Как сделать самодельный power bank (повербанк) в домашних условиях

Использован материал с канала блогера Ака Касьяна. Смартфон – девайс, который стал для всех людей незаменимым устройством для общения. Их используют для выхода в интернет и часто на долгое время. Но у смарфтонов есть один недостаток – это время автономной работы. В лучшем случае аккумулятор будет работать без подзарядки в течение одного дня, а если активно им пользоваться, то несколько часов. В этой статье и прилагаемом видео показано, как изготовить мощный самодельный Powerbank, который может заряжать даже одновременно для смартфона или планшета или их сочетания.

Купить радионяню, о которой рассказано в начале ролика, и все комплектующие повербанка можно в этом китайском магазине. О том, как получать кэшбэк (возврат стоимости)в размере 7% от цены всех покупок есть на нашем сайте статья. Скачать схему, плату и другие файлы проекта здесь.

Почему выгодно сделать повербанк самому?

Для того, чтобы улучшить параметры работы аккумуляторных батарей мобильного телефона, были заказаны портативные зарядные устройства, которые носят простонародное название повербанк. Но в единичном виде такое устройство даже наполовину не способно зарядить аккумулятор телефона. И даже три таких устройства не дают выход из ситуации. Покупка мощного пауэрбанка – довольно дорогое удовольствие. Нормальный powerbank, скажем, с емкостью 10000 миллиампер стоит 25-30 долларов. Учитывая это и долгое время ожидания посылки, проще сделать свой вариант.

Ремонт внешнего аккумулятора в сервисном центре

Когда повербанк вышел из строя, а оборудование для диагностики, профессиональные инструменты недоступны, ремонт внешнего аккумулятора лучше производить в сервисном центре. В противном случае можно сделать его неремонтопригодным. Наиболее сложным будет ремонт внешней батареи, если в портативное устройство попала вода. Мастеру в этом случае придется произвести разборку, чистку платы в ультразвуковой ванне, выполнить пайку и восстановление контактных дорожек. Если кофе, чай или вода продолжительное время находилась в повербанке, починить устройство может не получиться или такой ремонт будет нецелесообразным. При некорректном подключении PowerBank происходит деформация или провал внутрь корпуса разъемов USB и mini-USB. При обрыве дорожек, расположенных на плате, устройство может не включаться. Иногда такие симптомы наблюдаются, когда кнопка включения продавлена. При поломке повербанка часто наблюдается неисправность контроллера питания или повреждение самого разъема. Починить внешний аккумулятор при этом можно по вполне умеренной стоимости.

Описание схемы повербанка

Схема powerbank состоит из трех основных частей. Это контроллер заряда литиевых аккумуляторов с функцией авто-отключения при полной зарядке; отсек батарей с параллельно соединенными литий-ионными аккумуляторами стандарта 18650; выключатель питания на 5-10 ампер от компьютерного блока питания; повышающий преобразователь, для того чтобы повышать напряжение с аккумулятора до желаемых значений в 5 вольт, которые нужны для зарядки телефона или планшета; юсб-разъем, к которому подключается заряжаемое устройство.

Кроме простоты и дешевизны, представленная схема высокие значения выходного тока, который может доходить до 4 ампер и зависит от номинала таких компонентов, как полевой транзистор, диод Шоттки на выходе и индуктивность. Китайские аналоги способны обеспечивать выходной ток не более 2,1 ампер. Этого достаточно для того, чтобы зарядить одновременно пару смартфонов, а наш пауэрбанк может справиться с 4-5 смартфонами.

Рассмотрим отдельные узлы конструкции. В качестве источника питания 5 параллельно соединенных аккумуляторов стандарта 18650 от ноутбука. Емкость каждого аккумулятора 2600 миллиампер в час. Использован корпус от адаптера или инвертора, но можно использовать другой подходящий корпус. В качестве контроллера для заряда будем использовать плату для заряда, купленную тут. Ток заряда порядка 1 ампера. Инвертор, который будет повышать напряжение от аккумулятора до нужных 5 вольт, можно взять также готовый. Он стоит очень дешево. Максимальный выходной ток до 2 ампер.

Сборка схемы

На первом этапе фиксируем аккумуляторы, скрепляем друг с другом с помощью клеевого пистолета. Далее нужно подключить к аккумуляторной батарее контроллер, чтобы проверить как происходит процесс заряда. Нужно также узнать время заряда батареи и понять работает ли авто-отключение при полной зарядке. На плате все детально подписано.

Заряжать можно от любого юсб порта. Индикатор должен показать, что идет зарядка. Через 5 часов загорелся второй индикатор, что означает, что процесс заряда завершен. Если используется металлический корпус, следует дополнительно изолировать батарейки с помощью широкого скотча.

Читать также: Станина токарного станка по дереву своими руками

Одним из основных узлов схемы является повышающий dc-dc конвертор, инвертор – преобразователь напряжения. Он предназначен для того, чтобы поднимать напряжение с аккумуляторов до 5 Вольт, нужные для заряда телефона. Напряжение одного аккумулятора составляет 3,7 вольт. Здесь они соединены параллельно, поэтому инвертор необходим.

Система построена на таймере 555 – полевой транзистор и стабилизация выходного напряжения, который задается с помощью стабилитрона vd2. Стабилитрон, возможно придется подобрать. Подойдет любой маломощный стабилитрон. Резисторы на 0,25 или даже 0,125 ватт. Дроссель L1 можно вынуть из компьютерного блока питания. Диаметр провода не менее 0,8, лучше всего сделать 1 миллиметр. Количество витков 10-15.

В цепи собран частотозадающий узел, который задает рабочую частоту таймера. Последний подключен в качестве генератора прямоугольных импульсов. С таким подбором компонентов рабочая частота таймера около 48-50 кГц. Затворный ограничительный резистор R3 для полевого транзистора 4,7 Ом. Сопротивление может быть от 1 до 10 Ом. Можно этот резистор заменить перемычкой. Полевой транзистор любой средней мощности с током 7 ампер. Подойдут полевики от материнских плат. Небольшой транзистор обратной проводимости vt1. Подойдет kt315 или другой маломощный транзистор обратной проводимости. Диод выпрямительный – желательно использовать диод Шоттки с минимальным падением напряжения на переходе. Две емкости стоят в качестве фильтра питания.

Данный инвертор импульсный, он обеспечивает высокий КПД, высокую стабилизацию выходного напряжения, не нагревается в ходе работы. Поэтому силовые компоненты устанавливать на теплоотвод не нужно. Если будут затруднения с диодами Шоттки, то можно использовать диоды, которые стоят в компьютерных блоках питания. Сдвоенные диоды to-220 встречаются в них.

На фото ниже инвертор в собранном состоянии.

Можно сделать печатную плату. В описании есть ссылка.

Тестирование инвертора на 5 вольт

Проверяем инвертор на работоспособность. Заряжается смартфон, как видно, идет процесс заряда. Выходное напряжение держится на уровне 5,3 вольта, что полностью соответствует нормативам. Инвертор при этом не нагревается.

Из автомобильной зарядки

Мощный портативный источник постоянного тока, предназначенный для восполнения емкости аккумуляторов ноутбуков, собирается на основе компонентов автомобильного зарядного приспособления для телефонов. Для сборки изделия потребуются элементы питания стандарта 18650, которые извлекаются из неисправных батарей для компьютерной техники.

Рекомендуется проверить состояние изделий, использовать вышедшие из строя элементы недопустимо. Для изготовления Power Bank потребуется 8 устройств формата 18650 (напряжение каждого составляет 3,7 В).

Из имеющихся батарей собираются 2 банки, контакты соединяются последовательно. Суммарное напряжение каждой банки составит 14,8 В, для соединения элементов используется медный монолитный кабель, который крепится к полюсам при помощи припоя. Рекомендуется использовать провод сечением не менее 0,5 мм², который обеспечит передачу повышенной мощности и гарантирует надежность соединения.

Блоки устанавливаются в пластиковый бокс, для фиксации элементов применяется термоклей. В качестве корпуса рекомендуется использовать пластиковый бокс от реле, устанавливаемый в автомобилях. Материал стенок обладает повышенной прочностью, крышка устанавливается на винтах через резиновый уплотнительный кант, предотвращающий попадание воды на элементы питания и контроллер.

В стенках кожуха предварительно прорезаются технологические отверстия для дополнительных элементов (портов USB и трехпозиционного переключателя).

Выходы от батарей припаиваются к клеммам выключателя, шнуры выводятся к контроллеру от автомобильного зарядного блока. Затем подключается блок разъемов USB, все точки соединения изолируются специальной поливинилхлоридной трубкой или изоляционной лентой.

Кабели укладываются в пустоты между элементами, для крепления применяется термический клей или пластиковые хомуты. Затем на место ставится крышка и производится тестирование зарядного устройства, емкости хватает на 2-3 зарядки сотового телефона.

Существуют специальные боксы, рассчитанные на размещение 8 элементов стандарта 18650. При применении заводского кожуха нет необходимости соединять элементы питания проводами, в нижней части кожуха предусмотрены металлические контактные пластины.

Дополнительным достоинством бокса является фиксация источников тока пружинами контактов и специальными выступами на крышке. К недостаткам изделия можно отнести срок его поставки (оно производится в Китае) и хрупкость защелок, расположенных по периметру секций бокса.

Внутри корпуса установлен штатный контроллер зарядки, на внешней стороне предусмотрены порты USB, рассчитанные на ток 1 и 2 А. Для зарядки элементов имеется отдельный вход, снабженный контрольным диодом. Для поддержания выходного напряжения на уровне 4,85-5,0 В используется штатный регулятор. В конструкции предусмотрен регулятор зарядки элементов, автоматически разрывающий цепь питания.

При изготовлении самодельного блока зарядки возможно расширить функциональные возможности устройства, разместив на кожухе светодиоды. Источники света устанавливаются в заранее просверленные отверстия, для фиксации используется термоклей, который дополнительно герметизирует устройство.

Затем лампы соединяются в общую цепь, которая подключается к батарее через переключатель. Устройство применяется одновременно как фонарик и как блок зарядки, количество и схема расположения лампочек могут быть произвольными.

Окончательная сборка в корпус

Из куска пластика нам нужно вырезать боковые стенки. На контроллере заряда два светодиодных индикатора, которые показывают процент заряда. Их нужно заменить более яркими и вывести на переднюю панель. В боковой стенке вырезаны два отверстия под микро юсби разъемы, то есть одновременно можно заряжать два устройства. Также есть отверстия для светодиодов. Отверстие для контроллера, то есть для зарядки встроенных акб. Будет сделано также небольшое отверстие под выключатель питания.

Все разъемы, светодиоды и выключатель фиксируются с помощью клеевого пистолета. Осталось все запаковать в корпус.

На выход устройства подключен USB-тестер. Видно, что на выходе твердо держится напряжение 5 вольт. Подключим мобильные телефоны и попробуем зарядить их с самодельного Power банка. Будут заряжаться сразу два смартфона. Ток заряда скачет до 1,2 Ампера, напряжение тоже в норме. Идет успешно процесс заряда. Инвертор работает безотказно. Получилось компактно и, главное, стабильно. Схема проста в сборке, использованы всем знакомые комплектующие.

Ваш смартфон всегда так не вовремя разряжается, вы задумались о покупке Power bank? Не спешите, сейчас мы расскажем, как сделать внешний аккумулятор своими руками! 4 интереснейших методов изготовления портативного зарядного устройства — выбирайте любой.

Далеко не всегда выпадает возможность зарядить гаджет от электросети. В таком случае портативная зарядка просто необходим. Но поскольку это довольно популярная вещь, на рынке много некачественного хлама. Ошибиться в выборе просто. Но не будем ошибаться — лучше просто сделаем свой Power bank.

Преимущества и недостатки самоделки

К преимуществам самостоятельной сборки Power Bank относятся:

• возможность создания устройств с увеличенным напряжением или емкостью;
• для изготовления используются компоненты старых изделий, литийионные или никель-металлогидридные элементы питания, оставшиеся от бытовой или компьютерной техники;
• возможна замена части аккумуляторов, вышедших из строя в процессе эксплуатации (при использовании разборного бокса).

Недостатки самодельного оборудования:

• необходимы знания электрики и навыки работы с паяльным оборудованием;
• требуется приобретение или самостоятельное изготовление блока зарядки (с цепью защиты от переразряда) и повышающего модуля;
• сложность поиска бокса подходящей конфигурации;
• грубый внешний вид устройства (кроме случаев применения заводских кожухов);
• меньший срок службы по сравнению с заводскими изделиями;
• отсутствие дополнительных элементов (переключателя питания, контрольных диодов или вспомогательных разъемов);
• риск повреждения внешнего оборудования при зарядке из-за ошибок в установке или сборке регулятора напряжения;
• при использовании качественных комплектующих итоговая стоимость зарядного приспособления сопоставима с ценой заводских устройств.

Способ 1. Старый аккум — новые возможности

Как сделать Повер банк (Power bank) из устаревших телефонных батареек? — просто. Пошаговое описание метода поможет вам не допустить ошибок.

• Батарейка из старого телефона
• Провода
• Контроллер
• USB-вход
• Изолента, скотч, термоклей.

1. Берём старый мобильник, достаём из него аккумулятор. Таких батарей нам понадобится 3, 6 или 9. Чем больше, тем на дольше хватит устройства.
2. Складываем 3 накопителя друг к другу, вдоль фиксируем скотчем, а поперёк обматываем изолентой. При этом клеммы остаются открытыми.
3. Находим подходящий корпус. Эту роль может выполнить даже простая мыльница, всё зависит от размеров.
4. С помощью 2 проводков объединяем 3 штуки вместе: один провод — «+», второй провод — «-». Центральные клеммы АКБ не соединяем. Они служат температурным датчиком и вся их суть в демонстрации остатка заряда для конкретного устройства.
5. Размечаем местоположение контроллера и делаем отверстие, чтобы вставить вход.
6. Крепим все детали на термоклей и готово!

Читать также: Сварочные работы стоимость работ

Повер банк из устаревших телефонных батареек

Вот так, всего в 6 шагов мы получили портативный аккумулятор.

В принципе манипуляции несложные. Единственное, что может вас остановить — не у всех есть такое количество устаревших аккумов.

Из телефонных аккумуляторов

Для создания компактного повербанка небольшой емкости используются аккумуляторы мобильных телефонов. Рекомендуется использовать не менее 6 однотипных изделий одинаковой емкости, которые соединяются в общую цепь, а затем закрываются пластиковым кожухом.

Для уменьшения размеров требуется собрать 2 банки, для удержания элементов используется малярный скотч или изоляционная лента. Для упрощения коммутационной схемы аккумуляторы размещаются контактными площадками в одном направлении.

Затем производится соединение медным кабелем крайних контактов источников тока в каждой банке. Проводка крепится методом пайки, перед соединением тестовым прибором проверяется полярность элементов. Батареи соединяются в параллельную цепь, что позволяет увеличить емкость будущего Power Bank.

При сборке следует использовать только крайние контакты на каждом источнике тока, средняя площадка не используется (этот элемент предназначен для контроля температуры батареи). По аналогичной схеме коммутируется вторая банка.

Подготовить пластиковый корпус с подходящими габаритами, который должен вместить блок управления зарядкой и собранные ранее аккумуляторные банки.

Внутри кожуха размещаются соединительная электропроводка и задняя часть разъема USB.

После соединения кабелей компоненты помещают в коробку, для ограничения подвижности устанавливаются пластиковые или поролоновые прокладки. Нужно протестировать работу полученного устройства, емкости установленных элементов должно хватать на 3-5 зарядок батареи смартфона.

Для соединения частей кожуха и дополнительных крышек применяется термоклей, винты или защелки. Тип конструкции зависит от конфигурации и конструкции деталей. Рекомендуется делать разъемную конструкцию, которая позволит удалять скопившиеся в ходе эксплуатации загрязнения и менять вышедшие из строя элементы.

Хороший результат достигается при использовании пластиковой водопроводной трубы, которая нагревается строительным феном и обжимается вокруг муляжа аккумуляторных банок.

