フィンガータイプバッテリー用の自作充電器1.2v。自宅で自分の手で単四電池用の充電器を作る方法

12.07.2023

体

私たちはそれぞれ、単三または単四電池で動作するデバイスを家に持っています。技術的に従来のバッテリーを使用することに加えて、特別な充電器を介して充電されるバッテリーの使用を好む人もいます。多くの人が使い捨て電池の購入を拒否することで、多くのお金を節約できるのは電池のおかげです。

しかし、中国製の充電器が販売されることが増えているため、その耐用年数は非常に短くなっています。では、緊急にバッテリーを充電する必要があり、充電器を探して店を走り回る時間がまったくない場合はどうすればよいでしょうか?

出口はあるよ！そしてそれはとてもシンプルです。手持ちの最も一般的な材料を使って、バッテリーの簡単な充電を自家製で作ることができます。これを行うために店に行く必要さえありません。

何が問題となっているのかを理解するには、ビデオを見ることをお勧めします。

充電を行うには、以下を準備する必要があります。
- バッテリーを挿入するためのハウジング。
- 古い携帯電話の充電器
- ナイフ;
- グルーガン。

充電器を作り始めましょう。古い電話機から充電器を取り出します。充電器の定格は約 5 V であるはずです。電話機に接続されていた部分の先端を切り取り、ワイヤーの皮をむきます。

テスターを使用して配線の極性を判断します。

電池挿入ケースは、電池で駆動されていた古い子供用おもちゃから分離できます。どこに「プラス」が位置し、どこに「マイナス」が位置するかを自分でマークします。

古い充電器から剥がされたワイヤーをバッテリーケースに接続します。ワイヤーはまず端子にネジ止めされ、次にグルーガンまたははんだごてで固定されます。充電器をケースに接続するときは、極性を逆にしないように注意する必要があります。逆にしないと、充電器が動作しません。

アマチュア無線サイトの 1 つで、USB ポートから動作電圧 1.2 ～ 1.4 V のポータブル Ni-Mn および Ni-Cd バッテリを充電する回路を見ました。携帯用充電池を約100mAの電流で充電できます。仕組みは簡単です。アマチュア無線初心者でも組み立ては難しくありません。

もちろん、既製のメモリを購入することもできます。現在、あらゆる好みに合わせてたくさんのものが販売されています。しかし、その価格は初心者のアマチュア無線家や自分の手で充電器を作ることができる人を満足させる可能性は低いです。
私はこの計画を繰り返すことにしましたが、同時に 2 つのバッテリーを充電するための充電器を作成することにしました。 USB 2.0の出力電流は500mAです。したがって、2 つのバッテリーを安全に接続できます。最終的なスキームは次のようになりました。

電圧5Vの外部電源も接続できるようにしたいと思いました。
この回路には 8 つの無線コンポーネントのみが含まれています。

このツールには、はんだごて、はんだ、フラックス、テスター、ピンセット、ドライバー、ナイフなど、アマチュア無線の最低限のセットが必要です。無線コンポーネントをはんだ付けする前に、保守性をチェックする必要があります。このためにはテスターが必要です。抵抗器は非常に簡単にテストできます。抵抗を測定し、公称値と比較します。インターネット上には、ダイオードと LED のテスト方法に関する記事がたくさんあります。
本体には65×45×20mmのプラスチックケースを使用しました。バッテリーコンパートメントはテトリスの子供用おもちゃから切り取られました。

電池収納部の改造について詳しく説明します。ポイントは、最初は
バッテリーの電源端子の長所と短所が逆に設定されています。ただし、コンパートメントの上部に 2 つの絶縁された正端子が必要で、底部に 1 つの共通の負端子が必要でした。これを行うために、下部のプラス端子を上に移動し、共通のマイナス端子を錫から切り出し、残りのスプリングをはんだ付けしました。

