| Повербанк своими руками. Практика (20.09.2022). |
|
| 2022 - Сентябрь | |||
| 20.09.2022 18:17 | |||
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. (добавлено 28.09.2022) Собранный повербанк не отключается сам спустя время, если к нему подключать маломощную нагрузку. (добавлено 30.09.2022) Защелки на корпусе открываются плоской широкой отверткой, без повреждений корпуса. Разборный повербанк - очень хорошо. (добавлено 01.10.2022) Этот яркий индикатор - раздражает. Не исключено, что просто разрежу его питающую дорожку на плате контроллера. Написал производителю, чтобы в скетч функцию яркости выполнил со средним значением. (добавлено 28.11.2022) Подвернулась покупная модель с Aliexpress. ROMOSS Sense 8PF, заявленные 30А∙ч, 1800руб, продавец ROMOSS Official Store, лот 32922853761. Заряд через измеритель тока показал, что в него влезает >18А∙ч (выяснилось, что переменная переполняется, и измеритель пишет "FULL"). Разряд резистором 0.56А показал работу в течение 34.5 часов - реальная емкость 19.32А∙ч. То есть, в данной модели номинал 30А∙ч рассчитан под 3.7В, перерасчет под 5В - 22.2А∙ч. И реальная емкость меньше заявленной. Однако есть нюанс. Собранный своими руками повербанк: 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. То есть, данная покупная модель уделала самодельную. Именно поэтому здесь и публикуется: она - самая оптимальная по критерию (А∙ч)/руб. Возможно, моя ошибка при сборке своего повербанка - никель-кадмиевые пальчиковые аккумуляторы, а не литиевые или литиевый плоский большой емкости. (добавлено 08.01.2023) Самодельный повербанк - заряжается медленно. ROMOSS Sense 8PF - заряжается быстро. Из этого следует, что для него требуется ЗУ порядка 3А, а лучше и все 5А. Китайское ЗУ на 3.1А греется сильно - при условии, что выдает по факту меньше 3.1А. Конечно же, продаваны из РФ продают ROMOSS Sense 8PF за 3.5к вместо 1.8к. (добавлено 09.01.2023) Появилась модель ROMOSS PEA40 (PD20W, QC18W) 40А∙ч. И только сейчас обратил внимание на мелкие надписи на дне устройства: оно способно выдавать и 5В, и 9В, и 12В. А значит - поддерживает быстрый заряд мобильников. (добавлено 17.12.2023) У купленных аккумуляторов, совместно с высоким сопротивлением платы управления в выключенном состоянии, - саморазряда практически нет. (добавлено 19.12.2023) Разряд заряженного повербанка самодельной грелкой, током 1А + светодиоды повербанка, показал: его емкость стала выше изначальной (получилось около 25А∙ч для 5В). Это может быть косвенным доказательством, что Li-Ion требуют тренировки (нескольких циклов разряд-заряд), чтобы выйти на максимальную емкость (когда несколько банок). Подтверждает статья на хабре "Расставляем точки на Li: Нужна ли тренировка литиевых аккумуляторов?" в выводе №2. Даже после высаживания аккумуляторов в 0% - светодиоды продолжают работать, освещая путь и после просадки аккумуляторов ниже безопасной отметки. |
|||
| Обновлено ( 19.12.2023 16:20 ) |