Power Bank - drugie życie ogniw Li-Ion

Układ powstał w 2013 r. na zamówienie mojego kolegi, który odbywa długie wycieczki rowerowe po lasach i bezdrożach. Używa GPS'u, którego akumulator wewnętrzny jest dla niego niewystarczający. Pewnego razu zgubił się i nie chciał już nigdy więcej przeżywać czegoś podobnego. Poprosił mnie o zrobienie dodatkowego zasilania dla jego GPS'a.
Ja mam sporo ogniw Li-Io odzyskanych ze "starych" baterii z laptopów. Postanowiłem dać im drugie życie.
Układ i cztery ogniwa zamknąłem w hermetycznej obudowie. Pudełko musiało zmieścić się w bocznej kieszeni torby mocowanej na kierownicy roweru. Wyłącznik, kontrolki, gniazdo USB i kabel zasilający rozmieściłem tak, żeby obsługa w czasie jazdy była wygodna. Na końcu kabla zasilającego GPS zrobiłem wtyczkę z pleksi z wbudowaną kontrolką napięcia ogniw. Dzięki temu widać migającą czerwoną LED, gdy napięcie zbliża się do minimalnego dopuszczalnego poziomu.

Układ elektroniczny jest oparty na dwóch scalakach:
przetwornicy podwyższającej MCP1651MS
ładowarki ogniw Li-Io ISL6291
Zrobiłem chyba najprostszy układ na bazie tych scalaków, wykorzystując typowe aplikacje z kart katalogowych. Ogniwa połączyłem równolegle. Z baterii laptopów odzyskuję ogniwa o pojemnościach 1,5 do 2,5 Ah, więc mój "bank" może mieć 6-10 Ah. Do zasilania GPS'a wystarczy na 16-24 godziny.

ISL6291 kontroluje temperaturę ogniw. Umieściłem więc termistor pomiędzy ogniwami. Posmarowałem pastą przewodzącą po zrobieniu zdjęć, żeby miał dobry kontakt z ogniwami. To ta czarna łezka w środku zdjęcia.

Ogniwa przylutowałem do kołków, żeby ich ewentualna wymiana była prosta i szybka. Ogniwa są zwierane ze sobą za pomocą zworek co pozwala na szybką kontrolę lub testowanie za pomocą zewnętrznej ładowarki umożliwiającej zdejmowanie charakterystyk. Zrobiłem to po dwóch latach użytkowania i ogniwa okazały się w niezłym stanie. Każde ma pojemność 1,5 Ah.
Power Bank można ładować z dowolnego zasilacza sieciowego lub samochodowego 5V poprzez złącze USB lub z komputera. Kolega doładowuje też z ładowarki słonecznej. Kontrolki na obudowie służą do sygnalizacji stanu naładowania.

Master of SMD. Lutowane zwykłą lutownicą i grubą cyną? (Nie chodzi o to, że żałośnie wygląda itp, tylko jestem ciekaw)

Dziwię się, że nikt nie wpadł jeszcze na pomysł, aby wykorzystać do tego LTC1980, lub jemu podobny.

@ltrela Ciekawa konstrukcja, czy udało się oszacować osiągniętą sprawność?
Gdzie udało się pozyskać MCP1651MS?

Freddy wrote:

Dziwię się, że nikt nie wpadł jeszcze na pomysł, aby wykorzystać do tego LTC1980, lub jemu podobny.

No tak, ale LTC1980 generuje na wyjściu napięcie maksymalne 3.3V
Aby uzyskać te 5V i tak trzeba by wykorzystać dodatkową przetwornicę

Podoba mi się ta dioda we wtyczce

Jaki to patent na wtyczkę z led wykorzystałeś?

Gratuluję pomysłu wtyczki z LED, wygodny sposób ostrzegania.

Nie zamókł ten power-bank nigdy? Bo szczelność tej obudowy jest kiepska.

NIXIE_123 wrote:

No tak, ale LTC1980 generuje na wyjściu napięcie maksymalne 3.3V

Kto tak powiedział? W DS są tylko przykłady dla 3.3V (Vreg 2.85 - 10V).

