Зарядник для телефона от батареек своими руками

Обновлено: 07.07.2024

ОСТОРОЖНО: Под катом много фото, немного работы, никакого ЛУТ и нет хеппи энда (пока нет).

Автор, нафига все это?

Некоторое время назад со мной приключилась история описанная в прологе, китайский usb-двойник, абсолютно бессовестно дал разрядиться моему смарту во время навигации, из заявленных 500mA он выдавал около 350 на оба сокета. Надо сказать я был очень зол. Ну да ладно — сам дурак, решил я, и в этот же день, вечером, был заказан на eBay автомобильный зарядник на 2А, который почил в недрах китайско-израильской почты. По счастливой случайности, у меня завалялась платка конвертор DC-DC step down с выходным током до 3-х А и я решил на ее базе собрать себе надежный и универсальный зарядник для автомобиля.

Последние два варианта, в силу понятных причин, считаю не интересными и даже вредными, поэтому сосредоточимся на первых двух. Поскольку наша зарядка должна уметь заряжать, как яблочные так и все остальные гаджеты мы используем два выхода USB, один будет ориентирован на Apple — устройства, второй на все остальные. Замечу лишь, что если Вы по ошибке подключите гаджет к не предназначенной для него USB розетке, ничего страшного не произойдет, просто он будет брать те же пресловутые 500mA.
Итак, цель: " Немного поработав руками получить универсальную зарядку для машины."

Что нам понадобится

2. USB розетка, я использовал двойную, которую выпаял из старого USB-хаба.

Так же можно использовать обычные сокеты от USB удлинителя.

3. Макетная плата. Для того что бы припаять к чему-нибудь USB розетку и собрать простенькую схему зарядки для Apple.

4. Резисторы или сопротивления, кому как больше нравится и один LED. Всего 5-ть штук, 75 кОм, 43 кОм, 2 номиналом 50 кОм и один на 70Ом. На первых 4-х как раз и строится схема зарядки Apple, на 70 Ом я использовал для ограничения тока на светодиоде.

5. Корпус. Я нашел в закромах родины футляр от фонарика Mag-Lite. Вообще, идеально бы подошел футляр от зубной щетки черного цвета, но я такового не нашел.

6. Паяльник, канифоль, припой, кусачки, дрель и час свободного времени.

Собираем зарядку

1. Первым делом я закоротил между собой выводы DATA+ и DATA- на одном из сокетов:

*Прошу прощение за резкость, встал рано и телу хотелось спать, а мозгу продолжения эксперимента.

Это как раз и будет наша розетка для не яблочных гаджетов.

2. Отрезаем нужный нам размер макетной платы и размечаем и сверлим в ней отверстия под крепежные ножки USB розетки, параллельно проверяя, что контактные ножки у нас совпадают с отверстиями в плате.

3. Вставляем сокет, фиксируем и припаиваем к макетной плате. Контакты +5В первой(1) и второй(5) розетки замыкаем между собой, так же поступаем и с контактами GND(4 и 8).

Фото только для пояснения, контакты пропаиваются уже на макетной плате

4. Распаиваем на оставшиеся два контакта DATA+ и DATA- следующую схему:

Для соблюдения полярности пользуемся распиновкой USB:

У меня получилось так:

Не забываем подстроить напряжение на выходе, при помощи отвертки и вольтметра задаем 5 — 5.1В.

Так же я решил добавить индикацию к цепи питания USB, паралельно к +5V и GND припаял желтый лед с резистором на 70Ом для ограничения тока.

5. Фиксируем плату конвертер на нашей макетной плате. Я это осуществил при помощи ножек от все тех же резисторов, запаяв их в контактные отверстия на плате конвертера и на макетной плате.

6. Припаиваем выходы конвертера к соответствующим входам на USB-сокете. Соблюдаем полярность!

7. Берем корпус, размечаем и сверлим отверстия под крепление нашей платы, размечаем и вырезаем место под USB розетку и добавляем отверстия для вентиляции напротив микросхемы конвертера.

Крепим макетную плату болтами к корпусу и получаем вот такую коробочку:

В Машине это выглядит так:

Тесты

Далее, я решил проверить реально ли мои устройства будут считать, что они заряжаются от родной зарядки. А заодно замерить и токи.
Питание обеспечено БП от старого принтера 24В 3.3А.
Ток я замерял перед выходом на USB.

Забегая вперед скажу, все имеющиеся у меня устройства зарядку признали.
К USB розетке номер один (которая предназначена для разных гаджетов ) я подключал:
HTC Sensation, HTC Wildfire S, Nokia E72, Nexus 7, Samsung Galaxy ACE2.
Для Sensation и Nexus 7 я проверил время зарядки, начинал с 1% и заряжал до 100%.
Смартфон зарядился за 1 час 43 минуты (батарейка Anker на 1900 mAh), должен заметить, что от стандартной зарядки он заряжается около 2-х часов.
Планшет же зарядился за 3 часа 33 минуты, что на пол часа дольше чем зарядка от сети (Одновременно заряжал только одно устройство).

