شاحن بطارية ليثيوم أيون DIY: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

تلعب البطاريات دورًا مهمًا في أي مشروع / منتجات تعمل بالبطاريات. البطاريات القابلة لإعادة الشحن باهظة الثمن ، حيث نحتاج إلى شراء شاحن بطارية مع البطاريات (حتى الآن) مقارنة باستخدام البطاريات ورميها ، ولكنها ذات قيمة كبيرة مقابل المال. تستخدم البطاريات القابلة لإعادة الشحن عدة تركيبات مختلفة من مواد الإلكترود والإلكتروليتات ، على سبيل المثال ، حمض الرصاص ، وكادميوم النيكل (NiCd) ، وهيدريد معدن النيكل (NiMH) ، وأيون الليثيوم (Li-ion) ، وبوليمر أيون الليثيوم (Li-ion polymer).

لقد استخدمت بطارية Li-ion في أحد مشاريعي وقررت بناء شاحن بدلاً من شراء شاحن باهظ الثمن ، فلنبدأ.

الخطوة 1: فيديو سريع

إليك مقطع فيديو سريع يأخذك عبر جميع الخطوات في دقائق قليلة.

انقر هنا لمشاهدته على يوتيوب

الخطوة 2: قائمة مكونات الإلكترونيات

فيما يلي قائمة المكونات اللازمة لشاحن بطارية Li-ion.

• وحدة شاحن بطارية ليثيوم أيون TP4056 القائمة مع حماية البطارية ،
• محول جداري 12 فولت 2 أمبير ،
• مفتاح SPST ثنائي السنون ،
• منظم الجهد 7805 (1 في الكمية) (يمكنك تخطي هذا إذا كان لديك محول جداري 5 فولت) ،
• 100 nF مكثف (4 في الكمية) (يمكنك تخطي هذا إذا كان لديك محول جداري 5 فولت) ،
• حامل بطارية ليثيوم أيون 18650
• مقبس DC و ،
• لوحة دوائر كهربائية للأغراض العامة.

الخطوة 3: قائمة الأدوات

فيما يلي قائمة بالأدوات المستخدمة في شاحن بطارية Li-ion.

• لحام الحديد ، سلك لحام ،
• الشفرة الساخنة (رابط إلى التعليمات الخاصة بي ، والتي ستساعدك في صنع هذه الشفرة) ،
• مسدس الغراء ، عصي الغراء ،
• سائق المسمار ومسامير الغيار و ،
• حاوية بلاستيكية - 8 سم × 7 سم × 3 سم (حول هذا الحجم يجب أن تعمل).

الآن بعد أن أصبحت جميع الأدوات والمكونات في مكانها الصحيح ، دعنا نلقي نظرة ختامية على وحدة TP4056 ، والتي تعد جزءًا لا يتجزأ من شاحن البطارية لدينا.

الخطوة 4: وحدة شاحن بطارية ليثيوم أيون القائمة على TP4056

دعنا ندخل في تفاصيل هذه الوحدة. يوجد إصداران من لوحة تفريق شاحن Li-ion المستندة إلى TP4056 متوفرة في السوق ؛ مع دوائر حماية البطارية وبدونها. سنستخدم واحدة مع دارة حماية البطارية.

لوحة الفصل التي تحتوي على دوائر حماية البطارية ، توفر الحماية باستخدام DW01A (حماية البطارية IC) و FS8205A (ثنائي N-Channel Enhancement Mode Power MOSFET). ومن ثم ، تحتوي لوحة الاختراق مع حماية البطارية على 3 دوائر متكاملة (TP4056 + DW01A + FS8205A) ، بينما تحتوي اللوحة التي لا تحتوي على حماية للبطارية على 1 IC (TP4056).

TP4056 عبارة عن وحدة شاحن خطي كاملة التيار المستمر / الجهد الثابت لبطاريات الليثيوم أيون أحادية الخلية. تجعل حزمة SOP وعدد المكونات الخارجية المنخفض TP4056 مثاليًا لتطبيقات DIY. يمكن أن تعمل مع USB وكذلك محولات الحائط. لقد أرفقت صورة لمخطط الدبوس لـ TP4056 (الصورة رقم 2) مع صورة لدورة الشحن (الصورة رقم 3) تُظهر شحنًا ثابتًا للجهد الثابت والجهد الثابت. يُظهر مصباحان LED الموجودان على لوحة الاختراق هذه حالة تشغيل مختلفة مثل الشحن وإنهاء الشحن وما إلى ذلك (الصورة رقم 4).

