18650 लिथियम बैटरी चार्जर और बूस्टर मॉड्यूल का निर्माण कैसे करें

इस ट्यूटोरियल में, हम एक एकल-सेल लिथियम बैटरी के लिए TP4056 Li-Ion बैटरी चार्जर IC और FP6291 Boost Converter IC को मिलाकर एक लिथियम बैटरी चार्जर और बूस्टर मॉड्यूल बनाने जा रहे हैं । लिथियम बैटरी वाले हमारे इलेक्ट्रॉनिक प्रोजेक्ट्स को पावर देते समय इस तरह का बैटरी मॉड्यूल बहुत उपयोगी होगा। मॉड्यूल एक लिथियम बैटरी को सुरक्षित रूप से चार्ज कर सकता है और इसके आउटपुट वोल्टेज को विनियमित 5V तक बढ़ा सकता है, जिसका उपयोग हमारे विकास बोर्डों जैसे Arduino, NodeMcu, आदि में से अधिकांश में किया जा सकता है। हमारे मॉड्यूल का चार्जिंग चालू 1A पर सेट है और आउटपुट वर्तमान भी है। 5V पर 1A पर सेट, हालाँकि, इसे 2.5A तक प्रदान करने के लिए आसानी से संशोधित किया जा सकता है यदि आवश्यक हो और बैटरी द्वारा समर्थित हो।

पूरे ट्यूटोरियल में, हम सर्किट आरेख पर चर्चा करेंगे, मैंने पीसीबी को कैसे डिज़ाइन किया, मैंने इसे कैसे ऑर्डर किया, और घटकों को टांका लगाने और सर्किट का परीक्षण करते समय किस तरह की समस्याएं हुईं। यदि आप लिथियम बैटरी और चार्जर सर्किट के लिए पूरी तरह से नए हैं, तो इस सर्किट के साथ आगे बढ़ने से पहले एक विचार प्राप्त करने के लिए लिथियम बैटरी और लिथियम बैटरी चार्जर सर्किट की शुरुआत करें।

यहाँ हमने इस परियोजना के लिए PCB बोर्ड प्रदान करने के लिए PCBWay का उपयोग किया है। लेख के निम्नलिखित खंडों में हमने इस लिथियम बैटरी चार्जर सर्किट के लिए पीसीबी बोर्डों को डिज़ाइन करने, ऑर्डर करने और इकट्ठा करने की पूरी प्रक्रिया का विवरण दिया है।

अवयव आवश्यक

• टीपी 4056 ली-आयन बैटरी चार्जर आईसी
• FP6291 बूस्ट कनवर्टर आईसी
• USB टाइप- A महिला कनेक्टर
• माइक्रो यूएसबी 2.0 बी टाइप 5 पिन कनेक्टर
• 5 × रेसिस्टर (2 × 1k, 1.2k, 12k, 88k)
• 6 × संधारित्र (2 × 0.1µf, 2 × 10,f, 2 × 20)f)
• 2 × एल ई डी
• 1 × इंडेक्टर (4.7µH)
• 1 × डायोड (1N5388BRLG)
• 18650 लिथियम सेल

सर्किट आरेख और स्पष्टीकरण

18650 लिथियम बैटरी चार्जर और बूस्टर मॉड्यूल के लिए सर्किट आरेख ऊपर दिया गया है। इस सर्किट के दो मुख्य भाग हैं, एक बैटरी चार्जिंग सर्किट है, और दूसरा डीसी टू डीसी बूस्ट कनवर्टर भाग है । बूस्टर भाग का उपयोग बैटरी वोल्टेज को 3.7v से 4.5v-6v तक बढ़ाने के लिए किया जाता है। यहां इस सर्किट में, हमने बूस्टर की तरफ एक यूएसबी टाइप-ए फीमेल कनेक्टर और चार्जर साइड पर एक माइक्रो यूएसबी 2.0 बी टाइप 5 पिन कनेक्टर का उपयोग किया। सर्किट का पूरा काम इस पृष्ठ के नीचे वीडियो में भी पाया जा सकता है।

बैटरी चार्जर सर्किट एक समर्पित लिथियम आयन बैटरी चार्जर TP4056 आईसी चारों ओर बनाया गया है। TP4056 सिंगल-सेल लिथियम-आयन बैटरी के लिए एक पूर्ण निरंतर-वर्तमान / निरंतर-वोल्टेज रैखिक चार्जर है। इसका एसओपी पैकेज और कम बाहरी घटक गिनती TP4056 को आदर्श रूप से पोर्टेबल अनुप्रयोगों के लिए अनुकूल बनाते हैं। यह आईसी माइक्रो यूएसबी सॉकेट के माध्यम से प्राप्त 5V डीसी इनपुट आपूर्ति को संसाधित करके बैटरी चार्जिंग ऑपरेशन को संभालता है। इसके साथ लगी एलईडी चार्जिंग स्थिति को इंगित करती है।

डीसी-डीसी कनवर्टर बूस्ट सर्किट डीसी-डीसी कनवर्टर बूस्ट FP6291 आईसी का उपयोग कर बनाया गया है। यह 1 मेगाहर्ट्ज डीसी-डीसी स्टेप-अप बूस्ट आईसी आवेदन में इस्तेमाल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, 3 वी बैटरी से 5 वी स्थिर हो रहा है। बूस्ट कन्वर्टर सर्किट को बैटरी टर्मिनलों (+ और -) के माध्यम से इनपुट सप्लाई मिलती है। एफपी 6291 आईसी द्वारा अपने आउटपुट में मानक यूएसबी सॉकेट के माध्यम से स्थिर 5 वी डीसी आपूर्ति देने के लिए संसाधित किया जाता है।

