Cargador de batería de iones de litio para bricolaje: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Las baterías juegan un papel importante en cualquier proyecto / producto que funcione con baterías. Las baterías recargables son caras, ya que necesitamos comprar el cargador de batería junto con las baterías (hasta ahora) en comparación con las baterías de uso y desecho, pero tienen una excelente relación calidad-precio. Las baterías recargables utilizan varias combinaciones diferentes de materiales de electrodos y electrolitos, por ejemplo, plomo-ácido, níquel cadmio (NiCd), hidruro metálico de níquel (NiMH), iones de litio (Li-ion) y polímero de iones de litio (polímero de iones de litio).

Usé una batería de iones de litio en uno de mis proyectos y decidí construir un cargador en lugar de comprar uno caro, así que comencemos.

Paso 1: video rápido

Aquí hay un video rápido, que lo guiará a través de todos los pasos en pocos minutos.

Haga clic aquí para verlo en youtube

Paso 2: Lista de componentes electrónicos

Aquí está la lista de componentes necesarios para este cargador de batería de iones de litio.

• Módulo cargador de batería de iones de litio basado en TP4056 con protección de batería,
• Adaptador de pared de 12 voltios y 2 amperios,
• Interruptor SPST de 2 pines,
• Regulador de voltaje 7805 (1 en cantidad) (puede omitir esto si tiene un adaptador de pared de 5 V),
• Condensador de 100 nF (4 en cantidad) (puede omitir esto si tiene un adaptador de pared de 5 V),
• Soporte de batería de iones de litio 18650
• Conector DC y,
• placa de circuito de uso general.

Paso 3: Lista de herramientas

Aquí está la lista de herramientas utilizadas en este cargador de batería de iones de litio.

• Hierro de soldadura, alambre de soldadura,
• Hoja caliente (enlace a mi instructable, que te ayudará a hacer esta hoja),
• Pistola de pegamento, barras de pegamento,
• Destornillador y tornillos de repuesto y,
• Caja de plástico - 8 cm x 7 cm x 3 cm (alrededor de este tamaño debería funcionar).

Ahora que todas las herramientas y componentes están en su lugar, echemos un vistazo a nuestro módulo TP4056, que es una parte integral de nuestro cargador de batería.

Paso 4: Módulo cargador de batería de iones de litio basado en TP4056

Entremos en detalles de este módulo. Hay dos versiones de esta placa de conexión de cargador de iones de litio basada en TP4056 disponibles en el mercado; con y sin circuito de protección de batería. Usaremos uno con circuitos de protección de batería.

La placa de conexión que contiene circuitos de protección de la batería proporciona protección mediante los IC DW01A (IC de protección de la batería) y FS8205A (MOSFET de potencia de modo de mejora de canal N dual). Por lo tanto, la placa de conexiones con protección de batería contiene 3 IC (TP4056 + DW01A + FS8205A), mientras que la que no tiene protección de batería contiene solo 1 IC (TP4056).

TP4056 es un módulo de cargador lineal de corriente constante / voltaje constante completo para baterías de iones de litio de celda única. Su paquete SOP y su bajo número de componentes externos hacen que TP4056 sea ideal para aplicaciones de bricolaje. Puede funcionar tanto con USB como con adaptadores de pared. He adjuntado una imagen del diagrama de pines de TP4056 (Imagen n. ° 2) junto con la imagen de un ciclo de carga (Imagen n. ° 3) que muestra la carga de corriente constante y voltaje constante. Dos LED en esta placa de conexión muestran varios estados operativos como carga, terminación de carga, etc. (Imagen No 4).

Para una carga segura de baterías de iones de litio de 3.7 V, deben cargarse a una corriente constante de 0.2 a 0.7 veces su capacidad, hasta que su voltaje terminal alcance 4.2 V, luego deben cargarse en modo de voltaje constante hasta que la corriente de carga caiga a 10% de la tasa de carga inicial. No podemos terminar la carga a 4.2 V porque la capacidad alcanzada a 4.2 V es solo alrededor del 40-70% de la capacidad total. Todo esto está a cargo de TP4056. Ahora, una cosa importante, la corriente de carga está determinada por la resistencia conectada al pin PROG, los módulos disponibles en el mercado generalmente vienen con 1.2 KOhm conectados a este pin, que corresponde a una corriente de carga de 1 amperio (Imagen No.5). Puede jugar con esta resistencia para obtener la corriente de carga deseada.

Enlace a la hoja de datos de TP4056

DW01A es un circuito integrado de protección de batería, la imagen n. ° 6 muestra los circuitos de aplicación típicos. Los MOSFETS M1 y M2 están conectados externamente a través de FS8205A IC.

Enlace a la hoja de datos de DW01A

Enlace a la hoja de datos de FS8205A

Todas estas cosas se ensamblan en la placa de conexión del cargador de batería de iones de litio TP4056 cuyo enlace se menciona en el paso No-2. Necesitamos hacer solo dos cosas, dar un voltaje en el rango de 4.0 a 8.0 V en los terminales de entrada y conectar una batería en los terminales B + y B- del TP4056.

A continuación, construiremos el resto del circuito del cargador de batería.

Paso 5: circuito

Ahora, conectemos los componentes eléctricos usando un soldador y un alambre de soldadura, para completar el circuito. He adjuntado imágenes del esquema de Fritzing y mi versión del circuito físico, échale un vistazo. A continuación se muestra la descripción del mismo.

1. El terminal '+' del conector de CC se conecta a un terminal del interruptor y el terminal '-' del conector de CC se conecta al pin GND del regulador 7805.
2. Otro pin del interruptor está conectado al pin Vin del regulador 7805.
3. Conecte tres condensadores de 100 nF en paralelo entre Vin y el pin GND del regulador de voltaje. (Utilice una placa de circuito de uso general para este propósito)
4. Conecte un condensador de 100 nF entre Vout y el pin GND del regulador de voltaje. (Utilice una placa de circuito de uso general para este propósito)
5. Conecte el pin Vout del regulador de voltaje 7805 con el pin IN + del módulo TP4056.
6. Conecte el pin GND del regulador de voltaje 7805 con el pin IN del módulo TP4056.
7. Conecte el terminal '+' del soporte de la batería al pin B + y el terminal '-' del soporte de la batería al pin B del módulo TP4056.

Hecho.

Nota: - si está utilizando un adaptador de pared de 5 V, puede omitir la parte del regulador 7805 (incluidos los condensadores) y conectar directamente el terminal '+' y el terminal '-' del adaptador de pared a los pines IN + e IN- del TP4056 respectivamente

Nota: - Mientras usa un adaptador de 12 V, el 7805 se calienta cuando lleva 1 A, el disipador de calor puede ser útil

A continuación, ensamblaremos todo en la carcasa.

Paso 6: Ensamblaje: Parte 1: Modificación del gabinete

Siga estos pasos para modificar el gabinete a fin de que encaje en los circuitos electrónicos.

1. Marque las dimensiones del portapilas en el gabinete con una cuchilla (Imagen No-1)
2. Use una cuchilla caliente para cortar el gabinete según la marca del soporte de la batería (Imagen No-2 y 3).
3. Después de hacer el corte con el gabinete de cuchilla caliente, debe parecerse a la Imagen No-4.
4. Haga las marcas del puerto USB del TP4056 en la carcasa. (Imagen No-5 y 6)
5. Utilice una cuchilla caliente para cortar la carcasa según la marca del puerto USB. (Imagen No-7)
6. Tome dimensión y haga marcas de los LED del TP4056 en el gabinete. (Imagen No-8 y 9)
7. Utilice una cuchilla caliente para cortar el gabinete según la marca de los LED. (Imagen No-10)
8. Siga pasos similares para hacer orificios de montaje para el conector y el interruptor de CC (imágenes No-11 y 12).

Después de modificar el gabinete, vamos a colocar la electrónica.

Paso 7: Ensamblaje: Parte 2: Colocación de los componentes electrónicos dentro del gabinete

Siga estos pasos para colocar la electrónica dentro del gabinete.

1. Inserte el soporte de la batería de manera que los puntos de montaje queden fuera del gabinete; use pistola de pegamento para hacer una junta firme (Imagen No-1)
2. Coloque el módulo TP4056, de manera que los LED y el puerto USB sean accesibles desde el exterior del gabinete, no hay necesidad de preocuparse si se tomaron las medidas adecuadas en el paso anterior, las cosas se colocarán en su lugar automáticamente, finalmente use una pistola de pegamento para hacer una unión firme. (Imagen No- 2)
3. Coloque el circuito regulador de voltaje 7805; use pistola de pegamento para hacer una junta firme. (Imagen No-3)
4. Coloque el conector de CC y el interruptor en sus ubicaciones correspondientes y nuevamente use una pistola de pegamento para hacer una unión firme. (Imagen No-4)
5. Finalmente, después del montaje, debería verse algo así como la Imagen No-5 dentro del gabinete.
6. Use algunos tornillos de repuesto y un destornillador para cerrar la tapa trasera (Imagen No-6).
7. Más tarde, incluso utilicé un poco de cinta aislante negra para cubrir las proyecciones indeseables resultantes del corte a través de la cuchilla caliente. (la presentación también es una buena opción)

El cargador de iones de litio terminado se ve como se muestra en la Imagen No-7. Ahora probemos el cargador.

Paso 8: ejecución de prueba

Inserte una batería de iones de litio descargada dentro del cargador, conecte una entrada de 12 V CC o una entrada USB. El cargador debe parpadear en el LED ROJO que indica que la carga está en curso.

Después de un tiempo, una vez que la batería se carga, el cargador debe parpadear en el LED AZUL.

He adjuntado imágenes de mi cargador realizando la carga de la batería y finalizando el proceso de carga.

Entonces. Finalmente hemos terminado.

Gracias por tu tiempo. No olvides revisar mis otros instructivos y mi canal de youtube.