Odpowiem po kolei:
RasJahman - W piecu rozpływowym tego nie lutowałem niestety. Jeszcze nie mam takich możliwości (ale może kiedyś). Lutowałem lutownicą grzałkową i lakierowałem.
Freddy - Może ktoś wpadł. Na Elektrodzie pewnie nie ma wszystkich projektów. Nawet w internecie nie ma wszystkiego... Gdy musiałem zrobić układ miałem takie scalaki, więc zrobiłem z ich pomocą.
And! - Sprawności nie szacowałem. Oddałem układ w użytkowanie koledze. Jest zadowolony, więc na tym skończyłem temat. Oba układy kupiłem w TME po ok 8 PLN za szt.
morozaw - Wydaje mi się, że własny patent. Wyfrezowałem z kawałka pleksi, wywierciłem otwór, przeciągnąłem kabelek, dolutowałem wtyczkę, cofnąłem kabelek z wtyczką w obudowę i zalałem żywicą. Wtyczka jest kątowa i wchodzi w gniazdo GPS'a tak jak na foto.
P.bugdol - Dziękuję.
OldSkull - Obudowa to ABS-77Z. Osiągalna w TME. Sama obudowa jest szczelna - z uszczelką. Jedyny słaby punkt to otwór na gniazdo USB. Ale chyba nie było z nią problemu, bo zdjęcia zrobiłem po dwóch latach użytkowania i środek wygląda tak jak wygląda...

Dodano po 20 [minuty]:

Jeszcze do OldSkull
Można zastosować przemysłowe, hermetyczne gniazdo USB. Są dostępne w cenie ok 40 PLN. To podwoiłoby koszt wykonania urządzenia. Ale oczywiście to załatwiłoby sprawę szczelności.

ltrela wrote:

Freddy - Może ktoś wpadł. Na Elektrodzie pewnie nie ma wszystkich projektów. Nawet w internecie nie ma wszystkiego... Gdy musiałem zrobić układ miałem takie scalaki, więc zrobiłem z ich pomocą.

Nie no jasne, to było bardziej pytanie retoryczne .
Muszę się zdaje się ja za to zabrać, bo mam w planach taki "malutki UPSik".

Ładne podfrezowania w obudowie, jak je wykonałeś?

Ten projekt, to była próba zagospodarowania i ponownego wykorzystania ogniw ze "starych" baterii laptopowych. Często takie ogniwa są jeszcze w bardzo dobrym stanie i mogą służyć latami. Wymieniłem w małej akumulatorowej wiertarce cztery Ni-Cd na dwa Li-Io i od trzech lat wiertarka działa i działa i działa .... .
Oczywiście nie jest to wkrętarka, tylko wiertarka do drobnych prac, ale zawsze kiedy jest mi potrzeba kręci i nie pada jak na starych. Powinienem zrobić wskaźnik napięcia ogniw, ale jakoś do tej pory nie znalazłem na to czasu.

Dodano po 11 [minuty]:

Mam dostęp do takiej małej frezarki i obudowy plastikowe i aluminiowe obrabiam na niej.

@ltrela, pytałem, bo zauważyłem, że włącznik miał wiercony otwór, zgaduję, że oblewałeś jakimś silikonem - podobnie okienka dla LEDów. A woda bywa wredna.

P.bugdol wrote:

Gratuluję pomysłu wtyczki z led, wygodny sposób ostrzegania

O co chodzi z tym LEDem we wtyczce bo chyba czegoś nie dostrzegam?

Atreyu Makiavel wrote:

O co chodzi z tym LEDem we wtyczce bo chyba czegoś nie dostrzegam?

Autor napisał:
"Na końcu kabla zasilającego GPS zrobiłem wtyczkę z pleksi z wbudowaną kontrolką napięcia ogniw. Dzięki temu widać migającą czerwoną LED, gdy napięcie zbliża się do minimalnego dopuszczalnego poziomu."

Odpowiedzi dla:
OldSkull - Wyłącznik jest uszczelniony. LED'y robię wg takiego patentu:
z pręta akrylowego fi 3 mm odcinam kawałek i podtaczam na fi 2 mm. W obudowie wiercę otwór 2 mm i wklejam pręt. Złącze zasilania najpierw miało być inne, też hermetyczne. Z powodu pośpiechu, funduszy itd zrobiłem w końcu takie jakie jest. To faktycznie jest słaby punkt całej konstrukcji obudowy. No ale jak wiesz prowizorki są najtrwalsze. Kolega potrzebował pilnie i naciskał. Konstrukcja powstała szybko i z tego co miałem. A jak już zaczął użytkować to tak zostało do dziś. Wozi pudełko w torbie, która jest dość szczelna i "nieprzemakalna". Na razie chyba nie wpadło mu to do wody ani nie zalało mu namiotu bo te zdjęcia faktycznie zrobiłem po dwóch latach użytkowania. A widziałem już trochę elektroniki do której dostała się woda. To jest miejsce w konstrukcji wymagające poprawienia.
Atreyu Makiavel - Faktycznie zastosowałem skrót myślowy pisząc o tej kontrolce. Ktoś kto nie jest "w temacie" mógł nie załapać. Wyjaśniam więc:
LED w obudowie wtyku USB sygnalizuje poziom napięcia akumulatorów Li-Io z których przetwornica robi 5V do zasilania GPS. Żeby nie uszkodzić akumulatorów nie można dopuścić do nadmiernego rozładowania. Jeśli dobrze pamiętam, to dioda zaczyna migać gdy napięcie spada do 3,3V.

