В повседневной жизни современного человека огромную роль играют электронные устройства: телефон, планшет, ноутбук и т.п. Как известно, все подобные устройства работают от аккумуляторов, а запас энергии в них небезграничен. Именно поэтому в продаже появилось множество портативных аккумуляторов, с помощью которых можно зарядить электронику в дороге. К сожалению цена на такие устройства высока, не смотря на низкую себестоимость входящих в них компонент.
Чтобы удешевить стоимость портативного аккумулятора, я предлагаю купить все компоненты по отдельности, тогда стоимость устройства на 10 000 мА*ч будет примерно 400 рублей против магазинного варианта в 2000 рублей.
Есть 3 варианта цены для самодельного портативного устройства: 2600 рублей, 1700рублей и 400 рублей. Цена зависит от способа приобретения аккумуляторов:
- 2200 рублей при покупке в России - аккумулятор типа 18650 с защитой х 4 штуки
1300 при покупке в Китае - аккумулятор типа 18650 с защитой х 4 штуки
0 рублей при использовании аккумуляторов от сломанных ноутбуков; - 350 рублей - корпус для аккумулятора;
- 50 рублей - кислота для пайки, олово, провода.
При заказе аккумуляторов в Китае нужно учитывать менталитет китайцев, которые, по моему мнению, считают своим долгом обмануть покупателей. Поэтому после получения посылки с заказом, нужно вскрывать ее на камеру - делать видеозапись состояния посылки до вскрытия, процесс распаковки и обзор содержимого. Для подтверждения емкости аккумуляторов нужно использовать USB тестер. Если продавец обманул покупателя с емкостью аккумуляторов, и есть видеоотчеты распаковки и измерений емкости, то площадка АлиЭкспресс в большинстве случаев встает на сторону покупателя и компенсирует стоимость заказа без необходимости возвращать товар обратно в Китай.
Заказать пустую коробку для портативного аккумулятора из Китая можно на АлиЭкспресс, например тут.
В указанный выше комплект поставки входят:
- корпус из 2 половинок,
- плата с 2 USB выходами, 1 microUSB входом, светодиодом и экраном,
- кнопка,
- светорассеиватель для фонарика,
- 2 оргстекла для экрана и фонарика.
В комплект не входят:
- 4 аккумулятора типа 18650,
- контактные площадки,
- провода,
- 2 микровинта для крепления платы к корпусу,
- USB-microUSB кабель.
Так же понадобятся инструменты для сборки:
- паяльник,
- паяльный жир или кислота,
- олово,
- плоскогубцы,
- отвертка.
На фотографии представлен набор для самостоятельной сборки портативного аккумулятора, который приходит из Китая по почте.
Элементы питания типа 18650 можно достать из аккумулятора старого ноутбука или купить в магазине новые. Например, на фотографии показан аккумулятор от ноутбука HP nc6220, внутри которого находятся 6 элементов Samsung ICR18650-26F. Вскрывать аккумулятор нужно аккуратно, чтобы не повредить элементы питания, а так же не сделать короткого замыкания ячеек.
Когда элементы извлечены из батареи, нужно проверить их на работоспособность и безопасность:
- Измерить напряжение элемента. Если меньше 2.5 В – элемент неисправен.
- Зарядить элемент. Если она греется во время зарядки – элемент неисправен.
- Измерить напряжение элемента при отключенном зарядном устройстве сразу после зарядки. Напряжение должно быть в пределах 4.1...4.2 В, иначе – элемент неисправен.
- Подождать 30 минут. Измерить напряжение элемента. Если напряжение выше 4 В, то записать значение. Если оно стало ниже чем 4В – элемент неисправен.
- Поместить аккумуляторы на 3 или более дня в прохладное, сухое место, а потом измерить напряжение ячейки. Если напряжение ячейки упало более чем на 0.1 В по сравнению с ранее записанным значением напряжения – элемент неисправен.
- Оставшиеся аккумуляторы прошли тест и их можно безопасно использовать в устройствах.
Когда аккумуляторы подготовлены, нужно подобрать провода для параллельного соединения элементов. В качестве контактов между элементами можно использовать ленту, которой ячейки соединялись в аккумуляторе из ноутбука, или взять медную ленту толщиной 5 мм. Провод для соединения аккумуляторной батареи с платой рекомендуется брать из расчета пропускания тока в 2 А, то есть сечением 0,33 мм2.
С помощью паяльной кислоты или паяльного жира и олова необходимо припаять контактные пластины к полюсам аккумуляторов, соединив их параллельно в одну батарею, а к концам пластинки нужно припаять два вывода длинной 30 мм. При работе с паяльником и литиевыми аккумуляторами нужно быть предельно осторожными, так как чрезмерный нагрев элемента может привести к его поломке или разрушению, вплоть до взрыва, поэтому нужно использовать довольно мощный паяльник и точечный прием пайки с временем контакта жала паяльника и элемента питания 2-3 сек.
Когда батарея из 4 элементов готова, ее необходимо припаять к плате устройства, соблюдая полярность, указанную на клеммах, после чего уложить все в корпус и привернуть плату к корпусу.
Проверив устройство на работоспособность, корпус можно захлопнуть, с собранного устройства и экрана снять защитные пленки, а на места установки экрана и фонарика приклеить стекла.
Готовое устройство можно протестировать с помощью USB-тестера и нагрузки.
На этой фотографии показано использование нагрузки в 1 А и выхода устройства в 1 А.
На этой фотографии показано использование нагрузки в 2 А и выхода устройства в 2.1 А.
Разрядив аккумулятор до 0% и зарядив его через USB-тестер, можно приблизительно узнать емкость аккумулятора.
На фотографии показан конец цикла зарядки устройства: 100% заряд на индикаторе аккумулятора и 9385 мА*ч на экране тестера. Это означает, что аккумуляторные батареи из старого ноутбука еще в рабочем состоянии, так как теоретически заряд батареи из 4 элементов типа 18650 должен быть 4 шт х 2500 мА*ч = 10000 мА*ч. То есть можно утверждать, что портативный аккумулятор по емкости равен 8000 мА*ч с учетом обычного КПД в 80% при зарядке.
На практике при использовании полностью заряженного аккумулятора я могу зарядить 3 раза свой телефон Huawei P1 XL c батареей 2600 мА*ч, то есть в теории суммарно 7800 мА*ч, а на практике с учетом износа телефонного аккумулятора чуть поменьше, что соответствует вышеприведенным расчетам.
Для тех, кто не умеет паять, у китайцев есть варианты корпусов с готовыми контактными площадками, например такое устройство на 5 элементов типа 18650.
Итак, в результате проделанной работы получился портативный аккумулятор, который будет не только выполнять свои прямые функции по зарядке электроники в дороге, но и греть душу фактом создания устройства своими руками.