من أجل الشحن الآمن لبطاريات الليثيوم أيون 3.7 فولت ، يجب شحنها بتيار ثابت من 0.2 إلى 0.7 مرة من سعتها ، حتى يصل جهدها الطرفي إلى 4.2 فولت ، وبعد ذلك يجب شحنها في وضع الجهد الثابت حتى ينخفض تيار الشحن إلى 10٪ من معدل الشحن الأولي. لا يمكننا إنهاء الشحن عند 4.2 فولت لأن السعة التي تم الوصول إليها عند 4.2 فولت لا تزيد عن 40-70٪ من السعة الكاملة. كل هذا يتم الاهتمام به بواسطة TP4056. الآن هناك شيء مهم ، يتم تحديد تيار الشحن بواسطة المقاوم المتصل بدبوس PROG ، تأتي الوحدات المتوفرة في السوق بشكل عام مع 1.2 KOhm متصلة بهذا الدبوس ، والذي يتوافق مع تيار شحن 1 أمبير (الصورة رقم 5). يمكنك اللعب مع هذا المقاوم للحصول على تيار الشحن المطلوب.

رابط إلى ورقة بيانات TP4056

DW01A عبارة عن IC لحماية البطارية ، توضح الصورة رقم 6 دوائر التطبيق النموذجية. يتم توصيل MOSFETS M1 و M2 خارجيًا من خلال FS8205A IC.

رابط إلى ورقة بيانات DW01A

رابط إلى ورقة بيانات FS8205A

يتم تجميع كل هذه الأشياء على لوحة فصل شاحن بطارية ليثيوم أيون TP4056 التي تم ذكر ارتباطها في الخطوة رقم 2. نحتاج إلى القيام بأمرين فقط ، وإعطاء جهد في نطاق 4.0 إلى 8.0 فولت عند أطراف الإدخال وتوصيل بطارية في طرفي B + و B في TP4056.

بعد ذلك ، سنقوم ببناء باقي دوائر شاحن البطاريات.

الخطوة 5: الدائرة

الآن ، دعنا نربط المكونات الكهربائية باستخدام حديد اللحام وسلك اللحام ، لإكمال الدوائر. لقد أرفقت صورًا لمخطط فريتزينج ونسختي من الدوائر الفيزيائية ، ألق نظرة عليها. فيما يلي وصف للنفس.

1. يتصل طرف '+' لمقبس التيار المستمر بطرف واحد للمفتاح ويتصل طرف '-' لمقبس التيار المستمر بدبوس GND لمنظم 7805.
2. يتم توصيل دبوس التبديل الآخر بـ Vin من منظم 7805.
3. قم بتوصيل ثلاثة مكثفات 100 nF بالتوازي بين Vin و GND pin لمنظم الجهد. (استخدم لوحة دوائر كهربائية للأغراض العامة لهذا الغرض)
4. قم بتوصيل مكثف 100 nF بين دبوس Vout و GND لمنظم الجهد. (استخدم لوحة دوائر كهربائية للأغراض العامة لهذا الغرض)
5. قم بتوصيل دبوس Vout الخاص بمنظم الجهد 7805 مع IN + pin لوحدة TP4056.
6. قم بتوصيل دبوس GND الخاص بمنظم الجهد 7805 بدبوس وحدة TP4056.
7. قم بتوصيل "+" طرف حامل البطارية بـ B + pin و "-" طرف حامل البطارية بـ B- طرف من وحدة TP4056.

منتهي.

ملاحظة: - إذا كنت تستخدم محول جداري بجهد 5 فولت ، فيمكنك تخطي جزء منظم 7805 (بما في ذلك المكثفات) وتوصيل "+" طرفي و "-" مباشرة لمحول الحائط بمنافذ IN + و IN- من TP4056 على التوالي

ملحوظة: - أثناء استخدام محول 12 فولت ، سوف يسخن 7805 عندما يحمل 1A ، يمكن أن يكون المشتت الحراري مفيدًا

بعد ذلك ، سنقوم بتجميع كل شيء في الغلاف.

