Зарядное устройство для ааа своими руками. Зарядное устройство для портативных аккумуляторов

Автоматическое умное зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов АА

Как нетрудно догадаться из названия, речь в этой статье пойдёт о простом, но полезном зарядном устройстве. Несмотря на свою простоту, оно умеет делать то, что под силу лишь дорогим фирменным зарядкам и что неведомо дешёвым из магазинов. А именно:

• восстановление ёмкости аккумуляторов, потерянной вследствие неправильной зарядки или эксплуатации
• правильный заряд, рекомендованный производителями

Более дорогие зарядные устройства обеспечивают правильный цикл, который рекомендуют производители аккумуляторов:

• разряд аккумулятора
• заряд с автоматическим определением его окончания
• отключение

Схема зарядного устройства, предлагаемого здесь, лишена всех недостатков и выполнена с учётом всех требований. Её автором является Сергей Задорожный, ссылка на страницу с авторским описанием:

Архив со схемой, рисунком печатной платы в разрешении 1:1 и схемой расположения элементов: charger_pcb.zip

Алгоритм работы устройства следующий:

• установка аккумулятора
• включение питания
• разряд аккумулятора (горит красный светодиод). этот этап можно пропустить, просто нажав кнопку.
• автоматическое определение окончания разряда по напряжению на аккумуляторе
• заряд (горит желтый светодиод) током 1/10 ёмкости
• автоматическое определение окончания заряда по напряжению на аккумуляторе
• подзаряд (горят жёлтый и зелёный светодиоды) низким током

В режиме подзаряда аккумулятор может находиться сколь угодно долго, поэтому можно смело оставлять аккумулятор в таком зарядном устройстве на ночь - он не будет перегрет и повреждён.

Нетрудно догадаться, что десяток циклов разряд-заряд может частично восстановить аккумулятор, потерявший ёмкость.

Устройство, несмотря на свою функциональность, выполнено без использования микроконтроллеров. Используется лишь одна распространённая микросхема LM2903 (можно заменить на LM393), имеющая в своём составе два компаратора. Один из них управляет процессом разряда аккумулятора, второй - зарядом и подзарядом.

Печатная плата - двухсторонняя, используются компоненты как в выводном исполнении, так и в SMD. Микросхема - в DIP корпусе, стабилизатор TL431 также выводной. Все транзисторы и почти все резисторы - SMD. Резисторы разряда и заряда - выводные, резистор подзаряда - SMD.

Замена деталей: IRLML2402 заменены на IRLML2502 (маркировка G 2 ZA 5), IRLML6302 заменены на IRLML6402 (маркировка E B KK 8).

Рассчитывать номиналы элементов необходимо для конкретных аккумуляторов в зависимости от их ёмкости. Как известно, оптимальный режим заряда NiMH аккумуляторов - током, в 10 раз меньшим их ёмкости, в течение примерно 10 часов. Например, для аккумуляторов ёмкостью 1300мА/ч это будет 130мА.

Ток разряда аккумулятора задаётся резистором R7, его сопротивление рассчитывается следующим образом: (U разр /I разр). Чтобы разрядить аккумулятор за оптимальное время, в районе одного часа, зададимся током разряда в 250мА. Напряжение на разряженном аккумуляторе должно быть порядка 1,18 вольт. По формуле находим: 1,18/0,25 = 4,7 Ом. Рассеиваемая мощность при этом = U 2 *R = 1,18 2 *4,7 = 0,3Вт.

Выбрав необходимый ток заряда , рассчитываем сопротивление параллельно соединённых резисторов R9||R10 по конечной формуле: 2,94/I зар -4,7. Для тока в 130мА это будет 2,94/0,13-4,7=18 Ом. Так как это - нужное сопротивление двух параллельно соединённых резисторов, то сопротивление каждого из них должно быть вдвое больше, то есть - 36 Ом. Мощность, выделяемую на каждом из этих резисторов, можно рассчитать по формуле: (I зар /2) 2 *2R = (0,13/2) 2 *36=0,15Вт.

