Blog

Не робіть тієї ж помилки, яку я зробив, коли купив новий USB-накопичувач банк живлення зарядний пристрій

Думка: Навіщо мати USB-C, якщо він не може зарядити мій iPhone?

Ми всі були в такій ситуації, коли ваш смартфон розряджається, а розетки поблизу немає, і саме тоді на допомогу приходить павербанк може увійти.

Зазвичай вони мають велику потужність, яка може зарядити ваш iPhone або пристрій Pixel приблизно в п’ять разів більше. Вони рятували мене незліченну кількість разів, і після того, як у мене був один від Anker, я вирішив оновити його до більш місткого та з більшою кількістю портів.

Наявність такого, який міг би також заряджати мій контролер DualShock 4, коли це необхідно, врятувало б мене в багатьох інших ситуаціях, тому я хотів придбати такий, який мав би порт майже на всі випадки життя.

Однак через день володіння новою моделлю я був розчарований, виявивши, що порти USB-C та міні-USB призначені виключно для заряджання потужності банк, залишаючи лише два з чотирьох портів, доступних для зарядки моїх пристроїв.

Незабаром після цього я почав процес його повернення, і мені стало цікаво, чи існують інші павербанки, які працюють так само.

Як я потрапив сюди?

Я купив Kilponen Solar Power Bank 26800mAh, головним чином через те, що він легший за вагою, а також трохи більшу ємність, ніж 20000mAh, яким я володів раніше від Anker.

Наявність сонячної батареї для підзарядки – це приємний штрих, особливо для пригод, запланованих на цілий рік, і я був щасливий, коли вона з’явилася.

Легше, більше ємності. можна було б подумати, що я буду задоволений цим, і на цьому все закінчиться.

Але на наступний день після того, як я зарядив його і поклав в сумку, мій iPhone 13 Pro потребував підзарядки, так як я забув підключити його вдень напередодні. І, як і сотні разів до цього, пішов взяти свій кабель USB-C до Lightning, підключив його до живлення банк і iPhone, і дочекався, коли з’явиться підказка.

Але на iPhone не з’явилося жодного вібрації чи сповіщення. Тож я підключив свій кабель USB-C до USB-C, щоб перевірити, чи буде MacBook Pro 14-дюймовий заряджатися від нього, але замість цього ноутбук заряджався від Потужність Банк.

І тільки тоді я подивився на дрібний шрифт на сторінці продукту, де було вказано, що лише два порти, два USB 3.0 портів, можна заряджати пристрої.

Ви, напевно, думаєте. чому ви не знаєте цього про павербанки?

Ну, мій попередній від Anker мав порт USB-C, який міг заряджати мої пристрої, тому я думав, що це стандарт для всіх потужність банки.

Не забудьте прочитати дрібний шрифт

Існує безліч пристроїв, про які мені завжди доводиться пам’ятати, коли я дивлюся на живлення Я не купую павербанки, оскільки в моїй сумці є місце для їх зберігання:

Хоча більшість з них можуть заряджатися через порт USB, дроти USB-C стають все більш поширеними, саме тому більшість кабелів у моїй сумці – тільки USB-C.

Розглядаючи павербанки з портами USB-C, я помітив, що ті з них, які можуть заряджати пристрої через цей порт, мають позначку PD (Power Delivery) поряд з назвою продукту.

Ось на що слід звернути увагу. поки на сторінках продукту зазначено, що всі порти можуть заряджатися, ви готові до роботи.

Однак давайте уточнимо. купівля енергетичних банків повинна бути простою справою. Якщо ви бачите пристрій з незліченною кількістю портів, великою ємністю і низькою ціною, ви, швидше за все, купите його лише за описом.

Це те, що я зробив, але я рекомендую вам цього не робити. Почитайте відгуки про ці павербанки, ознайомтеся зі специфікаціями і не робіть помилки новачків, які я зробив у такій простій справі, як ця.

Компоненти

Мені потрібно павербанк Щоб зробити деякі тести з моїм Arduino, я збираюся використовувати (ви можете використовувати просту 9v батарею для Arduino, але вона не перезаряджається, і я не знаю, скільки тестів мені потрібно) невеликий блок живлення, що перезаряджається:

• Модуль зарядного пристрою для літієвих акумуляторів TP4056
• 0.9V-5V до 5V DC-DC USB перетворювач напруги перетворювач напруги крок вгору бустерний модуль живлення
• 18560 Тримач акумулятора
• 18560 Акумулятор купуйте тут, я створив перевірку ємності акумулятора і побачив, що більшість акумуляторів 18650 в мережі мають фальшиву ємність (заявлена ємність акумулятора 4500 мАг, а реальна – 1100 мАг)
• 2-позиційний перемикач

Схема підключення

У моїй лабораторії є різні пристрої (купую, щоб щось побудувати), але я думаю, що невеликий аварійний акумуляторний блок живлення / акумуляторна батарея USB буде корисним, тому за допомогою 2 простих компонентів ми збираємося створити його.

