شارژر باتری لیتیوم 18650 و ماژول تقویت کننده 

در این آموزش قصد داریم شارژر باتری لیتیوم 18650 و ماژول تقویت‌کننده را با ترکیب TP4056 Li-Ion Battery Character IC و FP6291 Boost Converter IC برای یک باتری لیتیوم تک سلولی، بسازیم. ماژول باتری هنگام اجرای پروژه‌های الکترونیکی با باتری‌های لیتیوم بسیار مفید خواهد‌بود.

ماژول شارژر باتری لیتیوم یون 18650

ماژول می‌تواند با خیال راحت باتری لیتیوم را شارژ کند و ولتاژ خروجی آن را به یک ولتاژ تنظیم شده 5 ولت افزایش دهد که در آن می‌توان از اکثر بوردهای توسعه مانند Arduino ،NodeMcu و غیره استفاده کرد. جریان شارژ ماژول روی 1A تنظیم شده است و جریان خروجی نیز تنظیم 1A در 5 ولت، با این حال، آن را نیز می‌توان به راحتی اصلاح کرد تا در صورت لزوم و پشتیبانی توسط باتری، تا 2.5 A ارائه شود.

در طول آموزش ساخت شارژر باتری لیتیوم 18650 و ماژول تقویت کننده، ما در مورد نمودار مدار بحث خواهیم کرد، اینکه چگونه PCB را طراحی کردیم، چگونه سفارش داده‌ایم و چه مشکلاتی در هنگام لحیم کاری قطعات و تست مدار وجود دارد. اگر در مورد باتری‌های لیتیوم و مدارهای شارژر کاملاً تازه‌کار هستید، مقدمه‌ای درباره باتری‌های لیتیوم و مدار شارژر باتری لیتیوم را بررسی کنید تا قبل از شروع کار با این مدار، ایده بگیرید.

در اینجا ما از PCBWay برای تهیه بوردهای PCB برای این پروژه استفاده کرده‌ایم. در بخش‌های بعدی مقاله، جزئیات کامل روش طراحی، سفارش و مونتاژ تابلوهای PCB را برای این مدار شارژر باتری لیتیوم ارائه کرده‌ایم.

ابزار موردنیاز شارژر باتری لیتیوم 18650

• آی سی شارژر باتری TP4056 Li-Ion
• آی سی کانورتر تقویت‌کننده FP6291
• USB Type-A Female Connector
• Micro USB 2.0 B type 5 Pin Connector
• 5× مقاومت (2×1k, 1.2k, 12k, 88k)
• 6× خازن (2×0.1µf, 2×10µf, 2×20µf)
• 2× LEDs
• 1× Inductor (4.7µH)
• دیود(1N5388BRLG)
• باتری18650 Lithium

مدار شارژر باتری لیتیومی

نمودار مدار برای شارژر باتری لیتیوم 18650 و ماژول تقویت‌کننده در بالا آورده شده است. این مدار دارای دو بخش اصلی است، یکی مدار شارژ باتری و بخش دوم مبدل تقویت‌کننده DC به DC است. قسمت تقویت‌کننده برای تقویت ولتاژ باتری از 3.7v به 4.5v-6v استفاده می‌شود. در اینجا در این مدار، از یک کانکتور USB-A در طرف تقویت‌کننده و یک میکرو USB 2.0 B نوع 5 پین کانکتور در سمت شارژر استفاده کردیم.

مدار شارژر باتری در حدود یک شارژر باتری لیتیوم یونی اختصاصی TP4056 IC طراحی شده است. TP4056 یک شارژر خطی جریان ثابت / ولتاژ ثابت برای باتری‌های لیتیوم یونی تک سلولی است. بسته SOP و تعداد اجزای خارجی کم آن باعث می‌شود TP4056 از نظر ایده‌آل برای برنامه‌های قابل حمل مناسب باشد.

