Power Bank своими руками

Делаем мощнейший Power Bank на 40000 мА/ч

Как-то мне понадобился мощный повербанк, с помощью которого я бы мог без проблем целую неделю заряжать свои гаджеты, находясь в походе. Купить его в магазине я не мог, так как батарей подобной мощности в продаже просто нет. И идея сделать мощный повербанк родилась сама собой.

Используемые материалы

аккумуляторы 26650 4000мАч (10 шт.) – http://ali.pub/4j01k6

Процесс изготовления повербанка

Берем ленту для соединения аккумуляторов и отрезаем нужную длину. С помощью точечной сварки привариваем ленту.

Переворачиваем блок аккумуляторов на другую сторону. Аналогично привариваем ленту. Для повербанка на 40000 мАч делаем второй такой же блок аккумуляторов. После обматываем их вместе самоклеящейся диэлектрической изоляцией.

Отгибаем с одной из сторон диэлектрическую изоляцию. Зачищаем поверхность соединительной ленты, подготавливая площадку для пайки. Припаиваем провод. Я взял синий для «минуса», чтобы не перепутать полюса при сборке.

С другой стороны припаиваем красный провод. Отрезаем термоусадочную пленку. Ее длина должна быть на пару сантиметров больше блока. Засовываем блок в термоусадочную пленку. Прогреваем пленку техническим феном до ее плотной усадки.

Проверяем работоспособность. Отрезаем термоусадочную пленку на половину длины блока. Надеваем пленку.

Контроллер имеет 2 порта USB, защиту от перегрузки, защиту от короткого замыкания. Показывает на дисплее уровень емкости всей батареи.

Смотрите видео

Разработка power bank для ноутбука. От макета к готовому изделию. Часть первая

Сделать себе внешний аккумулятор для ноутбука я хотел уже давно, 3-4 года назад для работы в парке. Хоть и мечта рисовать схемы и трассировать платы в парке Горького или Битцевском лесу так и не реализовались (пока), но внешний аккумулятор (назовем его по-современному — PowerBank) я таки сделал. О том как это устройство проходило путь от макета до конечного изделия и почему я делал то, что уже есть на рынке, под катом.

Изначально я хотел написать небольшую статью про разработку PowerBank, но когда начал — понял, что одной частью не обойтись. Поэтому я разбил ее на 4 части и сейчас предлагаю вашему вниманию первую из них: макет (схемотехника).

Очевидно, что разработка любого электронного устройства начинается с технического задания (ТЗ), поэтому я обозначил для себя ряд параметров, которые мой PowerBank должен обеспечить:

входное напряжение 19В (для возможности зарядки от стандартного ЗУ ноутбука)
выходное напряжение 19В (как и у стандартного ЗУ)
максимальный выходной ток 3,5А (как и у стандартного ЗУ)
емкость ячеек не менее 60Вт*ч (+1 внутренняя АКБ)

КПД преобразователя и ЗУ не ниже 94% — чтобы обойтись без радиаторов.
Частота преобразователя не ниже 300кГц — чтобы уменьшить размер самого преобразователя.
USB порт для просмотра основных сведений о PowerBank таких как уровень заряда, здоровье, количество пройденных циклов, температура, ток и напряжение ячеек АКБ и т.д.
Софт на ПК(Windows) для просмотра основных сведений о PowerBank.
Возможность менять выходное напряжение, либо присутствие дополнительного выхода 5В для зарядки USB устройств.
Светодиодная индикация уровня заряда и состояния PowerBank.
Кнопка(Кнопки) для включения PowerBank и просмотра уровня заряда.

Комментируя схему, могу сказать, что управляющий МК я мог бы взять с USB, но побоялся трудностей разработки ПО для USB (в последствие понял, что зря) поэтому поставил преобразователь USART — USB.

Поскольку устройство изначально разрабатывалось для себя, то было решено делать макет преимущественно из тех деталей, которые были у меня в наличии и с которыми я уже работал (чтобы избежать подводных камней). При этом оптимизация по цене на этом этапе не проводилась. Поэтому я выбрал следующие комплектующие для PowerBank:

МК — STM32F051K4U6 с прицелом заменить на STM32F042K4U6.
Преобразователь USARTUSB — CP2102. Стоит не дорого, работает нормально, места занимает мало, обкатанное решение.
Импульсный преобразователь напряжения — LTC3780IG. Далеко не самый дешевый/оптимальный вариант, но повышающе-понижающий, может 400кГц, имеет внешние ключи, обкатанное решение. В перспективе замена на LM5175 от TI или применения синхронного повышающего преобразователя.
Линейный стабилизатор — LP2951ACD-3.3. Он был в наличии, не лучший вариант. Ток собственного потребления до 120мкА с прицелом заменить на MCP1703T-3302E/CB с током собственного потребления до 5мкА.
Светодиоды зеленые и красные размером 0805.
Кнопки обычные тактовые SMD.

