Собираем power bank. Самодельный power bank с солнечной батареей

Набор для сборки PowerBank ICOQUE с солнечной зарядкой и фонариком.

• Цена: $4.98, брал за 3.98

• Перейти в магазин

Небольшой обзор набора для самостоятельной сборки повербанка на 5 элементах 18650. Данный набор подкупил своей демократичной ценой при наличии различных плюшек на борту, таких как корпус, фонарик и солнечная панель.

Очередные нешуточные дебаты под обзором зарядки для лития родили линку на сей девайс от кого-то из комментаторов с аргументацией «а зачем платить деньги просто за плату, если есть готовый набор со всеми плюшками за ту же цену» и линкой, за что ему спасибо. Более точно сказать спасибо не могу, тк банально не нашел тот коммент.
Вернемся к нашим поэтэссам. Заказ был сделан перед китайским новым годом, что повлияло на срок подготовки посылки, также стоит учесть, что у продавца всего несколько цветов, и черный, как самый ходовой, периодически отсутствует. Поэтому синий. Трек отслеживался кусками, и получил я посылку случайно, когда пришел за другой.

Упаковка.

Упаковано все было в обычный пакет, сам корпус — в полтора слоя крупной пупырки, вся рассыпуха была сложена внутри самого корпуса. При транспортировке ничего не пострадало.

Комплектация.

Комплектация с большего соответствует фотографиям на сайте продавца:

• Пластиковая рамка 1 шт
• Крышка маталлическая, цветная 2шт
• Солнечная панель 1шт
• Светодиодная панель 1шт
• Рассеиватель 1шт
• Плата контроллера (зеленая) 1шт
• Рассеиватель индикаторов 1шт
• Толкатель кнопки пластиковый 1 шт
• Шуруп крепешный 7шт (или я 1 успел потерять, хотя на фото их количество непостоянно))

На странице продавца присутствует информация, что в комплект поставки не входят:

• Батареи
• Провода
• Скотч
• Флюс
• Припой
• Паяльник
• Отвертка
• Прямые руки из нужного места 1 пара

Все это у нас и так есть (*критически посмотрев на последний пункт), поэтому приступаем к сборке.

Сборка.

Этап первый. Все хорошо.

Явных косяков не заметно, крышки становятся в пазы рамки уверенно, все отверстия совпадают, перегибов нет, ставить можно на любую сторону. Плата в пазы становится плотно, попадая в специальные пазы на рамке и может быть дополнительно закреплена двумя шурупами сквозь предусмотренные вырезы по бокам. Главное не забыть предварительно установить толкатель кнопки (ага, щаз!). Хм. Вынимаем плату, ставим толкатель, вставляем плату снова и закрепляем шурупчиком. После этого можно установить рассеиватель индикаторов. Он, конечно, держится плотно, но как показала практика верчения коробки в руках — его лучше посадить на клей и забыть. На этом этап безпроблемной сборки закончен.

Этап второй. Творческий.

Все интересное начинается в тот момент, когда наешь устанавливать бутерброд фонаря либо солнечную панель. Они болтаются, падают внутрь корпуса и проявляют все чудеса изворотливости, абы только не держаться как надо. Даже не смотря на то, что на рамке присутствуют технологические упоры.
Но я справился. Припаял солнечную панель, фонарь, мелкий старый аккум от сотового. Скрутил корпус, включил длительным нажатием на кнопку. Индикаторы светятся, а фонарь нет. Ок, разбираем, меняем местами провода на панели. Бинго! Работает!
Лирическое отступление: панель фонаря с диодами имеет только 2 отверстия для пайки, в отличие от показаной на странице продавца, но эти площадки никак не обозначены.

Устройство получилось вот таким:

Как оказалось данный повербанк по кнопке имеет несколько режимов работы:
— Длительное нажатие кнопки включает диодную панель.
Кратковременное нажатие меняет режим работы панели Полная мощность/Половина мощности/Моргание подобия сигнала SOS.
— Кратковременное двойное нажатие включает/выключает УФ диод, расположенный над гнездом micro-USB
Данные режимы можно использовать в паре.
Фонарь работает до победного, даже если USB порты отключены контроллером ввиду низкого напряжения на батарее.