No, ale czy jest sens robić samemu powerbank?
Przecież u chińczyka możemy dostać gotowe powerbanki, lub moduły za małe pieniądze....
Np. powerbank 10Ah dobrej jakości w alu obudowie, 2,1A wyjściowego, oraz wbudowany na usb scalak "gadający" z każdym urządzeniem, wszystko to za 40-50zł.
Sens by był gdyby ktoś miał telefon wymagający specyficznego zasilania, tak jak mój smartfon 5,7V/2A :p

Doctore. wrote:

Sens by był gdyby ktoś miał telefon wymagający specyficznego zasilania, tak jak mój smartfon 5,7V/2A

Jaki to smartfon wymaga takiego zasilania?
To że tak napisano na ładowarce, nie znaczy, że tak wymaga.

Doctore -
Odpowiedź jest w treści mojego postu. Proszę przeczytać całość. Projekt powstał w 2013 kiedy takie chińskie wynalazki dopiero wchodziły na rynek. Wtedy nie miały pojemności rzędu 10 Ah. Jak w tytule - drugie życie ogniw z odzysku po "padniętych" bateriach. Projekt poza swoim przeznaczeniem miał na celu próbę wykorzystywania takich ogniw. Jeśli "padną" ich wymiana jest prosta i szybka. Pewnie, że wszystko można kupić od Chińczyka ale wtedy jaki sens miałoby to miejsce na Elektrodzie ...?

Freddy wrote:

aki to smartfon wymaga takiego zasilania?

UMI Zero, z funkcją szybkiego ładowania.

Freddy wrote:

To że tak napisano na ładowarce, nie znaczy, że tak wymaga.

Fakt, też działa ze standardowego 5V ale wtedy wolniej się ładuje, co przy korzystaniu z GPS mogło by spowodować spadanie poziomu baterii mimo ładowania.

ltrela wrote:

Projekt powstał w 2013 kiedy takie chińskie wynalazki dopiero wchodziły na rynek.

Wtedy też były gotowe moduły, na 1, 2, 3, 4, czy 5 ogniw, do wyboru do koloru, z obudową lub bez...

ltrela wrote:

Projekt poza swoim przeznaczeniem miał na celu próbę wykorzystywania takich ogniw.

Dlatego poza gotowym produktem wymieniłem też moduły do których wystarczy podpiąć te twoje ogniwa.

ltrela wrote:

Pewnie, że wszystko można kupić od Chińczyka ale wtedy jaki sens miałoby to miejsce na Elektrodzie ...?

Jest sens gdy chcemy zrobić taniej lub lepiej, czy w inny sposób.
To tak samo jak bym chciał samemu od podstaw zrobić arduino mega, wiele czasu spędzonego na schematach, pcb, a koszta części w pl wyszły by 150zł + pcb 50zł.
A gotowy klon jest za 35zł...

Po prostu nie widzę sensu w robieniu czegoś co można kupić gotowe, taniej, porządnie zrobione, dobrze wyglądające itd.

Doktore:
Wszystko pięknie co napisałeś, ale to miejsce na elektrodzie służy do prezentacji swoich projektów a nie do reklamowania chińskich wyrobów. Jak już pisałem, wszystko można kupić od "Chińczyka", ale jak tylko będziesz lutował ze sobą kabelki to nie nauczysz się projektowania. Wydaje mi się, że takie myślenie, że wszystko można kupić gdzie indziej albo,że już jest doprowadziło do tego, że właściwie cały nasz przemysł elektroniczny padł. No pewnie, że fabryczne power banki są mniejsze, lżejsze, ładniejsze, pojemniejsze i tańsze, ale ten zrobiłem własnymi rękami i przy okazji czegoś się nauczyłem. Oczywiście masz demokratyczne prawo do swojego zdania. Moje jest takie jak wyżej.