الخطوة 6: التجميع: الجزء الأول - تعديل الضميمة

اتبع هذه الخطوات لتعديل العلبة لتلائم دائرة الإلكترونيات.

1. ضع علامة على أبعاد حامل البطارية على العلبة باستخدام سكين شفرة (الصورة رقم 1)
2. استخدم الشفرة الساخنة لقطع العلبة وفقًا لعلامة حامل البطارية (الصورة رقم 2 و 3)
3. بعد إجراء القطع باستخدام حاوية الشفرة الساخنة ، يجب أن تشبه الصورة رقم 4.
4. ضع علامات على منفذ USB لـ TP4056 على العلبة. (الصورة رقم 5 و 6)
5. استخدم الشفرة الساخنة لقطع العلبة وفقًا لعلامة منفذ USB. (الصورة رقم 7)
6. خذ أبعادًا وقم بوضع علامات لمصابيح LED الخاصة بـ TP4056 على العلبة. (الصورة رقم 8 و 9)
7. استخدم الشفرة الساخنة لقطع العلبة وفقًا لعلامات LEDs. (الصورة رقم 10)
8. اتبع خطوات مماثلة لعمل فتحات تركيب لمقبس ومفتاح التيار المستمر (الصورة رقم 11 و 12)

بعد تعديل العلبة ، دعنا نلائم الإلكترونيات.

الخطوة 7: التجميع: الجزء 2 - وضع الإلكترونيات داخل العلبة

اتبع هذه الخطوات لوضع الإلكترونيات داخل العلبة.

1. أدخل حامل البطارية بحيث تكون نقاط التثبيت خارج العلبة ؛ استخدم مسدس الغراء لعمل وصلة ثابتة (الصورة رقم 1)
2. ضع وحدة TP4056 ، بحيث يمكن الوصول إلى مصابيح LED ومنفذ USB خارج العلبة ، فلا داعي للقلق إذا تم إجراء القياسات المناسبة في الخطوة السابقة ، ستقع الأشياء في مكانها تلقائيًا ، وأخيراً استخدم مسدس الغراء لعمل وصلة ثابتة. (الصورة رقم- 2)
3. ضع 7805 دائرة منظم الجهد ؛ استخدم مسدس الغراء لعمل مفصل ثابت. (الصورة رقم 3)
4. ضع مقبس التيار المستمر والمفتاح في مواقعهما المقابلة واستخدم مسدس الغراء مرة أخرى لعمل وصلة ثابتة. (الصورة رقم 4)
5. أخيرًا بعد التجميع ، يجب أن تبدو مثل الصورة رقم 5 داخل العلبة.
6. استخدم بعض البراغي الاحتياطية ومفك البراغي لإغلاق الغطاء الخلفي (الصورة رقم 6)
7. في وقت لاحق ، استخدمت شريطًا عازلًا أسود للتغطية على الإسقاطات غير المرغوب فيها الناتجة عن القطع خلال الشفرة الساخنة. (يعد التسجيل خيارًا جيدًا أيضًا)

يبدو شاحن الليثيوم أيون النهائي كما هو موضح في الصورة رقم 7. الآن دعنا نختبر الشاحن.

الخطوة 8: التشغيل التجريبي

أدخل بطارية ليثيوم أيون فارغة الشحن داخل الشاحن ، وقم بتوصيل إدخال 12 فولت تيار مستمر أو إدخال USB. يجب أن يضيء الشاحن باللون الأحمر مما يشير إلى أن الشحن قيد التقدم.

بعد فترة ، بمجرد شحن البطارية ، يجب أن يومض الشاحن باللون الأزرق.

لقد أرفقت صورًا للشاحن الخاص بي وهو يقوم بشحن البطارية وإنهاء عملية الشحن.

وبالتالي. أخيرا انتهينا.

شكرا على وقتك. لا تنس التحقق من إرشاداتي الأخرى وقناتي على youtube..