Ток заряда: до 4А
Количество ячеек: до 4х
Частота преобразования: 1МГц
Входное напряжение: до 25В
Емкость ячеек: до 65А*ч
Функция балансировки
Конфигурируемые светодиоды для индикации (заряд, емкость)

Теперь рассчитаем некоторые параметры АКБ при условии емкости 60Вт*ч, конфигурации 4s1p (напряжение 14,8В):

Полученная цифра показалась мне слишком маленькой (ну или аппетит пришел во время еды) и я решил перейти к конфигурации 4s2p на ячейках LP 5558115 3500mAh, которые были в наличие. Итого мы имеем:

Емкость АКБ: 7А*ч (103Вт*ч)
Напряжение: 14,8В

Такой результат меня вполне устроил — это было больше, чем две внутренние батареи моего ноутбука (ASUS S451L, 46Вт*ч). Началась разработка макета…

На этапе макета я хотел заложить несколько дополнительных возможностей:

подключил светодиоды BQ40Z60. У них есть функционал индикации уровня заряда с настраиваемыми порогами, а также процесса зарядки.
добавил возможность регулировать частоту/режим работы (разрывных или неразрывных токов) преобразователя (с помощью ШИМ МК + RC-фильтр).

Схема разбита на 3 блока:

Блок преобразователя напряжения
Блок ЗУ+BMS
Блок управления на МК

Плата содержит 4 слоя по 18мкм, общая толщина 1мм, заказывал на seeedstudio.com.

Теперь пришло время коснуться главного показателя качества железа — это КПД всей системы в целом. Точнее у нас 2 КПД: при зарядке АКБ и при разряде. Строго говоря КПД при заряде стоит оптимизировать только для уменьшения нагрева устройства(рассчитывая, что энергии для заряда у нас много), в то время как потеря КПД при разряде фактически уменьшает реальную емкость PowerBank. Составим перечень элементов непосредственно влияющих на КПД при заряде:

ACFET — транзистор предотвращающий появление напряжения на разъеме внешнего питания при работе PowerBank от АКБ.
HighSideFET — верхний транзистор понижающего преобразователя ЗУ.
LowSideFET — нижний транзистор понижающего преобразователя ЗУ.
BuckInductor — дроссель понижающего преобразователя ЗУ.
CHGRCS — резистор датчика тока ЗУ.
CHGFET — зарядный транзистор АКБ.
DSGFET — разрядный транзистор АКБ.
CellCS — резистор датчика тока АКБ.

Транзисторы ACFET, CHGFET и DSGFET при работе имеют только статические потери поскольку они постоянно открыты и представляют собой резисторы с сопротивлением равным сопротивлению открытого канала транзистора Rds_on, поэтому эти транзисторы должны иметь как можно меньший Rds_on. Корпуса транзисторов я выбрал pqfn3.3×3.3 как подходящие по мощности и имеющие меньший размер по сравнению с моими любимыми pqfn5x6. С наименьшим сопротивлением канала из легкодоступных были IRFHM830D (Rds_on = 5мОм + диод Шоттки).

Транзисторы HighSideFET и LowSideFET работают в импульсном режиме, их выбор сложен и будет рассмотрен позже.

Попробуем оценить потери при входном напряжении 19В, токе заряда АКБ 4А, конфигурации 4s1p:

CellCS — ток через него равен току заряда, сопротивление 5мОм, потери:

CHGRCS — ток через него равен току заряда, сопротивление 10мОм, потери:

CHGFET и DSGFET — ток через них равен току заряда, сопротивление 5мОм, суммарные потери:

ACFET — ток через него равен входному току(возьмем максимально возможный ток входа 3,5А это максимум того, что может выдать штатное ЗУ ноутбука), сопротивление 5мОм, потери:

Сюда же можно прибавить потери на сопротивлении проводов ячейки-плата, а также дорожек самой платы. Я вычислил их путем измерения падения напряжения при токе в цепи АКБ равном 4А, оно составило 36мВ, что соответствует мощности:

BuckInductor — потери в дросселе можно разделить на 2 составляющие:

Для того, чтобы получить суммарные потери при заряде необходимо оценить потери на транзисторах HighSideFET и LowSideFET. В этом мне помогал апнот AN-6005 от fairchildsemi. Если кратко, то на вкладке ControllerDriver добавляем в базу наш контроллер и вписываем требуемые параметры в таблицу:

Данные берем из документации на BQ40Z60. Далее заполняем таблицу с параметрами транзисторов HighSideFET и LowSideFET на вкладке MOSFETDatabase:

Данные также берем из документации на транзисторы. Я экспериментировал со многими транзисторами(видно по базе) потому как частота преобразования в 1МГц это довольно высоко. Из всех транзисторов, которые я мог быстро достать самыми лучшими оказались CSD17308 от TI. Впрочем это как раз рекомендованные транзисторы с кита BQ40Z60EVM. Самыми лучшими по расчетам оказались eGaN транзисторы от EPC (Efficient Power Conversion), но цена 500р, месяц ожидания и специфический корпус сыграли против него. Еще пара комментариев вкладки MOSFETDatabase:

Правый столбец — Fig.Merit (Figure of merit — показатель качества) это произведение Rds_on на заряд затвора Qgsw. В общем чем ниже Fig.Merit, тем лучше транзистор, но нужно понимать, что это довольно эмпирический показатель.

