Chargeur de batterie lithium-ion DIY : 8 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Les batteries jouent un rôle important dans tout projet/produit fonctionnant sur batterie. Les batteries rechargeables sont chères, car nous devons acheter un chargeur de batterie avec des batteries (jusqu'à présent) par rapport à l'utilisation et aux batteries jetables, mais elles sont d'un excellent rapport qualité-prix. Les batteries rechargeables utilisent plusieurs combinaisons différentes de matériaux d'électrode et d'électrolytes, par exemple le plomb-acide, le nickel-cadmium (NiCd), l'hydrure métallique de nickel (NiMH), le lithium-ion (Li-ion) et le polymère lithium-ion (polymère Li-ion).

J'ai utilisé une batterie Li-ion dans l'un de mes projets et j'ai décidé de construire un chargeur au lieu d'en acheter un cher, alors commençons.

Étape 1: Vidéo rapide

Voici une vidéo rapide, qui vous guidera à travers toutes les étapes en quelques minutes.

Cliquez ici pour le regarder sur youtube

Étape 2: Liste des composants électroniques

Voici la liste des composants nécessaires à ce chargeur de batterie Li-ion.

• Module chargeur de batterie lithium-ion basé sur TP4056 avec protection de batterie,
• Adaptateur mural 12 volts 2 ampères,
• Interrupteur SPST à 2 broches,
• Régulateur de tension 7805 (1 en quantité) (vous pouvez sauter ceci si vous avez un adaptateur mural 5 V),
• Condensateur 100 nF (4 en quantité) (vous pouvez sauter ceci si vous avez un adaptateur mural 5 V),
• Support de batterie Li-ion 18650
• prise CC et,
• circuit imprimé à usage général.

Étape 3: Liste des outils

Voici la liste des outils utilisés dans ce chargeur de batterie Li-ion.

• Fer à souder, fil à souder,
• Lame chaude (lien vers mon instructable, qui vous aidera à fabriquer cette lame),
• Pistolet à colle, bâtons de colle,
• Tournevis et vis de rechange et,
• Boîtier en plastique - 8 cm x 7 cm x 3 cm (environ cette taille devrait fonctionner).

Maintenant que tous les outils et composants sont en place, jetons un coup d'œil à notre module TP4056, qui fait partie intégrante de notre chargeur de batterie.

Étape 4: Module de chargeur de batterie au lithium-ion basé sur TP4056

Entrons dans les détails de ce module. Il existe deux versions de cette carte de dérivation de chargeur Li-ion à base de TP4056 disponibles sur le marché; avec et sans circuit de protection de batterie. Nous en utiliserons un avec un circuit de protection de batterie.

Carte de dérivation qui contient des circuits de protection de batterie, fournit une protection à l'aide de CI DW01A (CI de protection de batterie) et FS8205A (MOSFET de puissance à mode d'amélioration à double canal N). Par conséquent, la carte de dérivation avec protection de batterie contient 3 circuits intégrés (TP4056+DW01A+FS8205A), tandis que celle sans protection de batterie ne contient qu'un seul circuit intégré (TP4056).

Le TP4056 est un module de chargeur linéaire complet à courant constant/tension constante pour les batteries lithium-ion à cellule unique. Son package SOP et son faible nombre de composants externes rendent le TP4056 idéal pour les applications de bricolage. Il peut fonctionner avec des adaptateurs USB ainsi qu'avec des adaptateurs muraux. J'ai joint une image du schéma des broches du TP4056 (image n ° 2) ainsi qu'une image d'un cycle de charge (image n ° 3) montrant une charge à courant constant et à tension constante. Deux LED sur cette carte de dérivation indiquent divers états de fonctionnement tels que la charge, la fin de la charge, etc. (image n ° 4).

Pour une charge sûre des batteries lithium-ion 3,7 V, elles doivent être chargées à un courant constant de 0,2 à 0,7 fois leur capacité, jusqu'à ce que leur tension aux bornes atteigne 4,2 V, plus tard elles doivent être chargées en mode tension constante jusqu'à ce que le courant de charge tombe à 10% du taux de charge initial. Nous ne pouvons pas terminer la charge à 4,2 V car la capacité atteinte à 4,2 V n'est qu'environ 40 à 70 % de la pleine capacité. Tout cela est pris en charge par TP4056. Maintenant, une chose importante, le courant de charge est déterminé par la résistance connectée à la broche PROG, les modules disponibles sur le marché sont généralement livrés avec 1,2 KOhm connecté à cette broche, ce qui correspond à un courant de charge de 1 ampère (image n°5). Vous pouvez jouer avec cette résistance pour obtenir le courant de charge souhaité.

Lien vers la fiche technique du TP4056

DW01A est un circuit intégré de protection de batterie, l'image n° 6 montre les circuits d'application typiques. Les MOSFETS M1 et M2 sont connectés en externe via FS8205A IC.

Lien vers la fiche technique du DW01A

Lien vers la fiche technique du FS8205A

Toutes ces choses sont assemblées sur la carte de dérivation du chargeur de batterie Li-ion TP4056 dont le lien est mentionné à l'étape n ° 2. Nous n'avons besoin de faire que deux choses, donner une tension comprise entre 4,0 et 8,0 V aux bornes d'entrée et connecter une batterie aux bornes B+ et B- du TP4056.

