Na stiahnutie

Keď batéria v notebooku už stráca svoju kapacitu, zvykneme si kúpiť novú, ale čo s tou starou?

Dá sa opatrne rozobrať, vnútri sú Li-On články. Tie oddelíme od seba (pribodované páskové vývody zachováme, keďže priamo na póly článkov sa spájkovať nedá) a odmeráme ich napätie, tie, čo majú napätie príliš nízke, sú vadné a treba ich vyhodiť do odpadu na to určeného. Dobré články sa dajú ešte použiť, napríklad na výrobu vlastnej powerbanky.

Vlastnosti

Táto konštrukcia je zostavená zo súčiasok "čo dom dal", teda z rozobratej elektroniky. Výstup je 5 V do 500 mA max., pri vyššom odbere sa aktivuje elektronická poistka a rozsvieti sa červená LED. Poistka sa dá zresetovať tlačidlom. Ďalej je tu LED indikátor napätia batérie, aby sa aj v teréne dalo ľahko zistiť, koľko energie ešte zostáva. Keďže indikátor veľa "žerie", je pripojený cez vypínač a tak sa dá zapnúť len keď potrebujeme. Ďalej je tu vypínač celého zapojenia, tavná poistka (T2A) pre istotu, a zelená LED indikujúca prítomnosť výstupného napätia 5 V. Tieto posledné tri veci nie sú na schéme a plošnom spoji, každý si ich môže pripojiť podľa ľubovôle. Je dobré tiež vyviesť vývody priamo z batérie kvôli nabíjaniu. Výstupný port by mal byť USB kvôli univerzálnosti.

Obvyklým postupom je zistiť podľa označenia článkov, aké majú parametre. Moje články nesú označenie LGDBD11865. Napätie jedného článku môže byť od 3 do 4,3 V. Sú spojené paralelne, teda napätie ostáva také isté, ale znásobí sa kapacita. Ja som spojil štyri, ale môže to byť viac alebo menej, závisí od veľkosti krabičky a hmotnosti.

Popis zapojenia

Napätie takto paralelne spojených článkov (=batérie) je teda kolísavé podľa vyčerpanosti, a treba ho zvýšiť na pevné napätie 5 V, na tento účel slúži DC menič s obvodom LT1170. Ten je zapojený podľa katalógu, hodnoty súčiastok sú vyskúšané na potrebné zaťaženie a výstup odmeraný na osciloskope. Elektrolytické kondenzátory na výstupe meniča musia byť LOW-ESR kvôli efektivite meniča. To, že napätie batérie sa mení podľa vyčerpanosti, sa dá využiť na indikáciu zostávajúcej kapacity batérie, to je úlohou integrovaného obvodu LM3914N.

Elektronická poistka je postavená z operačného zosilňovača LM358 a dvoch tranzistorov. OZ je zapojený ako komparátor, ktorého referenčné napätie je dané odporovým deličom R2 a R3, teda 100 mV. S týmto napätím sa porovnáva úbytok na rezistore R1. Ak je úbytok väčší ako 100 mV (to znamená, že odber z meniča je viac než asi 500 mA), na výstupe komparátora sa objaví impulz, ktorý spôsobí preklopenie klopného obvodu postaveného z dvoch tranzistorov, čo spôsobí zatvorenie MOSFET-u Q1. Q1 je P-MOSFET, aby sa spínala kladná vetva. Tlačidlo RESET preklopí klopný obvod nazad. Ak je poistka v stave "preťaženie", zasvieti červená LED D3.

Nasleduje plošný spoj s osadzovacím plánom. Rozmery plošného spoja sú 11 x 5 cm. LM358, LT1170, a P-MOSFET EMB45P03 sú v prevední SMD kvôli úspore miesta. Ich puzdrá sú ešte dostatočne veľké, aby sa dali spájkovať ručne.

Pri používaní treba mať na zreteli, že hneď po pripojení nejakého spotrebiča cez USB (mobil, rádio...) sa môže aktivovať elektronická poistka a teda dôjde k vypnutiu napätia. Vtedy treba pri pripájaní podržať tlačidlo RESET. Je to spôsobené krátkym zvýšeným odberom, kedy sa nabíjajú kondenzátory v pripojenom zariadení, čo spôsobí reakciu elektronickej poistky. Profesionálnejším spôsobom by bol soft-start, ale v záujme zjednodušenia zapojenia postačuje aj takéto riešenie. Každý si ho môže doplniť, ale do mojej krabičky sa už nezmestil.

Súbor na stiahnutie na tejto stránke obsahuje projekt v KiCad-e, je tam schéma aj navrhnutý plošný spoj. Snáď to bude užitočné.