Внимательный читатель примерно сейчас должен задаться вопросом: А скотч то зачем нужен был?

Ответ очень прост. Перед сборкой прочитайте инструкцию по сборке. Добрый продавец ее даже предоставляет на своей страничке.

Ок. Еще раз критически проверяем наличие инструмента «Прямые руки из нужного места, 1 пара» и начинаем разбирать всё обратно.

А теперь немного модернизаций и тестов «на коленке»

проверка тока в портах после впайки аккума 18650, нагрузка — паяльник, работающий от USB


прекрасно наблюдается картина, когда оба порта выдают 1,3А, мне — норм но комуто может не понравиться.

Потребление панели почти 0,4А, но мне показалось, что яркость была не полной. Заметил, что яркость фонаря зависит от напряжения на батарее.

проверяем работу ультрафиолетового светодиода

упс, вспышку забыл выключить, извините за бардак)

в темноте светятся ценники и лаки для ногтей (я их специально для такой задачи искал)

И результат работы солнечной панели при освещении двумя метровыми светодиодными лентами

После выявления несоответствия текста на заборе с содержимым двора надписей о токах реально выдаваемым решил провести несколько нагрузочных тестов, чтобы знать, чего ожидать от сей поделки.

1. Заряжает аккумулятор до напряжения 4.19В
2. Нагрузка в виде 0,7 Ом резистора, выколупаного из запасов родины — уводит девайс в защиту по кз с отключением порта и морганием индикаторами заряда в течение секунд пяти. Порт включается только после передергивания нагрузки.
3. Панель фонарика работает до упора, эксперимент остановлен на напряжении 2,19В на банке 18650. Панель еще подавала признаки света, но даже в темноте их было почти незаметно. На кнопку включения реагировало. При попытке подключить батарейку на 1.5В — ноль реакции.
4. USB порты отключаются при напряжении на банке в 3,05В

Итоги.

Лично мне конструктор (если его так можно назвать) понравился, особенно учитывая, что основным покупаемым товаром была сама плата контроллера, а все остальное — бонус. Плюс этот агрегат планировался именно как источник питания для USB паяльника.

Также стоит помнить про работу панели фонаря до высадки батареи ниже 2,75В, это может убить батарею.

о, нашел обзор такого же, но с красной платой (более старая версия) и подписанной панелью фонаря.

Как солнечные батареи убивают пауэрбанки

Как оказалось, из-за экономии на схемотехнике дешевые китайские мобильные аккумуляторы с солнечными батареями могут прожить очень короткую жизнь.

Когда видишь в продаже безымянный внешний аккумулятор емкостью 5000 мА·ч с солнечной батареей и ценником всего в 500-600 рублей, в душе невольно возникает то самое «хочу!». При этом кажется, что его устройство настолько простое, что максимум что там могут «накосячить» китайцы с Aliexpress – это подсунуть дешевый аккумулятор меньшей емкости. Но жизнь оказалась прозаичнее.

Первая проверка после покупки показала, что его емкость составляет не менее 4500 мАч, что весьма неплохо. После этого он был принят на вооружение и эксплуатировался в длительных походах для подзарядки гаджетов.

Изначально мне было весьма интересно поиграться с солнечной батареей, и я оставлял его по нескольку дней на солнце с целью пополнения заряда. Толку от этого было маловато, и его все равно приходилось дозаряжать от сети с использованием зарядки от смартфона Samsung. При этом уже через десяток циклов стало заметно, что его емкость уменьшилась практически вдвое. Погоревав, я списал его в запас, и он провалялся в шкафу ровно до того момента, пока у меня не возникла необходимость поэкспериментировать с солнечной батареей. И тут началось самое интересное.

Разобрав пауэрбанк я с удивлением обнаружил, что солнечная батарея припаяна напрямую к контактам Li-Ion аккумулятора параллельно с основным контроллером заряда/разряда.

Недолго думая я вытащил его на яркое солнце и замерил напряжение и ток, который выдавала солнечная батарея. Она тоже оказалась качественной и закачивала в бедный литий-ионный аккумулятор 0,2 А с напряжением в 5,3 В. Чтобы понять, что тут не так, заглянем в теорию.