Чтобы оба Android устройства брали из зарядки максимум, мне пришлось спаять небольшой переходничок(который подключал к apple USB), к нему подключен HTC Sensation.

К USB розетке номер два я подключал: Ipod Nano, Ipod Touch 4G, Iphone 4S, Ipad 2. Поскольку Nano заряжать такой штукой смешно — он у меня максимум 200 mA брал, проверял Touch 4g и IPad. Ipod заряжался 1 час 17 минут с нуля и до 100%(правда вместе с IPAD 2). Ipad 2 заряжался 4 часа и 46 минут (один).

Как Вы видите Iphone 4S с удовольствием потребляет свой номинальный ток.

Кстати, Ipad 2 меня удивил, он абсолютно не чурался схемы с закороченными дата контактами и потреблял абсолютно те же токи, что и от предназначенного для него сокета.

Процесс зарядки и выводы

Для начала напомню, что все устройства в которых используют литиевые аккумуляторы имеют в наличии контроллер заряда. Работает он по следующей схеме:

График усреднен и может варьироваться для разных устройств .

Как видно из графика, в начале зарядного цикла контроллер позволяет заряжать максимально допустимым током для Вашего устройства и постепенно снижает ток. Уровень заряда определяется по напряжению, так же контроллеры мониторят температуру и отключают зарядку при высоких значениях последней. Контроллеры заряда могут находится в самом устройстве, в аккумуляторе или в зарядном устройстве (очень редко).
Подробней о зарядке литиевых элементов можно почитать здесь.

Ну а причина, на мой взгляд, не оптимально подобранная катушка индуктивности, которая в свою очередь не дает Buck — конвертору выдать свой максимальный ток. Думал ее заменить, но инструмента для пайки SMD у меня нет и в ближайшее время не предвидится. Это не ошибка проектировщиков платы с ebay, это просто особенность данной схемы так как она ориентированна на различные входящие и исходящие напряжения. При подобных условиях просто невозможно выдавать максимальный ток на всем диапазоне напряжений.

В итоге, я получил устройство, которое способно заряжать два смартфона одновременно или один планшет в автомобиле за вменяемое время.

По сути это готовый и весьма экономичный широтно-импульсный преобразователь, причем он умеет не только повышать, но, если нужно, то и понижать напряжение. Для своей работы микросхема требует любое напряжение в диапазоне 1…5 В (входное), а выдает либо 3 В либо 5В (выходное) – все зависит от схемы включения. Если входное напряжение ниже требуемого выходного, микросхема его повышает. Если выше – понижает. Ну а теперь взглянем на саму схему пятивольтового преобразователя, которая, по сути, является типовой:

Мы видим собственно микросхему, накопительный дроссель, диод Шоттки и три электролитических конденсатора: два сглаживающих и третий, подключенный к выводу REF микросхемы, – для стабилизации опорного напряжения. Особое внимание нужно уделить дросселю, который по заявлению производителя должен иметь максимально хорошую добротность и выдерживать импульсный ток до 2 А. Я намотал его на куске ферритового стержня марки М400НН диаметром 8 мм и длиной 20 мм. Провод – ПЭВ диаметром 0.6 мм, катушка содержит 22 витка.

После сборки моя схема начала работать сразу, к выходу я подпаял разъем для подключения мобильного телефона, от светодиодной индикации работы отказался во имя экономии энергии — зарядку и так видно по мобильному телефону. Остановилась зарядка – либо готово, либо нужно заменить гальванический элемент.

По поводу батареек. Рекомендовал бы щелочные – они лучше держат ток, ну а сколько и какие – ваше дело. Включите последовательно две – количество энергии увеличится вдвое. Три – утроится. Четыре – микросхема сгорит. Я использую одну-две, причем когда прижимает, покупаю любой типоразмер и несколько штук (чаще в ларьках на вокзале, когда в дороге).

И в завершение о трех вольтах, о которых я упомянул в начале статьи. Если вывод 3/5 отключить от корпуса (минуса выходного напряжения) и подключить к выводу OUT (плюсу выходного напряжения), то на выходе установится напряжение 3 В независимо от входного.

Для этого вам понадобится автомобильное зарядное устройство, которое вы подключаете в прикуриватель. Далее возьмите пружинку от шариковой ручки автомат и наденьте его на металлический уголок на боковой стороне зарядного устройства, как показано на фотографии выше.

Далее держите всю эту конструкцию на месте какое-то время.

Как много времени это займет?

Мы лично попробовали этот лайфхак по подручной зарядки телефона. Например, нам чтобы увеличить заряд смартфона iPhone SE с 60% до 67% понадобилось всего 7 минут. Точное время зарядки, которое вам потребуется чтобы реанимировать ваш полностью разряженный телефон, будет завесить от того, как сильно ваш гаджет разрежен и сколько заряда осталась в батарейке.