Ensuite, nous allons construire le reste du circuit du chargeur de batterie.

Étape 5: Circuit

Maintenant, connectons les composants électriques à l'aide d'un fer à souder et d'un fil à souder, pour compléter le circuit. J'ai joint des images du schéma de Fritzing et ma version des circuits physiques, jetez-y un œil. Voici la description de la même chose.

1. La borne « + » de la prise CC se connecte à une borne du commutateur et la borne « - » de la prise CC se connecte à la broche GND du régulateur 7805.
2. L'autre broche du commutateur est connectée à la broche Vin du régulateur 7805.
3. Connectez trois condensateurs de 100 nF en parallèle entre les broches Vin et GND du régulateur de tension. (Utilisez une carte de circuit imprimé à usage général à cette fin)
4. Connectez un condensateur de 100 nF entre Vout et la broche GND du régulateur de tension. (Utilisez une carte de circuit imprimé à usage général à cette fin)
5. Connectez la broche Vout du régulateur de tension 7805 à la broche IN+ du module TP4056.
6. Connectez la broche GND du régulateur de tension 7805 à la broche IN du module TP4056.
7. Connectez la borne « + » du support de batterie à la broche B+ et la borne « - » du support de batterie à la broche B- du module TP4056.

Terminé.

Remarque: - si vous utilisez un adaptateur mural 5 V, vous pouvez ignorer la partie du régulateur 7805 (y compris les condensateurs) et connecter directement la borne « + » et la borne « - » de l'adaptateur mural aux broches IN+ et IN- du TP4056 respectivement

Remarque: - Lors de l'utilisation d'un adaptateur 12 V, le 7805 deviendra chaud lorsqu'il transporte 1 A, le dissipateur de chaleur peut s'avérer utile

Ensuite, nous assemblerons tout dans le boîtier.

Étape 6: Assemblage: Partie 1 - Modification du boîtier

Suivez ces étapes pour modifier le boîtier afin de l'adapter aux circuits électroniques.

1. Marquez les dimensions du support de batterie sur le boîtier à l'aide d'un couteau à lame. (Image No-1)
2. Utilisez une lame chaude pour couper à travers le boîtier conformément au marquage du support de batterie. (Image No-2 et 3)
3. Après avoir fait la coupe à l'aide d'un boîtier à lame chaude, il doit ressembler à l'image n°-4.
4. Marquez le port USB du TP4056 sur le boîtier. (Image No-5 et 6)
5. Utilisez une lame chaude pour couper à travers le boîtier conformément au marquage du port USB. (Image n°7)
6. Prenez des dimensions et faites des repérages des LED du TP4056 sur le boîtier. (Image No-8 et 9)
7. Utilisez une lame chaude pour couper à travers le boîtier conformément au marquage des LED. (Image n°-10)
8. Suivez des étapes similaires pour faire des trous de montage pour la prise CC et l'interrupteur. (Image No-11 et 12)

Après avoir modifié le boîtier, installons l'électronique.

Étape 7: Assemblage: Partie 2: Mise en place de l'électronique à l'intérieur du boîtier

Suivez ces étapes pour mettre l'électronique à l'intérieur du boîtier.

1. Insérez le support de batterie de manière à ce que les points de montage soient à l'extérieur du boîtier; utilisez un pistolet à colle pour faire un joint ferme. (Image No-1)
2. Placez le module TP4056, de sorte que les LED et le port USB soient accessibles à l'extérieur du boîtier, ne vous inquiétez pas si des mesures appropriées ont été effectuées à l'étape précédente, les choses se mettront en place automatiquement, utilisez enfin un pistolet à colle pour faire un joint ferme. (Image No- 2)
3. Placer le circuit régulateur de tension 7805; utilisez un pistolet à colle pour faire un joint ferme. (Image n°3)
4. Placez la prise CC et l'interrupteur à leurs emplacements correspondants et utilisez à nouveau un pistolet à colle pour faire un joint ferme. (Image n°4)
5. Enfin, après l'assemblage, il devrait ressembler à l'image n ° 5 à l'intérieur du boîtier.
6. Utilisez des vis et un tournevis de rechange pour fermer le couvercle arrière. (Image No-6)
7. Plus tard, j'ai même utilisé du ruban isolant noir pour couvrir les projections indésirables résultant de la coupe à travers la lame chaude. (le dépôt est aussi une bonne option)

Le chargeur lithium-ion fini ressemble à l'image n ° 7. Testons maintenant le chargeur.

Étape 8: Essai

Insérez une batterie lithium-ion déchargée à l'intérieur du chargeur, connectez une entrée 12 V CC ou une entrée USB. Le chargeur doit clignoter en LED ROUGE indiquant que la charge est en cours.

Après un certain temps, une fois la batterie chargée, le chargeur doit clignoter en BLEU.

J'ai joint des images de mon chargeur effectuant la charge de la batterie et mettant fin au processus de charge.

Donc. Enfin, nous avons terminé.

Merci pour votre temps. N'oubliez pas de consulter mes autres instructables et ma chaîne youtube.