Ток подзаряда целесообразно выбрать величиной в 2/5 от тока заряда. В рассматриваемом случае - это 50мА. Сопротивление резистора R18 рассчитывается по конечной формуле: 0,6/I подзар = 0,6/0,05 = 12 Ом. Рассеиваемая при этом мощность равна I подзар 2 *R = 0,05 2 *12 = 0,03 Вт.

Наладка устройства следующая:

• Резистор R1 переводится в крайнее левое по схеме положение
• Аккумулятор устанавливается в зарядное устройство
• Подключается питание
• Начинается разряд (горит красный светодиод)
• Засечь время начала заряда (зажёгся жёлтый светодиод)
• Через 10 часов, медленно вращая переменный резистор R1, добиться зажигания зелёного светодиода.

В качестве альтернативы.

На одном из радиолюбительских сайтов увидел схему для зарядки портативных Ni-Mn и Ni-Cd аккумуляторов с рабочим напряжением 1,2-1,4 В от USB-порта. С помощью этого устройства можно заряжать портативные аккумуляторные батарейки током примерно 100 мА. Схема несложная. Собрать её не составит труда даже начинающему радиолюбителю.

Конечно, можно купить готовое ЗУ. В продаже их сейчас великое множество и на любой вкус. Но их цена вряд ли удовлетворит начинающего радиолюбителя или того, кто способен сделать зарядное устройство своими руками.
Решил повторить эту схему, но сделать зарядное устройство для зарядки сразу двух аккумуляторов. Выдаваемый ток USB 2.0 составляет 500 mA. Так что можно смело подключить два аккумулятора. Доработанная схема выглядела так.

Так же хотелось, чтобы была возможность подключение внешнего источника питания напряжением 5 В.
Схема содержит всего восемь радиодеталей.

Из инструмента потребуется минимальный набор радиолюбителя: паяльник, припой, флюс, тестер, пинцет, отвёртки, нож. Перед пайкой радиодеталей их необходимо проверить на исправность. Для этого нам потребуется тестер. Резисторы проверить очень просто. Измеряем их сопротивление и сравниваем с номиналом. О том, как проверить диод и светодиод есть много статей в интернете.
Для корпуса использовал пластмассовый футляр размером 65*45*20 мм. Батарейный отсек вырезал из детской игрушки «Тетрис».

О переделке батарейного отсека расскажу подробней. Дело в том, что изначально
плюсы и минусы клемм питания батареек установлены противоположно. Но мне нужно было, что бы в верхней части отсека располагались две изолирование плюсовые клеммы, а внизу одна общая минусовая. Для этого я нижнюю плюсовую клемму перенёс наверх, а общую минусовую вырезал из жести, припаяв оставшиеся пружины.

В качестве флюса при паянии пружин применял паяльную кислоту с соблюдением всех правил техники безопасности. Место пайки обязательно промыть в проточной воде до полного удаления следов кислоты. Провода от клемм подпаял и пропустил внутрь корпуса через просверленные отверстия.

Батарейный отсек закрепил на крышке футляра тремя маленькими шурупами.
Плату выпилил из старого модулятора игровой приставки «Денди». Удалил все ненужные детали и дорожки печатного монтажа. Оставил только гнездо питания. В качестве новых дорожек использовал толстый медный провод. В нижней крышке просверлил отверстия для вентиляции.

Готовая плата плотно села в корпус, поэтому я её закреплять не стал.

После установки всех радиодеталей на свои места проверяем правильность монтажа и очищаем плату от флюса.
Теперь займёмся распайкой шнура питания и установкой тока зарядки для каждого аккумулятора.
В качестве шнура питания использовал USB шнур от старой компьютерной мышки и кусок питающего провода со штекером от «Денди».

Шнуру питания нужно уделить особое внимание. Ни в коем случае нельзя перепутать «+» и «-». У меня на штекере «+» питания подключен к центральному контакту чёрным проводом с белой полосой. А «-» питания идёт по чёрному (без полосы) проводу на наружный контакт штекера. На USB шнуре «+» идёт на красный провод а «-» на чёрный. Спаиваем плюс с плюсом и минус с минусом. Места пайки тщательно изолируем. Далее проверяем шнур на короткое замыкание, подключив тестер в режиме измерения сопротивления к клеммам штекера. Тестер должен показать бесконечное сопротивление. Все надо тщательно перепроверить, что бы ни спалить USB-порт. Если всё нормально, подключаем наш шнур к USB-порту и проверяем напряжение на штекере. Тестер должен показать 5 вольт.

