В этом уроке мы покажем вам, как заряжать литиевую батарейку 18650, используя чип TP4056 и солнечную энергию.
Комплектующие
Было бы здорово, если бы вы могли заряжать батарею мобильных телефонов, используя солнце вместо зарядного устройства USB, неправда ли?
Общая стоимость этого проекта, за исключением батареи, составляет чуть менее 5 долларов США. Батарея добавит еще от $4 до $5 баксов. В итоге у нас получится портативный блок питания.
Таким образом, общая стоимость проекта составляет около 10 долларов США. Все компоненты доступны на АлиЭкспресс по действительно хорошей цене.
Для этого проекта нам понадобятся:
- 5В солнечная батарея (убедитесь, что она составляет 5В и не меньше);
- монтажная плата общего назначения, макетная плата;
- 1N4007 высоковольтный высокоомный диод (для защиты от обратного напряжения). Этот диод рассчитан на ток в прямом направлении 1А с пиковым значением обратного напряжения 1000 В;
- Медный провод;
- 2x клеммные колодки PCB;
- держатель батареи 18650;
- аккумулятор 3.7V 18650;
- плата защиты аккумулятора TP4056 (с защитой IC или без нее);
- усилитель мощности 5В;
- некоторые соединительные провода;
- оборудование для пайки.
Как работает TP4056
Если посмотреть на саму плату, то мы увидим, что она имеет чип TP4056 наряду с несколькими другими компонентами, представляющими для нас интерес.
На плате один красный и один синий светодиод. Красный загорается, когда он заряжается, а синий — при полной зарядке. Также есть мини-USB-разъем для зарядки аккумулятора от внешнего USB-зарядного устройства. Еще есть также два места куда вы можете припаять свою собственную зарядную единицу. Эти места отмечены как IN- и IN +.
Мы будем использовать их для питания этой платы. Батарея будет подключена к этим двум точкам, обозначенным как BAT + и BAT-. Плата требует входного напряжения от 4,5 до 5,5 В для зарядки аккумулятора.
На рынке доступны две версии этой платы. Один с модулем защиты от разряда батареи и один без него. Обе платы имеют ток зарядки 1А и отключении по завершении.
Кроме того, один с защитой отключает нагрузку, когда напряжение аккумулятора падает ниже 2,4 В, чтобы защитить батарею от слишком низкого тока (например, в пасмурный день), а также защищает от перенапряжения и обратной полярности (обычно уничтожает себя вместо батареи), однако, пожалуйста, проверьте, правильно ли вы всё подключили в самый первый раз.
Схема устройства
Эти платы действительно очень сильно нагреваются, поэтому мы будем паять их немного над печатной платой. Для этого мы будем использовать жесткий медный провод, чтобы сделать ножки для печатной платы. У нас будет 4 кусочка медных проводов, чтобы сделать 4 ножки для монтажной платы. Для этого вы также можете использовать — штыревые разъемы вместо медного провода.
Солнечный элемент подключается к клеммам IN + и IN-платы зарядки TP4056 соответственно. Диод вставлен в положительный конец для защиты от обратного напряжения. Затем BAT + и BAT- платы подключаются к + ve и -ve концам батареи. Это все, что нам нужно для зарядки аккумулятора.
Теперь для питания платы Arduino нам нужно увеличить выход до 5В. Итак, мы добавляем усилитель напряжения 5 В к этой схеме. Подключите -ve батареи к IN- усилителя и ve+ к IN+, добавив переключатель между ними. Мы подключили бустерную плату прямо к зарядному устройству, но мы рекомендуем установить там SPDT-переключатель. Поэтому, когда устройство заряжает батарею, она заряжается и не используется.
Солнечные элементы подключены к входу зарядного устройства литиевой батареи (TP4056), выход которого подключен к литиевой батарее 18560. Усилитель напряжения 5 В также подключен к аккумулятору и используется для преобразования от 3,7 В постоянного тока до 5 В постоянного тока.
Напряжение зарядки обычно составляет около 4,2 В. Вход усилителя напряжения варьируется от 0,9 до 5,0 В. Таким образом, он увидит около 3,7 В на его входе, когда батарея разряжается, и 4.2 В, когда она подзаряжается. Выходной сигнал усилителя до остальной части цепи будет поддерживать его значение 5 В.
Этот проект будет очень полезен для питания удаленного регистратора данных. Как известно, источник питания всегда является проблемой для удаленного регистратора, и в большинстве случаев нет доступной розетки.
Подобная ситуация заставляет вас использовать некоторые батареи для питания вашей цепи. Но в конце концов, батарея умрет. Наш недорогой проект солнечного зарядного устройства станет отличным решением для такой ситуации.
Как сделать солнечное зарядное устройство.
Солнечное зарядное устройство для телефона незаменимо в поездках на природу где нет возможности воспользоваться бытовой сетью. Зарядить телефон, планшет, фонарь, можно с помощью самодельного зарядного устройства, которое работает на солнечной батарее. Все компоненты для изготовления есть в продаже.
Для зарядки любого мобильного телефона или дополнительного аккумулятора (Power bank) требуется напряжение 4,7 — 5V, ток заряда около 200 мА, поэтому понадобится сделать зарядное с такими параметрами.
Как сделать солнечную батарею для зарядки телефона.
Чтобы сделать зарядное устройство, работающее на солнечной батарее, в первую очередь понадобится сам солнечный элемент. Взять его можно из обычного садового фонарика.
Размеры солнечного элемента в садовых фонариках могут быть различных размеров, но чаще встречаются 70 х 70 см, такая панелька на солнце развивает 2,5 – 3,5 V, есть панельки, которые выдают 4,5 V. Проверить какое напряжение выдает солнечный элемент можно вольтметром, для зарядки телефона понадобится примерно 7 V, то есть 2 панельки.
Кроме солнечных элементов нам понадобится контроллер заряда литий-ионного аккумулятора, он будет выдавать на выходе стабильно 5 V. Контроллер можно приобрести в магазинах радиотоваров.
Итак, солнечная зарядка состоит из солнечной панели, к которой подсоединяется контроллер, через который и будет подключаться телефон для зарядки.
Берём контроллер, места для подключения входа обозначены IN+ IN- подключаем к солнечному элементу соответственно плюс к плюсу минус к минусу. Контактные площадки для выхода обозначены BAT+ и BAT-, к ним подключам кусок провода с USB выходом к которому и будет подключаться телефон для зарядки.
С помощью горячего силикона можно зафиксировать контроллер и солнечный элемент в любом подходящем корпусе.
В походных условиях такой зарядкой можно заряжать, телефон, фонарь, планшет, или запасной аккумулятор (Power bank).
Вступить в группу ВКонтакте
Сейчас уже трудно представить свою жизнь без мобильного телефона. Мы общаемся с родными и друзьями, ведем деловые переговоры, слушаем музыку, играем в игры и т.д. Но пользоваться прелестями цивилизации мы можем до тех пор, пока не разрядится аккумулятор, после чего заряжаем его и опять эксплуатируем по полной программе.
Но бывают ситуации, когда даже зарядное устройство может не помочь. Например, вы отправились на природу, а там как полагается, нет электрических розеток, или дома по каким либо причинам отключили электричество.
В данной статье вы узнаете, как сделать солнечную usb зарядку для телефона своими руками. И теперь вы можете, общаться и слушать музыку на природе не боясь, что аккумулятор в вашем телефоне разрядится в неподходящий момент.
Вы считаете сделать солнечную usb зарядку для телефона своими руками это сложно? Вовсе не так! Мы не будем изобретать колесо, а всего лишь используем доступные комплектующие которые, к тому же, стоят не так уж и дорого.
Для изготовления солнечного зарядного устройства, нам понадобится солнечная батарея и контроллер заряда или повышающий преобразователь напряжения на 5В.