Что губит Li-Ion

Литий-ионные аккумуляторы – штука капризная. Они боятся глубокого разряда, перезаряда и высоких напряжений. Чтобы зарядить их, используется специальный контроллер, разделяющий процесс на две фазы. Сначала на аккумулятор подается постоянный ток и невысокое напряжение, которое растет параллельно набору заряда. По достижении примерно 80%, когда напряжение на аккумуляторе достигнет своего максимального регламентированного значения, оно фиксируется, а ток резко уменьшается. И в таком режиме он пребывает еще час, пока не зарядится до максимального уровня, после чего контроллер завершает процесс. Этот же контроллер не даст использовать аккумулятор, если в нем менее 10% заряда (не путайте это с тем, что показывают индикаторы гаджетов, там всегда скорректированные значения).

А теперь давайте заглянем в спецификации к типичному литий-ионнуму аккумулятору. Для типичных моделей (один из которых как раз установлен в этом пауэрбанке) максимальное напряжение зарядки на финальной стадии составляет 4,2 вольта. Казалось бы, чего тут страшного, ну подали вместо 4,2 какие-то 5,3 В. Но не все так просто. Например, регулярное превышение напряжения всего на 0,05 В весьма сильно сокращает ресурс батареи. Превышение на 0,1 В – сокращает уже в разы. Вот график, позаимствованный мной с BatteryUniversity. Он отражает зависимость количества циклов перезаряда от подаваемого максимального напряжения.

При этом надо учитывать, что при низком уровне заряда аккумулятора изначально подаваемое напряжение должно быть еще ниже!

Поэтому неудивительно, что аккумулятор был убит всего за несколько циклов.

Какой совет тут можно дать? Если уж покупать что-то дешевое, то пусть это будут брендовые вещи. Наверняка там таких фейлов со схемотехникой не допустят.

Солнечная батарея для зарядки телефона , проверка и доработка

Мобильные зарядные устройства Solar Power Bank пользуются сегодня повышенным спросом среди владельцев смартфонов. Оно и понятно — сама идея заряжать гаджеты от солнца весьма интересна. Впрочем, есть одно маленькое «но». Космические технологии даже в миниатюрных размерах (солнечная батарея для зарядки телефона) стоят дорого, поэтому пользователи выбирают дешевые китайские аналоги, которые можно купить на AliExpress всего за несколько десятков долларов.

В продаже встречаются Solar Power Bank разных размеров и дизайна, при этом больше всего поражает ресурсоемкость их встроенных аккумуляторов, которая колеблется в пределах 10000–45000 mAh. Но действительно ли эти портативные устройства соответствуют заявленным производителем характеристикам?

Как проверить реальные показатели китайского повербанка?

Внешне Power Bank с солнечной батареей однозначно внушает доверие — девайс имеет достаточно сложную конструкцию, которая состоит из монокристаллических фотопанелей, «впитывающих» энергию солнца, и электроники, скрытой под прочным корпусом из пластика и металла.

Стандартная комплектация предусматривает несколько разъемов: два USB-порта (для подзарядки смартфонов) и один miniUSB — для зарядки аккумуляторной батареи повербанка от сети. Power Bank оснащен также LED-индикаторами, которые показывают уровень емкости заряжаемой батареи, и простым светодиодным фонариком для подсветки.

Теперь перейдем к главному вопросу: как в домашних условиях можно проверить реальные показатели солнечной зарядки мобильного телефона и сравнить их с заводскими техническими характеристиками? Для начала потребуется вскрыть корпус устройства — в зависимости от конструкции повербанка, нужно отвинтить 6–8 винтиков или же просто разомкнуть пластиковые защелки.

1) Проверка солнечного элемента

Замерить напряжение фотоэлектрической панели можно при помощи стандартного вольтметра или мультиметра. Обычно этот показатель держится на уровне 5 V, но обратите внимание, что напряжение может «скакать», в зависимости от положения фотоэлементов относительно солнечных лучей. Для максимально точной проверки рекомендуется размещать Power Bank под прямым углом к солнцу.