Последний этап настройки это установка зарядного тока. Для этого разрываем цепь диода VD1 и «+» аккумулятора. В разрыв подключаем тестер в режиме измерения тока включенного на предел 200 mA. Плюс тестера на диод, а минус к аккумулятору.

Вставляем аккумулятор на место, соблюдая полярность, и подаём питание. При этом должен загореться светодиод. Он сигнализирует о том, что аккумулятор подключен. Далее, изменяя сопротивление R1, устанавливаем требуемый ток заряда. В нашем случае он равен примерно 100 mA . При уменьшении сопротивления резистора R1 зарядный ток увеличивается, а при увеличении уменьшается.

То же самое делаем для второго аккумулятора. После этого скручиваем наш корпус и
зарядное устройство готово к использованию.
Поскольку различные пальчиковые аккумуляторы имеют разную
емкость, потребуется разное время для зарядки этих аккумуляторов. Аккумуляторы
емкостью 1400 мА/ч с напряжением 1,2 В потребуется заряжать с помощью данной
схемы примерно 14 часов, а аккумуляторы 700 мА/ч потребуется всего 7 часов.
У меня имеются аккумуляторы емкостью 2700 мА/ч. Но заряжать их 27 часов от USB-порта не хотелось. Поэтому я и сделал гнездо питания для внешнего источника питания 5 вольт 1А, который у меня лежал без дела.

Вот ещё несколько фото готового устройства.

Наклейки рисовал программой FrontDesigner 3.0. Затем распечатал на лазерном принтере. Вырезал ножницами, наклеил лицевой стороной на тонкий скотч шириной 20 мм. Лишний скотч обрезал. В качестве клея использовал клей-карандаш, предварительно смазав им и наклейку и место, куда она клеится. Насколько это надёжно, пока не знаю.
Теперь плюсы и минусы данной схемы.
Плюс в том, что схема не содержит дефицитных и дорогостоящих деталей и собирается буквально на коленке. Так же есть возможность запитать от USB-порта, что не мало важно для начинающих радиолюбителей. Не надо ломать голову, откуда запитать схему. Не смотря на то, что схема очень простая, данный способ зарядки используется во многих промышленных зарядных устройствах.
Так же можно немного усложнив схему реализовать переключение зарядного тока.

Подбором R1,R3 и R4 можно выставить зарядный ток для разных по ёмкости аккумуляторов, тем самым обеспечив рекомендуемый зарядный ток для данного аккумулятора, который обычно равен 0,1C (C-ёмкость аккумулятора).
Теперь минусы. Самый большой, это отсутствие стабилизации зарядного тока. То есть
При изменении входного напряжения будет изменятся зарядный ток. Так же при ошибке в монтаже или коротком замыкании схемы есть большая вероятность спалить USB-порт.

Иногда случается так, что аккумулятор в машине садиться и завести ее уже не получается, так как стартеру не хватает напряжения и соответственно тока, чтобы провернуть вал двигателя. В этом случае можно «прикурить» от другого владельца авто, чтобы двигатель заработал и аккумулятор стал заряжаться от генератора, однако для этого нужны специальные провода и человек, желающий вам помочь. Можно так же зарядить аккумулятор самостоятельно посредством специализированного зарядного устройства, однако они достаточно дорогие, и пользоваться ими приходится не особо часто. Поэтому в данной статье мы подробно рассмотрим устройство самоделки, а также инструкцию о том, как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Устройство самоделки

Нормальное напряжение на аккумуляторе, отключенном от автомобиля, находится в пределах между 12,5 в и 15 в. Поэтому зарядное устройство должно выдавать такое же напряжение. Ток заряда должен быть равен примерно 0,1 от емкости, он может быть и меньше, но это увеличит время зарядки. Для стандартной батареи емкостью 70-80 а/ч ток должен быть равен 5-10 амперам в зависимости от конкретного аккумулятора. Наше самодельное зарядное устройство для АКБ должно соответствовать этим параметрам. Для сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора нам потребуются следующие элементы:

