Kuinka rakentaa 18650 litiumakkulaturi ja tehostemoduuli

Tässä opetusohjelmassa aiomme rakentaa litiumakkulaturin ja tehostinmoduulin yhdistämällä TP4056 Li-Ion -akkulaturin IC ja FP6291 Boost Converter IC -mallin yksisoluiseen litiumakkuun. Tällainen akkumoduuli on erittäin hyödyllinen, kun sähköisiä projekteja käytetään litiumparistoilla. Moduuli voi turvallisesti ladata litiumakun ja nostaa sen lähtöjännitteen säädettyyn 5 V: iin, jota voidaan käyttää virtana useimmissa kehityskorteissamme, kuten Arduino, NodeMcu jne. asetettu arvoon 1A 5 V: lla, sitä voidaan kuitenkin myös helposti muuttaa antamaan jopa 2,5 A: n jännite, jos akku sitä vaatii ja tukee.

Koko opetusohjelmassa keskustellaan piirikaaviosta, kuinka suunnittelin piirilevyn, kuinka tilasin sen ja millaisia ​​ongelmia tapahtui komponenttien juottamisen ja piirin testauksen aikana. Jos olet täysin uusi litiumakkujen ja laturipiirien suhteen, tutustu litiumakkujen ja litiumakkujen latauspiirien esittelyyn saadaksesi idean ennen kuin jatkat tämän piirin kanssa.

Tässä olemme käyttäneet PCBWay: ta tarjotaksemme piirilevyt tälle projektille. Artikkelin seuraavissa osissa olemme käsitelleet yksityiskohtaisesti tämän litiumakkulaturipiirin piirilevyjen suunnittelun, tilaamisen ja kokoamisen täydellisen menettelyn.

Tarvittavat komponentit

• TP4056-litiumioniakkulaturi IC
• FP6291 Boost Converter IC
• USB Type-A -naarasliitin
• 5-nastainen mikro-USB 2.0 B -liitin
• 5 × vastus (2 × 1k, 1.2k, 12k, 88k)
• 6 × kondensaattori (2 × 0,1µf, 2 × 10µf, 2 × 20µf)
• 2 × LEDiä
• 1 × induktori (4,7µH)
• 1 × diodi (1N5388BRLG)
• 18650 litiumkenno

Piirikaavio ja selitys

Piirikaavio 18650-litiumakkulaturille ja tehostimelle on annettu yllä. Tällä piirillä on kaksi pääosaa, yksi on akun latauspiiri, ja toinen on DC-DC-tehonmuunninosa. Booster-osaa käytetään akun jännitteen nostamiseen 3,7 V: sta 4,5 V-6 V: iin. Tässä piirissä käytimme USB Type-A -naarasliitintä Booster-puolella ja Micro USB 2.0 B -tyyppistä 5-nastaista liitintä laturin puolella. Piirin täydellinen toiminta löytyy myös tämän sivun alaosassa olevasta videosta.

Akkulaturi piiri on suunniteltu noin oma litium-ioni-akku laturi TP4056 IC. TP4056 on täydellinen vakiovirta / vakiojännitteinen lineaarinen laturi yksisoluisille litiumioniakuille. Sen SOP-paketti ja pieni ulkoisten komponenttien määrä tekevät TP4056: sta ihanteellisen kannettaviin sovelluksiin. Tämä mikropiiri hoitaa akun lataustoiminnon käsittelemällä mikro-USB-liitännän kautta vastaanotettua 5 V: n tasavirtalähdettä. Siihen kytketyt LEDit osoittavat lataustilan.

DC-DC-Boost-muunnin Piiri on suunniteltu käyttäen DC-DC-Boost-muunnin FP6291 IC. Tätä 1 MHz DC-DC Step-Up Boost IC: tä voidaan käyttää sovelluksessa, esimerkiksi vakaan 5 V: n saamiseksi 3 V: n akusta. Boost-muunninpiiri saa tulonsyötön akun napojen kautta (+ ja -) FP6291 IC käsittelee vakaan 5 V: n tasavirtalähteen vakiomallisen USB-liitännän kautta ulostulossaan.