На вкладке EfficiencySummary выбираем контроллер, используемые транзисторы и их количество, задаем параметры источника и нажимаем кнопку Run.

Для тока заряда 4А и входного напряжения 19В потери составят 1,17Вт. Общие потери:

После сборки макета я измерил схемы заряда при параметрах таких же как при оценочных расчетах:

КПД схемы 97,1%, при этом мощность потерь составила 1,908Вт при расчетных 2,07Вт. Что ж очень близко получилось прикинуть потери. Термограмма работающего устройства показана на рисунке.

Окружающая температура 23 градуса, плата без корпуса. 58 градусов в самой горячей точке (перегрев получается 58-23=35 градусов) при фольге в 18мкм это очень хороший показатель. Дроссель при этом нагрелся до 40 — скорее всего его подогревают транзисторы. Сам контроллер разогрелся до 52 градусов.

Теперь перейдем к оценке КПД системы при разряде. C начала оценим потери в самом преобразователе. Для этого составим перечень элементов непосредственно влияющих на КПД:

A — верхний транзистор понижающего плеча преобразователя LTC3780.
B — нижний транзистор понижающего плеча.
C — нижний транзистор повышающего плеча.
D — верхний транзистор повышающего плеча.
L — дроссель.
RS — резистор датчика тока.

И конечно потребление самого контроллера LTC3780. Подробно не буду останавливаться на работе микросхемы, скажу только, что она фактически представляет собой понижающий преобразователь стоящий после повышающего с общим дросселем. В зависимости от входного и выходного напряжений работает либо одна часть, либо вторая, либо обе(при примерном равенстве входного и выходного напряжений).

Для расчета КПД преобразователя будем использовать следующие параметры:

Условимся, что ноутбук потребляет всегда по максимуму. В реальности это близко к истине, поскольку при подключении внешнего источника он помимо энергии на работу потребляет еще и энергию на заряд внутренней АКБ, да и вообще при наличии внешнего питания в потреблении себе не отказывает. Напряжения соответствуют номинальному напряжению ячеек — 3,7В и пониженному — 3,3В. Важно отметить, что преобразователь в текущем устройстве всегда работает в повышающем режиме (входное напряжение никогда не превосходит выходного), однако это не значит, что транзисторы A и B не переключаются. Для зарядки конденсатора вольтдобавки(bootstrap) необходимо кратковременно выключать транзистор A и включать B(тоже самое будет происходить при работе в понижающем режиме для транзисторов С и D). У LTC3780 это происходит с частотой 40кГц.

Для оценки потерь воспользуемся xls файлом для LTC3780 из пакета LTpowerCAD2. Принцип работы похож на предыдущую работу с xls для BQ40Z60. Вводим все значения выходных напряжения и тока, входного напряжения, желаемую частоту преобразования, параметры ключевых транзисторов(я решил использовать CSD17308 как и в ЗУ). Дроссель был выбран IHLP5050EZER3R3M01 у которого типовое DCR = 7,7мОм. Для 3,5А индуктивность маловата, так случилось потому, что при закупке комплектующих я рассчитывал на выходной ток 4,5А. Для текущей конфигурации идеальным вариантом будет IHLP5050EZER4R7M01 с типовым DCR = 12,8мОм. Датчик тока — резистор типоразмера 2512 сопротивлением 5мОм.

После введения всех данных в полях MOSFETs Power Loss Break Down и Estimated Efficiency будут круговые диаграммы распределения потерь по компонентам и оценка КПД для указанного входного/выходного напряжений и тока нагрузки.

Оценка КПД очень оптимистичная — 98,79% при входном напряжении 14,8В и 98,51% при 13,2В (цифры без учета потерь в сердечнике дросселя). Основные элементы на которых происходят потери это дроссель/датчик тока(23%), транзистор A(25%) и D(38% от общих потерь).

Пришло время измерить реальный КПД.

Измеренный КПД — 96,93% при входном напряжении 14,8В и 96,35% при 13,2В. Проведем анализ полученных данных. Для этого переведем проценты КПД в мощность потерь:

В данном случае расхождения более существенны по сравнению с оценкой потерь в преобразователе ЗУ и составляют до 1,48Вт. Но если учитывать потери в сердечнике дросселя (которыми при не оптимально выбранной индуктивности нельзя пренебречь) картина не будет уже столь удручающей.

Оценим средний(при напряжении 13,2В) КПД PowerBank при разряде. Он складывается из КПД самого преобразователя, а также:

CellCS — ток через него равен входному току преобразователя, сопротивление 5мОм, потери:

CHGFET и DSGFET — ток через них равен входному току преобразователя, сопротивление 5мОм, суммарные потери:

Тогда КПД PowerBank при разряде:

Термограмма преобразователя при входном напряжении 14,4В и выходном токе 3,5А показана ниже:

Самой горячей точкой оказался транзистор С, но его нагрев (при окружающей 21 градус) составил всего 41,1 градус после 30 минут работы. Понятно, что в корпусе эти цифры будут выше, но запас по перегреву огромный.