Оригинальные модели иногда показывают мощность солнечных батарей для зарядки на уровне 6–7 V, что однозначно хорошо. Тогда как некоторые китайские повербанки очень часто не способны вырабатывать и 70% от заявленной производителем мощности фотоэлектрического модуля. В этом случае мобильное зарядное устройство лучше вернуть — пользы от него будет мало, поскольку аккумуляторы будут заряжаться от солнца на протяжении нескольких месяцев.

Обратите внимание, что при рассеянном свете или ярком искусственном освещении фотоэлектрические элементы не будут заряжать аккумулятор, и даже если горит зеленый индикатор заряда, — это указывает только на то, что фотоэлектрический модуль работает, как датчик света. Для полноценной подзарядки встроенной аккумуляторной батареи требуется исключительно солнечное излучение.

2) Проверка емкости аккумулятора

Больше всего пользователей интересует реальная емкость АКБ, ведь от этого зависит, сколько гаджетов можно будет подзарядить при 100% заряде повербанка. Замерить ресурсоемкость литий-ионных батарей или литий-полимерного аккумулятора можно двумя способами.

Самый простой, но далеко не лучший метод — проверка емкости зарядки на солнечных батареях, исходя из фактического количества полных циклов подзарядки смартфона. Если у вас смартфон с емкостью батареи на 2000 mAh, то потребуется посчитать общее количество полных циклов подзарядки мобильного телефона от переносного источника питания. Например, если полностью удалось зарядить смартфон только два раза, а в третий раз подзарядка «зависла» на уровне 75%, то определить реальную емкость аккумулятора повербанка можно по формуле:

(2*2000) + (0,75*2000) = 5500 mAh.

При этом не забывайте учитывать коэффициент потерь в процессе преобразовании солнечной энергии. По умолчанию — это 1,3.

5500*1,3 = 7150 mAh.

В данном случае реальная емкость аккумуляторной батареи повербанка составляет порядка 7000 мАч. Как показывает практика, реальная емкость портативных источников питания китайского производства обычно меньше в 2–3 раза.

Существует и более точный способ проверки емкости зарядки для телефона от солнечной батареи, но для этого придется дополнительно приобрести специальный USB-Tester, который способен измерять основные характеристики АКБ, а также показатели силы тока и напряжения. Перед началом теста обязательно разрядите устройство.

Как можно доработать повербанк с солнечной батареей?

Апгрейд Power Bank — дело тонкое, и занимаются этим исключительно радиолюбители и «технари». Давать какие-то конкретные советы в этом случае будет неуместно, поскольку у каждого пользователя собственные потребности и предпочтения. Добавлять новые литий-ионные аккумуляторы с целью увеличения емкости нужно крайне осторожно, так как встроенный балансир (контроллер заряда) попросту может не справиться с нагрузкой. Если добавить новые аккумуляторы параллельно и в обход балансира, то устройство работать будет, но до первого взрыва АКБ.

Продвинутые владельцы Power Bank, работающих на литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторных батареях рекомендуют делать выносную солнечную панель, потому что в китайский моделях «кустарные» батарейки часто перегреваются, когда долго лежат на солнце. Это приводит к выходу литий-ионных аккумуляторов из строя.

Зачем вообще покупать китайские Solar Power Bank?

Переносные источники питания — полезная штука, особенно если вы собираетесь на шашлыки или в поход. Несмотря на то, что китайские заряжающие устройства, которые продаются в Москве, чаще всего попадаются дефектными, спрос на них все равно растет. И привлекает именно низкая стоимость. Зачем переплачивать деньги за бренд, когда можно купить подделку и доработать? При этом вам не придется дополнительно мастерить корпус — все уже готово и выглядит весьма презентабельно.

Еще портативные зарядные устройства часто покупают для проведения домашних экспериментов. И в этом случае китайские аналоги считаются самым оптимальным вариантом. Не нужно паять микросхему «с нуля» — даже в дешевых платах предусмотрена встроенная защита от перезаряда, переразряда и короткого замыкания, а также установлен преобразователь солнечной энергии в электрический ток. Поэтому китайский зарядник для телефона на солнечной батарее позволяет экспериментировать без ущерба для домашнего бюджета.