スプリングをはんだ付けする際のフラックスとして、すべての安全規則に準拠したはんだ酸を使用しました。はんだ付け箇所は、酸が完全になくなるまで流水で洗い流してください。端子から出た配線を半田付けして、開けた穴からケースの中に通しました。

電池収納部はケースのカバーに3本の小さなネジで固定されていました。
Dandy ゲーム機の古いモジュレーターから基板を切り出しました。不要なディテールをすべて削除し、配線トラックを印刷しました。電源ソケットだけを残しました。新しい線路として太い銅線を使用しました。底蓋に通気用の穴を開けました。

完成した基板はケースにしっかりと収まっていたので、固定はしませんでした。

すべての無線コンポーネントを所定の位置に取り付けた後、正しく取り付けられているかを確認し、基板からフラックスを取り除きます。
次に、電源コードのはんだを外し、各バッテリーの充電電流を設定しましょう。
電源コードとして、古いコンピューターのマウスの USB コードと Dandy のプラグ付き電源コードを使用しました。

電源コードには特別な注意を払う必要があります。いかなる場合でも、「+」と「-」を混同しないでください。「+」電源プラグを白いストライプの入った黒い線でセンターピンに接続しています。そして、「-」の電力は黒い（ストリップなし）ワイヤを通ってプラグの外側の接点に流れます。 USB ケーブルでは、「+」が赤い線に、「-」が黒い線に接続されます。プラスとプラス、マイナスとマイナスをはんだ付けします。はんだ付け箇所を慎重に隔離します。次に、抵抗測定モードのテスターをプラグ端子に接続し、コードがショートしていないか確認します。テスターは無限の抵抗を示すはずです。 USB ポートが焼けた原因に関係なく、すべてを慎重に再確認する必要があります。すべてが正常であれば、コードを USB ポートに接続し、プラグの電圧を確認します。テスターは 5 ボルトを示すはずです。

セットアップの最後のステップは、充電電流の設定です。これを行うには、VD1 ダイオードと「+」バッテリーの回路を遮断します。ギャップには、200 mAの制限までオンになった電流を測定するモードでテスターを接続します。プラスはダイオードのテスター、マイナスはバッテリーです。

極性を確認しながらバッテリーを所定の位置に挿入し、電源を投入します。同時に LED が点灯するはずです。バッテリーが接続されていることを示します。さらに、抵抗 R1 を変更することで、必要な充電電流を設定します。この例では、約 100 mA です。抵抗器 R1 の抵抗値が減少すると充電電流は増加し、増加すると充電電流は減少します。

2番目のバッテリーについても同じことを行います。その後、体をひねったり、
充電器は使用する準備ができています。
単三電池の種類によって性能が異なるため、
容量に応じて、これらのバッテリーを充電するのにかかる時間が異なります。電池
容量 1400 mAh、電圧 1.2 V の場合は、これを使用して充電する必要があります。
回路の使用時間は約 14 時間、700 mAh バッテリーの使用時間はわずか 7 時間です。
容量2700mAhのバッテリーを持っています。しかし、USB ポートから 27 時間も充電したくありませんでした。そこで、眠っていた5ボルト1Aの外部電源用のコンセントを作りました。

完成したデバイスの写真をさらにいくつか紹介します。

ステッカーはFrontDesigner 3.0を使用して描画されました。その後、レーザープリンターで印刷します。ハサミで切り取って、幅20mmの薄い粘着テープを表にして貼り付けました。余分なテープを切り取ります。ステッカーと貼り付ける場所の両方に潤滑剤を塗った後、接着剤としてスティックのりを使用しました。どの程度信頼できるものなのか、まだわかりません。
さて、この計画の長所と短所。
利点は、回路に希少で高価な部品が含まれておらず、文字通り膝の上で組み立てられることです。初心者アマチュア無線家にとって重要なUSBポートからの電源供給も可能です。回路に電力を供給する場所に迷う必要はありません。回路が非常に単純であるにもかかわらず、この充電方法は多くの産業用充電器で使用されています。
回路を少し複雑にすることで、充電電流の切り替えを実現することも可能です。

R1、R3、および R4 を選択することにより、異なる容量のバッテリーの充電電流を設定でき、それによってこのバッテリーの推奨充電電流 (通常は 0.1C (バッテリーの C 容量)) が提供されます。
次に短所です。最も大きな問題は、充電電流が安定していないことです。あれは
入力電圧が変化すると、充電電流も変化します。また、取り付けミスや回路のショートがあった場合、USBポートが焼損する可能性が高くなります。

金属探知機や GPS-GLONAS eTrex トラベルナビゲーターなど、単 3 形電池を使用するさまざまなデバイスを頻繁に交換する必要があります。しかし、この問題には解決策があります。それは、従来の電池を単 3 形ニッケル電池に置き換えることです。ここで単三電池を充電する必要があります。

私たちの目的には、5 ～ 20 ボルトの電圧向けに設計されたほぼすべての電源が適しています。アマチュア無線開発のプロトタイプとして、最も単純な回路を取り上げてみましょう。

この回路は、抵抗 R1、2 つの LED、およびソケットの無線コンポーネントで構成されています。 LED は異なる色を使用することをお勧めします。そのうちの1つに並列して、バッテリーを並列接続するためのリード線をはんだ付けします。オームの法則に従った LED の輝きは放電の程度に依存します (完全に放電すると LED は点灯しません)。充電プロセス中、LED の輝きが増加します。両方の LED が同じように点灯すると、充電プロセスの終了を示します。動作電流に応じて抵抗 R1 の値を選択します。たとえば、LED の動作電流は 20 mA、電源の電圧は

U bp。 R 1 = U bp / I 1 = U bp / 0.02 = 50U bp

抵抗値は切り上げとなります。抵抗 R1 は長時間動作するため、その電力は 1 ワットにする必要があります。私たちのメモリのパラメータ: Ubp = 25 V; R1 = 1.3 kΩ。充電時間は8～24時間。

これらの設計により、USB ポートから動作電圧 1.2 ～ 1.4 V のポータブル Ni-Mn および Ni-Cd バッテリを充電できます。最初の回路を使用すると、100 mA の電流で 1 つのバッテリーを充電でき、2 つ目の回路では 2 つの単三または単四電池を充電できます。

電池室は古い子供のおもちゃから借りたものです。彼の変化についてもう少し詳しくお話します。実際のところ、通常、電源端子の長所と短所は逆に取り付けられています。ただし、上部に 2 つの絶縁された正端子、下部に 1 つの共通の負端子が必要です。これを行うために、下のものを上に移動し、ビールの缶から共通のマイナスを切り出し、スプリングをはんだ付けしました。はんだ付けにははんだ酸を使用しましたが、はんだ付け終了後は必ず流水で表面をよく洗い流してください。

単三電池は種類によって容量が異なるため、充電にかかる時間も異なります。 1400 mAh バッテリーの充電には約 14 時間かかりますが、700 mAh バッテリーの充電には約 7 時間かかります。

現在、バッテリーで動作するさまざまなデバイスが数多くあります。そして、最も不都合な瞬間に、単にバッテリーが切れていて、その充電がデバイスの通常の機能に十分ではないため、デバイスが動作しなくなった場合は、さらに迷惑です。

毎回新しい電池を購入するのはかなり高価ですが、指型電池を充電するための自家製デバイスを自分の手で作ってみる価値は十分にあります。

多くの職人は、このような電池 (AA または AAA) を直流で充電することが好ましいと指摘しています。これは、このモードが電池自体の安全性の点で最も有益であるためです。一般に、ネットワークから転送される充電強度は、バッテリー自体の容量の約 1.2 ～ 1.6 です。たとえば、容量が 1A/h のニッケルカドミウム電池は、1.6A/h の電流で充電されます。同時に、この電力のインジケーターが低いほど、充電プロセスに適しています。

