" title="Написать письмо">Написать письмо

Статистика

Пользователи : 1
Статьи : 1630
Просмотры материалов : 6195027
 
Повербанк своими руками. Практика (20.09.2022). Печать E-mail
2022 - Сентябрь
20.09.2022 18:17
Save & Share
Выявленные проблемы покупных повербанков привели к теории, что собирать повербанк своими руками выйдет выгоднее. В пересчете на емкость и безглючность - почти так и оказалось. Почти.

В одном из материалов было заявлено: если соберу 10к доната - проведу масштабный тест аккумуляторов (и, естественно, магазинов, их продающих). Так как донат набрал всего 1% от необходимой суммы - выкладываю результаты их тестирования. Этот процент был, в итоге, потрачен на тестирование хитрожопой платы-контроллера повербанка (еще пришлось доплатить 4.62руб).

Самостоятельная сборка повербанка включала 3 этапа:
- выбор и тестирование платы-контроллера, корректно совершающей зарядку аккумуляторов 3.7В, преобразование 3.7В в 5В и безошибочный вывод этого напряжения потребителю;
- выбор теоретически лучших аккумуляторов и их тестирование;
- выбор пластикового корпуса для размещения всего этого добра.

Платы-контроллеры повербанка существуют в 3 разновидностях:
- плата-зарядник аккумуляторов Li-Ion (около 14-50руб на AliExpress). Если предполагается создать повербанк с выходом 3.7В без преобразователя - это самый выгодный вариант;
- полноценная плата без корпуса. Заявленные характеристики были хорошими, но выяснился баг, из-за которого подсоединение аккумуляторов к этой плате было бы опасным. Если включить плату без батарей - она показывает 93% «заряда» и «заряжает» несуществующие батареи, увеличивая число на процент каждые несколько минут. Раз заряд батарей контролируется всего лишь таймером - доверия плате нет. В т.ч., может быть допущен перезаряд выше 4.2В, что для Li-Ion критично (как и глубокий разряд ниже 2.5В);
- полноценная плата с корпусом повербанка. Тестирование без батарей показало, что плата умеет определять неисправность-отсутствие батарей - эта плата выбирается и тестируется дальше.





Тесты платы:
- заряженный с ее помощью один аккумулятор почти полностью соответствовал заряду аккумулятора внешним зарядным устройством Basen BC4 до 4.2В: до 4.17В;
- индикация заряда верная: 100% заряда аккумулятора на плате соответствует почти заряженному аккумулятору на внешнем зарядном устройстве (разница в 1%). Индикация разряда зависит от напряжения на аккумуляторе - поэтому 0% соответствует 2.9В. Но как только аккумулятор после просадки под нагрузкой восстановит заряд и увеличит напряжение, то высвечиваемый процент будет выше;
- был произведен разряд аккумулятора с помощью резисторов на USB-проводе - током 0.56А (4.1В на холостом ходу упало до 3.9В при нагрузке);
- измерение тока проводилось не совсем верно - но некритично. Согласно мануалу, выбранные аккумуляторы могут разряжаться током аж до 6.8А. Согласно лоту продавца - до 5А. Нужно было измерять ток из аккумулятора до преобразователя 3.7В в 5В - а он составляет 0.76А при предположении КПД преобразователя 100%. Но пока цель разряда другая: убедиться, что плата отсечет аккумулятор до достижения 2.5В. Почти так и произошло, но с большим запасом: 2.9В - значит, страдает реальная емкость, получаемая из аккумулятора (ведь он может дать больше). Значит, реальная емкость аккумулятора зависит еще и от устройства, которое его использует;
- выяснилось, что время выключения повербанка также зависит и от тока потребления. Чем выше ток разряда - тем быстрее у аккумулятора упадет напряжение (на его внутреннем сопротивлении) - значит, он отключится повербанком еще раньше времени (напряжения, положенного производителем). И, отключившись, аккумулятор много емкости в себе сохранит еще. По аналогии с АКБ ИБП: высокие токи в десятки ампер в ИБП они не держат - но без проблем могут питать устройства 1.26А много часов;
- плата выдает стабилизированные 5В на выходе с точностью 0.8%. При разряде аккумулятора до 1% - напряжение продолжало составлять 4.96В;
- ток заряда высаженного аккумулятора - 0.2А. Предполагаемый максимальный ток от адаптера питания при 8 высаженных аккумуляторах - 1.33А;
- при подключении/отключении питания платы - разрыва питания на нагрузке не происходит;
- плата имеет пипку на плюсовых контактах, позволяющую использовать аккумулятор без пипки на плюсе (они дешевле при той же емкости);
- удар в спину: просадка напряжения на нагрузке при зарядке полностью разряженного аккумулятора - 0.6В, до 4.36В. Но, обычно, для устройства создаются под диапазон напряжения 10% - т.е. выше 4.5В. Обнаружилось еще свойство: чем больше разряд - тем больше просадка (0.12-0.6В заряжен-разряжен). Значит, его можно компенсировать избыточной емкостью под частные задачи, если подключаемое устройство чувствительное.



Видео падения напряжения при подстыковке заряжающего провода (1.75МБ).

