Situationen im Leben können vielfältig sein – ein leerer Smartphone-Akku und das Fehlen einer Steckdose zum Aufladen in der Nähe sind keine Seltenheit. Aus diesem Grund wurde beschlossen, aus einem alten Laptop-Akku mit USB-Stromversorgung unsere eigene leistungsstarke Power Bank herzustellen. Natürlich kann man chinesische Geräte kaufen, aber deren 10.000 und 20.000 mA sind stark übertrieben! In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie ein Gerät bestehend aus einem Lithium-Batterie-Lademodul, einem USB-Aufwärtswandler und einer LED-Statusanzeige zusammenbauen. Batterieleistung Bank.

Wo bekommt man Lithiumbatterien?

Es ist besser, die Batterien nicht selbst zu kaufen (sie sind teuer und es gibt viele schwache), sondern sie von einem alten Laptop aus zu verwenden. In diesem auf dem Foto befinden sich drei Packungen mit zwei parallelen Lithium-Baugruppen vom Typ 18650 mit 2200 mAh, die in Reihe geschaltet sind.

In unserem Design werden wir alle drei Pakete parallel verwenden und zunächst prüfen, ob sie die Ladung ausreichend lange halten.

Wenn einige Banken bereits sehr schwach sind, legen Sie als letzten Ausweg ein Doppelpaket bei – dann wird die Powerbank leichter und kleiner, wenn auch schwächer.

Powerbank-Module

Der nächste wichtige Teil der USB Powerbank ist die Ladeplatine. Zu diesem Zweck wurde ein günstiges Modell gewählt. Darüber hinaus schaltet es die Last ab, wenn die Spannung der Lithiumbatterie unter ~3,7 Volt fällt, und schützt so die Batterie vor Tiefentladung.

Jetzt nehmen wir eine Schaltung, die die Spannung der Batterien auf 5 Volt erhöht (um den USB-Ausgang mit Strom zu versorgen). Dies ist ein beliebiger Boost-Konverter zu USB.

So verbinden Sie es miteinander - . Natürlich wird es im Schaltplan einen kleinen Kippschalter zum Einschalten der Power Bank geben. Der Kippschalter wird benötigt, da der Aufwärtswandler immer von der Batterie gespeist wird (und einen kleinen Strom zieht), auch wenn kein Gerät am USB angeschlossen ist.

Gehäuse für selbstgebaute Powerbank

Es ist besser, ein nichtmetallisches Gehäuse zu nehmen – eine geeignete Kunststoffbox, einen Kabelkanal usw. Für dieses Projekt haben wir ein nicht standardmäßiges und umweltfreundliches Material verwendet – Holz, genauer gesagt Faserplatten. Zwei Abdeckungen und Wände rund um den Umfang, alle mit Schrauben verbunden.

Solarenergie ist (vorerst 🙂) eine völlig kostenlose, weit verbreitete und umweltfreundliche Energieform. Viele Menschen kennen die sogenannten Photovoltaik-Wandler bzw. Solarmodule. Ihre Zellen bestehen aus speziellen Halbleitermaterialien, und wenn Sonnenlicht auf sie trifft, werden Elektronen herausgeschlagen, wodurch sie sich von ihren Atomen trennen. Wenn Elektronen eine Zelle passieren, erzeugen sie Strom.

Powerbank - Übung

Im Allgemeinen sind wir mit der kurzen Theorie fertig. Und jetzt werden wir eine leistungsstarke und hochwertige Power Bank herstellen, die Energie sammelt und speichert Solarplatten, wie es im vorherigen Projekt passiert. Der von diesen Panels erzeugte Strom wird in einem Li-Po-Akku gespeichert. Dann wird der Akku verwendet, um den notwendigen Strom zu erzeugen – stabilisierte 5 V, die in USB-Geräten, am häufigsten Smartphones, verwendet werden. Die Powerbank kann auch über eine externe 5V-Quelle aufgeladen werden Netzwerkadapter bei 220 V. Im Freien lädt er sich wie vorgesehen mit Sonnenlicht auf.

