Пускозарядное устройство с расширенным функционалом

Актуальность

Портативные аккумуляторы являются очень удобным и полезным инструментом в нашей жизни. С их помощью можно заряжать телефоны, ноутбуки и другую электронику, обеспечивать постоянной и бесперебойной энергией любые устройства, даже электроинструменты, через понижающие и повышающие преобразователи; они могут выступать как единственные или вспомогательные источники энергии при запуске автомобиля. Их применение ограничивается только потребностями и ресурсами создателя.

Представленные портативные пускозарядные устройства на рынке имеют высокую цену и ограничены в своём функционале.

Цель

Создать пускозарядное устройство (ПЗУ) с расширенным функционалом для бытового использования.

Задачи

1.      Обзор литературы и источников.

2.      Анализ аналогов.

3.      Сборка электронной части.

4.      Моделирование и печать корпуса.

5.      Сборка устройства.

6.      Испытание и презентация устройства.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Персональный компьютер с установленным ПО КОМПАС-3D
• Аккумулятор LiitoKala HG2 – 18 шт.
• Соединительный кабель AWG10 с разъёмом EC5
• BMS 3S 60A
• Цифровой вольтметр
• Понижающий модуль с двумя usb-портами
• DC5,5x2,1mm 
• Кнопка фиксируемая
• 3D-принтер Creality ender-3
• Паяльник

Описание

На первом этапе автор проанализировал литературу по теме проекта, по результатам поиска был подобран материал для создания моего пуско-зарядного устройства.

Определив схему устройства, автор перешел к пошаговой реализации. Для начала, предстояло сгруппировать аккумуляторы в 3 группы и соединить их параллельно, никелевой лентой. В результате получены 3 элемента с общим номинальным напряжением 3,7 Вольт и ёмкостью 18000 мАч, которые были соединены последовательно.

Далее соединяем контакты платы BMS с соответствующими местами на аккумуляторной батарее. После этого, на контакты «discharge» можно подключить вольтметр и зарядное устройство для телефона, последовательно с кнопкой, а параллельно им электролитический конденсатор на 25 Вольт и ёмкостью 4700 микрофарад.

Для моделирования корпуса было выбрано приложение КОМПАСС-3D. Печать корпуса производилась на 3D-принтере Creality ender-3.

Корпус устройства представляет собой прямоугольную конструкцию со съёмной верхней крышкой, фиксируемой четырьмя саморезами. На боковой стороне присутствуют отверстия под разъёмы, кнопку и вольтметр. В верхней части предусмотрены втулки для саморезов.

Соединив корпус и аккумулятор, автор выполнил тестирование устройства на его работоспособность. Преимуществом понижающего преобразователя, используемого в данном проекте, является поддержка протоколов быстрой зарядки: QC 2.0, QC 3.0, MTK PE2.0, Huawei FCP и т. д.

В ходе работы возникли некоторые трудности при проектировании. Во время тестирования выяснилось, что боковые стенки и верхняя крышка подвержены выгибанию.

Результаты работы/выводы

1. Было создано пускозарядное устройство «Заряд-1» с расширенным функционалом для бытового использования.

2. Созданное устройство было успешно протестировано на телефоне, роутере, паяльнике, ноутбуке, музыкальной системе и автомобиле и может использоваться в повседневной жизни.

3. В результате работы были приобретены навыки электромонтажа, моделирования, работы с 3D-принтером.

4. В ходе проекта были приобретены новые знания в области электроники и физики.

Перспективы использования результатов работы

Найденные неточности в работе устройства и его внешнем виде планируется в дальнейшем доработать и усовершенствовать.