И в заключение первой части статьи хочется сказать, что работа была проделана очень большая, а во второй части статьи нас ждет разбор аппаратных и программных грабель при запуске макета, конфигурирование BQ40Z60 и ПО для STM32F0. Надеюсь было интересно.

P.S.: Архив с проектом платы и исходники будут выложены в следующих частях статьи.
P.P.S. заметил, что забыл почти самое важное для этой части статьи — фото макета. Исправляю

На плате можно видеть следы исправлений, а также следы ношения в открытом виде в рюкзаке(сгоревшие дорожки в районе подключения АКБ). Макет конечно не самый элегантный, но даже в таком виде его можно использовать.

Power bank своими руками: схемы и чертежи как сделать простое самодельное устройство

В наше время электричество является одним из самых важных вещей. Оно используется повсюду, для освещения, связи или просто для работы бытовых устройств. И электричество, как и все другое, имеет свойство кончаться. Не исключено, что в любой момент у вас может разрядиться телефон или ноутбук, а подключить его к сети будет невозможно в данной ситуации.

Тогда на помощь приходит Power bank – внешний аккумулятор. С его помощью можно продлить жизнь вашего устройства. Пример Power bank вы можете увидеть на фото ниже.

В принципе, такие вещи сейчас можно в свободном доступе найти в магазине электротехники. Однако там внешние аккумуляторы стоят приличных денег, да и не всегда уместно его покупать, когда можно сделать самостоятельно дома. Поэтому хотим представить несколько простых инструкций по созданию Power bank дома.

Краткое содержимое статьи:

Внешний аккумулятор из батарей мобильных телефонов

Одним из самых простых способов создать Power bank дома – собрать его из аккумуляторов мобильных телефонов. Ведь у современного человека точно где-то завалялась куча старых ненужных телефонов. Не спешите их выбрасывать, оказывается они могут вам еще пригодиться.

Батареи от сотовых телефонов;
Контроллер с USB-разъемом;
Пара проводов;
Коробочка.

Во-первых, необходимо уточнить, что батареи должны быть как можно более схожи, так будет проще (вместо батарей от телефонов можно использовать другие литий-ионные аккумуляторы). И все они должны быть одинакового объема, в нашем случае это 1020 mAh каждая.

Их количество влияет только на объем будущего Power bank, но оптимальным будет от 6000 до 20000 mAh в общем. К тому же любой из них требует энергии на собственную работу, поэтому необходимо из общей мощности вычесть примерно 20-30%. Это и будет чистый заряд, который может выдать ваш внешний аккумулятор.

Разъем на контроллере может быть совершенно любым, именно таким, какой вам нужен. Просто USB самый распространенный, поэтому мы выбрали именно его.

Итак, когда все собрано, можно приступать к сборке нашего устройства.

Сначала сгруппируем батареи для пущей удобности. Для этого устанавливаем их параллельно друг другу и фиксируем все это скотчем или изолентой (все производится с учетом ваших аккумуляторов). Важно! Контакты должны быть открыты!

Теперь необходимо спаять батареи и контроллер между собой, а именно контакты “+” и “-” (это крайние). Центральные можно не трогать. Потом в “корпусе” нашего Power bank прикидываем расположение всех элементов и отмечаем места для будущих разъемов. Остается только проделать дырочки и зафиксировать все элементы термоклеем в коробочке.

Все готово! Этого Power bank из аккумуляторов вам хватит на несколько подзарядок телефона.

Power bank из обычного фонарика

На рынке сейчас можно встретить фонари с подзарядкой других устройств, примерно то же мы и попробуем сделать. Такое устройство будет совмещать в себе как фонарь, так и внешний аккумулятор.

Простой фонарик;
Преобразователь напряжения с USB разъемом (на 5 В);
Контроллер заряда.

Для начала разберем фонарь и вытащим оттуда резистор, тот к которому припаян небольшой светодиод. Он нам больше не понадобится (по крайней мере здесь). Вместо него поставим туда контроллер заряда батареи.

Теперь на место, где подзаряжали фонарь, ставим конвертор с разъемом USB (опять же, разъем может быть тот, который нужен вам).

Далее к контроллеру надо припаять “+” и “-” от аккумулятора фонарика. Теперь спаиваем наш преобразователь энергии и контакты OUT+/OUT на контроллере. Не забываем освободить кнопку фонаря и соединить ее с конвертером энергии.

После всей проделанной работы нужно проверить, работает ли наше устройство. Если все отлично, то прикрепляем все элементы с помощью того же термоклея и собираем установку воедино.

Теперь Power bank из фонарика готов к использованию.

