Солнечная зарядка для литиевого аккумулятора

«я его слепила из того, что было» (с) Танич М.

Мой добрый давнишний друг – турист-водник. Когда-то очень давно, еще в прошлом веке, как говорит мой сын, я подарил другу солнечную батарею для зарядки аккумуляторов видеокамеры.

Тогда я купил в Чипе и Дипе пяток солнечных элементов отечественного производства, соединил их последовательно, добавил диод КД213. Получилась батарея с напряжением около 9 вольт и током порядка 300 мА. Механически элементы батареи были соединены полосками синей изоленты, батарея складывалась гармошкой, мой друг сделал для нее самодельный чехол. С тех пор прошло лет 15, батарея эта много раз бывала в походах и с неизменным успехом заряжала разнообразные Ni-Cd аккумуляторы.

image

Сейчас модно использовать литиевые источники питания как для фото-видео приборов и для фонарей на светодиодах. Все классно, но литиевые элементы требуют осторожного обращения – их надо аккуратно заряжать до напряжения 4.2 вольта, разряжать до определенного напряжения, иначе можно необратимо повредить аккумулятор или устроить пожар.

В поход мой друг берет налобный фонарь на аккумуляторах 18650. Зарядного механизма в таком фонаре нет, поэтому он попросил меня придумать, как заряжать эти элементы в походных условиях. Попутно есть задача подзарядить телефоны-смартфоны и другие гаджеты.
Я изучил предложения на Ebay.com, нашел любопытный прибор – аккумулятор емкостью 10000 мач, в одном корпусе с солнечной батареей и электроникой, управляющей зарядом-разрядом аккумулятора и обеспечивающей на двух USB разъемах напряжение 5 вольт при токе до 2А. Цена в 1000 р показалась адекватной, прибор был заказан. Название прибора: Solar Panel Power Bank Charger Battery for Mobile Samsung Iphone5s HTC 10000mAh

Также я нашел зарядку для 18650, состоящую из отличного корпуса-держателя и встроенного в разъем USB контроллера зарядки. Это стоило примерно 80 р. Этот предмет называется New USB 18650 Battery Function Charger.

Первоначальная идея состояла в том, что солнечным днем Power bank заряжал внутреннюю батарею, а потом отдавал энергию в 18650 через зарядку.

Довольно быстро оба прибора приехали из Китая и я приступил к их изучению. Зарядка для 18650 никаких сюрпризов не преподнесла – отличный корпус, заряжает 18650 емкостью 2400 мАч от порта USB током около 300 мА.

А вот PowerBank оказался с браком. Я измерил его емкость методом полной разрядки постоянным током около 300 мА – оказалось 1200 мАч. При заявленных 10000 мАч – обман.

Однако корпус был сделан очень добротно! Металлические крышки, все подогнано, в руках ощущается единым целым. Решил разобрать и посмотреть что там внутри.

image
image

Внутри оказалась вполне качественная электроника — плата контроллера зарядки литиевого элемента, совмещенная с преобразователем-стабилизатором на 5 вольт 2 А. Установить все типы микросхем не удалось, но сложилось впечатление, что плата сделана для многоэлементной литиевой батареи с индивидуальным контролем заряда-разряда каждого элемента. Однако все это богатство осталось не использовано, литиевые элементы просто соединены параллельно. Кстати сказать – пайка этой батареи развалилась буквально от касания паяльником… Разглядел потом отдельно элементы – имхо откровенный брак…

Преобразователь на 5 вольт сделан на современной микросхеме, работающей на частоте 500 кгц.

Попутно измерил максимальный отдаваемый ток – получилось 1.6А. При заявленных 2А – вполне адекватно.

image

На фото показана разрядная цепь. Проволочный переменный резистор 33 ома, два параллельно соединенных резистора по 2 ома (1 ом суммарно) для контроля тока разряда.

Поскольку в PowerBank имеется стабилизатор 5 в — то потребляемый ток достаточно выставить в начале эксперимента один раз.
Также на плате имеется светодиодный индикатор уровня зарядки батареи, работающий и в режиме разрядки и в режиме зарядки. Как водится – ярко синего «вырви глаз» цвета.

В общем, все хорошо, кроме батареи.

Списался с продавцом, потребовал вернуть часть денег за бракованную батарею. Продавец попытался смутить меня якобы неверной методикой измерения емкости – мол я не учел потери, но после моего второго письма, где я разложил все по полочкам – вернул часть денег.