Способ 2. Фонарь путь осветит, телефон «накормит»

У вас есть фонарик? Сейчас вы узнаете, как преобразовать фонарь, чтобы он не только путь-дорогу освещал, а ещё помогал оставаться на связи.

Зарядное устройство из фонаря

• Фонарь с накопителем на 3,7 В
• Преобразователь напряжения со встроенным USB-выходом
• Контроллер энергозаряда.

1. Разбираем фонарик.
2. Резистор с подпаянным светодиодом необходимо убрать. Это даёт возможность сменить один из режимов свечения на другой режим — зарядку.
3. На то место, где ранее находилась вилочка с целью зарядки фонарика, ставим преобразователь с выходом.
4. К контроллеру заряда батареи припаиваем «+» и «-» от батареи. Уже после этого к контактам OUT+/OUT- предоставленного контроллера подпаиваем преобразователь 5 V.

1. Проверяем работоспособность. Если нужно — перепаиваем.
2. Крепим преобразователь и контроллер. Готово!

Вот такой модерн фонаря даст двойное преимущество в походе. И свет есть, и не страшно остаться без связи в любой момент.

Тут главное, всё сделать правильно, фонарик у вас точно найдётся, а дальше — дело техники.

Из пальчиковых батареек

Бюджетный Powerbank собирается по следующей методике:

Вместо пальчиковых батареек возможно использование аналогичных по конфигурации аккумуляторов на никель-металлогидридной или никель-кадмиевой основе. В конструкцию узла требуется включить блок контроля параметров зарядки, при эксплуатации устройств следует учитывать конструктивные особенности элементов питания.

Например, никель-кадмиевые банки необходимо разряжать до нуля, что позволит сохранить емкость изделий. Можно сделать Power Bank со съемными элементами, которые заряжаются в специальном зарядном устройстве.

Способ 3. Как сделать портативное зарядное устройство из батареек

Этот способ чем-то похож на первый, но тут мы будем использовать обычные литий-ионные накопители 18650 2200 мАч 3,6 В

• Литий-ионные батареи 18650 2200 мАч 3,6 В. — 8 штук
• Зарядка автомобильная
• USB-вход
• Блок-корпус с реле автомобиля

Схема портативного устройства

Всего в несколько шагов мы вновь добьёмся желаемого — изготовим свой Повер банк.

1. В корпусе нужно вырезать 2 отверстия: под выключатель и вход.
2. Накопительные батареи спаиваем вместе по 4 штуки. Схему вы можете увидеть на изображении. Устанавливаем их в корпус.
3. Объединённые блоки припаиваем к выключателю, потом от выключателя к плате, от платы к USB-входу. Этот процесс тоже показан на схеме.

Вот, пожалуй, самый быстрый способ. Такое устройство будет работать даже у любителя в силу своей простоты. Всего 3 шага и внешний аккумулятор для телефона своими руками готов.

Из чего состоит повербанк

Любой повер банк обладает несложным внутренним устройством и состоит из нескольких элементов:

• параллельно спаянных между собой батарей;
• платы управления с преобразователем, контроллером напряжения, транзисторами и светодиодами;
• датчиков температуры;
• предохранителя;
• чипа, отображающего уровень заряда.

Электронные составляющие повер банка заключены в пластиковый или металлический корпус.

Принцип работы внешней батареи очень простой. При подключении смартфона устройство начинает передавать накопленную энергию и быстро восполняет запас емкости гаджета в отсутствие стационарных розеток. Сам внешний банк заряжается от сети, но ставить его на подпитку после каждого использования необязательно. Обычно емкости девайса хватает на несколько циклов восстановления емкости стандартного смартфона.

К преимуществам покупных повербанков относят не только надежность, но и компактные размеры

Способ 4. Внешний энергонакопитель с солнечной батареей

Ещё один интересный вариант. Поскольку световой день начинает увеличиваться, актуально обсудить преимущества энергонакопителей солнечной энергии. Вы увидите, как изготовить переносное зарядное приспособление с возможностью заряда от панелей-накопителей солнечной энергии.