Сколько батареек понадобится, чтобы зарядить телефон полностью?

iPhone 8: 1,821 мАч
iPhone 7: 1,960 мАч
iPhone SE: 1,624 мАч (это телефон, который был нами протестирован)
Galaxy S8 или S9: 3000 мАч

Для полной зарядки телефона емкостью аккумулятора 3000 мАч понадобится примерно 6 батареек. Таким образом этот лайфхак не идеален, если вы хотите зарядить телефон до полной батареи.

Ваш смартфон всегда так не вовремя разряжается, вы задумались о покупке Power bank? Не спешите, сейчас мы расскажем, как сделать внешний аккумулятор своими руками! 4 интереснейших методов изготовления портативного зарядного устройства — выбирайте любой.

Далеко не всегда выпадает возможность зарядить гаджет от электросети. В таком случае портативная зарядка просто необходим. Но поскольку это довольно популярная вещь, на рынке много некачественного хлама. Ошибиться в выборе просто. Но не будем ошибаться — лучше просто сделаем свой Power bank.

Способ 1. Старый аккум — новые возможности

Как сделать Повер банк (Power bank) из устаревших телефонных батареек? — просто. Пошаговое описание метода поможет вам не допустить ошибок.

Повер банк из устаревших телефонных батареек

Вот так, всего в 6 шагов мы получили портативный аккумулятор.

В принципе манипуляции несложные. Единственное, что может вас остановить — не у всех есть такое количество устаревших аккумов.

У вас есть фонарик? Сейчас вы узнаете, как преобразовать фонарь, чтобы он не только путь-дорогу освещал, а ещё помогал оставаться на связи.

Зарядное устройство из фонаря

ВАЖНО. Перед этим необходимо высвободить один контакт переключателя и подпаять к нему преобразователь.

Проверяем работоспособность. Если нужно — перепаиваем.
Крепим преобразователь и контроллер. Готово!

Вот такой модерн фонаря даст двойное преимущество в походе. И свет есть, и не страшно остаться без связи в любой момент.

Тут главное, всё сделать правильно, фонарик у вас точно найдётся, а дальше — дело техники.

Способ 3. Как сделать портативное зарядное устройство из батареек

Этот способ чем-то похож на первый, но тут мы будем использовать обычные литий-ионные накопители 18650 2200 мАч 3,6 В

Литий-ионные батареи 18650 2200 мАч 3,6 В. — 8 штук
Зарядка автомобильная
USB-вход
Блок-корпус с реле автомобиля

Схема портативного устройства

Всего в несколько шагов мы вновь добьёмся желаемого — изготовим свой Повер банк.

В корпусе нужно вырезать 2 отверстия: под выключатель и вход.
Накопительные батареи спаиваем вместе по 4 штуки. Схему вы можете увидеть на изображении. Устанавливаем их в корпус.
Объединённые блоки припаиваем к выключателю, потом от выключателя к плате, от платы к USB-входу. Этот процесс тоже показан на схеме.

Вот, пожалуй, самый быстрый способ. Такое устройство будет работать даже у любителя в силу своей простоты. Всего 3 шага и внешний аккумулятор для телефона своими руками готов.

Способ 4. Внешний энергонакопитель с солнечной батареей

Ещё один интересный вариант. Поскольку световой день начинает увеличиваться, актуально обсудить преимущества энергонакопителей солнечной энергии. Вы увидите, как изготовить переносное зарядное приспособление с возможностью заряда от панелей-накопителей солнечной энергии.

Литий-ионный энергонакопитель формата 18650,
Футляр от этих же накопителей
Модуль повышения напряжения 5 В 1 А.
Плата заряда для аккумулятора.
Солнечная панелька 5,5 V 160 mA (любого размера)
Проводки для соединения
2 диода 1N4007 (можно и другие)
Липучка или двусторонний скотч для фиксации
Термоклей
Резистор 47 Ом
Контакты для энергонакопителя (пластинки тонкой стали)
Пара тумблеров

Базисная схема внешнего аккумулятора

На сколько зарядов хватит такого Повер банка? Всё зависит от ёмкости вашего аккумулятора и ёмкости гаджета. Помните, что разряжать литиевые накопителей ниже 2,7 В крайне нежелательно.

Что касается заряда самого устройства. В нашем случае мы использовали солнечные панели с общей ёмкостью в 160 mAh, а ёмкость аккумулятора — 2600 mAh. Следовательно, при условии прямых лучей батарея зарядится за 16,3 часа. При обычных условиях — около 20–25 часов. Но пусть эти числа вас не пугают. Через миниUSB зарядится за 2–3 часа. Скорей всего, солнечной панелью вы будете пользоваться в условиях путешествий, походов, дальних поездок.

В заключение

Выбирайте наиболее приемлемый для вас метод и сооружайте собственный портативный аккумулятор. Такая вещь точно пригодится в дороге или в путешествии. Преимуществ сделанного устройства масса: это уникальный внешний вид, а ещё способ получить ту мощность, которая удовлетворит именно ваши потребности. С помощью портативного аккумулятора можно заряжать не только телефоны, а и планшеты, беспроводные наушники и прочие мелкие гаджеты.

Читайте также: