Самодельное зарядное устройство для батареек

Простой зарядник для пальчикового аккумулятора

Автор: AcousticManiac
Опубликовано 18.04.2013
Создано при помощи КотоРед.

Доброго дня всем, сегодня я поведаю вам историю поиска и обретения мной одной полезной схемки. Началось все аж летом 2011 года, когда я прикупил недорогой MP3-плеер флешку Explay L12, в USB втыкаемую и единым мизинцем питаемую. Покупал принципиально под мизинец, ибо меня не устраивает ничтожный период работоспособности техники со встроенным Li-Ion/Li-Po аккумулятором, который даже подзарядить негде в пути в случае непредвиденной посадки, а тут во как хорошо, сдох мизинец-выкинул да вставил запаску-и еще две недели слушай (кроме шуток, реально две недели держится на Дураселле али Энерджайзере).

Первое врямя так и делал-гальванику юзал, благо маман, очень кстати работающая на хозтоварах, снабжала меня качественными и недорогими энергоносителями. Но потом захотелось мне на NiMH-аккумулятор пересесть, пущай, думаю, маман лучше продает батарейки, чем мне давать, авось больше денег в доме будет)). Купить-то мизинец оказалось не проблема, а вот найти зарядку-на удивление сложно. Дело в том, что большинство зарядок, имеющихся в продаже, заряжают по два-четыре пальца, а с одним работать наотрез отказываются. Одноканальные зарядки, знаю, бывают, но такую найти не удалось. И начал я рыскать по интернетам в поисках схемы, желательно работающей от 5в. USB, заодно привлекши к поискам здешних форумчан, открывши тему с просьбой о помощи, и радость моя была велика, когда я нашел вот это:

Но радость оказалась недолгой. После сборки оказалось, что оно нифига не хочет работать-мелкий транзистор и ОУ греются, напряжение на выходе не настраивается, в общем, ужос. Усы мои поникли, и я, запивая Вискас валерьянкой, пожаловался публично-мол, не робит, чего делать-то? Мне в ответ один добрый человек сказал, мол, и ОУ не подходящий тут, и вообще, перемороченная схема-мелкий транзистор лишний, индикаторы не по месту расставлены, и бла-бла-бла. В общем, по итогу рассуждений и опытов родилась вот такая схемка:

Действовать оно должно (и, надо полагать, таки действует) следующим образом: пока напряжение на неинвертирующем входе больше напряжения на инвертирующем, ОУ держит транзистор открытым. По мере заряда напряжение на неинвертирующем входе понижается, и, как только оно уравняется с напряжением на инвертирующем входе, ОУ хлопает дверью базой транзистора, закрывая его. Заряд, однако, прекращается не мгновенно, а постепенно, начиная с определенного понижения напряжения на неинвертирующем входе. Визуально это можно наблюдать по уменьшению яркости свечения HL1 до тех пор, пока он вообще даже в кромешной тьме не потухнет полностью, это и будет официальным и безоговорочным концом зарядки. Ток заряда зависит от сопротивления R2, у меня при 15 Ом ток заряда получился

190мА. Мощность этого резистора должна быть лучше не менее 2вт., ибо даже при моем незначительном токе он греется весьма заметно (на нем рассеивается около 0,5вт)

Налаживание сводится к подстройке напряжения окончания заряда. Для этого вместо батарейки вставляем в гнездо резистор на 100 Ом и подстроечником R6 выставляем напряжение на клеммах в районе 1,45-1,47в.. Выставили напряжение? Молодцы, теперь можно вставлять палец и втыкать зарядник в источник питания. Загорятся оба светодиода, и, если HL2 будет светить постоянно, так как всего лишь индицирует наличие питания, то HL1, как уже было сказано, укажет своим угасанием, что заряду конец). Ну а о настройке тока уже сказано. Добавлю лишь, что в прилагаемом файле с печатками я дублировал R2 и ввел переключатель, чтобы установить разными сопротивлениями разный зврядный ток.

Немного о деталях: Помимо необходимости в мощном токозадающем резисторе данная схема нуждается в сверх-ярких светодиодах. Такой выбор у меня обусловлен их большой эффективностью-даже при токе всего 1мА они горят весьма заметно, в отличии от простых АЛ307, которые при таком токе разглядишь лишь в темноте. Да и при питании от USB каждый миллиампер на счету. В случае с HL1, еще и ни к чему отбирать слишком большой ток с выхода ОУ, хотя, в принципе, не так много едят эти АЛ307.. В общем, можно любые 3-вольтные светики ставить, но для обычных АЛ307, возможнро, придется уменьшать R1 и R7, чтобы увеличить яркость. Я использовал 3-миллиметровые сверх-яркие красный HL1 и зеленый HL2. АЛ307 тоже применял при опытах, но сверх-яркие больше в душу запали.

Читайте также:  Расключение проходного выключателя схема двухклавишного выключателя

Подстроечник гораздо лучше брать многооборотный, ибо с простым и точно выставлять напряг напряжно, и настройка может сбиться от любого случайного прикосновения. Транзистор брать можно с любой буквой. ОУ, кроме указанных, даже не знаю, мало какие опера работают от столь малого напряжения, да и ни к чему замены искать, обозначенных LM358 и LM324 как грязи повсюду. На старой материнке, к примеру, можно найти и тот, и другой (правда, в SMD-шном корпусе SOIC8).

