Пристрої, що працюють від батарей, міцно увійшли в наше повсякденне життя. Ми постійно стикаємося з проблемами низького заряду батарей, які зазвичай трапляються в середині дня. Особливо це стосується мобільних телефонів, музичних і відео плеєрів, електронних книг і т.д. Іноді ми не можемо оперативно знайти джерело електроживлення, щоб вставити в нього AC адаптер або використовувати USB-порт комп'ютера. У таких випадках вам на допомогу прийде працює від батареї похідне USB зарядний пристрій. Воно отримує харчування від двох або трьох батарейок типорозміру AA або AAA, які легко можна знайти і носити всюди з собою.
У цій статті докладно вказані всі етапи процесу розробки і виготовлення саморобного похідного USB зарядного пристрою. Ми накреслив схему і друковану плату за допомогою безкоштовного інструментального кошти SoloPCB. Це потужне засіб забезпечить виконання всіх необхідних етапів. Після завершення розробки плати ми замовимо її виготовлення за допомогою сайту Mass Design, який має систему подачі замовлень, інтегруються в SoloPCB. Після отримання порожніх плат ми запаяних компоненти, подамо харчування і нарешті, проведемо тестування і надамо результати продуктивності роботи пристрою.
Розробка електричної схеми
На ринку існують різні типи батарейок. Вони діляться на дві основні категорії: первинні (не перезаряджується) і вторинні (акумуляторні) батарейки. Чи не можна перезаряджати батарейки також називаються "одноразові", оскільки їх не можна використовувати або перезаряджати після повного розряду. Їх головним чином класифікують як вуглецево-цинкові, лужні та літієві в залежності від їх внутрішньої хімічної структури. Перезаряджаються батарейки, як має на увазі їх назва, можна заряджати для повторного використання. До батареям даного типу відносяться акумуляторні лужні, нікель-кадмієві (Ni-Cd), нікель-металгідридні (MiMH), літій-іонні і свинцеві. Всі ці батарейки мають разл чное вихідна напруга в діапазоні від 1.2 В до 1.5 В постійного струму.
Для живлення даного зарядного пристрою ми будемо використовувати NiMH акумуляторні батареї, з'єднані послідовно, що в результаті забезпечить харчування 2.4 В постійного струму. Оскільки ми робимо USB зарядний пристрій, то нам необхідно отримати від плати вихідна напруга 5 В і струм 500 мА. Це означає, що необхідно встановити DC-DC підвищує перетворювач, який буде перетворювати 2.4 В в 5 В постійного струму і здатний постійно забезпечити струм 500 мА. При пошуку мікросхеми підвищуючого перетворювача ми зупинили свій вибір на LT1302-5 від компанії Linear Technologies . Дана мікросхема повинна повністю задовольнити всім нашим вимогам. Основні характеристики мікросхеми постійного 5 В DC / DC перетворювача наступні:
- 5 В при 600 мА від 2-батарейного джерела живлення
- Власний струм 200 мкА
- Логічне регульоване вимикання при 15 мА
- Низька напруга насичення VCESAT: типове значення 310 мВ при 2 А
- Робота в режимі високочастотних пульсацій при невеликій струмового навантаження
- Лінійна і навантажувальна перехідна характеристика
- ІС доступна в 8-вивідному корпусі SO або PDIP
- Робота від джерела живлення напругою мінімально 2 В
Судячи з характеристик, ІС LT1302-5 повністю підходить для наших цілей. Тому основним компонентом нашого зарядного пристрою буде мікросхема LT1302-5. даташит LT1302-5 надає еталонну схему для 5В-600мА застосування. Ми візьмемо цю схему за основу.
Для того, щоб накреслити схему і друковану плату, як буде показано далі, нам знадобиться програмне забезпечення. Інструментальне засіб SoloPCB є ідеальним рішенням для цієї мети.
Малюнок 1 - Схема саморобного USB зарядного пристрою
Малюнок 2 - Друкована плата без елементів
Збірка і тестування
Список компонентів вказано нижче. Всі компоненти SMD-типу, тому ви повинні мати достатній рівень досвіду пайки. Ви можете легко знайти і замовити компоненти в компаніях Farnell , Digikey , Mouser і т.д. На сайті AliExpress ви можете знайти різні власники для батарейок типорозміру 2xAA, 3xAA, 2xAAA, 3xAAA, з кришкою або без, з вимикачем або без нього і т.д. Буде краще, якщо ви маєте держатель для батарей з вимикачем. Якщо його немає, то це не біда, оскільки власний струм споживання схеми дуже низький і не перевищує 200 мікроампер.
Зібрана схема показана нижче:
Малюнок 3 - Зібрана схема - Передня панель
Малюнок 4 - Зібрана схема - Вигляд ззаду
Прийшов час протестувати плату. Нам потрібно дві батарейки типорозміру AA, оскільки власник батарейок призначений для 2-х батарейок такого типу. На даному етапі ми використовували дві різні батарейки. Акумуляторну батарею GP 2700 Series ємністю 2600 мА / год і не акумуляторну Алкалинова батарейку Duracell MN1500.
Малюнок 5 - Перезаряджаються батарейки Gp-2700 Series ємністю 2600 мА / год
Повністю заряджені батареї GP 2700 можуть зарядити внутрішній акумулятор телефону iPhone 3GS на 85%. А батарейки Duracell MN1500 можуть зарядити цей акумулятор тільки на 20%.
Повністю заряджені батареї GP 2700 можуть зарядити акумулятор телефону LG Optimus E420-II на 90%. А батарейки Duracell можуть зарядити цей акумулятор тільки на 25%.
Малюнок 6 - Заряд LG Optimus E420-II
Повністю заряджені батареї GP 2700 можуть двічі зарядити акумулятор електронної книги Amazon Kindle. А батарейки Duracell можуть зарядити цей акумулятор тільки на 50%.
Малюнок 7 - Заряд Amazon Kindle
Проаналізувавши отримані результати стає очевидно, що необхідно використовувати акумуляторні батареї, які здатні забезпечити більш високий рівень заряду. Ємність цих перезаражают батарейок також грає важливу роль. З іншого боку, схема допускає вхідна напруга менш 5В постійного струму. Отже, можна використовувати 3xAA або 3xAAA батарейки, які забезпечують номінальна вихідна напруга 1.2 В кожна. У цьому випадку необхідно використовувати тримач для батарейок більшого розміру.
список радіоелементів
Позначення Тип Номінал Кількість Примітка U1 DC / DC імпульсний конвертер
LT1302-5
1 D1 Діод Шотткі
MBRS130LT3G
1 C1, C2 електролітичним конденсатор 100мкФ 10В 2 Танталовий C3 Конденсатор 0.1мкФ 63В 1 C4 Конденсатор 0.01мкФ 63В 1 L1 Котушка індуктивності 10 мкГн 1 MSS1260-103ML R1 Резистор
20 кОм
1 Корпус 0805 R2, R3 Резистор
75 кОм
2 Корпус 0805 R4, R5 Резистор
50 кОм
2 Корпус 0805 J1 USB роз'єм 1 Тримач батарейок 2xAA, 2xAAA, 3xAA, 3xAAA 1
Завантажити список елементів (PDF)
оригінал статті
Обговорити статтю на форумі