Valmistetaan piirilevyn 18650 litiumakkulaturi ja tehostinmoduuli

Nyt kun ymmärrämme kuinka kaaviot toimivat, voimme jatkaa projektin piirilevyn rakentamista. Voit suunnitella piirilevyn millä tahansa valitsemallamme piirilevyohjelmistolla. Piirilevy näyttää tältä alla valmistuessaan.

Yllä olevan piirin piirilevyn asettelu on ladattavissa myös Gerberinä linkistä:

• 18650 litiumakkulaturi Gerber-tiedosto

Nyt kun suunnittelumme on valmis, on aika saada ne valmistettua Gerber-tiedoston avulla. Piirilevyn valmistaminen on melko helppoa yksinkertaisesti noudattamalla seuraavia vaiheita-

Piirilevyn tilaaminen PCBWay: lta

Vaihe 1: Mene osoitteeseen https://www.pcbway.com/, rekisteröidy, jos olet ensimmäinen kerta. Syötä sitten piirilevyn prototyyppi -välilehdelle piirilevyn mitat, kerrosten määrä ja tarvitsemasi piirilevyn määrä.

Vaihe 2: Jatka napsauttamalla 'Lainaa nyt' -painiketta. Sinut siirretään sivulle, jossa voit tarvittaessa asettaa muutamia lisäparametreja, kuten käytetty materiaali, raitojen etäisyys jne. Mutta useimmiten oletusarvot toimivat hyvin.

Vaihe 3: Viimeinen vaihe on lähettää Gerber-tiedosto ja jatkaa maksua. Varmistaaksesi prosessin sujuvuuden, PCBWAY tarkistaa ennen maksun suorittamista, onko Gerber-tiedostosi kelvollinen. Näin voit olla varma, että piirilevysi on valmistusystävällinen ja tavoittaa sinut sitoutuneena.

18650-laturien ja Booster-moduulin kokoaminen ja testaaminen

Muutaman päivän kuluttua saimme piirilevyn siistissä pakkauksessa ja piirilevyn laatu oli hyvä kuin aina. Levyn ylempi ja alin kerros on esitetty alla.

Kun kaikki komponentit on koottu ja juotettu punainen ja musta johdin B + - ja B-nastoihin, jotta voimme muodostaa yhteyden 18650 kennoomme. Koska siinä ei ollut pistehitsainta, käytin magneetteja varmistaakseni yhteyden 18650 kennoon. Asennettu moduuli yhdessä litiumpariston kanssa on esitetty alla.

Piirilevyn vihreät ja keltaiset LEDit ovat moduulin lataustila. Vihreä LED palaa, kun akkua ladataan, ja keltainen LED palaa, kun lataus on valmis tai moduuli odottaa akkua. Mikro-USB-porttia voidaan käyttää akun lataamiseen, jos laturia ei ole kytketty, vihreä tai keltainen ledi ei hehku. Voimme käyttää mitä tahansa 5 V: n laturia tämän moduulin kanssa, varmista vain, että laturin lähtövirta on 1A tai enemmän. Alla olevassa kuvassa on moduuli, joka lataa litiumakkuamme, huomaa, että vihreä LED palaa.

USB-lähtöportti on tarkoitettu 5 V: n ja 1 A: n virtalähteille. 18650 kennon akun jännite nostetaan 5 V: iin sähköisten projektien sammuttamiseksi. Alla olevassa kuvassa näkyy, kuinka moduulia voidaan käyttää Arduino-nanokortin virtalähteeseen.

Huomaa, että moduulin maksimilähtövirta voidaan määrittää teoreettisesti jopa 2,5 A: ksi, mutta käytännössä en pystynyt saamaan yli 1,5 A, vaikka vastus olisi asetettu 2,5 A: iin. Tämä voi johtua akusta tai itse IC: stä. Kuitenkin, jos kuormitusvirta on alle 1 A, tämä edullinen lisäpiiri riittää.

Toivottavasti pidit artikkelista ja opit jotain hyödyllistä, jos sinulla on kysyttävää, voit jättää ne alla olevaan kommenttiosioon tai käyttää foorumeitamme muihin teknisiin kysymyksiin.