• Литий-ионный энергонакопитель формата 18650,
• Футляр от этих же накопителей
• Модуль повышения напряжения 5 В 1 А.
• Плата заряда для аккумулятора.
• Солнечная панелька 5,5 V 160 mA (любого размера)
• Проводки для соединения
• 2 диода 1N4007 (можно и другие)
• Липучка или двусторонний скотч для фиксации
• Термоклей
• Резистор 47 Ом
• Контакты для энергонакопителя (пластинки тонкой стали)
• Пара тумблеров

Читать также: Как работает симисторный регулятор мощности

Базисная схема внешнего аккумулятора

1. Изучим базисную схему внешнего аккума.

На схеме видно 2 соединительных проводка разных цветов. Красный подсоединяется к «+», чёрный к «-».

1. Контакты к литий-ионной батарее паять не рекомендуется, поэтому поставим в корпусе клеммы и зафиксируем их с помощью термоклея.
2. Следующая задача — разместить модуль увеличения напряжения и плату зарядки для аккумулятора. Для этого делаем отверстия для USB-входа и USB-выхода 5 В 1 А, тумблера и проводков к солнечной панели.
3. Резистор (сопротивление 47 Ом) впаиваем к USB-выходу, с оборотной стороны модуля, увеличивающего напряжения. Это имеет смысл для зарядки IPhone. Резистор решит проблему с тем самым управляющим сигналом, который запускает процесс зарядки.
4. Чтобы панели было удобно переносить, можно осуществить прикрепление контактов панели с помощью 2 маленьких контактов типа «мама-папа». Как вариант, можно соединить основной корпус и панельки с помощью липучек.
5. Ставим диод между 1 контактом панели и платой заряда энергонакопителя. Диод стоит ставить стрелкой в сторону платы заряда. Это предотвратит разряжение накопительной батареи через солнечную панель.

На сколько зарядов хватит такого Повер банка? Всё зависит от ёмкости вашего аккумулятора и ёмкости гаджета. Помните, что разряжать литиевые накопителей ниже 2,7 В крайне нежелательно.

Что касается заряда самого устройства. В нашем случае мы использовали солнечные панели с общей ёмкостью в 160 mAh, а ёмкость аккумулятора — 2600 mAh. Следовательно, при условии прямых лучей батарея зарядится за 16,3 часа. При обычных условиях — около 20–25 часов. Но пусть эти числа вас не пугают. Через миниUSB зарядится за 2–3 часа. Скорей всего, солнечной панелью вы будете пользоваться в условиях путешествий, походов, дальних поездок.

Вывод

Стоит ли самостоятельно собирать аккумулятор? Во-первых, для этого нужны соответствующие навыки и достаточно большое количество свободного времени.

Но даже если они есть – необходимо найти все компоненты устройства, и если батареи из неработающих аккумуляторов найти достаточно просто, то контроллер заряда в большинстве случаев придется покупать.

Учитывая стоимость контроллера, выхода под USB и, в некоторых случаях, преобразователя, экономическая целесообразность самостоятельной сборки представляется минимальной.

Но если по какой-то причине такие компоненты имеются под рукой, тогда дополнительный повер банк не будет лишним.

Процесс сборки и схема

В корпусе вырезаем отверстия под включатель, и USB вход.

Спаиваем аккумуляторы по схеме, в две батареи по 4 штуки, и устанавливаем в корпус.

Дальше припаиваем батареи к включателю, а от включателя, припаиваем к плате, как на схеме, а от платы припаиваем к USB входу. Фото готового устройства смотрите далее.

Материалы

Изготовить самостоятельно внешний аккумулятор можно из носителей заряда любого типа.

Наиболее распространенными материалами являются:

• Пальчиковые батарейки;
• Аккумуляторы от старых телефонов с достаточной емкостью;
• Аккумуляторы от старых батарей ноутбуков.

В любом случае, вне зависимости от носителей, которые вы выбираете, вам потребуется контроллер заряда, к которому будет подключаться провод USB.

Естественно необходимо учитывать, что все носители должны быть исправны.

<�Рис. 3 На солнечных батареях>