Schematische Darstellung

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Leiterplatte im Archiv. Der Stromkreis der Solarzellen-Powerbank besteht aus zwei Teilen. Das erste ist ein Ladegerät auf Basis von MCP73831 und das zweite ist ein Aufwärtswandler auf Basis von LT1302-5, der die Spannung umwandelt Lithium Batterie bei 5 V.

Der MCP73831 ist ein Miniatur-Laderegler für Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Batterien. Da der Eingangsspannungsbereich 3,7 – 6 V beträgt, kann jeder Wert zwischen diesen Werten als Eingangsspannungsquelle verwendet werden. Ein zusätzlicher 5-V-Mini-USB-Eingang ist ebenfalls in der Schaltung enthalten, um die Power Bank über einen Adapter an einem 220-V-Netz aufzuladen, wenn die Sonneneinstrahlung nicht ausreicht. Der Controller lädt den Akku bis zu 4,2 V vollständig auf Sicherheitsmodus. Während des gesamten Ladevorgangs leuchtet die LED am Controller.

Die zweite Stufe ist ein Aufwärtswandler, der die 4-V-Batteriespannung in 5 V umwandelt. Er basiert auf dem LT1302-5 IC, einem DC/DC-Wandler mit einer festen Ausgangsspannung von 5 V. Die Eingangsspannung des LT1302-5 kann wie folgt sein: niedrig wie 2,2 V.

Die im Projekt verwendeten Solarmodule haben eine Nennspannung von 6 V und 150 mA, was unter idealen Bedingungen etwa 1 Wh liefert. Und der Lithium-Polymer-Akku kostet hier 3,7 V und 4000 mA, was etwa 15 Wh liefern kann. Bitte beachten Sie, dass der Ladevorgang viel länger als 15 Stunden dauern wird, da die Speicher- und Boost-Umwandlungseffizienz weniger als 100 % beträgt. Aber da Solarenergie kostenlos ist, gibt es keine Eile.

Oft muss Ihr Gerät aufgeladen werden, wenn keine Stromversorgung in der Nähe ist. In einer solchen Situation weiter Hilfe wird kommen Powerbank. Eine solche Batterie kann in jedem Elektronikfachgeschäft gekauft werden. Aber es gibt einen interessanten Punkt: Sie können sie selbst bauen. Lassen Sie uns darüber sprechen, wie Sie mit Ihren eigenen Händen eine Power Bank herstellen.

Erste Montagemethode

Wir stellen sofort fest, dass Sie für die Montage keine teuren Teile benötigen; Sie benötigen Batterien, einen USB-Anschluss und gewöhnliche Materialien, die in jedem Haushalt zu finden sind.

Versuchen wir, mit der ersten Methode eine Batterie herzustellen:

• Wir nehmen zwei Streichholzschachteln. Wir schneiden jeweils eine der Wände zu, biegen sie zur Seite und kleben sie dann zusammen. Wenn Sie ein einzelnes Design erhalten, legen Sie zwei Batterien in jede Box.

• Jetzt verwenden wir die Heftklammern. Sie werden benötigt, um einen zuverlässigen Kontakt zwischen den Boxen herzustellen. Sie müssen an den Enden auf beiden Seiten befestigt und dann mit Draht verbunden werden.

• Der Akku ist fast fertig. Es bleibt nur noch, den Körper aufzubauen. Ideal wäre eine kleine Schachtel, in die man die entstandene Struktur so einkleben kann, dass der Spalt minimal ist.

• Wenn der vorherige Schritt abgeschlossen ist, nehmen Sie ein Vitaminglas aus Kunststoff und bohren Sie ein kleines Loch hinein, in das Sie den USB-Stecker stecken. Befestigen Sie es sorgfältig und löten Sie das Kabel, das mit der Batterie verbunden ist. Nun sollten Sie diese gesamte Struktur in ein Glas geben, das mit einem Deckel mit integriertem USB-Anschluss verschlossen werden kann.

