[poradnik] Do-It-Yourself Powerbank

Cześć! Chciałbym zaprezentować poradnik krok po kroku jak zbudować przenośny bank energii.

Urządzenie służy do ładowania naszych urządzeń elektronicznych zasilanych napięciem ~ 5V. Jest to przydatny gadżet do szkoły lub na weekend jako przenośna ładowarka 🙂 Zaczynamy!


Lista potrzebnych elementów

Do budowy naszego powerbank’u potrzebujemy następujących rzeczy:

  1. 2x Bateria typu akumulatorek – ważne jeśli chcemy mieć urządzenie z prawdziwego zdarzenia (możliwość doładowywania)
  2.  Przetwornica typu Step-Up o napięciu wyjściowym 5 V (może być zakresowa np. od  4-35V) o prądzie ładowania powyżej 1A
  3. Ładowarka akumulatorów Li-Ion z wtykiem micro usb
  4. Włącznik dwu pozycyjny on/off
  5. Gniazdo USB typ żeński
  6. Kabelki do łączenia – proponuję użyć odrobinę grubszych przewodów zmniejszając przy okazji ich opór
  7. obudowa na powerbank
  8. Multimetr do ustawienia napięcia wyjściowego
  9. Lutownica, cyna, kalafonia

Mamy wszystko więc zabierajmy się do pracy.

Przygotowywanie powerbanka

Oto schemat blokowy układu: Węzeł (czyli punkt łączenia) ładowarki akumulatora z plusem baterii można zrobić albo na włączniku (tak jak na schemacie) albo można poprowadzić bezpośrednio przewód od baterii do wyjścia na ładowarce. Takie rozwiązanie pozwala nam ładować urządzenie bez załączania włącznika  🙂

grafika1Zabawę zaczynamy od połączenia równolegle baterii.

Połączenie równoległe tj. plus jednej baterii z plusem drugiej baterii i minus pierwszej z minusem drugiej, daje nam dwie korzyści. Zwiększa nam ono całkowity prąd wyjściowy z baterii oraz zwiększa ich pojemność. Mając dwie baterie o pojemności 2200mAH i łącząc je równolegle otrzymujemy „jedną” baterię o pojemności 4400mAH. Oczywiście analogicznie możemy podłączyć więcej baterii zwiększając coraz bardziej pojemność. Ja zastosowałem ogniwa Samsunga 18650 . Kluczowe jest łączenie takich samych ogniw.

Następnym krokiem jest połączenie ładowarki akumulatorów, przewody od baterii lutujemy do wyjść oznaczonych BAT+ i BAT-

grafika5
Ładowarka do akumulatorów

Teraz, na przewodzie plusowym lutujemy włącznik dwu pozycyjny, pozwala nam on na odcięcie napięcia od przetwornicy dzięki czemu nie rozładujemy swoich baterii 🙂

Włącznik jest swoistym przedłużeniem obwodu więc lutujemy do jednej nóżki plusa od baterii, a do drugiej nóżki lutujemy przewód plusowy do przetwornicy. Ma ona określony kierunek podbijania napięcia więc musimy zwrócić uwagę na strzałkę w którą stronę układ działa. W moim przypadku należy wlutować się w wejścia IN+ oraz IN- Do In+ lutujemy przewód który wlutowaliśmy do włącznika. Żeby doprowadzić minusa do IN- robimy węzeł na ładowarce akumulatorów i doprowadzamy go do przetwornicy. W ten sposób mamy zlutowany niemalże cały układ!

Kluczowym elementem w tej chwili jest ustawienie napięcie wyjściowego (OUT) na przetwornicy. Napięcie ustawiamy potencjometrem zaznaczonym na obrazku ( może się on różnić w zależności od wersji).

Podłączamy nasz multimetr pod wyjście przetwornicy w miejsce OUT+ i OUT- ustawiamy na napięcie stałe, zakres wystarczy 20V. Kręcimy potencjometrem w jedną ze stron, aż do osiągnięcia oczekiwanego napięcia. Takim napięciem na wyjściu jakie ustawimy będziemy ładować nasze urządzenia, a więc nie może być za wysokie.

grafika7
Zgodnie z Prawem Ohma: Natężenie prądu jest wprost proporcjonalne do przyłożonego napięcia i odwrotnie do oporu (rezystancji) : I=U/R

Tak więc, im większe damy napięcie i im mniejszą rezystancję układu zapewnimy tym otrzymamy większe natężenie prądu ładownia – na czym również nam zależy- im większy prąd tym szybciej nasze urządzenie się naładuje.

Bezpiecznym napięciem jest oczywiście 5V lecz z autopsji powiem wam, że na napięciu 5,8V telefon również poprawnie się ładuje, delikatnie wyższe napięcie nie szkodzi a zgodnie z prawem Ohma zyskujemy wyższy prąd skracając przy tym czas ładowania

Kolejnym etapem jest przylutowanie gniazda USB do przetwornicy. Gniazdo USB ma 4 piny

grafika8
Opis wyprowadzeń portu USB

Nas interesuje zasilanie więc wykorzystujemy skrajne piny. GND = minus VCC = +5V. Ja wykorzystałem kątowe gniazdo i w moim przypadku 1 pin był plusem a ostatni minusem.

grafika9
Gniazdo USB – lutowanie

Teraz, przed podłączeniem telefonu, dobrze jest sprawdzić jakie mamy napięcie na gnieździe. Wykluczy to możliwość zamienienia biegunów prowadząc do ewentualnego uszkodzenia! Polecam przykleić elementy klejem na gorąco, uniemożliwi to ruszanie się wtyczek itp.

grafika10

Powyżej widać jak prezentuje się w moim wypadku złożony powerbank.

To wszystko! Dziękuje i życzę miłego używania.

autor: Bartłomiej Fenik


Artykuł zgłoszony do konkursu świątecznego

Sponsorem nagród jest firma Kamami oraz Hybrid Lizard:

kamami-1421338058

hl_mb

Karol Wojsław

Karol Wojsław -- licealista, założyciel i redaktor Mechatrobot.pl. Interesuje się robotyką i elektroniką oraz informatyką. Z racji swojego wieku nie ma ogromnej wiedzy, ale wytrwale dąży do tego, aby artykuły, które publikuje były coraz lepsze.