Это были лишь самые распространенные и простые в изготовлении способы сборки внешнего аккумулятора. Существует огромное количество других методов, но они требуют гораздо больше свободного времени, да и стоимость у них значительно выше. Но это, отнюдь, не говорит, что они лучше.

Power Bank своими руками на 18650

Повер банк для телефона своими руками сделать довольно просто. Для этого потребуются ненужные аккумуляторы от планшета / телефона или аккумуляторы 18650, заказанные на Али Экспресс. Также потребуется смастерить корпус и собрать схему power bank с использованием модуля зарядки TP4056 с защитой от переразряда. В этом обзоре вы узнаете, как самому сделать повербанк из батареек для телефона.

Мощный повер банк своими руками 18650

Многих не устраивают заводские внешние аккумуляторы из-за малой емкости, а мощный powerbank будет стоить довольно дорого. В этом проекте мы разместили информацию, о том, как самому сделать недорогой power bank с большой емкостью. Устройство также можно использовать в качестве зарядного устройства для литиевых аккумуляторов или в качестве источника бесперебойного питания Arduino Nano.

Как сделать повер банк своими руками

Li-ion аккумуляторы 18650;
модуль зарядки TP4056 с защитой;
повышающий модуль DC-DC MT3608;
самодельный корпус для powerbank;
USB порты;
светодиод и резистор;
провода, стальной провод, термоклей, паяльник и т.д.

Файлы для печати корпуса повер банка на 3D принтере можно скачать здесь одним архивом. Если возможности 3D печати у вас нет, то можно подобрать пластиковый контейнер подходящего размера и разместить всю начинку и электрическую схему устройства в нем. Количество аккумуляторов 18650 можно брать произвольное, от этого будет зависеть лишь емкость (мощность) вашего внешнего аккумулятора.

Повер банк своими руками: схема и описание

Количество Li-ion аккумуляторов в схеме можно увеличивать, повышая ёмкость (мощность) внешнего зарядного устройства для телефона. Модуль зарядки TP4056 защищает аккумуляторы в устройстве от переразряда отключая заряд батарей при достижении напряжения 4,2 Вольта, а также от излишнего переразряда, отключая внешнюю нагрузку при падении напряжения на аккумуляторах до 2,9 Вольт.

Схема повер банка на модуле зарядки TP4056

Модуль MT3608 повышает напряжение на выходе устройства до 5 Вольт. По заявлению производителя на странице товара алиэкспресса данная плата может отдавать в нагрузку ток до 1 Ампера. Вместо батарей 18650 можно использовать старые литиевые аккумуляторы от телефона или планшета с выходным напряжением до 4,2 Вольт. После сборки power bank, остается аккуратно разместить схему в красивом корпусе.

Корпус для повер банка (внешнего аккумулятора)

Чертеж корпуса для повер банка в Компасе

Модель корпуса была разработана в программе Компас 3D, габариты корпуса без крышки 100 x 74 x 19 мм. Внутри корпуса внешнего аккумулятора предусмотрены сквозные отверстия для USB гнезд, а также для светодиода в качестве световой индикации зарядки аккумуляторов. Для параллельного соединения батарей 18650 предусмотрены места для креплений контактов, которые подключены к TP4056.

Сборка внешнего аккумулятора на батареях 18650

После сборки схемы и изготовления корпуса, остается лишь аккуратно собрать прибор. Контакты для параллельного соединения батарей в виде пружинок и стальной проволоки крепятся в специальных пазах в боковых стенках корпуса. Модуль TP4056 крепится в левом верхнем углу, где расположен проем для USB разъема. Повышающий модуль также размещается сверху и подключается выходящим USB портам.

Сборка powerbank (внешнего аккумулятора) на батареях

Заключение. Мы рассмотрели, как самому сделать мощный powerbank для зарядки телефона или планшета на литиевых батареях 18650. В результате общая емкость устройства получилась — 4500 mA, что хватает на 2-3 полноценных зарядки телефона. Ток с нагрузкой составляет порядка 1,4 Ампер. А если у вас еще остались вопросы по данному проекту, вы можете оставить их в комментариях к этой записи.

Советы, как сделать powerbank (внешний аккумулятор) своими руками

Powerbank будет полезным устройством для тех, кто любит путешествовать или по долгу службы проводит много времени. Он позволит поддерживать необходимый уровень заряда смартфона, аккумуляторного фонарика, мобильной игровой консоли и других девайсов.

Если обратиться к powerbank широко известных брендов, то сразу бросается в глаза высокий ценник – покупка, скажем прямо, не для каждого бюджета.

В этой статье мы рассмотрим возможность сделать powerbank своими руками и при этом потратить не так много средств, как при покупке нового образца.

Плюсы и минусы такого подхода

Перед тем как сделать powerbank своими руками, рассмотрим некоторые сложности, с которыми можно столкнуться, а также и некоторые преимущества, чтобы каждый мог для себя решить, насколько готов погрузиться в данный проект.