Трансформатор. Нам подойдет любой из старого электроприбора или купленный на рынке с габаритной мощностью порядка 150 Ватт, можно больше, но не меньше, иначе он будет сильно нагреваться и может выйти из строя. Отлично, если напряжение его выходных обмоток составляет 12,5-15 В, а ток порядка 5-10 ампер. Посмотреть эти параметры можно в документации к вашей детали. Если же нужной вторичной обмотки нет, то необходимо будет перемотать трансформатор под другое выходное напряжение. Для этого:

Таким образом мы нашли или собрали идеальный трансформатор, чтобы сделать зарядное устройство для аккумулятора своими руками.

Нам также понадобятся:

Подготовив все материалы можно переходить к самому процессу сборки автомобильного ЗУ.

Технология сборки

Чтобы сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, необходимо следовать пошаговой инструкции:

1. Создаем схему самодельной зарядки для АКБ. В нашем случае она будет выглядеть следующим образом:
   
2. Используем трансформатор ТС-180-2. Он имеет несколько первичных и вторичных обмоток. Для работы с ним нужно соединить последовательно две первичные и две вторичные обмотки, чтобы получить нужное напряжения и ток на выходе.
   
   
3. С помощью медного провода соединяем между собой выводы 9 и 9’.
   
4. На стеклотекстолитовой пластине собираем диодный мост из диодов и радиаторов (как показано на фото).
   
5. Выводы 10 и 10’ подключаем к диодному мосту.
6. Между выводами 1 и 1’ устанавливаем перемычку.
   
7. К выводам 2 и 2’ с помощью паяльника крепим сетевой шнур с вилкой.
8. В первичную цепь подключаем предохранитель на 0,5 А, 10-амперный соответственно во вторичную.
9. В разрыв между диодным мостом и аккумулятором подключаем амперметр и отрезок нихромовой проволоки. Один конец которой закрепляем, а второй должен обеспечивать подвижный контакт, таким образом будет меняться сопротивление и ограничиваться ток, подаваемый на аккумулятор.
10. Изолируем все соединения термоусадкой или изолентой и помещаем устройство в корпус. Это необходимо, чтобы избежать поражения электрическим током.
11. Устанавливаем подвижный контакт на конец проволоки, чтобы ее длинна и соответственно сопротивление были максимальны. И подключаем аккумулятор. Уменьшая и увеличивая длину проволоки, необходимо выставить нужное значение тока для вашего аккумулятора (0,1 от его емкости).
12. В процессе зарядки сила тока, подаваемая на аккумулятор, будет сама уменьшаться и когда она достигнет 1 ампера можно сказать, что аккумулятор зарядился. Желательно также контролировать непосредственно напряжение на батарее, однако для этого его необходимо отключить от з/у, так как при зарядке оно будет немного выше реальных значений.

Первый запуск собранной схемы любого источника питания или ЗУ всегда производят через лампу накаливания, если она загорелась в полный накал - или где-то ошибка, или первичная обмотка замкнута! Лампу накаливания устанавливают в разрыв фазного или нулевого провода, питающих первичную обмотку.

Данная схема самодельного зарядного устройства для АКБ имеет один большой недостаток – она не умеет самостоятельно отключать аккумулятор от зарядки после достижения нужного напряжения. Поэтому вам придется постоянно следить за показаниями вольтметра и амперметра. Есть конструкция, лишенная этого недостатка, однако для ее сборки потребуется дополнительные детали и больше усилий.

Наглядный пример готового изделия

Правила эксплуатации

Недостаток самодельного зарядного устройства для аккумулятора 12В заключается в том, что после полной зарядки АКБ автоматическое отключение прибора не происходит. Именно поэтому Вам придется периодически поглядывать на табло, чтобы вовремя выключить его. Еще один важный нюанс – проверять ЗУ «на искру» категорически запрещается.