Я купую модуль зарядного пристрою для літієвих акумуляторів TP4056 для створення своєї сонячної метеостанції.

І у мене є 5-ступінчастий USB-модуль для підзарядки телефону з різним акумулятором, він перетворює напругу з 0.9-5v до постійного 5v.

На схемі підключення ви можете бачити, що ми повинні додати перемикач перед модулем підвищення, оскільки для отримання 5v він постійно споживає струм.

Його можна використовувати як павербанк або ДБЖ, зарядний модуль може одночасно заряджати і давати живлення.

Підключення просте, вихід акумулятора TP4056 йде на акумулятор, вихід TPR056 йде на підвищувальний USB-модуль, на позитивний провід потрібно додати 2-позиційний перемикач.

Модифікація комерційного продукту

Трохи складніше виглядає модифікація корпусу для дайвінгу або розширеного корпусу акумулятора. Для моєї GoPro Hero 6 я використовував корпус для більшого акумулятора, відклав акумулятор в сторону і використав додатковий простір для встановлення кабельного вводу. Мені довелося розрізати кабель і перепаяти з’єднання, оскільки штекер не вставлявся в отвір. Пошук повинен підтвердити, які корпуси або змінні дверцята доступні для вашої моделі камери, які можна адаптувати.

Водонепроникний роз’єм USB “зроби сам

Нарешті, трохи подумавши, ви зможете зробити власний роз’єм. Кожен виробник камер робить щось своє; приклад нижче наведено для Insta360 ONE RS, оскільки це було особливо складним завданням. ONE RS – це модульна камера, і для забезпечення водонепроникності ущільнень між компонентами вона повинна бути затиснута в монтажному кронштейні. Роз’єм живлення USB-C знаходиться під маленькими дверцятами, що замикаються. Ви зможете адаптувати показаний тут метод до інших моделей камер.

У цій конструкції невеликий пластиковий шматок затискається всередині злегка модифікованої монтажної рамки. Силіконовий ущільнювач ущільнює і закріплює штекер кабелю USB-C в гнізді для підключення камери. Модифіковану монтажну рамку також можна використовувати у звичайному режимі без штепсельної вилки.

Матеріали

• Силіконовий герметик. Я використовую білу фарбу для ванної кімнати, стійку до цвілі (Dow 785).
• Силіконовий розчинник. Я використовую вазелін, але підійде багато маслянистих речовин.
• Тонка липка стрічка, наприклад, Sellotape.
• Товста липка стрічка, наприклад, тканинна (наприклад, скотч). Сіра/срібляста стрічка показана на фотографіях.
• Невеликий шматок пластику, 20 мм на 30 мм, товщиною від 3 мм до 6 мм.
• USB-кабель, що підходить для вашої камери. Гладка поверхня забезпечить кращу герметизацію, ніж кабель в обплетенні. Якщо у вас немає особливої потреби, використовуйте кабель довжиною від 2 до 3 метрів (від 6 до 10 футів).
• Інструменти: Хоча вам знадобляться інструменти, щоб вирізати, сформувати і просвердлити пластикову накладку, хороший набір пилочок полегшить вам життя. Ножиці, пінцет, гострий ніж.

Крок 1: Зніміть відсік для SD-карти/USB. Утримуючий держак витягується легким потягуванням. Зверніть увагу на невеликий гумовий гребінь на задній стороні дверцят, який ущільнює край внутрішньої поверхні отвору для підключення. Вийміть будь-яку карту пам’яті Micro-SD.

Крок 2: Відріжте пластиковий шматок так, щоб він був трохи більшим в поперечнику, ніж отвір у боковій частині монтажного кронштейна, і вдвічі довшим за товщину, ніж отвір.

Крок 3: Підпиляйте короткі кінці пластикового шматка під кутом приблизно 60°. Обробіть верхній і нижній кінці отвору в монтажному кронштейні напилком, щоб вони збігалися. Потрібно, щоб пластикова деталь щільно входила в отвір монтажного кронштейна, щоб вона була зафіксована кронштейном у зібраному стані. Можливо, вам захочеться закруглити кути на пластиковій частині, але залишити вертикальні сторони кронштейна, щоб зберегти його міцність. Продовжуйте підпилювати, поки пластиковий шматок не буде заглиблений приблизно на 1 мм у кронштейн.