Откровенно говоря, если в наличии нет ничего подходящего и все необходимые компоненты нужно приобретать с нуля, целесообразность затеи несколько снижается (если только у вас нет возможности покупать аккумуляторные батарейки и контроллеры по оптовым ценам). Наилучшим вариантом выглядит такой, при котором у вас уже есть хотя бы часть из необходимых составных частей.

Второй, также немаловажный момент – насколько вы технически подкованы, аккуратны и свободны в плане времени.

Если ответ на все три пункта положительный, а в ящике стола чудом завалялись несколько аккумуляторных батареек, то устраивайтесь поудобнее и продолжим.

Материально-техническая база для повербанка своими руками

Итак, давайте перечислим, что может понадобиться, чтобы сделать powerbank своими руками – в смысле инструмента и навыков:

При подобных работах просто неизбежны паяльные операции (из чего следует, что нужно уметь паять, иметь в наличии паяльник, припой и канифоль).
Понадобится клей, которым можно соединять пластиковые детали – это может пригодится при сборке корпуса. Популярные сейчас циано-акриловые клеи не подойдут.
Для того чтобы придать изделию эстетичный вид, может понадобиться баллончик с краской или цветная самоклеящаяся пленка.

Если все перечисленное имеется в наличии (или имеется возможность достать это без значительных трат), то двигаемся дальше.

Принципиальная схема

Процесс, как сделать powerbank своими руками можно разложить на такие составляющие:

четыре и больше аккумуляторных элементов питания, подойдут пальчиковые или минипальчиковые батарейки;
управляющий подачей тока контроллер;
интерфейс для подключения мобильного устройства, оптимальным решением будет mini-usb;
интерфейс для подзарядки самого повербанка от сети;
кнопка или другой элемент управления, который будет размыкать и смыкать цепь.

Вот, собственно, необходимый минимум для того, чтобы сделать powerbank своими руками. Безусловно, предложенный вариант можно усложнить, но в данном случае во главе стоят простота и доступность.

Корпус устройства для powerbank своими руками

Разумеется, проектировать и сделать с нуля корпус powerbank своими руками не имеет никакого смысла – это трудоемкая, не оправдывающая затраченных усилий задача. Разве что под рукой есть 3D-принтер.

Основой для корпуса повербанка может стать подходящая по размеру, но уже не исправная техника (например, радиоприемник, карман для жесткого диска, корпус от походного фонаря). Тут необходимо будет проявить фантазию и некоторые задатки инженерной мысли.

Выбор элементов питания

Оптимальным решением, чтобы сделать powerbank своими руками, будет использовать собранные в параллельную сеть литиевые батареи.

Такие элементы обладают большой емкостью, практически не разряжаются в отсутствие нагрузок и выдерживают наибольшее количество циклов подзарядки. Аккумуляторы типа 18650 – то что нужно.

Более дешевые солевые и щелочные батареи, конечно, тоже можно использовать, но надежность такого кластера будет значительно ниже (как и все основные метрики. К тому же из-за небольшой емкости и быстрого разряда понадобится не менее 10-12 штук – для корректной работы.

Возможно использование нескольких аккумуляторов от старых телефонов, которые еще сохранили емкость, но последующая замена комплектующих обойдется дороже, чем в случае с 18650.

Выбор контроллера

Тут все просто: если используется интерфейс usb, а в большинстве так и будет, подойдет любой контроллер с выходным напряжением 5 В. Покупка не составит труда, на одном только “Али-экспресс” можно найти с десяток различных вариантов.

Если вы в точности не понимаете, что представляет собой такого рода контроллер, то изучите вопрос подробней по доступным в сети интернет-материалам.

Также понадобится любой тонкий медный провод в изоляции – на ваше усмотрение.

Сделать powerbank своими руками

Когда все перечисленные компоненты будут в наличии, можно приступить к процессу монтажа и сборки.

Аккуратно фиксируем элементы питания в выбранном корпусе (для этого подойдут клей, двухсторонний скотч или эпоксидная смола).
Последовательно соединяем все батарейки между собой.
Общий вывод кидаем на контроллер.
Монтируем входной и выходной usb-интерфейсы.
Элемент размыкания цепи в виде кнопки.
Финальная сборка корпуса.

Вот так незамысловато выглядит процесс сборки powerbank своими руками.

Для тех, кто не очень любит проводить много времени за пайкой, продаются стартер-киты, которые без проблем собираются руками, но экономия в таком случае будет меньше.

Бюджет при полностью самостоятельной сборке составит от 1000 до 1500 рублей – в зависимости от выбранных компонентов и поставленных задач.

Есть ли смысл делать powerbank своими руками?

Изучив доступный на популярных торговых интернет-площадках ассортимент, можно с уверенностью сказать, что этот проект скорее для тех, кому по душе такое времяпровождение.

Цена на такого рода устройства стартуют от 700 рублей и, хотя это далеко не идеальный повербанк, он не сильно будет отличаться от собранного своими руками.

Но если вы получаете фан от работы руками и головой и с электроникой, что называется, «на ты», можете доказать китайским рабочим, что им еще далеко до ваших «кастомных» разработок.