Zweiter Weg

Eine originelle Methode, mit der Sie aus einer normalen Taschenlampe eine Power Bank bauen können. Hier benötigen wir einen Spannungswandler, der dabei hilft, die zum Laden erforderlichen 5 Volt zu erreichen.

Um anschließend zwischen Taschenlampe und Power Bank zu wechseln, müssen Sie diese zerlegen und den an der LED angebrachten Widerstand entfernen; er aktiviert den Übergang zu einem weniger hellen Licht.

Wo bisher zum Aufladen ein Stecker erforderlich war, sollte ein Konverter mit Stecker eingebaut werden. Im nächsten Schritt werden die Batteriepole an den Laderegler angelötet. Anschließend sollte der Konverter an seine Ausgangskontakte angelötet werden. Nun prüfen wir das resultierende Design auf Funktionalität. Wenn alles klappt, können Sie die im Körper baumelnden Komponenten mit Epoxidkleber befestigen.

Dritte Methode

Sie benötigen mehrere alte Akkus von Mobilgeräten und einen Laderegler. Wir umwickeln die Batterien mit Klebeband und löten die seitlichen Anschlüsse parallel. Die zentralen können in Ruhe gelassen werden, da sie die Ladezustandsanzeige steuern. Wir löten die Drähte an den Laderegler und legen die gesamte Struktur in einen geeigneten Behälter, nachdem wir zuvor ein Loch für den USB-Anschluss darin gebohrt haben.

Wir hoffen, dass Sie es nun selbst herstellen können externe Batterie.

Dies ist ein sehr nützliches Gerät, insbesondere wenn Sie häufig reisen, das Sie sehr schnell und kostengünstig selbst herstellen können. Es gibt viele fertige Geräte und Gehäuse für 18650-Batterien, aber aus verschiedenen Gründen passten sie alle nicht zu uns, also beschlossen wir, unsere eigenen zu bauen.

Merkmale der Powerbank

Die Idee unseres Ladegeräts ist sehr einfach. Hierbei handelt es sich um eine Art Gehäuse für LiIon-Akkus der Größe 18650 mit der Möglichkeit, diesen Akku schnell auszutauschen. Das Gerät kann sowohl den Akku selbst laden als auch externe Geräte laden. Und all dies sollte gemäß dem ursprünglichen Plan eine minimale Größe, niedrige Kosten und eine extreme Einfachheit des Geräts haben, so dass jeder es selbst zusammenbauen konnte. Und am Ende haben wir ein ziemlich gelungenes Design bekommen:

Erstens erspart Ihnen dieser Ansatz die Entscheidung über die benötigte Batteriekapazität. Mit unserer PowerBank können Sie so viele Ersatzbatterien mitnehmen, wie Sie in einer bestimmten Situation benötigen.
Zweitens sind Batterien dieses Formats weit verbreitet und erschwinglich. Von solchen Aktionen raten wir ab, sie sind aber sogar kostenlos in Altgeräten zu finden.
Drittens gibt es solche universellen Lösungen einfach nicht oder sie sind sehr teuer. Und der Hauptkritikpunkt betrifft vor allem die Größe der vorgefertigten Lösungen.

Montagekomponenten

Eine vollständige Liste mit allem, was Sie brauchen:

1. 18650-Batteriehalter für die Leiterplattenmontage
2. Batterieladeregler. Verfügt über einen eingebauten Schutz und kann den Akku mit einem Strom von bis zu 1A laden
3. StepUp-Konverter zum Laden externer Geräte mit Strom bis 0,5A
4. Schlüsselschalter (Foto mit Abmessungen)
5. Schraube M3x6 mit Senkkopf – 2 Stk.
6. M3 Vierkantmutter - 2 Stk
7. Installationsdraht und Schrumpfschlauch
8. Gedruckter Fall (Download-Link befindet sich am Ende des Artikels)

Das heißt, die Kosten (einschließlich Lieferung!) betragen etwa 4 US-Dollar.