این IC با پردازش منبع ورودی 5 ولت DC دریافت شده از طریق سوکت Micro USB، عملکرد شارژ باتری را کنترل می‌کند. LED های متصل به آن وضعیت شارژ را نشان می‌دهد.

در آموزش شارژر باتری لیتیوم 18650 و ماژول تقویت‌کننده ، مدار مبدل تقویت‌کننده DC-DC با استفاده از FP6291 IC مبدل تقویت‌کننده DC-DC FP6291 IC طراحی شده است. 1 مگاهرتز DC-DC Step-Up Boost IC را می‌توان در برنامه استفاده کرد، برای مثال، گرفتن 5 ولت پایدار از باتری 3 ولت.

مدار بوستر مبدل از طریق ترمینال‌های باتری (+ و -) با ورودی FP6291 IC پردازش می‌شود تا از طریق سوکت USB استاندارد در خروجی خود، یک منبع تغذیه پایدار 5 ولت را ارائه دهد.

ساخت شارژر باتری لیتیوم PCB 18650 و ماژول تقویت کننده

اکنون که درک کردیم که چطور Schematics کار می‌کند، می‌توانیم برای ساختن PCB برای پروژه خود یعنی شارژر باتری لیتیوم 18650 و ماژول تقویت‌کننده ، اقدام کنیم. شما می‌توانید PCB را با استفاده از هر نرم‌افزار PCB مورد نظر خود طراحی کنید. PCB ما پس از اتمام به شکل زیر به نظر می‌رسد.

اکنون که Design ما آماده است، انجام PCB بسیار آسان است، به سادگی مراحل زیر را دنبال کنید.

مونتاژ و تست شارژرهای 18650 و ماژول تقویت کننده

پس از مونتاژ تمام قطعات، سیم قرمز و سیاه را به پین‌های B + و B وصل کنید تا به باتری 18650 متصل شوید. ما از آهن‌ربا استفاده کردیم تا اتصال خود را با باتری‌های 18650 حفظ کنیم. ماژول مونتاژ شده همراه باتری لیتیوم در زیر نشان داده شده است.

در شارژر باتری لیتیوم 18650 و ماژول تقویت‌کننده ، چراغ‌های LED و سبز و زرد موجود در صفحه، وضعیت شارژ این ماژول است. چراغ سبز هنگامی که باتری در حال شارژ شدن است روشن می‌شود و چراغ زرد هنگامی که شارژ باتری کامل و یا ماژول منتظر باتری است.

در صورت وصل نشدن شارژر، می‌توان از پورت میکرو USB برای شارژ باتری استفاده کرد، در این صورت نه چراغ سبز و نه چراغ زرد روشن نخواهد شد. ما می‌توانیم از هر شارژر 5 ولتی با این ماژول استفاده کنیم، فقط اطمینان حاصل کنید که جریان خروجی شارژر 1A یا بیشتر باشد. در تصویر زیر ماژول شارژ باتری لیتیوم ما را نشان می‌دهد، توجه کنید که چراغ سبز روشن است.

پورت خروجی USB برای 5V و 1A طراحی شده است. ولتاژ باتری از باتری‌های 18650 به 5 ولت افزایش یافته است تا بتواند پروژه‌های الکترونیکی را تأمین کند. تصویر زیر نحوه استفاده از این ماژول را برای تأمین نیرو از برد نانو Arduino نشان می‌دهد.

توجه داشته باشید که حداکثر جریان خروجی ماژول می‌تواند از نظر تئوری به اندازه 2.5A تنظیم شود، اما عملاً حتی وقتی مقاومت در برابر 2.5A تنظیم شد، قادر به گرفتن بیش از 1.5A نیستیم. این ممکن است بخاطر باتری یا تقویت‌کننده IC باشد. اما اگر جریان بار کمتر از 1A باشد، این مدار تقویت‌کننده کم هزینه به خوبی کفایت خواهد کرد.