DIY lithium-ion batterijlader - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Batterijen spelen een belangrijke rol in elk project/producten die op batterijen werken. Oplaadbare batterijen zijn duur, aangezien we (tot nu toe) een batterijlader samen met batterijen moeten kopen in vergelijking met gebruiks- en werpbatterijen, maar ze bieden veel waar voor uw geld. Oplaadbare batterijen gebruiken verschillende combinaties van elektrodematerialen en elektrolyten, bijvoorbeeld loodzuur, nikkel-cadmium (NiCd), nikkelmetaalhydride (NiMH), lithiumion (Li-ion) en lithiumionpolymeer (Li-ion-polymeer).

Ik gebruikte een Li-ion-batterij in een van mijn projecten en besloot een oplader te bouwen in plaats van een dure te kopen, dus laten we beginnen.

Stap 1: Snelle video

Hier is een korte video, die u in enkele minuten door alle stappen leidt.

Klik hier om het op youtube te bekijken

Stap 2: Lijst met elektronische componenten

Hier is de lijst met componenten die nodig zijn voor deze Li-ion batterijlader.

• Op TP4056 gebaseerde lithium-ionbatterijladermodule met batterijbescherming,
• 12 Volt 2 Ampère wandadapter,
• SPST 2-pins schakelaar,
• 7805 spanningsregelaar (1 in hoeveelheid) (u kunt dit overslaan als u een 5 V wandadapter heeft),
• 100 nF condensator (4 in hoeveelheid) (u kunt dit overslaan als u een 5 V-wandadapter heeft),
• Li-ion 18650 batterijhouder
• DC-aansluiting en,
• printplaat voor algemeen gebruik.

Stap 3: Lijst met hulpmiddelen

Hier is de lijst met gereedschappen die in deze Li-ion-acculader worden gebruikt.

• Soldeerbout, soldeerdraad,
• Hot blade (link naar mijn instructable, die je zal helpen bij het maken van dit mes),
• Lijmpistool, lijmstiften,
• Schroevendraaier en reserve schroeven en,
• Kunststof behuizing - 8 cm x 7 cm x 3 cm (rond deze maat zou moeten werken).

Nu alle gereedschappen en componenten op hun plaats zijn, laten we eens kijken naar onze TP4056-module, die een integraal onderdeel is van onze batterijlader.

Stap 4: Op TP4056 gebaseerde lithium-ionbatterijladermodule

Laten we ingaan op de details van deze module. Er zijn twee versies van dit op TP4056 gebaseerde Li-ion-oplader-breakoutboard op de markt verkrijgbaar; met en zonder batterijbeveiligingsschakeling. We zullen er een gebruiken met batterijbeveiligingscircuits.

Breakout-bord dat batterijbeveiligingscircuits bevat, biedt bescherming met behulp van DW01A (batterijbeveiligings-IC) en FS8205A (Dual N-Channel Enhancement Mode Power MOSFET) IC's. Vandaar dat het breakoutboard met batterijbescherming 3 IC's bevat (TP4056+DW01A+FS8205A), terwijl het bord zonder batterijbescherming slechts 1 IC bevat (TP4056).

TP4056 is een complete lineaire laadmodule met constante stroom/constante spanning voor lithium-ionbatterijen met één cel. Het SOP-pakket en het lage aantal externe componenten maken de TP4056 ideaal voor doe-het-zelftoepassingen. Het kan zowel met USB als met muuradapters werken. Ik heb een afbeelding van een pindiagram van TP4056 (afbeelding nr. 2) bijgevoegd, samen met een afbeelding van een laadcyclus (afbeelding nr. 3) die het opladen met constante stroom en constante spanning laat zien. Twee LED's op dit breakout-bord tonen verschillende bedrijfsstatussen, zoals opladen, opladen, enz. (Afbeelding nr. 4).

Voor veilig opladen van lithium-ionbatterijen van 3,7 V moeten ze worden opgeladen met een constante stroom van 0,2 tot 0,7 keer hun capaciteit, totdat hun klemspanning 4,2 V bereikt, later moeten ze worden opgeladen in de modus met constante spanning totdat de laadstroom daalt tot 10% van de initiële oplaadsnelheid. We kunnen het opladen bij 4,2 V niet beëindigen omdat de capaciteit die wordt bereikt bij 4,2 V slechts ongeveer 40-70% van de volledige capaciteit is. Dit alles wordt verzorgd door TP4056. Nu een belangrijk ding, de laadstroom wordt bepaald door de weerstand die is aangesloten op de PROG-pin, modules die op de markt verkrijgbaar zijn, worden over het algemeen geleverd met 1,2 KOhm aangesloten op deze pin, wat overeenkomt met 1 Ampère laadstroom (afbeelding nr. 5). Je kunt met deze weerstand spelen om de gewenste laadstroom te krijgen.

Link naar datasheet van TP4056

DW01A is een batterijbeschermings-IC, afbeelding nr. 6 toont het typische toepassingscircuit. MOSFETS M1 en M2 zijn extern aangesloten via FS8205A IC.

Link naar datasheet van DW01A

Link naar datasheet van FS8205A

Al deze dingen zijn geassembleerd op het breakoutboard van de TP4056 Li-ion batterijlader waarvan de link wordt vermeld in stap nr. 2. We hoeven maar twee dingen te doen, een spanning geven in het bereik van 4,0 tot 8,0 V op de ingangsklemmen en een batterij aansluiten op de B+ en B- klemmen van de TP4056.

Vervolgens zullen we onze rest van het circuit van de batterijlader bouwen.