Любые элементы питания со временем приходят в негодность, поэтому не нужно забывать об их правильной утилизации. Выброшенная вместе с бытовыми отходами батарейка наносит значительный ущерб окружающей среде.

Самодельный ПОВЕРБАНК ? Это просто !

Самодельный повербанк — это очень просто!
Предлагаю ознакомиться с описанием моей самоделки, возможно она даст вам толчок к изготовлению чего подобного своими руками.

На данный момент доступно для покупки огромное количество повербанков разной конфигурации, размеров и с разными дополнительными опциями.
Но я решил собрать себе сам. Причины побудившие меня были достаточно веские: нежелание тратиться на покупку (с возможной лотереей), наличие плат как заряда так и повышающих преобразователей до 5 Вольт. А так же наличие огромного количества аккумуляторов лежащих без дела. Ситуацию обострил друг привезший десяток 18650 от ноутбука.
На фото лишь малая часть аккумуляторов.

Я покупал в интернет магазинах дешевые повербанки на 1 элемент 18650

и покупал сами элементы 18650, но видимо опыт оказался неудачным, либо напряженка с деньгами дали повод для творчества.
Повербанки на 1 элемент с емкостью до 2600мАч (классический случай) не давали полностью зарядить смартфон, не говоря уж о планшете. К тому же аккумуляторы купленные в интернете оказались подделкой с реальной емкостью 1000мАч.

Было куплено 4 штуки, но я решил произвести вскрытие одного, дабы убедиться о подделке, но замкнул случайно полюса и аккумулятор у меня вспыхнул. Благо я ковырялся на балконе и не долго думая швырнул с 5 этажа на улицу. Была зима, аккумулятор от температуры растопил снег и лед и сколько я не пытался его искать позже — так и не нашел. За то нашел его весной. Фоток нет, но зрелище было жалким. Это я к тому, что литиевые аккумуляторы требуют более аккуратного обращения.

Задумался о комплектации повербанка:
Корпус
Изначально планировал собрать аккумуляторы в «трубе», видел как то в очереди на почте у девушки, но на 2-3 элемента получалась какая то трубка с большими габаритами, в карман не положить. Решено было расположить элементы рядом (классический вариант). Встал другой вопрос- из чего делать корпус? Была мысль сделать из стеклоткани с эпоксидной смолой и уже начал проработки, пока на работе у электриков не увидел трубу пластиковую для прокладки электропроводки.

Процесс изготовления следующий: берем 2 аккумулятора (3-5 кому сколько надо), трубу пластиковую и фен(строительный), можно попробовать размягчить трубу в кипятке, этот вариант я не пробовал.
Аккумуляторы обматываем несколькими слоями изоленты или скотча. Греем феном равномерно пластиковую трубу и вставляем аккумуляторы. Далее труба остывает сохраняя форму. Остается вытолкнуть аккумуляторы и часть корпуса готова. далее снимаем изоленту (скотч) с элементов что бы они свободно (но без болтанки) вставлялись в новоявленный корпус. Кстати с первого раза у меня не получилось, на второй попытке я остановился, но корпус получился чуть чуть пропеллером (перекос я устранил шлифованием обоих сторон).
Обрезаем по длине и шлифуем торец наждачной бумагой или напильником.
Далее берем кусочек оргстекла, смачиваем его дихлоэтаном (осторожно ЯД) и склеиваем с трубой.

Через часов 10 (сушить на улице или под вентиляцией) обтачиваем на наждаке или любым доступным способом. У нас получается стакан с донышком.

Схема

Ее можно сказать что практически и нет — 2 провода от платы зарядки на аккумулятор, 2 провода от платы повышающего преобразователя на плату зарядки, которая при разряде батареи до нижнего уровня отключит питание повышающего преобразователя. Если вы купили плату повышающего преобразователя с распаянным USB разъемом, то это упрощает конструкцию. На USB разъеме можно соединить два средних вывода между собой. Некоторые телефоны с помощью перемычки распознают что подключены не к порту компьютера а к зарядному устройству и начинают заряжаться повышенным током (1000 мА вместо 500). Мне же пришлось разъем паять на обратную сторону платы зарядки. Основной нюанс — соблюдать полярность и постараться использовать для + провода красного цвета (любой светлый), для минуса синий(любой темный). В последующем выработанная привычка использовать разные цвета упрощает жизнь. Почитать о маркировке можно тут
Плата заряда аккумуляторов

Вариантов много, но все сводятся к применению одних и тех же микросхем а так же полевых транзисторов в качестве элемента отсечки аккумуляторов при разряде. Ах да, аккумуляторы я использовал без защиты.
Тут нужен будет паяльник для соединения плат между собой и аккумуляторов, а так же кусочки проводов небольшого сечения (длина небольшая, не критично).