Schaltplan

Alles ist ganz einfach mit fünf Drähten angeschlossen:

Zuerst müssen Sie die Drähte verlöten und zur Ladeplatine wechseln. Es ist wichtig, dass die Drähte von den Kontakten „B+“ und „B-“ lang und die Drähte von den Kontakten „OUT+“ und „OUT-“ kurz sein müssen.

Anschließend wird die Platine in die Steckplätze im Inneren des Gehäuses eingebaut. Es ist speziell sehr fest gefertigt, damit das Board in Zukunft nicht mehr darin baumelt.

Jetzt können Sie die Aufwärtswandlerplatine in ihren Steckplätzen installieren und dann kurze Drähte vom Batterieladeregler daran anlöten, die von den Kontakten „OUT+“ und „OUT-“ durch den Schalter führen. Es ist wichtig, die Polarität nirgendwo zu verwechseln, aber dort ist alles ganz gut und intuitiv lokalisiert.

Danach können Sie die Kabel zur Batterie kürzen, an den Batteriehalter anlöten und die Muttern in die Nuten einbauen. Beachten Sie in diesem Fall die Polarität der Anschlussdrähte mit der Polarität am Batteriehalter und an den Enden des Gehäuses!

Zu diesem Zeitpunkt können Sie bereits den Akku einbauen und prüfen, ob das Gerät normal funktioniert. Wenn alles gut funktioniert, können Sie die Platinen zusätzlich mit Tremoklee im Gehäuse befestigen, aber auch ohne halten sie sehr fest.
Es bleibt nur noch, den Halter mit Schrauben an der Karosserie zu befestigen:

Video

Ergebnisse

Das gesamte Gerät hat Abmessungen von 79 x 26 x 31 mm, während der Batteriedurchmesser 18 mm und die Länge 65 mm beträgt. Das Ladegerät wiegt ohne Akku 25g und mit Akku 75g.
Die von uns verwendeten Komponenten sind sehr weit verbreitet und haben sich teilweise bereits bewährt. Wir haben das alles einfach zu einem fertigen Produkt kombiniert, das jeder für sich selbst herstellen kann. Und unserer Meinung nach ist es uns gelungen, es minimalistisch und durchaus alltagstauglich zu gestalten, sowohl zum Laden der Akkus selbst als auch für den Einsatz als PowerBank.

Download links

Datei zum Drucken des Körpers auf einem 3D-Drucker.

Wir würden uns sehr freuen, wenn Sie unsere Ressource unterstützen und unseren Produktshop besuchen.

Dieses tragbare Ladegerät (Power Bank) erzeugt im Gegensatz zu allen hergestellten Modellen nicht nur 5 V Gleichstrom, sondern 220V AC, was sehr vorteilhaft ist und in einem größeren Bereich eingesetzt werden kann. Die Leistung beträgt 60 W, was für eine so kleine Box, die problemlos in Ihre Tasche passt, ziemlich viel ist.
Auch ein Anfänger ohne entsprechende Elektronikkenntnisse kann diese Powerbank zusammenbauen, da alles auf vorgefertigten chinesischen Modulen aufgebaut ist.

Wird benötigt

• - 3 Stk.

Andere: Kunststoff zur Herstellung des Gehäuses, Heiß- und Zweitkleber.
Sie finden Akkus mit unterschiedlichen Kapazitäten von 600 mA*H bis 9800 mA*H, bei einer Spannung von 3,7 V. Die Gesamtkapazität der Powerbank setzt sich aus der Summe der Kapazitäten aller Elemente zusammen. Das heißt, wenn alle drei Akkus eine Kapazität von 3000 mA*H haben, beträgt die Kapazität der Powerbank 9000 mA*H.

Der Fall muss für drei Elemente ausgewählt werden.