Раз уж я разобрал PowerBank – решил попробовать, как он будет работать с 18650 и старой солнечной батареей. Результаты натурного эксперимента оказались вполне обнадеживающими: контроллер совершенно нормально работал с 18650, а солнечная батарея 15-ти летней давности обеспечивала зарядный ток около 370 мА. Измерение производилось в Москве 10 марта. Полагаю, что летнее Солнце даст еще больший ток заряда.

image
image
image

Измерение тока заряда-разряда производилось путем установки резистора номиналом 0.1 ом последовательно в цепь аккумулятора. Резистор 0.1 ом в моем случае состоял из двух параллельно включенных 0.2 ома. Мультиметром измерялось падение напряжения на этом резисторе. Ток пересчитывался из милливольт в миллиамперы умножением на 10.

image

Измерил ток, отдаваемый родным солнечным элементом – он оказался существенно ниже, впрочем, вполне ожидаемо – площадь поверхности намного меньше.

Таким образом, оптимальная конструкция стала выглядеть как держатель для 18650, обрезанный корпус с платой и отдельно подсоединяемая солнечная батарея. На держателе 18650 имеется штыревой разъем, ответную часть я отрезал от USB разъема и припаял к солнечной батарее. Из держателя 18650 выходит 4 провода – два от собственно батареи и два от солнечного элемента. Изолента в этот раз использована черного цвета, синяя прослужила 20 лет и находится в отличном состоянии, посмотрим, как поведет себя черная.

Пара часов с дремелем, дрелью и слесарными ножницами дали мне вот такую конструкцию:

image
image

В полностью собранном виде:

image

Получилась система, которая умеет заряжать 18650 от источника 5 вольт (USB) и солнечной батареи, умеет отдавать стабильные 5 вольт для заряда разнообразных гаджетов, благо в комплект PowerBank входило несколько переходников. Выявился глюк – если устройство долго находится без батареи – оно не включается от кнопки. Оказалось, что глюк обходится, если один-два раза вынуть-вставить аккумулятор.

Теперь это устройство будет испытано в очередном походе по Восточным или Западным Саянам или еще по какому-нибудь экзотическому месту России.
Share post
AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

More
Ads

Comments 32

    +5
    Китайцы они такие… При одинаковой стоимости, названии и внешнем виде, внутри может быть аккумулятор произвольной ёмкости.
    Пример с китайскими солнечными зарядками
    image
      0
      Судя по убитому внешнему виду правого образца, его(аккумулятора) емкость может быть на уровне «нового» среднего.
        0
        Интересно стало, сколько же ёмкость этих аккумуляторов. Но не тут то было, за зиму крайние экземпляры сели в ноль, а посередине выглядел живым и даже скушал 600мАч, но при попытке взять с него 1А, напряжение практически моментально просело ниже 2.5В, а при токе 500мА аккумулятор умудрился отдать аж целых 50мАч. Либо он так за зиму деградировал, либо изначально был не очень.
          0
          Значит это были аккумуляторы «из мусорки»(Что не удивительно по внешнему виду крайних). Старые аккумуляторы с высоким внутренним сопротивлением, которые за зиму разрядились до нуля.
      0
      К сожалению, так и есть.
      Вчера лазил по ебей — такие коробочки аж до 30000 мач :) продают.

      Есть впрочем и положительный опыт — мерял емкость похожего power pack из фцентра — обещано 4000 мач, получилось 3000 мач.
        0
        Ну хорошо, все китайцы врут. Но может тогда диспутом требовать рефанд части стоимости? Чтоб хоть как-то умерить их пыл в завышении?
          0
          Всегда так делаю. Все аккумуляторы 18650/26650, купленные на ebay проверял зарядником. При существенном расхождении ёмкости с заявленной открывал кейс, прикладывая фото с показаниями на всякий случай. Деньги возвращали без лишних вопросов.
            0
            Товар при этом возвращается? За свой счет?
              0
              Никто не просил их возвращать, ибо в данном случае имеет место обман покупателя. И если продавец дорожит своим рейтингом (особенно если он Top rated), то он даже не пытается спорить. Возможно он даже знает о проблеме, но надеется на «прокатит».
          0
          Я потребовал соразмерного уменьшения стоимости и получил refund.
            +2
            Дабы не попадаться больше на такие китайские уловки, лучше покупать Power Bank без аккумуляторов. У них удобно открывается корпус и устанавливается любое количество аккумов (1-4 или 1-2). А аккумуляторы отдельно, заведомо качественные.
              0
              Минус одна проблема — аккумуляторы, но остаётся проблема с выходным током, который так же завышают. Покупал бокс под 4 аккума 18650, заявленный ток 2А, в реальности больше 400мА отдать не может.
                0
                Есть такое. Тут ничего не поделаешь, кроме как тратить время на чтение обзоров/отзывов и покупать уже в проверенных местах (или у проверенных продавцов)
              0
              А что если купить батарею отдельно, без банка (например такую. А остальное наколхозить из отдельных компонентов (аккумуляторы например есть, step-down регуль есть. осталось только powerbank прикупить)
                0
                это жесткая солнечная батарея. т.е. например в поход ее брать неудобно — легко сломать\повредить, неудобно упаковывать.

                Опять же — есть отечественные элементы, гибкие, удобные и дешевле, томского завода.

                Видел в продаже на сайте мобипауэр.