В чем отличие преобразователя от контроллера? Контроллер заряда от солнечных батарей применяется, если подключаемая солнечная батарея вырабатывает напряжение 7-30 В, а контроллер будет преобразовывать в стабильные 5В необходимые для зарядки мобильных телефонов.
Если ваша солнечная батарея вырабатывает от 0,5 до 5В, тогда необходимо использовать повышающий преобразователь напряжения . Достоинство повышающего преобразователя в том, что даже если на входе будет всего лишь 0,5В, то на выходе мы все равно получим необходимые 5В. Таким образом, мы можем использовать солнечные батареи от садовых фонариков или даже использовать солнечную батарею на транзисторах (правда из за маленького тока выдаваемым транзисторами, телефон будет заряжаться ну очень долго).
В связи с этим, я бы рекомендовал использовать преобразователи, поскольку они дешевле, доступнее и меньше по размеру, чем контроллеры.
Теперь нам остается только припаять провод от солнечной батареи к преобразователю и солнечная usb зарядка готова к использованию.
Чтобы плата преобразователя не болталась сзади, можно поместить его в какой ни будь подходящий корпус либо приклеить к солнечной батареи с тыльной стороны.
В качестве подставки можно использовать визитку из плотного картона.
Используя различные переходники, можно заряжать любой мобильный мелефон
Теперь вы энергонезависимы, и можете наслаждаться прелестями цивилизации вдалеке от электричества.
Что касается затрат, то стоимость преобразователя напряжения от 2$, а солнечную батарея обойдется в 3-5$, или можно, и вовсе вынуть из садового светильника.
поделиться с друзьями >>>
1. Оптимальный ток заряда, для любого аккумулятора составляет 10% от его емкости. Т.е. для зарядки ПЗУ на 20000мА, необходимо, чтобы солнечная батарея выдавала ток 2А. Но в таком случае, время зарядки будет составлять 14 часов (при условии, что ПЗУ полностью разряжен). Если увеличить ток до 20% (4А), то время зарядки 7 часов.
2. Исходя из выбранного тока зарядки (2А или 4А), приобретаете моно или поликристаллические элементы /solar_panel_parametri.php
Как правило, один элемент вырабатывает 0,5В, поэтому для получения 5В нам необходимо минимум 10 таких элементов, а лучше 12, на случай пасмурных дней.
Можно использовать готовые панельки на 5В как в данной статье. Например если вы приобретете панельки на 200мА, то для получения тока заряда 2А, вам необходимо 10 таких панелек.
3. Солнечные элементы (12шт) спаиваете последовательно по такому принципу /solar_panel_60w.php если использовали моно или поликристаллы.
Если использовали готовые 5В солнечные панельки, то паяете параллельно.
4. На выход солнечной панели устанавливаете контроллер заряда и пользуетесь
И что? Схема рабочая, и вы сами это подтвердил. А то что заряжать будет долго, то это вполне логично, чем меньше ток тем дольше заряжает. И в статье, ни слова не говорится о сроках зарядки.
p.s. оптимальный ток зарядки составляет 10-15% от емкости аккумулятора. Заряжая свой аккумулятор большим током вы уменьшаете ее срок службы.
Может для вашего телефона и нужно 1А, но большинство телефонов заряжаются и от меньшего тока (дольше только заряжаться будут).
Посмотрите характеристики зарядных устройств, которыми комплектуются мобильные телефоны (в большинстве случаев они на 0,5А).
Оптимальным считается, заряжать аккумулятор током 1/10 от его емкости, т.е. если ваш аккумулятор на 2000мА, то заряжать его необходимо током 200мА.
Разумеется время полной зарядки будет порядка 10 часов. А если заряжать током 20мА то заряжать будем 100 часов (долго, но это возможно). С другой стороны скорость зарядки аккумулятора можно значительно увеличить, и заряжать повышенным током, но в таком случае аккумулятор будет греться а его срок службы уменьшаться.
