่ 1: วิดีโอด่วน

นี่คือวิดีโอสั้นๆ ซึ่งจะนำคุณผ่านขั้นตอนทั้งหมดภายในไม่กี่นาที

คลิกที่นี่เพื่อดูบน youtube

ขั้นตอนที่ 2: รายการส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์

นี่คือรายการส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ Li-ion

• โมดูลเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน TP4056 พร้อมระบบป้องกันแบตเตอรี่
• อะแดปเตอร์ติดผนัง 12 โวลต์ 2 แอมป์,
• สวิตช์ SPST 2 ขา,
• 7805 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า (1 ในปริมาณ) (คุณสามารถข้ามได้หากคุณมีอะแดปเตอร์ติดผนัง 5 V)
• ตัวเก็บประจุ 100 nF (ปริมาณ 4 ตัว) (คุณสามารถข้ามสิ่งนี้ได้หากคุณมีอะแดปเตอร์ติดผนัง 5 V),
• ที่ใส่แบตเตอรี่ Li-ion 18650
• แจ็ค DC และ,
• แผงวงจรเอนกประสงค์

ขั้นตอนที่ 3: รายการเครื่องมือ

นี่คือรายการเครื่องมือที่ใช้ในเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ Li-ion

• เหล็กบัดกรี, ลวดบัดกรี,
• ใบมีดร้อน (ลิงก์ไปยังคำแนะนำของฉันซึ่งจะช่วยคุณในการทำใบมีดนี้)
• ปืนกาวแท่งกาว,
• ไขควงและสกรูสำรองและ,
• ตู้พลาสติก - 8 ซม. x 7 ซม. x 3 ซม. (ประมาณขนาดนี้น่าจะใช้ได้)

เมื่อเครื่องมือและส่วนประกอบทั้งหมดเข้าที่แล้ว มาดูโมดูล TP4056 แบบปิด ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ของเรา

ขั้นตอนที่ 4: โมดูลเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนตาม TP4056

มาดูรายละเอียดของโมดูลนี้กัน บอร์ดฝ่าวงล้อมเครื่องชาร์จ Li-ion ที่ใช้ TP4056 มีสองรุ่นนี้ในตลาด มีและไม่มีวงจรป้องกันแบตเตอรี่ เราจะใช้อันที่มีวงจรป้องกันแบตเตอรี่

บอร์ดฝ่าวงล้อมที่มีวงจรป้องกันแบตเตอรี่ ให้การป้องกันโดยใช้ไอซี DW01A (IC ป้องกันแบตเตอรี่) และ FS8205A (Dual N-Channel Enhancement Mode Power MOSFET) ดังนั้นบอร์ดฝ่าวงล้อมที่มีการป้องกันแบตเตอรี่จึงมี 3 IC (TP4056+DW01A+FS8205A) ในขณะที่ตัวที่ไม่มีการป้องกันแบตเตอรี่จะมีเพียง 1 IC (TP4056)

TP4056 เป็นโมดูลเครื่องชาร์จเชิงเส้นแบบกระแสตรง/แรงดันคงที่แบบสมบูรณ์สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเซลล์เดียว แพ็คเกจ SOP และส่วนประกอบภายนอกที่มีจำนวนน้อยทำให้ TP4056 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน DIY มันสามารถทำงานร่วมกับ USB เช่นเดียวกับอะแดปเตอร์ติดผนัง ฉันได้แนบรูปภาพของแผนภาพพินของ TP4056 (รูปภาพที่ 2) พร้อมกับรูปภาพของรอบการชาร์จ (รูปภาพที่ 3) ที่แสดงการชาร์จแบบกระแสคงที่และแรงดันคงที่ ไฟ LED สองดวงบนแผงฝ่าวงล้อมนี้แสดงสถานะการทำงานต่างๆ เช่น การชาร์จ การสิ้นสุดการชาร์จ ฯลฯ (ภาพที่ 4)

เพื่อความปลอดภัยในการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 3.7 V อย่างปลอดภัย ควรชาร์จด้วยกระแสคงที่ 0.2 ถึง 0.7 เท่าของความจุ จนกว่าแรงดันขั้วของแบตเตอรี่จะถึง 4.2 V หลังจากนั้นควรชาร์จในโหมดแรงดันคงที่จนกว่ากระแสไฟชาร์จจะลดลงเหลือ 10% ของอัตราการชาร์จเริ่มต้น เราไม่สามารถยุติการชาร์จที่ 4.2 V ได้ เนื่องจากความจุถึง 4.2 V นั้นอยู่ที่ประมาณ 40-70% ของความจุเต็มเท่านั้น ทั้งหมดนี้ได้รับการดูแลโดย TP4056 ตอนนี้สิ่งสำคัญอย่างหนึ่ง กระแสไฟชาร์จถูกกำหนดโดยตัวต้านทานที่เชื่อมต่อกับพิน PROG โมดูลที่มีจำหน่ายในท้องตลาดโดยทั่วไปจะมาพร้อมกับ 1.2 KOhm ที่เชื่อมต่อกับพินนี้ ซึ่งสอดคล้องกับกระแสไฟชาร์จ 1 แอมแปร์ (ภาพที่ 5) คุณสามารถเล่นกับตัวต้านทานนี้เพื่อรับกระแสไฟที่ต้องการ

ลิงก์ไปยังแผ่นข้อมูลของ TP4056

DW01A เป็น IC ป้องกันแบตเตอรี่ ภาพที่ 6 แสดงวงจรการใช้งานทั่วไป MOSFETS M1 และ M2 เชื่อมต่อภายนอกผ่าน FS8205A IC

ลิงก์ไปยังแผ่นข้อมูลของ DW01A

ลิงก์ไปยังแผ่นข้อมูลของ FS8205A

สิ่งเหล่านี้ประกอบอยู่บนบอร์ดฝ่าวงล้อมเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ Li-ion TP4056 ซึ่งมีการเชื่อมโยงอยู่ในขั้นตอนที่ 2 เราต้องทำสองสิ่งเท่านั้น คือ ให้แรงดันไฟฟ้าในช่วง 4.0 ถึง 8.0 V ที่ขั้วอินพุต และต่อแบตเตอรี่ที่ขั้ว B+ และ B- ของ TP4056

ต่อไป เราจะสร้างวงจรเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ที่เหลือของเรา

ขั้นตอนที่ 5: วงจร

ตอนนี้ มาเชื่อมต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าโดยใช้หัวแร้งและลวดบัดกรีเพื่อทำให้วงจรสมบูรณ์ ฉันได้แนบรูปภาพของ Fritzing schematic และรุ่นของฉันของวงจรกายภาพให้ดูที่มัน ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายของสิ่งเดียวกัน

1. ขั้ว '+' ของแจ็ค DC เชื่อมต่อกับขั้วหนึ่งของสวิตช์ และขั้ว '-' ของแจ็ค DC เชื่อมต่อกับพิน GND ของตัวควบคุม 7805
2. หมุดสวิตช์อื่น ๆ เชื่อมต่อกับพิน Vin ของตัวควบคุม 7805
3. เชื่อมต่อตัวเก็บประจุ 100 nF สามตัวแบบขนานระหว่างขา Vin และ GND ของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า (ใช้แผงวงจรเอนกประสงค์เพื่อการนี้)
4. เชื่อมต่อตัวเก็บประจุ 100 nF ระหว่าง Vout และพิน GND ของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า (ใช้แผงวงจรเอนกประสงค์เพื่อการนี้)
5. เชื่อมต่อ Vout pin ของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 7805 กับขา IN+ ของโมดูล TP4056
6. เชื่อมต่อขา GND ของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 7805 กับขาขาเข้าของโมดูล TP4056
7. ต่อขั้ว '+' ของที่ใส่แบตเตอรี่เข้ากับพิน B+ และขั้ว '-' ของที่ใส่แบตเตอรี่เข้ากับพิน B ของโมดูล TP4056

เสร็จแล้ว.

หมายเหตุ:- หากคุณใช้อะแดปเตอร์ติดผนัง 5 V คุณสามารถข้ามส่วนควบคุม 7805 (รวมถึงตัวเก็บประจุ) และเชื่อมต่อขั้ว '+' และขั้ว '-' ของอะแดปเตอร์ติดผนังกับขา IN+ และ IN- ของ TP4056 ตามลำดับได้โดยตรง

หมายเหตุ: - ในขณะที่ใช้อะแดปเตอร์ 12V 7805 จะร้อนขึ้นเมื่อใช้ 1A ฮีตซิงก์จะมีประโยชน์

ต่อไปเราจะประกอบทุกอย่างในเคส

ขั้นตอนที่ 6: การประกอบ: ส่วนที่ 1- การแก้ไขสิ่งที่แนบมา

ทำตามขั้นตอนเหล่านี้เพื่อปรับเปลี่ยนกล่องหุ้มให้พอดีกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์

