Как сделать power bank своими руками: плюсы и минусы, пошаговые инструкции по изготовлению из разных материалов

Для зарядки аккумуляторов смартфонов и увеличения времени работы электронных гаджетов используются внешние источники постоянного тока, оборудованные портами USB или microUSB. Можно сделать Power Bank своими руками из батарей для сотового телефона или стандартных алкалиновых батареек.

Преимущества и недостатки самоделки

К преимуществам самостоятельной сборки Power Bank относятся:

• возможность создания устройств с увеличенным напряжением или емкостью;
• для изготовления используются компоненты старых изделий, литийионные или никель-металлогидридные элементы питания, оставшиеся от бытовой или компьютерной техники;
• возможна замена части аккумуляторов, вышедших из строя в процессе эксплуатации (при использовании разборного бокса).

Недостатки самодельного оборудования:

• необходимы знания электрики и навыки работы с паяльным оборудованием;
• требуется приобретение или самостоятельное изготовление блока зарядки (с цепью защиты от переразряда) и повышающего модуля;
• сложность поиска бокса подходящей конфигурации;
• грубый внешний вид устройства (кроме случаев применения заводских кожухов);
• меньший срок службы по сравнению с заводскими изделиями;
• отсутствие дополнительных элементов (переключателя питания, контрольных диодов или вспомогательных разъемов);
• риск повреждения внешнего оборудования при зарядке из-за ошибок в установке или сборке регулятора напряжения;
• при использовании качественных комплектующих итоговая стоимость зарядного приспособления сопоставима с ценой заводских устройств.

Материалы изготовления

Базой для изготовления самодельных источников постоянного тока являются портативные аккумуляторные батарейки, аккумуляторы сотовых телефонов или элементы питания ноутбуков. Допускается использование алкалиновых батареек стандарта АА или ААА, а также перезаряжаемых элементов на никель-металлогидридной основе, имеющих аналогичные размеры корпуса.

Дополнительно приобретаются разъем USB и контроллер, поддерживающий стабильное напряжение в цепи питания.

Возможно изготовление конструкций, использующих для восполнения заряда энергию солнечного излучения. В конструкцию изделия включается светочувствительный элемент, преобразующий солнечный свет в электрическую энергию. Панель подключается к блоку управления зарядкой, оснащенному портом microUSB для подключения к внешней цепи питания, поскольку от солнечного излучения аккумуляторную батарею зарядить невозможно.

Из телефонных аккумуляторов

Для создания компактного повербанка небольшой емкости используются аккумуляторы мобильных телефонов. Рекомендуется использовать не менее 6 однотипных изделий одинаковой емкости, которые соединяются в общую цепь, а затем закрываются пластиковым кожухом.

Для уменьшения размеров требуется собрать 2 банки, для удержания элементов используется малярный скотч или изоляционная лента. Для упрощения коммутационной схемы аккумуляторы размещаются контактными площадками в одном направлении.

Затем производится соединение медным кабелем крайних контактов источников тока в каждой банке. Проводка крепится методом пайки, перед соединением тестовым прибором проверяется полярность элементов. Батареи соединяются в параллельную цепь, что позволяет увеличить емкость будущего Power Bank.

При сборке следует использовать только крайние контакты на каждом источнике тока, средняя площадка не используется (этот элемент предназначен для контроля температуры батареи). По аналогичной схеме коммутируется вторая банка.

Подготовить пластиковый корпус с подходящими габаритами, который должен вместить блок управления зарядкой и собранные ранее аккумуляторные банки.

Внутри кожуха размещаются соединительная электропроводка и задняя часть разъема USB.

После соединения кабелей компоненты помещают в коробку, для ограничения подвижности устанавливаются пластиковые или поролоновые прокладки. Нужно протестировать работу полученного устройства, емкости установленных элементов должно хватать на 3-5 зарядок батареи смартфона.