Что касается малого тока от солнечной зарядки то, чтобы не заряжать целые сутки, рекомендую использовать вот такой вариант /solar_panel_usb_zaryadnoe _2.php со встроенным аккумулятором.
Встроенный аккумулятор от солнечной панели будет заряжаться долго, но потом когда аккумулятор зарядится и вы его подключите к телефону, то телефон зарядится довольно быстро, поскольку ток зарядки для телефона уже будет идти не от солнечной панели а от встроенного аккумулятора.
Вы купили, полностью готовое зарядное (с солнечной батареей в комплекте)? Может не работает по причине неисправности? Напряжение на выходе не замеряли?
Если заряжать будете аккумулятор, то лучше использовать контроллер.
Если подключать будете к телефону, то в телефоне есть свой контроллер, поэтому необходимо использовать преобразователь. Но здесь есть другой нюанс, что повышающие преобразователи работают с напряжением до 5В. А при подаче напряжения выше 5В, на выходе можем получить ноль (хотя не факт). Как эту ситуацию исправить, читайте в комментариях ниже.
У меня солнечная батарея на 9v
Но это при максимальном свете.
При пасмурной погоде выдает конечно гораздо меньше и, соответственно, при пасмурной погоде понижающий преобразователь не выдает необходимых 5v.
Повышающий до 5v боюсь ставить, чтоб не спалить телефон((
Подскажите пожалуйста, что мне делать: мне припаять к ней преобразователь повышающий или понижающий?
А напряжение на выходе понижающего преобразователя есть (когда напряжение падает ниже 5В)?
Если напряжение есть, то что мешает после понижающего поставить повышающий?
Кстати, некоторые повышающие преобразователи, если входное напряжение превышает выходное, то переходят в линейный режим стабилизации. Однако в технических характеристиках не пишут на сколько максимальное входное напряжение можно подать. Нужно проверять путем экспериментов.
Спасибо за быстрый ответ))
Очень логично)
Да на понижающем 0,07v выдает
Этого хватит для повышения?
т.е. при подаче напряжения ниже 5В, на выходе получаем 0,07В. Это считай, что отключение питания 
Повышающие работают с напряжением от 0,5В.
Кренка стабилизирует ток до 5v
А если на кренку пойдет ток меньше 5v ? Например 4v на кренку, то она так и выпустит 4 ? )
В общем поэкспериментировал только что с кренками. Если подать 9В на 12В кренку, то на выходе имеем примерно 9В. А вот если подать 3В на 12В или 5В кренку то на выходе практически ноль.
Остается только поэкспериментировать с повышающим преобразователем, может который вам попадется при превышении напряжения все-же будет его стабилизировать (как говорится в характеристиках к этому преобразователю http://arduino-ua.com/prod793-povishaushhii-dc-dc-p reobrazovatel-5-v ).
Если окажется, что повышающий преобразователь отключается, при превышении напряжения, то можно будет попробовать соединить их параллельно (не забыв установить диоды)
Большое спасибо за нужную информацию и за Ваш труд)))
Когда сделаю отпишусь)
На входе 5,4v на выходе 0,07v
Может есть какаета рэлешка, чтоб при определённой входной нагрузке подавать или на повыщающий, или на понижающий
Сама же батарея выдает 5,4,
А после понижения 0,07
Может легче батарею перепилить на 2 части?
При полной загрузки вместо 9 будет 4,5
А при такой пагоде вместо 5,4 будет 2,7.
Правильно
И поставить один повышающий)
если перепилите батарею, то напряжение останется неизменным, а вот ток уменьшится в двое.
Что разве поставить вместо понижающего преобразователя кренку на 5В.
То есть при яркой погоде боюсь спалить повышающим преобразователем
При пасмурной с понижающим контроллером не работает
Спасибо очень познавательно, и действительно дешевле получается, чем заводские.
А в качестве корпуса для этой зарядки можно использовать какой нибудь б/у корпус от неисправной мобилы или планшета