Крок 4: Просвердліть пластикову частину над USB-роз’ємом і збільште отвір так, щоб штекер входив у нього. Обробіть пластиковий кожух на USB-роз’ємі, щоб надати текстуровану поверхню; це покращить зчеплення силіконової гуми з поверхнею. Вам знадобиться зазор близько 3 мм навколо штекера.

Крок 5: Очистіть бічну частину камери та поверхні всередині відсіку для підключення. Використовуючи найтоншу липку стрічку, відріжте невеликі шматочки, щоб заклеїти обидва бокові заглиблення, де замикаються дверцята. Тут корисний пінцет. Виріжте ще один невеликий шматочок, щоб закрити отвір для мікрофона.

Крок 6: Наклейте кілька шарів товстої стрічки на глибину приблизно 1 мм, потім обріжте і вкладіть всередину основи відсіку для з’єднань. Залиште 1 мм по периферії та закругліть кути – вам потрібно залишити голими ті місця, де дверцята інакше будуть ущільнюватися (як зазначено в кроці 1). Сильно притисніть стрічку, щоб вона щільно прилягала до отворів SD-карти та USB-порту.

Крок 7: Гострим ножем виріжте стрічку для щільного прилягання, коли підключається USB-роз’єм. Будьте обережні, щоб не пошкодити роз’єм.

Крок 8: Очистіть бічну частину камери, внутрішню частину відсіку для підключення, пластикову частину та штекер USB-C, щоб видалити мастило. Зробіть кілька шарів товстої стрічки на глибину приблизно 1 мм і нанесіть на внутрішню поверхню пластикової деталі або сторону камери приблизно на 2 мм за край відсіку для з’єднань.

Крок 9: Перевірте, чи все підходить. Кріпильний кронштейн може не закріпитися в залежності від товщини стрічки, використаної на останньому кроці.

DIY водонепроникний чохол для USB-акумулятора

Це адаптує пластиковий корпус, щоб пропустити USB-кабель через водонепроникне ущільнення. Наведені нижче кроки показують, як виготовити силіконові гумові прокладки, які дозволять запечатати USB-акумулятор всередині та вийняти його для підзарядки.

Я використовую “Пластиковий захисний жорсткий чохол”, оскільки він досить легкий, міцний і достатній для розміщення мого USB-акумулятора ємністю 10 000 мАг банк або мій акумулятор на 20 000 мАг. Визначаючи розмір коробки / футляра, передбачте додатковий простір всередині для ущільнювача та корпусу USB-роз’єму. Я використовую прямокутний USB-адаптер для мого акумулятора на 20 000 мАг, оскільки підключення відбувається збоку.

Акумулятора на 10 000 мАг достатньо для живлення більшості екшн-камер протягом ночі. Вам потрібно буде підібрати розмір коробки відповідно до ваших потреб.

Матеріали:

• Див. вище вказівки щодо роз’єму для камери “зроби сам”, особливо щодо кабелю з гладкою обробкою.
• Пластикові шматки для формоутворювачів. Я використовував шматки хромованого пластику та шматки пластикового каналу.
• Болт/гвинт/трубка/стрижень трохи меншого діаметру, ніж ваш кабель.
• Невеликий дерев’яний брусок або пінопласт.
• Клей для склеювання пластику.
• Гумка або невеликий вантаж.
• Інструменти: Вам знадобляться інструменти для вирізання, формування та свердління пластикових форм, а також круглий напилок з голкою.

Крок 1: Визначте, де ваш кабель повинен оптимально входити в корпус. В ідеалі це має бути пряма, а не вигнута частина стінки корпусу.

Крок 2: Обережно зніміть гумову прокладку з корпусу, щоб не пошкодити її під час підпилювання. Видаліть шматочки пінопласту. Покладіть їх у безпечне місце.

Крок 3: Сформуйте пластикові шматочки, щоб утримувати силіконові ущільнювачі. Це буде щонайменше 20 мм завдовжки та 20 мм завширшки, а також глибина кришки та основи. Не хвилюйтеся про невеликі зазори.

Крок 4: Приклейте пластикові деталі на місце. Залиште, щоб клей схопився. Після встановлення переконайтеся, що корпус закривається. Ви можете перевірити, наскільки точно збігаються формоутворювачі основи та кришки, розчавивши між ними крапельку синього клею; це не важливо для точного прилягання.

