Cara membuat pengisi daya baterai lithium 18650 dan modul booster

Dalam tutorial ini, kita akan membuat Modul Pengisi Daya & Penguat Baterai Lithium dengan menggabungkan IC Pengisi Daya Baterai Li-Ion TP4056 dan IC Konverter Penguat FP6291 untuk baterai Lithium sel tunggal. Modul baterai seperti ini akan sangat berguna saat memberi daya pada proyek elektronik kita dengan baterai lithium. Modul ini dapat dengan aman mengisi baterai lithium dan meningkatkan tegangan outputnya ke 5V yang diatur yang dapat menggunakan daya sebagian besar papan pengembangan kami seperti Arduino, NodeMcu, dll. Arus pengisian modul kami disetel ke 1A dan arus keluaran juga diatur ke 1A pada 5V, namun juga dapat dengan mudah dimodifikasi untuk menyediakan hingga 2,5A jika diperlukan dan didukung oleh baterai.

Sepanjang tutorial, kita akan membahas diagram sirkuit, bagaimana saya mendesain PCB, bagaimana saya memesannya, dan jenis masalah apa yang terjadi saat menyolder komponen dan menguji rangkaian. Jika Anda benar-benar baru mengenal baterai litium dan rangkaian pengisi daya, lihat pengenalan tentang baterai litium dan rangkaian pengisi daya baterai litium untuk mendapatkan gambaran sebelum melanjutkan rangkaian ini.

Di sini kami telah menggunakan PCBWay untuk menyediakan papan PCB untuk proyek ini. Pada bagian artikel berikut ini, kami telah membahas secara terperinci prosedur lengkap untuk merancang, memesan, dan memasang papan PCB untuk rangkaian pengisi daya baterai lithium ini.

Komponen Diperlukan

• IC Pengisi Daya Baterai Li-Ion TP4056
• FP6291 Boost Converter IC
• Konektor USB Tipe-A Wanita
• Konektor Micro USB 2.0 B tipe 5 Pin
• 5 × Resistor (2 × 1k, 1.2k, 12k, 88k)
• 6 × Kapasitor (2 × 0,1µf, 2 × 10µf, 2 × 20µf)
• 2 × LED
• 1 × Induktor (4,7µH)
• 1 × Dioda (1N5388BRLG)
• 18650 sel Lithium

Diagram Sirkuit dan Penjelasannya

Diagram sirkuit untuk Modul Pengisi Daya & Penguat Baterai Lithium 18650 diberikan di atas. Rangkaian ini memiliki dua bagian utama, satu bagian pengisian baterai, dan bagian kedua adalah bagian konverter boost DC ke DC. Bagian Booster digunakan untuk mendongkrak tegangan baterai dari 3.7v menjadi 4.5v-6v. Di sini, di sirkuit ini, kami menggunakan Konektor Wanita USB Type-A di sisi Booster dan Konektor 5 Pin Micro USB 2.0 B tipe di sisi Charger. Pengerjaan lengkap sirkuit juga dapat ditemukan di video di bagian bawah halaman ini.

The rangkaian pengisi baterai dirancang di sekitar sebuah lithium-ion battery charger khusus TP4056 IC. TP4056 adalah pengisi daya linier arus konstan / tegangan konstan lengkap untuk baterai lithium-ion sel tunggal. Paket SOP dan jumlah komponen eksternal yang rendah membuat TP4056 sangat cocok untuk aplikasi portabel. IC ini menangani operasi pengisian baterai dengan memproses suplai input 5V DC yang diterima melalui soket Micro USB. LED yang terhubung dengannya menunjukkan status pengisian.

Rangkaian Boost Converter DC-DC ini dirancang dengan menggunakan IC FP6291 Boost Converter DC-DC. IC Peningkatan Step-Up DC-DC 1 MHz ini Dapat digunakan dalam aplikasi, misalnya, mendapatkan 5V stabil dari baterai 3V. Rangkaian Boost Converter mendapatkan suplai input melalui terminal baterai (+ dan -) diproses oleh IC FP6291 untuk memberikan suplai DC 5V yang stabil melalui soket USB standar pada outputnya.

Membuat Modul Pengisi Daya & Penguat Baterai Lithium PCB 18650

Sekarang setelah kami memahami cara kerja skema, kami dapat melanjutkan dengan membangun PCB untuk proyek kami. Anda dapat mendesain PCB menggunakan perangkat lunak PCB pilihan kami. PCB kami terlihat seperti ini di bawah ini ketika selesai.

Tata letak PCB untuk rangkaian di atas juga tersedia untuk diunduh sebagai Gerber dari tautan:

• 18650 File Gerber Pengisi Baterai Lithium

Sekarang, setelah Desain kita siap, sekarang saatnya membuatnya dibuat menggunakan file Gerber. Untuk menyelesaikan PCB cukup mudah, cukup ikuti langkah-langkah di bawah ini-

Memesan PCB dari PCBWay

Langkah 1: Masuk ke https://www.pcbway.com/, daftar jika ini pertama kalinya Anda. Kemudian, di tab Prototipe PCB, masukkan dimensi PCB Anda, jumlah lapisan, dan jumlah PCB yang Anda butuhkan.

Langkah 2: Lanjutkan dengan mengklik tombol 'Kutip Sekarang'. Anda akan dibawa ke halaman di mana untuk mengatur beberapa parameter tambahan jika diperlukan seperti bahan yang digunakan, jarak trek, dll. Namun kebanyakan, nilai default akan berfungsi dengan baik.

Langkah 3: Langkah terakhir adalah mengunggah file Gerber dan melanjutkan pembayaran. Untuk memastikan prosesnya lancar, PCBWAY akan memverifikasi apakah file Gerber Anda valid sebelum melanjutkan pembayaran. Dengan cara ini, Anda dapat yakin bahwa PCB Anda ramah fabrikasi dan akan menghubungi Anda sesuai komitmen.

Merakit dan Menguji 18650 pengisi daya dan Modul Booster

Setelah beberapa hari, kami menerima PCB kami dalam kemasan yang rapi dan kualitas PCB bagus seperti biasa. Lapisan atas dan lapisan bawah papan ditunjukkan di bawah ini.

Setelah merakit semua komponen dan menyolder kabel merah dan hitam ke pin B + dan B- untuk dihubungkan ke sel 18650 kami. Karena tidak ada spot welder dengan saya, saya menggunakan magnet untuk mengamankan koneksi saya dengan 18650 sel. Modul yang dirakit bersama dengan baterai lithium ditunjukkan di bawah ini.

LED hijau dan kuning di papan adalah status pengisian daya modul. LED hijau akan menyala saat baterai sedang diisi dan LED kuning akan menyala pengisian selesai atau modul menunggu baterai. Port micro USB dapat digunakan untuk mengisi baterai jika charger tidak terhubung, maka led hijau atau led kuning tidak akan menyala. Kita dapat menggunakan pengisi daya 5V apa pun dengan modul ini, pastikan saja arus keluaran pengisi daya adalah 1A atau lebih. Gambar di bawah ini menunjukkan modul pengisian baterai lithium kami, perhatikan LED hijau menyala.

Port USB keluaran dirancang untuk 5V dan 1A. Tegangan baterai dari sel 18650 ditingkatkan menjadi 5V untuk mematikan proyek elektronik. Gambar di bawah ini menunjukkan bagaimana modul dapat digunakan untuk menyalakan papan nano Arduino.

Perhatikan bahwa arus keluaran maksimum modul dapat dikonfigurasi setinggi 2.5A secara teoritis, tetapi secara praktis saya tidak bisa mendapatkan lebih dari 1.5A bahkan ketika resistor diatur ke 2.5A. Ini mungkin karena baterai saya atau IC penguat itu sendiri. Namun, jika arus beban kurang dari 1A, rangkaian penguat berbiaya rendah ini sudah cukup.

Semoga Anda menikmati artikel ini dan mempelajari sesuatu yang berguna jika Anda memiliki pertanyaan, Anda dapat meninggalkannya di bagian komentar di bawah atau menggunakan forum kami untuk pertanyaan teknis lainnya.