Stap 5: Circuit

Laten we nu elektrische componenten aansluiten met behulp van soldeerbout en soldeerdraad, om het circuit te voltooien. Ik heb afbeeldingen van het Fritzing-schema bijgevoegd en mijn versie van het fysieke circuit, bekijk het eens. Hieronder volgt een beschrijving van hetzelfde.

1. De '+'-aansluiting van de DC-aansluiting wordt aangesloten op een aansluiting van de schakelaar en de '-'-aansluiting van de DC-aansluiting wordt aangesloten op de GND-pin van de 7805-regelaar.
2. Een andere pin van de schakelaar is verbonden met de Vin-pin van de 7805-regelaar.
3. Sluit drie 100 nF-condensatoren parallel aan tussen Vin en GND-pin van spanningsregelaar. (Gebruik hiervoor een printplaat voor algemeen gebruik)
4. Sluit een condensator van 100 nF aan tussen Vout en GND-pin van de spanningsregelaar. (Gebruik hiervoor een printplaat voor algemeen gebruik)
5. Verbind de Vout-pin van de 7805-spanningsregelaar met de IN+-pin van de TP4056-module.
6. Sluit de GND-pin van de 7805-spanningsregelaar aan op de IN-pin van de TP4056-module.
7. Sluit de '+'-aansluiting van de batterijhouder aan op de B+-pin en de '-'-terminal van de batterijhouder op de B-pin van de TP4056-module.

Gedaan.

Opmerking: - als u een 5 V-wandadapter gebruikt, kunt u het 7805-regelaargedeelte (inclusief condensatoren) overslaan en de '+'-aansluiting en '-'-aansluiting van de wandadapter rechtstreeks aansluiten op de IN+ en IN- pinnen van respectievelijk TP4056

Opmerking: - Tijdens het gebruik van de 12V-adapter wordt de 7805 heet als hij 1A draagt, een koellichaam kan van pas komen

Vervolgens zullen we alles in de behuizing monteren.

Stap 6: Montage: Deel 1- De behuizing aanpassen

Volg deze stappen om de behuizing aan te passen zodat deze in de elektronica past.

1. Markeer de afmetingen van de batterijhouder op de behuizing met een mes. (Afbeelding nr. 1)
2. Gebruik een heet mes om door de behuizing te snijden volgens de markering van de batterijhouder. (Afbeelding nr. 2 en 3)
3. Na het maken van een snede met een hot-blade behuizing moet deze lijken op afbeelding nr. 4.
4. Maak markeringen van de USB-poort van de TP4056 op de behuizing. (Afbeelding nr.-5 en 6)
5. Gebruik hot-blade om door de behuizing te snijden volgens de markering van de USB-poort. (Afbeelding nr.-7)
6. Meet de afmetingen en maak markeringen van de LED's van de TP4056 op de behuizing. (Afbeelding nr. 8 en 9)
7. Gebruik hot-blade om door de behuizing te snijden volgens de markering van LED's. (Afbeelding nr.-10)
8. Volg vergelijkbare stappen om montagegaten voor DC-aansluiting en schakelaar te maken. (Afbeelding nr. 11 en 12)

Na het aanpassen van de behuizing, laten we de elektronica inpassen.

Stap 7: Montage: Deel 2 - Elektronica in de behuizing plaatsen

Volg deze stappen om elektronica in de behuizing te plaatsen.

1. Plaats de batterijhouder zodanig dat de bevestigingspunten zich buiten de behuizing bevinden; gebruik lijmpistool om een stevige verbinding te maken. (Afbeelding No-1)
2. Plaats de TP4056-module, zodanig dat LED's en USB-poort toegankelijk zijn van buiten de behuizing, u hoeft zich geen zorgen te maken als de juiste metingen in de vorige stap zijn gedaan, dingen zullen automatisch op hun plaats vallen, gebruik tenslotte een lijmpistool om een stevige verbinding te maken. (Afbeelding Nee- 2)
3. Plaats 7805 spanningsregelaarcircuit; gebruik lijmpistool om een stevige verbinding te maken. (Afbeelding nr. 3)
4. Plaats de DC-aansluiting en schakelaar op hun corresponderende locaties en gebruik opnieuw een lijmpistool om een stevige verbinding te maken. (Afbeelding nr. 4)
5. Eindelijk, na montage, zou het er in de behuizing ongeveer uit moeten zien als afbeelding nr. 5.
6. Gebruik enkele reserveschroeven en een schroevendraaier om de achterklep te sluiten. (Afbeelding nr. 6)
7. Later heb ik zelfs wat zwarte isolatietape gebruikt om ongewenste uitsteeksels te bedekken die het gevolg waren van het doorsnijden van een heet mes. (deponeren is ook een goede optie)

De afgewerkte lithium-ion-oplader ziet eruit zoals weergegeven in afbeelding nr. 7. Laten we nu de oplader testen.

Stap 8: Proefdraaien

Plaats een lege lithium-ionbatterij in de oplader, sluit een 12 V DC-ingang of een USB-ingang aan. De oplader moet een RODE led knipperen om aan te geven dat het opladen bezig is.

Na een tijdje, zodra de batterij is opgeladen, moet de oplader BLAUWE led knipperen.

Ik heb afbeeldingen bijgevoegd van mijn oplader die het opladen van de batterij uitvoert en het laadproces beëindigt.

Dus. Eindelijk zijn we klaar.

Bedankt voor uw tijd. Vergeet niet om mijn andere instructables en mijn YouTube-kanaal te bekijken..