Всем мозгочинам , здравствуйте! Полагаю все вы относитесь к той части населения планеты, у которой в ходу смартфоны, и думаю, за последние пару лет вы несколько раз меняли их на более продвинутые. Во всех «устаревших» смартфонах есть литий-ионные аккумуляторы, использовать которые в новых моделях не представляется возможности, и таким образом у вас остаются хорошие, но бесполезные аккумуляторы… А так ли это?

Лично у меня накопилось три телефонных аккумулятора (и телефоны я менял отнюдь не из-за неисправности батарей), они не нагревались и не разбухли, и их можно использовать для запитывания каких-нибудь гаджетов. Емкость среднего аккумулятора после 2 лет использования составляет около 80% от изначальной, это как раз период в течение которого я обычно приобретаю новый мозгосмартфон . А если задуматься еще о усилиях по получению исходных материалов, производству самих аккумуляторов и расходов на транспортировку…

Учитывая все высказанное было бы настоящим позором позволить им медленно «умирать» или просто выбросить их. В этой мозгостатье и ролике я расскажу вам, как своими руками сделать самоделку , позволяющую «дать новую жизнь» аккумуляторов от старых телефонов, то есть сделать внешний аккумулятор для гаджетов, он же POWERBANK.

Шаг 1: Материалы

Ну что, начнем с того, что же нужно для создания своего собственного внешнего аккумулятора. Из материалов необходимы:

• литий-ионный аккумулятор,
• плата зарядки и защиты для литий-ионных аккумуляторов, рассчитанная на 5В, максимальный входящий ток 1А (чем меньше, тем более продолжительней будет «вторая жизнь» аккумулятора),
• повышающий преобразователь постоянного тока с выходными значениями5В и макс. 600МА
  провода,
• несколько штырьковых разъемов,
• канцелярский зажим,
  кусочек акрила,
• винты,
• и выключатель.

Еще понадобятся:

• пара плоскогубцев,
• стриппер,
• паяльник,
• и клеевой пистолет,
• а еще дрель и бормашинка.

Шаг 2: Как работают платы?

Для начала ознакомимся с платой зарядки и защиты для литий-ионных аккумуляторов. Три ее важных функций это зарядка, защита от превышения тока и защита от слишком малого напряжения.

Литий-ионные батареи заряжаются по определенной схеме - когда они почти полностью заряжены, снижается их потребление тока. Мозгоплата распознает это и как только напряжение батареи достигнет 4.2В, останавливает зарядку. На выходе платы есть схема защиты предотвращающая превышение тока и чрезмерное понижение напряжения. В современные телефонные аккумуляторы такая защита уже встроена, но в данной самоделке эта плата позволит использовать незащищенные аккумуляторы, которые можно найти в старых ноутбуках. Зарядный ток платы можно настраивать посредством резистора, и он должен быть в пределах 30-50% от номинальной емкости аккумулятора.

DC преобразователь конвертирует постоянное напряжение батареи в квадратную волну и пропускает ее через небольшую катушку. Вследствие индукционных процессов образуется более высокое напряжение, которое обратно конвертируется в постоянное и может использоваться для запитывания гаджетов, рассчитанных на 5В.

Теперь, более менее зная с чем имеем дело, можно приступать собственно к сборке мозгоподелки .

Шаг 3: Проектирование

Прежде чем приступить к создания корпуса для самоделки , обмеряем компоненты и делаем чертеж. Так в моем мозгоустройстве аккумулятор будет крепиться с помощью канцелярского зажима, который прикручен к корпусу, платы будут располагаться поверх друг друга, контакты вход/выход будут сверху в верхней части корпуса, а контакты идущие к аккумуляторам - в нижней.

У некоторых аккумуляторов бывает нестандартное положение полярности контактов, поэтому эту «нестандартность» нужно учесть в нашем устройстве, то есть добавить штырьковые разъемы. Для этого берем разъем с тремя штырьками и вырываем средний, а сами штырьки загибаем с одной стороны, чтобы было удобней прикладывать их к контактам аккумулятора. Либо взять разъем с четырьмя штырьками, крайние из которых подсоединить к положительному выводу, а средние - к отрицательному, и тем самым менять полярность контактов просто подключая аккумулятор к левой или правой паре штырьков.

