DIY Lityum-iyon Pil Şarj Cihazı: 8 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Piller, pille çalışan herhangi bir proje/üründe önemli bir rol oynar. Şarj edilebilir piller pahalıdır, çünkü pillerle birlikte pil şarj cihazı satın almamız gerekir (şimdiye kadar), pilleri kullanmak ve atmakla karşılaştırıldığında, ancak para için büyük bir değerdir. Şarj edilebilir piller, örneğin kurşun asit, nikel kadmiyum (NiCd), nikel metal hidrit (NiMH), lityum iyon (Li-iyon) ve lityum iyon polimer (Li-iyon polimer) gibi birkaç farklı elektrot malzemesi ve elektrolit kombinasyonu kullanır.

Projelerimden birinde Li-ion pil kullandım ve pahalı bir pil almak yerine şarj cihazı yapmaya karar verdim, hadi başlayalım.

1. Adım: Hızlı Video

İşte size tüm adımları birkaç dakika içinde gösterecek hızlı bir video.

youtube'da izlemek için buraya tıklayın

Adım 2: Elektronik Bileşenlerin Listesi

İşte bu Li-ion pil şarj cihazı için gereken bileşenlerin listesi.

• Pil korumalı TP4056 tabanlı lityum iyon pil şarj modülü,
• 12 Volt 2 Amp duvar adaptörü,
• SPST 2 pimli anahtar,
• 7805 voltaj regülatörü (1 adet) (5 V duvar adaptörünüz varsa bunu atlayabilirsiniz),
• 100 nF kondansatör (4 adet) (5 V duvar adaptörünüz varsa bunu atlayabilirsiniz),
• Li-ion 18650 pil tutucu
• DC jakı ve,
• genel amaçlı devre kartı.

3. Adım: Araç Listesi

İşte bu Li-ion pil şarj cihazında kullanılan aletlerin listesi.

• Lehim demiri, lehim teli,
• Sıcak bıçak (bu bıçağı yapmanıza yardımcı olacak talimatımın bağlantısı),
• Tutkal tabancası, tutkal çubukları,
• Tornavida ve yedek vidalar ve,
• Plastik muhafaza - 8 cm x 7 cm x 3 cm (bu boyutta çalışmalıdır).

Artık tüm aletler ve bileşenler yerine oturduğuna göre, pil şarj cihazımızın ayrılmaz bir parçası olan TP4056 modülümüze yakından bakalım.

Adım 4: TP4056 Tabanlı Lityum İyon Pil Şarj Modülü

Gelelim bu modülün detaylarına. Piyasada bulunan bu TP4056 tabanlı Li-ion şarj devre kartının iki versiyonu vardır; pil koruma devresi olan ve olmayan. Pil koruma devreli bir tane kullanacağız.

Pil koruma devresini içeren devre kartı, DW01A (pil koruma IC) ve FS8205A (Çift N-Kanal Geliştirme Modu Güç MOSFET) IC'lerini kullanarak koruma sağlar. Bu nedenle pil korumalı devre kartı 3 IC (TP4056+DW01A+FS8205A) içerirken, pil koruması olmayan sadece 1 IC (TP4056) içerir.

TP4056, tek hücreli lityum iyon piller için eksiksiz bir sabit akım/sabit voltaj doğrusal şarj modülüdür. SOP paketi ve düşük harici bileşen sayısı, TP4056'yı DIY uygulamaları için ideal hale getirir. USB ve duvar adaptörleri ile çalışabilir. Sabit akım ve sabit voltaj şarjını gösteren bir şarj döngüsünün (Resim No.3) görüntüsüyle birlikte TP4056'nın pin diyagramının bir görüntüsünü (Resim No.2) ekledim. Bu devre kartındaki iki LED, şarj etme, şarj sonlandırma vb. gibi çeşitli çalışma durumlarını gösterir (Resim No.4).

3,7 V Lityum iyon pillerin güvenli şarjı için, terminal voltajları 4,2 V'a ulaşana kadar kapasitelerinin 0,2 ila 0,7 katı sabit akımda şarj edilmelidirler, daha sonra şarj akımı düşene kadar sabit voltaj modunda şarj edilmelidirler. İlk şarj oranının %10'u. 4,2 V'ta şarjı sonlandıramayız çünkü 4,2 V'ta ulaşılan kapasite tam kapasitenin yalnızca yaklaşık %40-70'i kadardır. Bütün bunlar TP4056 tarafından halledilir. Şimdi önemli bir şey, şarj akımı PROG pimine bağlı direnç tarafından belirlenir, piyasada bulunan modüller genellikle bu pime bağlı 1,2 KOhm ile gelir, bu da 1 Amper şarj akımına karşılık gelir(Resim No.5). İstediğiniz şarj akımını elde etmek için bu dirençle oynayabilirsiniz.

TP4056 veri sayfasına bağlantı

DW01A bir pil koruma IC'sidir, Resim No 6 tipik uygulama devresini gösterir. MOSFETS M1 ve M2, FS8205A IC üzerinden harici olarak bağlanır.

DW01A veri sayfasına bağlantı

FS8205A veri sayfasına bağlantı

Tüm bunlar, bağlantısı adım No-2'de belirtilen TP4056 Li-ion pil şarj cihazı devre kartı üzerine monte edilmiştir. Sadece iki şey yapmamız gerekiyor, giriş terminallerine 4.0 ila 8.0 V aralığında bir voltaj vermek ve TP4056'nın B+ ve B- terminallerine bir pil bağlamak.

Ardından, pil şarj devresinin geri kalanını oluşturacağız.