Крок 5: На основі обережно зробіть напівкруглий отвір, достатньо великий, щоб прокласти кабель, як у зовнішній стінці корпусу, так і у внутрішній пластиковій формі.

Крок 6: На кришці акуратно підпиляйте залишок кабелю. Ви можете перевернути корпус і закрити кришку корпусу навколо файлу, щоб почати підпилювання у відповідному місці. В ідеалі, гумове ущільнення корпусу (після відновлення) буде тиснути на кабель, коли корпус закритий – для цього на основі або кришці може бути зроблений більш глибокий виріз.

Крок 7: Знайдіть болт, гвинт, трубку або стрижень з гладкою поверхнею і трохи меншим діаметром, ніж ваш кабель. Від того, наскільки він буде меншим, залежатиме, наскільки щільно буде затиснутий кабель, коли корпус буде закритий. Гладка частина повинна бути достатньо довгою, щоб прокласти її між стінкою корпусу та першою.

Крок 8: Знайдіть шматок матеріалу (пластик/картон/метал) розміром з мініатюру товщиною близько 1 мм. Це використовується при виготовленні другої ущільнювальної прокладки. Її товщина визначає, з яким зусиллям потрібно стискати корпус, щоб закрити його.

Крок 9: Сформуйте невеликий дерев’яний або пінопластовий брусок, який накриє болт/гвинт/стрижень, коли він буде знаходитися між стінкою корпусу та першою. Якщо поверхня не є гладкою, заклейте її скотчем.

Крок 10: Очистіть ділянки всередині форми та відповідної стінки корпусу, щоб видалити будь-які поверхневі мастила. Якщо є щілини між краями формочок і стінкою корпусу, заклейте їх скотчем або крапелькою синього клею.

Крок 11: Нанесіть тонку рівномірну плівку фіксатора на вал болта/гвинта/штока (з кроку 7) і на блок (з кроку 9).

Крок 12: Заповніть силіконом отвір в основі, переконавшись, що в кутах не залишилося порожнеч. Заповніть його так, щоб силікон був на одному рівні з кромкою. Прикладіть блок (з кроку 9) і утримуйте його на місці за допомогою гумки або невеликого вантажу.

Крок 13: Залиште силікон застигати. Це може зайняти кілька днів. Виробники силікону зазвичай вказують час затвердіння в термінах глибини, наприклад, 3 мм на день.

Крок 14: Після повного затвердіння блок і болт/гвинт/стрижень повинні легко відшаровуватися. Обріжте надлишки силікону гострим ножем.

Крок 15: Нанесіть тонку плівку розділового агента на основну силіконову прокладку. Покрийте вал болта / гвинта / стрижня (знову) і встановіть його в паз базової прокладки. Переконайтеся, що розділювач на валу та прокладці гладкий.

Тести

Огляд продуктивності

Щоб перевірити вихідну потужність, я використовував елемент живлення Samsung, який я відновив зі старого, але невикористаного ноутбука Acer. Спочатку ємність елемента була розрахована на 2 600 мАг, але при тестуванні в аналітичному зарядному пристрої вона виявилася на рівні ~ 2 500 мАг. Павербанк зміг доставити ~0.9A приблизно на 4.9v. У тесті з аналогічним елементом другий зразок того ж продукту показав трохи кращі результати, забезпечивши ~1А при 5В.

Захист від низької напруги

При навантаженні 1А (5 Ом) на USB-порт захист від розряду акумулятора спрацьовує при напрузі близько 3 В на двох зразках. Після відключення захисту павербанк не увімкнеться знову, навіть після відновлення напруги елемента, доки на вхід зарядки не буде подано живлення.

Споживаний струм

Далі я більш детально розглянув продуктивність пристрою. Для того, щоб забезпечити 5В на USB порт від літій-іонного елемента, напруга якого коливається в межах 3 – 4.2v, USB потужність банки використовують підвищувальний перетворювач. Підвищувальний перетворювач ефективно обмінює струм на напругу. Для видачі 1А при напрузі 5В від 3.7v батареї, ідеально ефективний підвищувальний перетворювач повинен був би забирати 5v/3.7v 1A = 1.35A. Реальні підвищувальні перетворювачі не є ідеально ефективними, і їх ефективність також змінюється в діапазоні вхідних напруг.

Для своїх тестів я використовував блок живлення замість літій-іонного елемента в якості джерела струму. Це дозволило мені швидко протестувати весь діапазон напруг, що подаються під час розряду літій-іонного елемента. Тестування з реальним елементом зайняло б годину або більше. Я подав напругу біля контактів елемента, щоб врахувати опір проводки всередині павербанка.

Ефективність

Ефективність розраховувалася як вхідна потужність (В I) проти вихідної потужності USB. При тестуванні з використанням стендового джерела живлення замість елемента, найкраща ефективність склала ~80% при 4.2В, що вимагає близько 1.5А на вході, падіння до ~65% при 3В, що вимагає 2.2A. Це не дуже добре.

В ході тестування ефективності я помітив деякі інші цікаві характеристики.

Напруга на виході USB трималася на рівні 5В під навантаженням, поки напруга живлення не досягла ~3.4v. Споживаний струм у цей момент становив ~2А. Потім вихідна напруга знизилася, досягнувши ~4.75v і випадає зі специфікації USB, коли напруга живлення досягає приблизно 3.23v. У цей момент струм живлення становив близько 2.2A. Напруга, що подається, продовжувала знижуватися до тих пір, поки не втрутилася схема захисту пристрою і не відключила вихід при напрузі ~3.2В, що трохи передчасно.

Враховуючи відповідні струми, я запідозрив, що передчасне відключення було результатом падіння напруги на досить тонких проводах між друкованою платою та клемою акумулятора. Коли я дослідив, то виявив, що напруга впала на 0.17v при 2.2А на 65-міліметровому від’ємному виводі. Який витрачає ~5% заряду батареї і, ймовірно, залишає невикористаними ~10% корисної ємності.

Модернізація свинцевого акумулятора та результати

Я модернізував пристрій, припаявши провідник, щоб знизити опір на негативному провіднику. Ця модифікація призвела до значних покращень. Падіння напруги зменшилося на порядок, приблизно до 0.01v. Це дало інші важливі результати. Захист від розряду не вмикається до ~3.0v, що дозволяє використовувати більшу частину ємності елемента. Я доопрацював пристрій, і він почав працювати живлення також зменшуються втрати перед перетворювачем, що підвищує ефективність пристрою та зменшує споживаний струм у всьому діапазоні напруг елементів. Це дозволяє пристрою довше підтримувати напругу на виході USB, вона залишається на рівні 5В, поки напруга живлення не стане близько 3.3 В, і залишається в межах специфікації USB, поки не спрацьовує захист від розряду елемента при 3 В.

Загальна ефективність з встановленим байпасом дещо покращується – з 82% до 70%. Використовуючи елемент як джерело живлення, загальна ефективність при повному циклі розряду все ще досить низька і становить ~68%.

Ефективність перетворення є проблемою, але цей пристрій має більшу проблему, яка стала очевидною, коли я подивився на продуктивність зарядки.

Хоча я був радий виявити, що вихід може видавати більше, ніж 800 мА, вказані на етикетці, я виявив, що вхід, здається, не дотягує до вказаних 800 мА. Під час заряджання обох протестованих мною зразків я спостерігаю споживання струму лише ~420 мА.

Висновок

Це павербанк має чудову ціну і гарний корпус, але внутрішня частина робить його неприйнятним. У тому вигляді, в якому він поставляється, він погано використовує хороші перероблені елементи. Цю ситуацію можна значно покращити шляхом простої модифікації з’єднання між елементом і друкованою платою, але передчасне припинення заряду означає, що 20% ємності елемента залишається невикористаною.

• Відеоогляд Джуліана Ілета та подальші дії (дякую WarHawk-AVG на форумі Budget Light за вказівник)
• Знесення CLDCPU

thoughts on “5000.50 DIY USB PowerBank розбирання та випробування”

Приголомшливий огляд та мод! Я майже спокусився піти далі і подряпати мінус на моїх батареях і швидко припаяти до них дріт 22ga замість того, щоб використовувати ці дешеві тонкі алюмінієві роз’єми. Справді швидке паяння паяльником з великою кількістю флюсу, і він майже не нагріває батарею перед склеюванням.

Дякую! Я знаю, що ви маєте на увазі, намагаючись припаяти. Я думав про те, щоб спробувати запустити громадський проект, щоб розробити надійну конструкцію для саморобного точкового зварювального апарата для акумуляторів для створення більших акумуляторних батарей. А поки що для однієї-двох комірок, можливо, спробую трохи припою. З щедрим попереднім лудінням дроту і великою кількістю флюсу він буде працювати досить добре.

Залишити відгук Скасувати відповідь

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються дані вашого коментаря.