1. ทำเครื่องหมายขนาดของที่ใส่แบตเตอรี่บนตัวเครื่องโดยใช้มีดใบมีด (ภาพที่ 1)
2. ใช้ใบมีดร้อนตัดผ่านกล่องหุ้มตามเครื่องหมายที่ใส่แบตเตอรี่ (ภาพที่ 2 และ 3)
3. หลังจากทำการตัดโดยใช้โครงใบมีดร้อนควรมีลักษณะคล้ายกับภาพที่ 4
4. ทำเครื่องหมายพอร์ต USB ของ TP4056 บนตัวเครื่อง (ภาพที่ 5 และ 6)
5. ใช้ใบมีดร้อนเพื่อตัดผ่านกล่องหุ้มตามเครื่องหมายของพอร์ต USB (ภาพที่ 7)
6. ใช้มิติและทำเครื่องหมาย LED ของ TP4056 บนตัวเครื่อง (ภาพที่ 8 และ 9)
7. ใช้ใบมีดร้อนเพื่อตัดผ่านกล่องหุ้มตามเครื่องหมายของ LED (ภาพที่ 10)
8. ทำตามขั้นตอนที่คล้ายกันเพื่อสร้างรูยึดสำหรับแจ็คและสวิตช์ DC (ภาพที่ 11 และ 12)

หลังจากแก้ไขโครงเครื่องแล้ว ให้ใส่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ขั้นตอนที่ 7: การประกอบ: ส่วนที่ 2- การวางอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไว้ในกล่องหุ้ม

ทำตามขั้นตอนเหล่านี้เพื่อใส่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้าไปในตัวเครื่อง

1. ใส่ที่ใส่แบตเตอรี่โดยให้จุดยึดอยู่นอกตัวเครื่อง ใช้ปืนกาวสร้างข้อต่อให้แน่น (ภาพที่ 1)
2. วางโมดูล TP4056 เพื่อให้ LED และพอร์ต USB สามารถเข้าถึงได้จากภายนอกตัวเครื่อง ไม่ต้องกังวลหากมีการวัดที่ถูกต้องในขั้นตอนก่อนหน้า สิ่งต่างๆ จะเข้าที่โดยอัตโนมัติ ในที่สุดก็ใช้ปืนกาวเพื่อทำให้ข้อต่อแน่น (รูปภาพ No- 2)
3. วางวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า 7805; ใช้ปืนกาวทำข้อต่อให้แน่น (ภาพที่ 3)
4. วางแจ็ค DC และสวิตช์ในตำแหน่งที่เกี่ยวข้องและใช้ปืนกาวอีกครั้งเพื่อสร้างข้อต่อให้แน่น (ภาพที่ 4)
5. สุดท้ายหลังจากประกอบแล้ว ควรมีลักษณะเหมือน Image No-5 ภายในตัวเครื่อง
6. ใช้สกรูและตัวขับสกรูสำรองเพื่อปิดฝาหลัง (ภาพที่ 6)
7. ต่อมาฉันยังใช้เทปฉนวนสีดำเพื่อปกปิดส่วนที่ไม่พึงปรารถนาซึ่งเป็นผลมาจากการตัดผ่านใบมีดร้อน (การยื่นก็เป็นทางเลือกที่ดีเช่นกัน)

เครื่องชาร์จลิเธียมไอออนสำเร็จรูปมีลักษณะดังแสดงในภาพที่ 7 ตอนนี้เรามาทดสอบเครื่องชาร์จกัน

ขั้นตอนที่ 8: ทดลองรัน

ใส่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่คายประจุแล้วในเครื่องชาร์จ ต่ออินพุต 12 V DC หรืออินพุต USB เครื่องชาร์จควรกะพริบไฟ LED สีแดงแสดงว่ากำลังชาร์จอยู่

หลังจากนั้นไม่นาน เมื่อชาร์จแบตเตอรี่แล้ว เครื่องชาร์จควรกะพริบเป็นไฟ LED สีฟ้า

ฉันได้แนบภาพที่ชาร์จของฉันทำการชาร์จแบตเตอรี่และสิ้นสุดกระบวนการชาร์จ

ดังนั้น. ในที่สุดเราก็ทำเสร็จแล้ว

ขอบคุณที่สละเวลา. อย่าลืมตรวจสอบคำแนะนำอื่น ๆ ของฉันและช่อง YouTube ของฉัน..