Adım 5: Devre

Şimdi, devreyi tamamlamak için elektrik bileşenlerini havya ve lehim teli kullanarak bağlayalım. Fritzing şemasının resimlerini ve fiziksel devre versiyonumu ekledim, bir göz atın. Aşağıdaki aynı açıklamasıdır.

1. DC jakının '+' terminali anahtarın bir terminaline, DC jakının '-' terminali 7805 regülatörün GND pinine bağlanır.
2. Anahtarın diğer pini 7805 regülatörün Vin pinine bağlanır.
3. Voltaj regülatörünün Vin ve GND pinleri arasına paralel olarak üç adet 100 nF kondansatör bağlayın. (Bu amaçla genel amaçlı devre kartı kullanın)
4. Voltaj regülatörünün Vout ve GND pini arasına 100 nF'lik bir kapasitör bağlayın. (Bu amaçla genel amaçlı devre kartı kullanın)
5. 7805 voltaj regülatörünün Vout pinini TP4056 modülünün IN+ pinine bağlayın.
6. 7805 voltaj regülatörünün GND pinini TP4056 modülünün IN pinine bağlayın.
7. Pil tutucunun '+' terminalini B+ pinine ve pil tutucunun '-' terminalini TP4056 modülünün B- pinine bağlayın.

Tamamlandı.

Not: - 5 V duvar adaptörü kullanıyorsanız, 7805 regülatör kısmını (kapasitörler dahil) atlayabilir ve duvar adaptörünün '+' terminalini ve '-' terminalini sırasıyla TP4056'nın IN+ ve IN- pinlerine doğrudan bağlayabilirsiniz

Not: - 12V adaptör kullanırken 7805 1A taşıdığında ısınır, Soğutucu kullanışlı olabilir

Ardından, kasadaki her şeyi bir araya getireceğiz.

Adım 6: Montaj: Bölüm 1- Muhafazanın Değiştirilmesi

Elektronik devrelere uyacak şekilde muhafazayı değiştirmek için bu adımları izleyin.

1. Bir bıçak bıçağı kullanarak pil tutucunun boyutlarını muhafazanın üzerine işaretleyin.(Resim No-1)
2. Pil yuvasının işaretine göre muhafazayı kesmek için sıcak bıçak kullanın.(Resim No-2 ve 3)
3. Sıcak bıçaklı muhafaza kullanarak kesim yaptıktan sonra Resim No-4'e benzemelidir.
4. Muhafaza üzerinde TP4056'nın USB bağlantı noktasının işaretlerini yapın. (Resim No-5 ve 6)
5. USB bağlantı noktasının işaretine göre muhafazayı kesmek için sıcak bıçak kullanın. (Resim No-7)
6. Muhafaza üzerinde TP4056'nın LED'lerinin boyutlarını alın ve işaretlerini yapın. (Resim No-8 ve 9)
7. LED'lerin işaretine göre muhafazayı kesmek için sıcak bıçak kullanın. (Resim No-10)
8. DC jakı ve anahtarı için montaj delikleri açmak için benzer adımları izleyin.(Resim No-11 ve 12)

Muhafazayı değiştirdikten sonra, elektronik aksamın takılmasına izin verin.

7. Adım: Montaj: Bölüm 2- Elektronikleri Muhafazanın İçine Yerleştirme

Elektronikleri kasanın içine yerleştirmek için bu adımları izleyin.

1. Pil tutucuyu, montaj noktaları muhafazanın dışında olacak şekilde yerleştirin; sağlam bir bağlantı oluşturmak için tutkal tabancası kullanın.(Resim No-1)
2. TP4056 modülünü, LED'lere ve USB bağlantı noktasına muhafaza dışından erişilebilecek şekilde yerleştirin, önceki adımda uygun ölçümler yapıldıysa endişelenmenize gerek yok, her şey otomatik olarak yerine oturacak, son olarak sıkı bir bağlantı yapmak için tutkal tabancası kullanın.(Resim No- 2)
3. 7805 voltaj regülatör devresini yerleştiriniz; sağlam bir bağlantı yapmak için tutkal tabancası kullanın. (Resim No-3)
4. DC jakını ve Switch'i ilgili konumlarına yerleştirin ve sıkı bir bağlantı oluşturmak için tekrar tutkal tabancası kullanın. (Resim No-4)
5. Son olarak, montajdan sonra muhafazanın içinde Resim No-5 gibi görünmelidir.
6. Arka kapağı kapatmak için birkaç yedek vida ve tornavida kullanın.(Resim No-6)
7. Daha sonra, sıcak bıçağın kesilmesinden kaynaklanan istenmeyen çıkıntıları örtmek için siyah bir yalıtım bandı bile kullandım. (dosyalama da iyi bir seçenektir)

Bitmiş Lityum-iyon şarj cihazı Resim No-7'de gösterildiği gibi görünüyor. Şimdi şarj cihazını test edelim.

Adım 8: Deneme Çalıştırması

Şarj cihazının içine boşalmış bir lityum iyon pil takın, 12 V DC girişi veya USB girişi bağlayın. Şarj cihazı, şarjın devam ettiğini gösteren KIRMIZI led yanıp sönmelidir.

Bir süre sonra pil şarj olduğunda şarj cihazı MAVİ led yanıp sönmelidir.

Şarj cihazımın pil şarjını gerçekleştirdiğini ve şarj işlemini sonlandırdığını gösteren resimleri ekledim.

Yani. Sonunda işimiz bitti.

Zaman ayırdığınız için teşekkürler. Diğer derslerime ve youtube kanalıma göz atmayı unutmayın..