Как сделать PowerBank с солнечными панелями

Представьте себе небольшое зарядное устройство, которое само заряжается, просто лежа на солнце, да и вообще в светлое время суток. Такой девайс удобно брать с собой на природу, отправляясь в поход, да и вообще незаменимая штука.

Подобную приспособу можно сделать и своими руками, понадобятся солнечные панельки, аккумулятор и некоторая электроника.
Все, что нужно сделать, это собрать все детали и придумать корпус. Что именно для этого нужно и как все делается, рассмотрим по порядку.

Материалы и инструменты для самоделки:
– аккумулятор для PowerBank (кстати, можно оснащать панелями уже готовый PowerBank);
– солнечные панели;
– регулятор зарядки;
– USB-выходы для зарядки девайсов;
– подходящий корпус (можно распечатать на 3D-принтере);
– держатель батареи (автор делает из латуни);
– проводки;
– паяльник с припоем;
– ножницы по металлу;
– горячий клей;
– термоусадка и другие мелочи.

Процесс изготовления самоделки:

Шаг первый. Корпус для устройства
Началось все с того, что автор пытался собрать магнитный парящий двигатель на солнечных панелях, но у него это не вышло. Вот после этого было принято решение собрать PowerBank на солнечных панелях. Аккумулятор было решено выбрать небольшой (18650), он подойдет лишь для экстренной подзарядки, что позволит осуществить звонок и так далее. Но можно выбрать объем зарядного в зависимости от своих потребностей.

Первым делом нужно подготовить корпус, автор распечатывает его на 3D-принтере. Но можно подобрать и просто подходящую коробочку.

Шаг второй. Держатель батареи
Место установки батареи у автора уже было предусмотрено на корпусе. Осталось лишь сделать и установить контакты. Он их решил сделать из листа латуни. Необходимо вырезать нужные по длине пластинки и затем согнуть пополам, чтобы образовались пружинки. К пластинам припаиваются провода. Ну а далее контакты устанавливаются на свои места и крепятся горячим клеем. Чтобы прижать контакты, в корпус можно вставить батарею.
В крайнем случае провода можно просто припаять к батарее, если ее не планируется часто менять.

Плюс и минус от батареи подключается к соответствующим контактам зарядного модуля, а выход зарядного устройства на вход усилителя 5V DC-DC. Солнечные панели подключаются к микро-USB.

Шаг четвертый. Подключение солнечных панелей
Солнечные панели нужно подключать последовательно-параллельно. То есть нужно будет сделать две перемычки, в общем все, как на схеме. Потом останется только припаять провода к модулю зарядки.

САМОДЕЛЬНЫЙ POWER BANK С СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕЕЙ

Солнечная энергия является абсолютно бесплатным (пока ), широко доступным и экологически чистым видом энергии. Многие знакомы с так называемыми фотоэлектрическими преобразователями, или солнечными панелями. Их ячейки изготавливаются из специальных полупроводниковых материалов, и когда солнечный свет попадает в них, он выбивает электроны, заставляя их отделяться от своих атомов. Когда электроны проходят сквозь клетку, они генерируют электричество.

Power Bank — практика

В общем с краткой теорией закончили. А теперь будем делать мощный и качественный Повербанк, который собирает и накапливает энергию с помощью солнечных панелей, как это происходит в предыдущим проекте. Электричество, получаемое от этих панелей, хранится в Li-Po батарее. Затем аккумуляторная батарея используется для формирования нужного питания — стабилизированных 5 В, которое используется в USB-гаджетах, чаще всего смартфонах. Power Bank также может заряжаться от внешнего источника 5 В от сетевого адаптера на 220 В. На улице он самостоятельно заряжается с помощью солнечного света — как и задумано.

Схема принципиальная

Сохраните схему чтоб увеличить

Печатная плата в архиве. Схема Повербанка на солнечных элементах состоит из двух частей. Первая — это зарядное устройство на основе MCP73831 и вторая — повышающий преобразователь на LT1302-5, который преобразует напряжение литиевого аккумулятора в 5 В.