Тест аккумулятора проводится совместно с тестированием платы-контроллера:
- приближение к максимуму заряда 4.2В;
- заряд аккумулятора во внешнем зарядном устройстве после разряда платой-контроллером с целью проверки реально используемой емкости. 2445мА∙ч при заявленных 3400мА∙ч - на внешнем ЗУ. Если бы повербанк разряжал батареи на отметке 2.5В - емкость была бы показана выше. Это не емкость аккумулятора, а способность повербанка вытащить из аккумулятора часть емкости;
- расчетная емкость при разрядке 2386мА∙ч (3.16ч разряда расчетным током 0.76А) оказалась почти верной - ток от аккумулятора в реальности оказался чуть выше: КПД преобразователя, внезапно, не 100%. Скорее всего, больше всего жрут семисегментные индикаторы процента заряда: очень яркие, сияющие, ослепляющие;
- вес аккумулятора 43г - что выше удельного веса лучших аккумуляторов AA IKDE Ladda 82мА∙ч/г (хоть у аккумуляторов разные технологии изготовления).

Итоговый самостоятельно собранный повербанк показывает его преимущества перед покупаемыми в РФ:
- бесперебойная подача стабилизированного напряжения (провалов нет);
- остался косяк с падением напряжения при зарядке повербанка, компенсировать который можно избыточной емкостью. Есть и другой способ: погнать 3.7В с аккумуляторов напрямую через повышающий преобразователь вида MT3608/XL6009 (2А за рублей 50) - таким образом повербанк будет выполнять роль ЗУ аккумуляторов. Но тогда проще купить заряжающую плату за 14-50руб и дешевый вольтметр за 60руб - не это ли решение вопроса создания дешевого повербанка всего из 3 компонентов, отдельно пластиковый корпус - без эффекта понижения напряжения;
- устранение косяка выше позволит держать повербанк постоянно заряжающимся прямо в процессе его использования - что исключает саморазряд аккумуляторов ниже предела 2.5В и делает из повербанка полноценный ИБП 5В;
- при конечной стоимости 2740руб имеется реальная емкость 19.2А∙ч по аккумуляторам 3.7В - мА∙ч и 14.2А∙ч в пересчете на выходные 5В. Значительно выгоднее покупаемых в РФ по параметру мА∙ч/руб, т.к. в покупных повербанках указывается каскадная ложь по данному параметру. Это происходит, в т.ч., из-за самостоятельного выбора лучших комплектующих;
- при такой итоговой стоимости повербанка нужно задуматься: он ли нужен (как переносной) или АКБ ИБП 12В/7А (как стационарный). Устройство АКБ ИБП намного проще и герметичнее (да и емкость больше): топил АКБ в водопроводной воде - ток замыкания водой 7мА, безопасно.

Используемые комплектующие повербанка по итогу:
- аккумуляторы 3.7В - Liitokala NCR18650B (без пипок на плюсе), емкость - 3400мА∙ч, типоразмер 18650. Площадка продажи - Ozon, продавец - OFO, лот - 308006311, цена - 1276руб/4шт (с кешбэком от Тинькова - 1200руб), бесплатная доставка до квартиры (акция?);
- плата-контроллер - с корпусом, на 8 аккумуляторов (огромная дура). Площадка продажи - AliExpress, продавец - Apace Store, лот - 1005002580194705, цена - 340руб, бесплатная доставка до почтового отделения.

Итоговый вес - 495г, габариты 17x8x2.2см (не в каждый карман положишь и долго не поносишь).

Косвенный вывод: для проверки емкости аккумуляторов - нужно разряжать их очень малым током и отключать при достижении минимального напряжения, заявленного производителем (возможно, 2.5В - для всех Li-Ion). Возможно, ЗУ с возможностью разрядки аккумуляторов именно так и делают: разряжают большим током, плавно его опуская до мизерных значений.

(добавлено 21.09.2022) Вставку стороннего аккумулятора к группе одинаковых в повербанке - нужно делать аккуратно. В моем случае, т.к. повербанк с 7 аккумуляторами не был заряжен до 100%, - образовалась разница потенциалов с аккумулятором, полностью заряженным сторонним ЗУ. Сила перетекающего тока из аккумулятора в 7 недозаряженных раскалила прижимающую пружину докрасна - но растечься жидким металлом она не успела, т.к. ток спал.

Фонарик - включается двойным нажатием кнопки.

(добавлено 22.09.2022) Не исключено, что нужно было подсовывать более заряженный аккумулятор именно при подключенном зарядном проводе. Напряжение ЗУ могло оказаться больше напряжения аккумулятора - и не дало бы такому убийственному току выйти из аккумулятора и раскалить пружинку. Далее нужно было просто дождаться окончания зарядки до 100%, отключить зарядный провод, потенциал аккумуляторов выровнялся бы гораздо меньшим током - и включить зарядку еще раз, чтобы довести выровненный потенциал до максимума.
Обновлено ( 22.09.2022 17:18 )
 
 

Последние новости


©2008-2022. All Rights Reserved. Разработчик - " title="Сергей Белов">Сергей Белов. Материалы сайта предоставляются по принципу "как есть". Автор не несет никакой ответственности и не гарантирует отсутствие неправильных сведений и ошибок. Вся ответственность за использование материалов лежит полностью на читателях. Размещение материалов данного сайта на иных сайтах запрещено без указания активной ссылки на данный сайт-первоисточник (ГК РФ: ст.1259 п.1 + ст.1274 п.1-3).

Много статей не имеет срока устаревания. Есть смысл смотреть и 2011, и даже 2008 год. Политика сайта: написать статью, а потом обновлять ее много лет.
Открыта карта ВТБ для материальной поддержки сайта: 5368 2902 0040 0838.

Рекламодателям! Перестаньте спамить мне на почту с предложениями о размещении рекламы на этом сайте. Я никогда спамером/рекламщиком не был и не буду!
Top.Mail.Ru