Для соединения частей кожуха и дополнительных крышек применяется термоклей, винты или защелки. Тип конструкции зависит от конфигурации и конструкции деталей. Рекомендуется делать разъемную конструкцию, которая позволит удалять скопившиеся в ходе эксплуатации загрязнения и менять вышедшие из строя элементы.

Хороший результат достигается при использовании пластиковой водопроводной трубы, которая нагревается строительным феном и обжимается вокруг муляжа аккумуляторных банок.

Из пальчиковых батареек

Бюджетный Powerbank собирается по следующей методике:

1. Установить алкалиновые батарейки АА или ААА попарно в картонные коробки. Элементы питания располагаются полюсами в одном направлении. Для увеличения емкости и напряжения рекомендуется собирать 3 банки.
2. Соединить контакты в параллельную цепь, используя подручные предметы (например, скобы от канцелярского степлера) или припаяв проводники. Рекомендуется устанавливать соединительные шнуры при помощи припоя, поскольку другие методики не обеспечивают длительного надежного контакта.
3. Установить полученные банки в подходящую коробку из картона или пластика, а затем соединить цепи последовательно, что позволит получить на выходе напряжение 4,5 В.
4. Разместить в кожухе разъем USB, который напрямую подключается к выводам пальчиковых батареек. Колодка крепится к корпусу или размещается свободно на соединительных электрических кабелях. Установка контроллера зарядки не требуется, поскольку элементы питания не поддерживают восстановления емкости.
5. Закрепить компоненты зарядника при помощи термоклея. Полученное устройство является одноразовым, пригодным для подзарядки сотового телефона или иного электронного прибора в чрезвычайной ситуации.

Вместо пальчиковых батареек возможно использование аналогичных по конфигурации аккумуляторов на никель-металлогидридной или никель-кадмиевой основе. В конструкцию узла требуется включить блок контроля параметров зарядки, при эксплуатации устройств следует учитывать конструктивные особенности элементов питания.

Например, никель-кадмиевые банки необходимо разряжать до нуля, что позволит сохранить емкость изделий. Можно сделать Power Bank со съемными элементами, которые заряжаются в специальном зарядном устройстве.

Из автомобильной зарядки

Мощный портативный источник постоянного тока, предназначенный для восполнения емкости аккумуляторов ноутбуков, собирается на основе компонентов автомобильного зарядного приспособления для телефонов. Для сборки изделия потребуются элементы питания стандарта 18650, которые извлекаются из неисправных батарей для компьютерной техники.

Рекомендуется проверить состояние изделий, использовать вышедшие из строя элементы недопустимо. Для изготовления Power Bank потребуется 8 устройств формата 18650 (напряжение каждого составляет 3,7 В).

Из имеющихся батарей собираются 2 банки, контакты соединяются последовательно. Суммарное напряжение каждой банки составит 14,8 В, для соединения элементов используется медный монолитный кабель, который крепится к полюсам при помощи припоя. Рекомендуется использовать провод сечением не менее 0,5 мм², который обеспечит передачу повышенной мощности и гарантирует надежность соединения.

Блоки устанавливаются в пластиковый бокс, для фиксации элементов применяется термоклей. В качестве корпуса рекомендуется использовать пластиковый бокс от реле, устанавливаемый в автомобилях. Материал стенок обладает повышенной прочностью, крышка устанавливается на винтах через резиновый уплотнительный кант, предотвращающий попадание воды на элементы питания и контроллер.

В стенках кожуха предварительно прорезаются технологические отверстия для дополнительных элементов (портов USB и трехпозиционного переключателя).

Выходы от батарей припаиваются к клеммам выключателя, шнуры выводятся к контроллеру от автомобильного зарядного блока. Затем подключается блок разъемов USB, все точки соединения изолируются специальной поливинилхлоридной трубкой или изоляционной лентой.