現代の世界では、一定期間をカウントダウンして終了を知らせる特別なタイマーを備えた家電製品がかなり多くあります。指型電池を充電するための装置を自作する場合、 この技術も使えます、バッテリーの充電プロセスが完了すると通知されます。

AA は直流を生成し、最大 3 Ah まで充電するデバイスです。製造では、以下に示す最も一般的な、さらには古典的なスキームが使用されました。この場合の基礎はトランジスタ VT1 です。

このトランジスタの電圧は赤色 LED VD5 によって示され、デバイスがネットワークに接続されているときにインジケーターとして機能します。抵抗 R1 は、この LED を通過する電流の特定の電力を設定し、その結果、LED 内の電圧が変動します。コレクタ電流の値は、VT2 (いわゆる「エミッタ回路」) に含まれる R2 から R5 までの抵抗によって形成されます。同時に、抵抗値を変更することで充電の程度を制御できます。 R2 は VT1 に永続的に接続され、定電流を最小値 70 mA に設定します。充電電力を増やすには、残りの抵抗を接続する必要があります。 R3、R4、R5。

こちらもお読みください: 自分の手で発電機を作ろう

注目に値するのは、 充電器はバッテリーが接続されている場合にのみ機能します。.

ネットワーク内のデバイスの電源をオンにすると、抵抗器 R2 に特定の電圧が現れ、それがトランジスタ VT2 に伝達されます。その後、さらに電流が流れ、その結果、VD7 LED が集中的に点灯し始めます。

自作デバイスの話

USB充電

ニッケルカドミウム電池の充電器が作れます 通常のUSBポートに基づいて。同時に約100mAの電流で充電されます。この場合のスキームは次のようになります。

現在、店頭ではさまざまな充電器が販売されていますが、その価格は非常に高い場合があります。さまざまな自家製製品の主な目的がまさにお金を節約することであることを考えると、この場合は自己組み立てがさらに適切です。

この回路は、一対の単三電池を充電する追加回路を追加することで改善できます。最終的に何が起こったかは次のとおりです。

より明確にするために、組み立てプロセスで使用されたコンポーネントを次に示します。

基本的なツールがなければ作業できないことは明らかなので、組み立てを開始する前に、必要なものがすべて揃っていることを確認する必要があります。

はんだごて;
半田;
フラックス;
テスター;
ピンセット;
さまざまなドライバーとナイフ。

こちらもお読みください: どの電圧安定器を選択するかを検討してください。

自分の手の作り方に関する興味深い資料ですので、ご覧になることをお勧めします

当社の無線コンポーネントの性能をチェックするにはテスターが必要です。これを行うには、抵抗を比較し、公称値で確認する必要があります。

組み立てにはケースと電池室も必要です。後者は子供用テトリスシミュレーターから取得でき、ケースは通常のプラスチックケース（6.5cm/4.5cm/2cm）から作成できます。

電池収納部をケースにネジで固定します。回路のベースとしては、切り出す必要がある Dandy プレフィックスの基板が最適です。不要なコンポーネントをすべて取り除き、電源ソケットだけを残します。次のステップでは、スキームに基づいてすべての部品をはんだ付けします。

デバイスの電源コードは、USB 入力を備えた通常のコンピュータのマウスコードから取得することも、プラグ付きの電源コードの一部から取得することもできます。はんだ付けするときは、極性を厳密に観察する必要があります。プラスとプラスなどをはんだ付けします。ケーブルをUSBに接続し、プラグに供給される電圧を確認します。テスターは 5V を示すはずです。