                колхозить из отдельных элементов можно, но готовый электронный блок заводского производства лучше :) там уже нет очевидных граблей, разрабы уже их устранили.
                  0
                  Что-то я не увидел у них продукции томского или какого другого отечественного завода…
                  Да и с ебея с free shipping из китая получается дешевле чем у этих барыг.
                  Я уж лучше поколхозю.
              0
              Опыт — сын ошибок трудных :)))

              Есть форумы покупателей с ебея (или вообще у китайцев) — там можно найти достаточно подробные описания и измерения разнообразных аккумуляторов.

              Изучение ассортимента Московских магазинов показало, что конкретно 18650 можно купить прямо тут прямо сейчас с нужными параметрами и быть защищенным законом о правах потребителя — т.е. грубого обмана не будет. Цена при этом практически равна китайской. Могу назвать например вольтмастер и десси.
                0
                500р за ноунейм аккумулятор с неизвестной емкостью против пары Sanyo UR18650, заслуженно считающихся одними из самых качественных аккумуляторов этого формата, за $9.94. То есть практически в три раза дороже. Даже с учетом доставки, китайцы все равно выигрывают по цене больше чем в 2 раза. Имхо, в российской рознице имеет смысл покупать только если что-то необходимо купить очень срочно.
                  0
                  В целом согласен.

                  Я мог бы формально показать на ICR18650C, которые стоят 5,1 долл за штуку, т.е. 10,2 долл за пару — и это мало отличается от 9,94.

                  Но факт, что это ноунейм и качество неизвестно и сколько оно выдержит циклов заряда-разряда и какой разрядный ток — все неизвестно.
                0
                Дешевые, но приличные 18650
                fasttech.com/p/1447302

                Плюс вот такая солнечная батарея
                fasttech.com/p/1508100

                Плюс неплохая зарядка 18650
                fasttech.com/p/1137904

                И получаем желаемый результат без всякой пайки :) (но с более низким КПД)

                P.S. Еще могу посоветовать вот такой налобник на АА вашему другу.
                www.aliexpress.com/item/S/1675883377.html

                С LSD аккумуляторами — отличная замена 18650 налобнику за небольшую цену, сам использую
                  0
                  В принципе возможен и такой набор.
                  Минус решения — большая и негибкая солнечная батарея. Та, что есть сейчас — имеет размер 5 пластин по 100 на 200 мм, т.е. почти впятеро больше по площади и соответственно по мощности.
                  И есть еще тонкость — солнечная батарея — нестабильный источник энергии. Думаю, что зарядка должна быть на это спроектирована. Предложеннная Вами зарядка спроектирована в расчете на стабильный 5 в источник энергии.

                  Мой друг испытал много разных налобников. Сейчас он использует фонарь ручной сборки от MIKL777, с яркостью 500 лм и очень им доволен. По вашей ссылке фонарь на 110 лм.
                    0
                    А у китайцев нет случайно гибких батарей? Просто мне кажется современные батареи должны быть эффективнее батарей 10-летней давности…
                      0
                      Есть, как не быть :)) я специально не изучал вопрос — но попадались в поиске.

                      вот тут упоминаются гибкие солнечные батареи китайского производства, значит должны быть и на ебеях.

                      Правильно кажется. За КПД солнечных элементов идет большая и серьезная битва. У примененных батарей КПД имхо 17%, а лучшие на сегодня — 44%
                        0
                        Кажется мне, что на счет КПД элементов, вы сильно ошибаетесь.
                          0
                          На ебеях находятся по соответствующему поисковом запросу flexible solar. По поводу качества ничего сказать не могу.
                    0
                    C такой зарядкой попробуй пройти досмотр в аэропорту
                      0
                      кстати да :))) посмотрим летом, как это будет.
                        0
                        По разному бывает. Я проносил ручной кладью сумку набитую промышленными источниками питания. Никто и слова не сказал. А знакомого остановили за зонтик с калькулятором (они как то так в сумке легли, что на просвет выглядели как цилинд опутанный проводами).
                          0
                          Меня тормознули некогда во Владике с сумкой, в которой была алюминиевая кружка, кипятильник и зарядка от сотового и заставили (вежливо и настойчиво попросили) все показать. и было видно, что сотрудник боится…
                            0
                            Да уж, нервная у них работа… особенно это обостряется в первой половине сентября…

                            Однажды, знакомая в первых числах сентября решила слетать в одну из арабских стран, заодно взяв с собой пучек проводов и светодиодов… долго держали в аэропорту на досмотре, пересмотрели все видео на фотоаппарате а там целая куча видео как припаивать правильно провода друг к другу, светодиоды, полярность батареек и все дела… вобщем, никуда не улетела и потом еще месяца 3 СБ проверяла всю родню. С пристрастием так сказать.

                            Так что, лучше с этим не шутить…

                      Only users with full accounts can post comments. Log in, please.