MCP73831 — это миниатюрный контроллер заряда литий-ионных или литий-полимерных АКБ. Поскольку диапазон входного напряжения составляет 3,7 — 6 В, любое значение между этими величинами может быть использовано в качестве источника входного вольтажа. Дополнительный 5 В вход мини USB также включен в схему, чтоб зарядить Повер-банк от сети 220 В через адаптер, когда солнечного света недостаточно. Контроллер будет заряжать аккумулятор до 4.2 V в полностью безопасном режиме. Светодиод на контроллере горит в течение всего процесса заряда.

Второй каскад — повышающий преобразователь, который преобразует напряжение аккумулятора 4 В в 5 В. Он основан на микросхеме LT1302-5 — DC/DC преобразователь на фиксированное напряжение выхода 5 В. Входное напряжение LT1302-5 может быть ниже 2,2 В.

Солнечные панели, используемые в проекте, рассчитаны на 6 В и 150 мА, что обеспечивают около 1 Вт/ч в идеальных условиях. А литий-полимерная батарея тут стоит мощностью 3,7 В И 4000 мА, которая сможет дать около 15 Вт/ч. Учтите, что зарядка будет длиться гораздо больше, чем 15 часов, так как эффективность хранения и повышающего преобразования будет меньше, чем 100%. Но поскольку солнечная энергия является бесплатной — спешить некуда.

Собираем power bank. Самодельный power bank с солнечной батареей

Сообщение отредактировал AndrewP_1 – 07.06.19, 15:37

Powerbank своими руками делается немного не так.

Идете на ebay или aliexpress и покупаете там:

1) Элементы типоразмера 18650
2) Коробку для них.

Вставляете одно в другое, получаете выгоду.

Плату можно выдрать из той же коробки, но заработает ли он с вашей батареей – большой вопрос. Возможно её придется переделывать, а для этого нужно хорошее знание схемотехники.

Сообщение отредактировал Dimsml – 18.01.14, 17:26

Автор, теоретически, можно попробовать поставить схему с контроллером для заряда-разряда от китайского повербанка, ссылку на который я привел ниже. Режимы напряжения вроде идентичны. А емкость у батареи хорошая.

Есть одна коварная задумка.. 🙂
Выставляю на ваш суд.

В общем, есть цель – повербанка своими руками с минимальными вложениями и максимальным задействием имеющихся материальных ресурсов.

Что имеем?
1. В избытке АА Ni-MH (Ni-MH именно, не 18650 литий) емкость

2Ah..
2. Возможность сколхозить из многочисленного электронного хламья кейс для последовательной установки 3-х АА.
3. Желание покулибничать, пограбить корованы сделать своими руками повер-банк аля “из того что было”+схема-контроллер заряда-разряда с али, например, такая.
4. Что смущает? Схема рассчитана на работу с литием, у нас же последовательный металл-гидрит.
Смотрим спецификацию работы лития в режиме разряд-заряд и металл-нидридных аккумов соединенных последовательно в количестве 3 шт.

Итак, литий делается с такой защитой:
Защита по превышению тока / КЗ – 7.5А.
Защита от перезаряда – 4.25В
Защита от переразряда – 2.75В.
Время срабатывания – 20мс

Что имеем по никелю?
Разрядка до 0,8-0,9В на банку, то бишь 2,75 (0,9*3) в итоге и имеем.
Заряд заканчивается в режиме 1,4-1,6В (зависит от конкретной банки, например, енелупы имеют большее напряжение в заряженном состоянии и режиме эксплуатации, что позволяет использовать их емкость более полноценно). Опять же, 4,25В дают нам те же 1,4В*3. Но при этом, имеется возможность заряжать банки в интеллектуальном BC-700 и делать им периодическую разряд-заряд профилактику.

На выходе получаем несколько громоздкий, но зато честный повербанк со своими 2Аh, чего хватит для полной зарядки смартфона. А несколько комплектов никелиевых аккумов позволят зарядить телефон равное их количеству раз. Профит? 😀

Сообщение отредактировал promos – 22.01.14, 17:52

Если б/у, то в мусор. Со временнем их внутреннее сопротивление повышается, т.е. не могут отдать большой ток.