Повышающий преобразователь

На ваш кус и цвет, любой повышающий до 5 Вольт и выдающий ток не менее 1 Ампер.
В плате используемой мной нет защиты от короткого замыкания на выходе, но я и использую устройство по прямому назначению, поэтому шанс спалить преобразователь практически отсутствует.
Небольшой недостаток — преобразователь потребляет без нагрузки 500мкА (0.5мА), Но что бы разрядить аккумуляторы потребуется 8000 часов. Можно пренебречь.
Так же не обошлось без паяльника. Припаянную плату я упаковал в кусочек термоусадочной трубки и сделал отверстие для светодиода — индикатора работы преобразователя. Нужно это было по той причине, что платы в корпусе ничем не фиксировались и необходимо было избежать замыкания.

Аккумуляторы

Рекомендую использовать из б/ушных батарей от ноутбуков, дешево и сердито.
Мой следующий повербанк будет на батареях от мертвого планшета.
Элементы фиксируем вместе и мажем автомобильным герметиком, далее соединяем контакты + к + и — к — , т е параллельно.
Тут есть СЕРЬЕЗНЫЙ МОМЕНТ! перед соединением необходимо ЭДС элементов привести к одному значению. Пусть оппоненты пишут, что все это ерунда и происки врагов, но на своем опыте убедился в необходимости балансировки. Для балансировки приготовил лампочку от фонарика 3.5 Вольта, но по работе меня отвлекли и про балансировку я успешно забыл. Спаял оба конца у элементов (пайка выполняется при наличии активного флюса или паяльной кислоты, просто залудить с канифолью будет проблематично). Долго прогревать место пайки нельзя — может выйти из строя аккумулятор. Дело сделано, жду когда сборка из акб остынет, но не тут то было, конструкция от нагрева начала обжигать руку, сначала я подумал, что паяльником так сильно прогрел или повредил, но до меня доперло — не сделал балансировку. быстро отпаял и соединил + с + через лампочку. По истечении примерно 3-4 часов проверил ток между элементами, он составил не более 5 мА, а это значит что аккумуляторы имеют одинаковую ЭДС и готовы для ~~спаривания~~ спайки.

дополнительные мелочи (USB)
Для завершения конструкции мне не хватало USB порта — взял его от какой то дохлой материнской платы. Выпаял вандальным способом — с помощью фена строительного.
Была мысль использовать сразу 2 USB порта и 2 платы преобразователей (раздельные каналы как и положено), но тупо не хватило места внутри корпуса. да и впоследствии наличие 2 го порта USB не было сильно востребовано.
Зафиксировано внутри все герметиком (кто любит клеевой пистолет — можно и им) Крышка приклеена и изготовлена так же как донышко.

Красить повербанк не стал, родной серый цвет корпуса вроде приемлемый, ничего не мешает отшлифовать и покрасить с баллончика.
После изготовления повербанка я задумался о том, что зря я поторопился. Можно было использовать комплект с дешевого повербанка и не изобретать велосипед, но тогда бы потребовались аккумуляторы с защитой.
варианты потрошить дешевую, использовать разные акб

Некоторые нюансы в процессе изготовления повербанка:
конструкция корпуса — применение дихлорэтана — ЯД

От оргстекла стружки тяжело убрать- прилипают (статика), аккумуляторы крайне желательно произвести селекцию из существующих элементов. Я использовал зарядное устройство Imax B6

2 цикла заряда-разряда током 1 Ампер показали ху из ху! Было приличное количество элементов с емкостью меньше 800 мАч, они пошли на утилизацию (на работе собирают и сдают). Пайку выполнять при наличии вентиляции. Аккумуляторы паять мощным паяльником, платы можно маломощным.

Испытания
Выдалась недавно мне поездка в город Волгоград на чемпионат России по радиоуправляемым планерам F3K. Вот тут то повербанк и пригодился. 32 часа в поезде это вроде и не много, но от нечего делать были просмотрены фильмы и сыграны игрушки на смартфоне и планшете. И если в первый день розетки в вагоне не были актуальны, то на второй день любого желающего подзарядиться ждала очередь в несколько часов =)

Повербанк я ставил на зарядку ночью когда все спали, поэтому никому не помешал и был доволен. Емкости повербанка хватало на просмотр фильма и последующей зарядки планшета как минимум на три четверти.

В гостинице ставил заряжаться на ночь, днем пользовался сам и давал другим. Полностью разряженный повербанк заряжается примерно за 5 часов. Емкость получилась около 4100 мАч. Ток разряда в зависимости от кабеля доходит до 1 Ампера. При зарядке индикатор горит красным, по окончанию заряда голубым. Как и у большинства плат контроллеров заряда 18650.
При разряде светится красный индикатор, но его практически не видно, не продумал конструкцию до конца.

Заключение: есть с приемлемой ценой повербанки и с лучшими характеристиками, но наличие горы 18650 и желания приложить руки сделали свое дело. на свет появилась самоделка. Версия бета со своими недостатками. Мои запросы перекрывает полностью, дочь иногда в школу носит.
зы обзор дался тяжело, но интересно. Недочеты прошу указывать. Виноватых накажем. остальных поощрим. Пропущенные моменты будут разъяснены и сомнения рассеяны =)