Некоторые тонкости эксплуатации: А вот теперь немного о грустном. Так как схема предельно простая, она недостаточно умна, чтобы заряжать батарейки большим током. Как известно, стандартный ток заряда для любого аккумулятора численно равен 10% от его емкости, при этом заряд продолжается до 16 часов. Удвоив ток, мы сократим заряд вдвое. Утроив-втрое. Обратно пропорциональная зависимость рулит. Однако, при большом токе напряжение аккумулятора возрастет быстрее, и схема прекратит заряд до полного восстановления пальца. Негоже аккумы неполноценно заряжать, товарищи, а посему рекомендую не выставлять ток более 20% от емкости, а лучше, 10-15%, как говорится, тише едешь-дальше будешь, да и куда спешить-воткнул вечером да и забирай с утра готовое. Лично я так и делаю.

Второй неприятный момент состоит в том, что если кому захочется зарядить от USB 2 или более пальца, придется собирать по одной схеме на каждый акк, и на каждое ЗУ потребуется своя порция тока, от USB 2.0 при лимите выдаваемого тока 500мА особо не разгуляешься и не настроишь высокий ток заряда всем пальцам.

Напряжение окончания заряда зависит от точного значения напряжения питания, все же в исходной схеме было зерно истины в лице стабилизатора) Так что гонять зарядник надо всегда от одного и того же источника питания. Я использую 5-вольтовый сетевой адаптер с разъемом USB, оставшийся от другого старого плеера.

Хочу выразить благодарность товарищу под ником Sstvov за приведение схемы к рабочему виду, и нашему уважаемому модератору Starichok51 за полезные консультации и пояснение принципа работы схемы. Благодаря их помощи я теперь могу поделиться с человечеством этой мелкой полезняшкой))) И прошу извинения за многа букафф, просто захотелось описать все и сразу до мелочей))

Ну, и в заключении пара фоток-двухканальный прототип, собранный для итоговых испытаний (они прошли успешно), и одноканальная итоговая версия, которая уже почти полтора года обеспечивает мой плеер неиссякаемой возобновляемой энергией.

Найдено в сети. Решил попробывать реально или нет…

Короче говоря самое простое устройство зарядки аккумуляторов типа АА или ААА своими руками по средствам USB.

Спасибо за внимание!

Смотрите также

Комментарии 31

ну будет ресурс акков не 1000 циклов, а 50-100.
и так сойдет!
забивать акки током в 130ма? это надо очень хорошим терпением обладать. а на ночь такое поделие без присмотра я бы не стал оставлять.
хосподи, простой 12-24 часовой зарядник идет с комплектом акков бесплатно, зачем мудрить.

а причем здесь напряжение ? я бы ток зарядки мерял. это куда важнее.

Ток заряда остается неизменным и составляет V/R = 5В/39Ом = 130мА. А вот напряжение на аккумуляторе показывает насколько он заряжен.

Зарядником это трудно назвать, скорее толкатель аккума в условиях неизбежности :) Тока так.

Вы какие акки такой схемой предлагаете заряжать? Никель-кадмиевые, литий-железо-сульфидные или никель-металл-гидридные? Один из этих типов точно взорвется, если использовать зарядку по вашей схеме. Хотите проверить какой именно? В остальных двух случаях Вы просто снизите ресурс аккумулятора. Для тех, кто хочет использовать эту зарядку скажу, что её без особого ущерба для здоровья можно применять для NiCd. Причём токозадающий резистор нужно подобрать под ёмкость аккумулятора: ток заряда = 0.1 ёмкости аккумулятора. За временем тоже нужно следить и не оставлять более чем на 12 часов.

Читайте также:  Ремонт туалета в сталинке

И ещё момент — USB2.0 рассчитан на ток не более 500мА, по факту я бы не советовал нагружать более чем на 250мА, потому как неизвестна система питания внутри каждой конкретной материнской платы. В результате Вы можете остаться и без зарядки и без компьютера.

Аккумуляторы металло гидридные. А процесс заряда не от компа или ноута, а от универсальной з/у с разъемом Юсб.
Я никого не подбиваю прям взять и выбросить все их зарядки. Лично мне просто иногда (крайне редко) надо подзаряжать аккумуляторы для пульта д/у. Да и просто хотелось проверить вправду ли все так просто…

То, что Вы используете — это не зарядное устройство с разъёмом USB, а просто AC-DC конвертер. Я точно такой же использую для питания моих USB колонок, чтоб избавиться от наводок. Микросхема, контролирующая заряд находится внутри каждого конкретного устройства — будь то мобильник, плеер или диктофон.

А вообще чего проверять то, да это так просто, только ресурс перезаряда батареи снижается. Именно поэтому на рынке таких "зарядок" и не найти.

Мне лично всегда интересно начать с чего то логичного и простого, для того что бы потом это усовершенствовать или просто довести до ума. Главное идея, а потом уже её реализация путем проб и ошибок)

То, что Вы используете — это не зарядное устройство с разъёмом USB, а просто AC-DC конвертер. Я точно такой же использую для питания моих USB колонок, чтоб избавиться от наводок. Микросхема, контролирующая заряд находится внутри каждого конкретного устройства — будь то мобильник, плеер или диктофон.

А вообще чего проверять то, да это так просто, только ресурс перезаряда батареи снижается. Именно поэтому на рынке таких "зарядок" и не найти.

Точно такой же зарядник я видел в БЖ одного из членов нашего сообщества, он купил себе фонарик с подзарядкой как от сети так и от прикуривателя, так в автомобильной зарядке было все в точности как на этой схеме.

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.

Читайте также:  Протекает душевой шланг как починить

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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector