Carregador de bateria de íon de lítio faça você mesmo: 8 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

As baterias desempenham um papel importante em qualquer projeto / produto operado por bateria. Baterias recarregáveis são caras, pois precisamos comprar carregador de bateria junto com baterias (até agora) em comparação com o uso e descarte de baterias, mas são de grande valor para o dinheiro. Baterias recarregáveis usam várias combinações diferentes de materiais de eletrodo e eletrólitos, por exemplo, ácido-chumbo, níquel cádmio (NiCd), hidreto metálico de níquel (NiMH), íon de lítio (íon de lítio) e polímero de íon de lítio (polímero de íon de lítio).

Usei bateria de íon-lítio em um de meus projetos e decidi construir um carregador em vez de comprar um caro, então vamos começar.

Etapa 1: vídeo rápido

Aqui está um vídeo rápido, que o levará por todas as etapas em poucos minutos.

Clique aqui para assistir no youtube

Etapa 2: Lista de componentes eletrônicos

Aqui está a lista dos componentes necessários para este carregador de bateria de íon-lítio.

• Módulo carregador de bateria de íon de lítio baseado em TP4056 com proteção de bateria,
• Adaptador de parede de 12 volts e 2 amperes,
• Chave SPST de 2 pinos,
• Regulador de tensão 7805 (1 em quantidade) (você pode pular se tiver um adaptador de parede de 5 V),
• Capacitor de 100 nF (4 em quantidade) (você pode pular se tiver um adaptador de parede de 5 V),
• Suporte de bateria Li-ion 18650
• Jack DC e,
• placa de circuito de uso geral.

Etapa 3: Lista de ferramentas

Aqui está a lista de ferramentas usadas neste carregador de bateria de íon-lítio.

• Ferro de solda, fio de solda,
• Lâmina quente (link para o meu instrutível, que irá ajudá-lo a fazer esta lâmina),
• Pistola de cola, bastões de cola,
• Chave de fenda e parafusos sobressalentes e,
• Caixa de plástico - 8 cm x 7 cm x 3 cm (cerca deste tamanho deve funcionar).

Agora que todas as ferramentas e componentes estão instalados, vamos dar uma olhada final em nosso módulo TP4056, que é parte integrante de nosso carregador de bateria.

Etapa 4: Módulo carregador de bateria de íon de lítio baseado em TP4056

Vamos entrar em detalhes sobre este módulo. Existem duas versões desta placa de breakout do carregador de íons de lítio baseada em TP4056 disponíveis no mercado; com e sem circuito de proteção de bateria. Estaremos usando um com circuito de proteção de bateria.

A placa breakout que contém o circuito de proteção da bateria fornece proteção usando ICs DW01A (IC de proteção da bateria) e FS8205A (MOSFET de alimentação do modo de aprimoramento de canal N duplo). Portanto, a placa breakout com proteção de bateria contém 3 ICs (TP4056 + DW01A + FS8205A), enquanto a placa sem proteção de bateria contém apenas 1 IC (TP4056).

TP4056 é um módulo carregador linear completo de corrente constante / voltagem constante para baterias de íon-lítio de célula única. Seu pacote SOP e baixa contagem de componentes externos tornam o TP4056 ideal para aplicações DIY. Ele pode funcionar com adaptadores USB e de parede. Anexei uma imagem do diagrama de pinos do TP4056 (Imagem No.2) junto com a imagem de um ciclo de carga (Imagem No.3) mostrando o carregamento de corrente constante e tensão constante. Dois LEDs nesta placa de breakout mostram vários status operacionais como carregamento, terminação de carga, etc. (Imagem No.4).

Para o carregamento seguro de baterias de íon de lítio 3,7 V, elas devem ser carregadas com corrente constante de 0,2 a 0,7 vezes sua capacidade, até que a tensão terminal atinja 4,2 V, depois devem ser carregadas em modo de tensão constante até que a corrente de carga caia para 10% da taxa de carregamento inicial. Não podemos encerrar o carregamento em 4,2 V porque a capacidade alcançada em 4,2 V é apenas cerca de 40-70% da capacidade total. Tudo isso é cuidado pelo TP4056. Agora, uma coisa importante, a corrente de carga é determinada pelo resistor conectado ao pino PROG, os módulos disponíveis no mercado geralmente vêm com 1,2 KOhm conectado a este pino, o que corresponde a 1 Ampere de corrente de carga (Imagem No.5). Você pode brincar com este resistor para obter a corrente de carga desejada.

Link para a folha de dados do TP4056

DW01A é um IC de proteção de bateria, a imagem nº 6 mostra o circuito de aplicação típico. Os MOSFETS M1 e M2 são conectados externamente através do IC FS8205A.

Link para a folha de dados de DW01A

Link para a folha de dados do FS8205A

Todas essas coisas são montadas na placa de breakout do carregador de bateria de íon de lítio TP4056 cujo link é mencionado na etapa No-2. Precisamos fazer apenas duas coisas, fornecer uma tensão na faixa de 4,0 a 8,0 V nos terminais de entrada e conectar uma bateria nos terminais B + e B- do TP4056.