4年以上、忠実に私に仕えてくれました 放電機能付き電池「aa」および「aaa」（Ni-Mh、Ni-Ca）を充電するための自作充電器バッテリーを固定電圧値 (1 ボルト) にします。バッテリー放電ユニットを作成しました CTC実施の可能性について（コントロールトレーニングサイクル）、簡単に言うと次のようになります。 バッテリー容量を回復するには 2 個または 4 個のバッテリーを順番に充電する方式の間違った中国製充電器を使用すると、バッテリーが故障します。ご存知のとおり、この充電方法では、時間内にバッテリーを回復しないとバッテリーの寿命が短くなります。

充電器の仕様:

独立した充電チャンネルの数: 4
独立した吐出チャンネル数：4
充電電流：250(mA)
放電電流 140(mA)
放電終止電圧1(V)
表示: LED

充電器は展示会には行かなかったが、いわゆる即席の手段、つまり周囲の品物を処分したもので、捨てるのは残念であり、特に保管する理由はありません。

「AA」および「AAA」電池を独自に充電できるものから:

CD-ROM からのケース
ラジオからの電源トランス（巻き戻し）
マザーボードおよび HDD ボードの FET
他のコンポーネントは購入または噛まれました:)

すでに述べたように、充電は、互いに完全に自律的に動作できる複数のノードで構成されます。つまり、8 個のバッテリーを同時に使用できます。1 個から 4 個まで充電 + 1 個から 4 個まで放電します。写真は、バッテリーカセットが一般的な「フィンガータイプバッテリー」の「AA」フォームファクターの下に取り付けられていることを示しています。「AAA」「ミニフィンガータイプバッテリー」を使用する必要がある場合は、マイナス端子の下にある小口径ナット。必要に応じて、サイズ「aaa」のホルダーを複製できます。ホルダー内のバッテリーの存在は LED によって示されます (電流の流れが監視されます)。

チャージブロック

安定した電流で充電を行う、各チャネルには独自の電流スタビライザーがあります。 1 個と 2、3、4 個のバッテリーを接続するときに充電電流が変わらないように、電流安定器の前にパラメトリック電圧安定器が取り付けられています。当然のことながら、このスタビライザーの効率は標準に達していないため、すべてのトランジスタをヒートシンクに取り付ける必要があります。ヒートシンク上の温度は、ケースを閉じた状態の方が分解された状態よりも高くなるということを考慮して、ケースの換気とヒートシンクの寸法を事前に計画してください。充電電流を選択する機能を導入することで、回路をアップグレードできます。これを行うには、各チャネルに 1 つのスイッチと 1 つの抵抗を回路に追加する必要があります。これにより、トランジスタのベース電流が増加し、それに応じてトランジスタを通ってバッテリに流れる充電電流も増加します。私の場合、チャージブロックは表面実装で組み立てています。

バッテリー放電ユニット

排出ユニットはより複雑であり、部品の選択には正確さが必要です。これは、lm393、lm339、lp239 などのコンパレータに基づいており、その機能は電界効果トランジスタのゲートに「論理 1」または「0」信号を供給することです。電界効果トランジスタが開くと、抵抗の形で負荷がバッテリーに接続され、その値によって放電電流が決まります。バッテリーの電圧が設定されたカットオフしきい値 1 (ボルト) まで低下したとき。コンパレータはバタンと閉まり、その出力は論理 0 に設定されます。トランジスタは飽和状態から抜け出し、負荷をバッテリーから切り離します。コンパレータにはヒステリシスがあり、1.01 (V) の電圧ではなく 1.1 ～ 1.15 (V) の電圧で負荷が再接続されます。をダウンロードすると、コンパレータの動作をシミュレートできます。抵抗の値を選択することで、デバイスを必要な電圧に再構築できます。例: シャットダウンしきい値を 3 ボルトに上げると、リチウムイオン電池とリチウムポリマー電池を放電できます。
DIP パッケージの lm393 コンパレータを使用するように設計されている可能性があります。コンパレータは安定した 5 ボルト電源から電力を供給する必要があり、その役割はトランジスタで強化された TL-431 によって行われます。