Zum Aufwärtswandler (Wechselrichter) möchte ich antworten: Die Leistung des vorgestellten Exemplars beträgt 60 W. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass Sie genau dieses finden. Wahrscheinlich stehen Ihnen auch andere kleinere Konverterplatinen zur Verfügung. Leistungsmäßig überwiegen sie mit entweder 40 W oder 150 W. Du kannst jedes nehmen.
Eine Besonderheit solcher Mini-Wechselrichter ist, dass sie im Ruhezustand praktisch keine Energie verbrauchen. Sie haben auch sehr hohe Effizienz, daher wird die gesamte Kapazität voll zur Verfügung gestellt.

5V-Abwärtswandlerplatine mit USB-Buchse. Es ist notwendig, Geräte direkt über USB mit 5 V zu laden.

Herstellung einer Powerbank für 220 V

Wir bauen die Elemente in die Halterung ein und messen die Gesamtspannung. In dem Fall sind sie in Reihe geschaltet und Ausgangsspannung Vollständig geladene Batterien haben eine Gesamtspannung von ca. 12,5 V.

Wir löten einen Kippschalter in Reihe mit den Elementen, der den gesamten Stromkreis unterbricht und mehr als ein Wandler nach dem Ausschalten nicht nur Kapazität verschwendet.

Wir löten die Drähte an die 220-V-Wandlereingänge.

Und zwar bei 5 V.

Löten Sie die Drähte an den 220-V-Ausgang.

Bereiten wir eine universelle Steckdose vor.

Irgendwie so. Sie müssen nicht zu sehr ins Detail gehen, da der Zusammenhang nicht ganz klar ist, aber es funktioniert. Der 5V-Wandler wurde direkt auf den Block gelötet, dann aber parallel zum Wechselrichter gelötet.

Beginnen wir mit der Herstellung des Gerätekörpers. Für diese Zwecke empfiehlt es sich, dicken PVC-Kunststoff, Schaumstoffplatten usw. zu verwenden. Wir ordnen die Elemente an und schneiden grob ein Rechteck aus.

Legen Sie das Gehäuse mit den Elementen auf Heißkleber.

Das Gleiche gilt für die Wechselrichterplatine.

Das war der Tiefpunkt. Wir schneiden die Oberseite auf die gleichen Maße zu. Wir fertigen Nuten für Schalter und Steckdose.

In der Mitte ist ein Loch zu sehen – dieses ist für die LED, die sich auf der Wechselrichterplatine befindet und an den Beinen herausragt.

Löten Sie die Drähte an die Buchse.

In der Seitenwand befestigen wir einen 5-V-Abwärtswandler mit USB-Buchse und Ausgangsstecker, den wir parallel zur gesamten 12,5-V-Batterie verlöten.

Dieser Anschluss wird zum Aufladen der Kochbank verwendet.

Wir bauen den Körper zusammen und verkleben alle Teile mit Sekundenkleber.

Blick auf ein komplett fertiges Gerät.

Powerbank-Test

Wir stellen den Schalter auf „Ein“ und messen die Ausgangsspannung an der 220-V-Steckdose. Sie zeigt 203 an, was aber für die Berücksichtigung von Abweichungen unkritisch ist.

Wir stecken eine 60-W-Glühbirne ein und testen sie auf maximale Belastbarkeit. Die Lampe ist an.
3S BMS-Boards. Dank der Verwendung einer solchen Platine kommt es zu keinen Spannungsunterschieden zwischen Elementen im selben Stromkreis.
Das ist alles! Jetzt haben Sie eine 220-V-Steckdose in Ihrer Tasche!

Abschließend möchte ich noch darauf hinweisen, dass der 220-V-Ausgang vorhanden ist Hochfrequenz ca. 800 Hz. Ein solches Gerät kann keine Asynchronmotoren, Transformatoren und andere Geräte antreiben, die eine genaue Frequenz von 50 Hz erfordern. Und zur Stromversorgung von Schaltnetzteilen für Laptops, Fernseher, Ladegeräte durchaus akzeptabel.