Шаг 4: Изготовление корпуса

А вот теперь займемся сборкой корпуса. Для этого берем линейку и острым ножом размечаем линии, процарапывая их примерно по 10 раз, чтобы затем не прикладывать к заготовке большие усилия и уже не использовать линейку. Процарапав линии на достаточную глубину прикладываем к ним плоскогубцы и сгибаем заготовку, пока она не сломается по этим линиям. «Наломав» таким образом все необходимые детали мозгокорпуса, зачищаем их и подгоняем друг к другу. Затем крепим их к устойчивой поверхности и с помощью бормашинки делаем отверстия и прорези под винты, выключатель, входы, выходы и штырьковые разъемы.

Шаг 5: Сборка электроцепи

До того, как приступить к сборке мозгоустройства собираем сначала электроцепь, и ориентируемся при этом на представленную схему. Небольшой выключатель здесь служит для включения/отключения преобразователя постоянного тока.

Шаг 6: Окончательная сборка

С помощью клеевого пистолета склеиваем платы друг с другом, а затем и с одной их деталей корпуса. Далее склеиваем весь корпус, и привинчиваем к нему канцелярский зажим.

Через штырьковый разъем подсоединяем аккумулятор и пробуем самоделку в действии. Если она не работает, то подключаем кабель зарядки.

Шаг 7: Использование!

Что ж, теперь аккумуляторы ваших старых телефонов снова в деле!

Предложенный мной вариант корпуса конечно не идеален, но для демонстрации всей концепции сгодиться. Могу даже поспорить, что вы предложите гораздо лучшее решение 🙂

На этом все, всем мозгоудачи !

». Сегодня я постараюсь рассказать как зарядить сотовый телефон от обычной пальчиковой батарейки, причем формат тут не важен можно использовать пальчиковую (AA), мизинчиковую (AAA) или еще какие-либо другие, самое важное чтобы напряжение было не больше 5,5 Вольт …

Как вы наверное уже догадались, в этом нам поможет , про который я уже рассказывал. При помощи него телефон можно зарядить от любого источника питания, главное ограничение в 5,5 Вольта, иначе спалим и схему и сам телефон.

Подготовка

Для того чтобы нам провести эксперимент, я решил показать саму схему без корпуса, сейчас правда у меня ходит мысль чтобы все это спрятать в какую-нибудь коробку и вывести USB разъем наружу. Но в эксперименте должна быть прозрачность, а поэтому зарядка будет в разобранном виде. Итак:

• Плата к ней я припаял провода.

• Батарейка, обычная пальчиковая формата AA

• Кабель USB для зарядки, будем подключать к телефону и к плате.

• НУ и сам смартфон.

Микросхема преобразовывает напряжение с элемента питания, до нужных нам 5 Вольт, именно при таком напряжении заряжается большая часть смартфонов, вы можете посмотреть сколько нужно энергии на «заряднике» своего смарта.

Подключение

Тут все очень просто — к нашей микросхеме, подключаем элемент питания в нашем случае это батарейка. НА плате можно увидеть, как засветился маленький светодиод, это значит — что плата готова к работе (на фото не очень видно, смотрите видео внизу).

Насколько хватит элемента питания

Ребята самому еще не удалось провести такой полный эксперимент – лично я ждал, пока зарядится хотя бы на один процент. Но друг у меня проводил такой заряд, по его словам хватает 1 элемента формата «AA» почти на 70 — 80% (само собой сотовый был полностью разряжен). Как я думаю, сказывается преобразование с 1,5 до 5 Вольта.

А вот если соединить два элемента, то вам может хватить почти на две полных зарядки, тут уже напряжение получается в 3,0 Вольта.

Преимущества такой схемы

Ребята как видите оборудование очень миниатюрное, поэтому можно скрыть в маленький корпус, и таскать с собой в сумке. Если смартфон разрядился, а вы в другом городе, просто покупаем и подключаем новую батарейку и заряжаем телефон, все очень просто. Такой вот одноразовый POWER BANK.

Сейчас видео версия статьи, познавательно смотрим.

На этом буду заканчивать ребята, будет еще много интересных статей, так что следите за блогом.