A seguir, construiremos nosso restante do circuito do carregador de bateria.

Etapa 5: Circuito

Agora, vamos conectar os componentes elétricos usando ferro de solda e fio de solda para completar o circuito. Anexei imagens do esquema de Fritzing e minha versão dos circuitos físicos, dê uma olhada. A seguir está a descrição do mesmo.

1. O terminal '+' da tomada CC conecta-se a um terminal da chave e o terminal '-' da tomada CC conecta-se ao pino GND do regulador 7805.
2. O outro pino da chave é conectado ao pino Vin do regulador 7805.
3. Conecte três capacitores de 100 nF em paralelo entre Vin e o pino GND do regulador de tensão. (Use placa de circuito de uso geral para esta finalidade)
4. Conecte um capacitor de 100 nF entre Vout e pino GND do regulador de tensão. (Use placa de circuito de uso geral para esta finalidade)
5. Conecte o pino Vout do regulador de tensão 7805 com o pino IN + do módulo TP4056.
6. Conecte o pino GND do regulador de tensão 7805 com o pino IN do módulo TP4056.
7. Conecte o terminal '+' do suporte da bateria ao pino B + e o terminal '-' do suporte da bateria ao pino B- do módulo TP4056.

Feito.

Nota: - se você estiver usando um adaptador de parede de 5 V, você pode pular a parte do regulador 7805 (incluindo capacitores) e conectar diretamente o terminal '+' e o terminal '-' do adaptador de parede aos pinos IN + e IN- do TP4056, respectivamente

Observação: - Ao usar o adaptador de 12 V, o 7805 ficará quente ao carregar 1A, o dissipador de calor pode ser útil

A seguir, vamos montar tudo no invólucro.

Etapa 6: Montagem: Parte 1- Modificando o Gabinete

Siga estas etapas para modificar o invólucro a fim de se encaixar no circuito eletrônico.

1. Marque as dimensões do suporte da bateria no invólucro usando uma faca de lâmina. (Imagem No-1)
2. Use uma lâmina quente para cortar o invólucro de acordo com a marcação do suporte da bateria. (Imagem No-2 e 3)
3. Depois de fazer o corte, o invólucro de lâmina quente deve se parecer com a imagem nº 4.
4. Faça marcações na porta USB do TP4056 no gabinete. (Imagem nº 5 e 6)
5. Use hot-blade para cortar o gabinete de acordo com a marcação da porta USB. (Imagem No-7)
6. Avalie e faça marcações nos LEDs do TP4056 no gabinete. (Imagem No-8 e 9)
7. Use hot-blade para cortar o gabinete de acordo com a marcação dos LEDs. (Imagem No-10)
8. Siga etapas semelhantes para fazer orifícios de montagem para o conector DC e a chave. (Imagem No-11 e 12)

Depois de modificar o gabinete, vamos encaixar a parte eletrônica.

Etapa 7: Montagem: Parte 2 - Colocando os componentes eletrônicos dentro do gabinete

Siga estas etapas para colocar os componentes eletrônicos dentro do gabinete.

1. Insira o suporte da bateria de forma que os pontos de montagem fiquem fora do gabinete; use a pistola de cola para fazer uma junta firme. (Imagem No-1)
2. Coloque o módulo TP4056, de forma que os LEDs e a porta USB fiquem acessíveis de fora do gabinete, não precisa se preocupar se as medidas adequadas foram feitas na etapa anterior, as coisas vão se encaixar automaticamente, finalmente use a pistola de cola para fazer a junta firme. 2)
3. Coloque o circuito regulador de tensão 7805; use a pistola de cola para fazer uma junta firme. (Imagem No-3)
4. Coloque o conector DC e o interruptor em seus locais correspondentes e novamente use a pistola de cola para fazer uma junta firme. (Imagem No-4)
5. Finalmente, após a montagem, ele deve se parecer com a imagem nº 5 dentro do gabinete.
6. Use alguns parafusos sobressalentes e uma chave de fenda para fechar a tampa traseira. (Imagem No-6)
7. Mais tarde, até usei fita isolante preta para cobrir projeções indesejáveis resultantes do corte da lâmina quente. (arquivar também é uma boa opção)

O carregador de íon de lítio concluído tem a aparência mostrada na imagem No-7. Agora vamos testar o carregador.

Etapa 8: execução de teste

Insira uma bateria de íon de lítio descarregada dentro do carregador, conecte uma entrada de 12 V DC ou uma entrada USB. O carregador deve piscar o LED VERMELHO indicando que o carregamento está em andamento.

Depois de um tempo, assim que a bateria for carregada, o carregador deve piscar o LED AZUL.

Anexei imagens do meu carregador executando o carregamento da bateria e encerrando o processo de carregamento.

Então. Finalmente terminamos.

Obrigado pelo seu tempo. Não se esqueça de verificar meus outros instructables e meu canal do youtube.