Кабели укладываются в пустоты между элементами, для крепления применяется термический клей или пластиковые хомуты. Затем на место ставится крышка и производится тестирование зарядного устройства, емкости хватает на 2-3 зарядки сотового телефона.

Существуют специальные боксы, рассчитанные на размещение 8 элементов стандарта 18650. При применении заводского кожуха нет необходимости соединять элементы питания проводами, в нижней части кожуха предусмотрены металлические контактные пластины.

Дополнительным достоинством бокса является фиксация источников тока пружинами контактов и специальными выступами на крышке. К недостаткам изделия можно отнести срок его поставки (оно производится в Китае) и хрупкость защелок, расположенных по периметру секций бокса.

Внутри корпуса установлен штатный контроллер зарядки, на внешней стороне предусмотрены порты USB, рассчитанные на ток 1 и 2 А. Для зарядки элементов имеется отдельный вход, снабженный контрольным диодом. Для поддержания выходного напряжения на уровне 4,85-5,0 В используется штатный регулятор. В конструкции предусмотрен регулятор зарядки элементов, автоматически разрывающий цепь питания.

При изготовлении самодельного блока зарядки возможно расширить функциональные возможности устройства, разместив на кожухе светодиоды. Источники света устанавливаются в заранее просверленные отверстия, для фиксации используется термоклей, который дополнительно герметизирует устройство.

Затем лампы соединяются в общую цепь, которая подключается к батарее через переключатель. Устройство применяется одновременно как фонарик и как блок зарядки, количество и схема расположения лампочек могут быть произвольными.

Из фонарика

Для сборки Повер Банк подходит бытовой электрический фонарик с аккумулятором напряжением 3,7 В. Дополнительно потребуется сделать блок управления зарядкой и установить преобразователь (для конвертации напряжения до 5 вольт), а затем установить кабель, подающий ток на разъем USB. В качестве корпуса используется корпус фонаря, который модифицируют под установку дополнительных компонентов.

Алгоритм изготовления изделия:

1. Отвинтить крепежные шурупы, разделить кожух фонаря на половины. Возможно, потребуется снять дополнительные фиксирующие детали.
2. Найти резистор, который отвечает за подачу питания к контрольному светодиоду. Отделить диод от цепи питания.
3. Демонтировать металлические контакты, использовавшиеся для подзарядки встроенной батареи от бытовой сети. На место вилки установить заранее собранный или приобретенный конвертер напряжения, оснащенный пластиной с установленным разъемом типа USB.
4. Подсоединить коммутационные шнуры от батареи фонаря к блоку управления зарядкой. При соединении проводки требуется учитывать полярность элементов.
5. Найти на контроллере выходы, отмеченные символами «+» или «-«, встречаются модификации с обозначениями вида «Out-» и «Out+». Подключить к выходам ответные шнуры, идущие от преобразователя напряжения.
6. Подсоединить одну из цепей, идущих к преобразователю напряжения, через штатный переключатель фонаря. Проверить работоспособность изделия при помощи тестового прибора, если напряжение на порт USB не подается, то кабель переносится на другой штекер переключателя.
7. Проверить работоспособность полученного источника питания, компоненты закрепить в корпусе при помощи термоклея и дополнительных прокладок. Собрать половины внешней оболочки изделия.
   Преимуществом конструкции является ее универсальность — изделие можно использовать для подсветки дороги в темное время суток и для подзарядки смартфона. Емкости встроенного элемента хватает на 1-2 зарядки, допускается установка аккумулятора увеличенной емкости.

Блок повышения напряжения собирается на основе транзисторов и дополнительных электронных компонентов. В конструкции предусматриваются стабилитроны, путем подбора рабочих параметров обеспечивается нужное напряжения на выходе. Дополнительное влияние на работу узла оказывает катушка индуктивности, для регулирования рабочих параметров изменяют число витков провода.

Для самостоятельного изготовления преобразователя необходимо обладать знаниями в области схемотехники и электроники, в противном случае собрать узел не получится.

Как вам статья?