फैब्रिकिंग पीसीबी 18650 लिथियम बैटरी चार्जर और बूस्टर मॉड्यूल

अब जब हम समझते हैं कि योजनाबद्ध कैसे काम करते हैं, तो हम अपनी परियोजना के लिए पीसीबी के निर्माण के साथ आगे बढ़ सकते हैं। आप हमारी पसंद के किसी भी पीसीबी सॉफ्टवेयर का उपयोग करके पीसीबी डिजाइन कर सकते हैं। पूरा होने पर हमारा पीसीबी इस तरह दिखता है।

उपरोक्त सर्किट के लिए पीसीबी लेआउट भी लिंक से Gerber के रूप में डाउनलोड के लिए उपलब्ध है:

• 18650 लिथियम बैटरी चार्जर Gerber फ़ाइल

अब, हमारा डिज़ाइन तैयार हो गया है, यह उन्हें गेरबर फ़ाइल का उपयोग करके तैयार करने का समय है। पीसीबी प्राप्त करने के लिए काफी आसान है, बस नीचे दिए गए चरणों का पालन करें-

PCBWay से पीसीबी को ऑर्डर करना

चरण 1: https://www.pcbway.com/ पर जाएं, साइन अप करें यदि यह आपकी पहली बार है। फिर, पीसीबी प्रोटोटाइप टैब में, अपने पीसीबी के आयाम, परतों की संख्या और आपके द्वारा आवश्यक पीसीबी की संख्या दर्ज करें।

चरण 2: 'भाव अब' बटन पर क्लिक करके आगे बढ़ें। आपको एक ऐसे पृष्ठ पर ले जाया जाएगा जहाँ कुछ अतिरिक्त पैरामीटर सेट करने के लिए यदि आवश्यक सामग्री, ट्रैक रिक्ति, आदि की आवश्यकता होती है, लेकिन ज्यादातर, डिफ़ॉल्ट मान ठीक काम करेंगे।

चरण 3: अंतिम चरण Gerber फ़ाइल अपलोड करने और भुगतान के साथ आगे बढ़ना है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रक्रिया सुचारू है, यदि आपके Gerber फ़ाइल को भुगतान के साथ आगे बढ़ने से पहले वैध है तो PCBWAY सत्यापित करता है। इस तरह, आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि आपका पीसीबी फेब्रिकेशन फ्रेंडली है और आपके लिए प्रतिबद्ध होगा।

18650 चार्जर्स और बूस्टर मॉड्यूल के संयोजन और परीक्षण

कुछ दिनों के बाद, हमने अपने पीसीबी को एक साफ पैकेज में प्राप्त किया और पीसीबी की गुणवत्ता हमेशा की तरह अच्छी थी। शीर्ष परत और बोर्ड की निचली परत नीचे दिखाई गई है।

सभी घटकों को इकट्ठा करने के बाद और हमारे 18650 कोशिकाओं से जुड़ने के लिए B + और B- पिन के लिए एक लाल और काले तार को मिलाया। चूंकि इसमें मेरे साथ स्पॉट वेल्डर नहीं था, इसलिए मैंने 18650 कोशिकाओं के साथ अपने कनेक्शन को सुरक्षित करने के लिए मैग्नेट का उपयोग किया। लिथियम बैटरी के साथ इकट्ठे मॉड्यूल को नीचे दिखाया गया है।

बोर्ड पर हरे और पीले एल ई डी मॉड्यूल की चार्जिंग स्थिति है। जब बैटरी चार्ज की जा रही है तो हरे रंग की एलईडी चमक जाएगी और पीले रंग की एलईडी पूरी हो जाएगी या मॉड्यूल बैटरी का इंतजार कर रहा है। माइक्रो यूएसबी पोर्ट का उपयोग बैटरी को चार्ज करने के लिए किया जा सकता है यदि चार्जर कनेक्ट नहीं होता है, तो न तो हरे रंग का नेतृत्व किया जाता है और न ही पीले रंग का नेतृत्व किया जाता है। हम इस मॉड्यूल के साथ किसी भी 5V चार्जर का उपयोग कर सकते हैं, बस यह सुनिश्चित कर लें कि चार्जर का आउटपुट करंट 1A या उससे अधिक है। नीचे दी गई छवि से पता चलता है कि मॉड्यूल हमारी लिथियम बैटरी को चार्ज करता है, ध्यान दें कि हरे रंग की एलईडी चालू है।

आउटपुट USB पोर्ट 5V और 1A के लिए डिज़ाइन किया गया है। 18650 कोशिकाओं से बैटरी वोल्टेज को 5 वी तक बढ़ाया जाता है ताकि इलेक्ट्रॉनिक परियोजनाओं को बिजली दी जा सके। नीचे दी गई छवि से पता चलता है कि एक Arduino नैनो बोर्ड को बिजली देने के लिए मॉड्यूल का उपयोग कैसे किया जा सकता है।

ध्यान दें कि मॉड्यूल के अधिकतम आउटपुट वर्तमान को सैद्धांतिक रूप से 2.5A के रूप में उच्च के रूप में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, लेकिन व्यावहारिक रूप से मैं 1.5A से अधिक प्राप्त करने में सक्षम नहीं था, जब प्रतिरोध 2.5A पर सेट किया गया था। यह मेरी बैटरी या खुद को बढ़ाने के कारण हो सकता है। हालांकि, अगर लोड करंट 1 ए से कम है, तो यह कम लागत वाला बूस्ट सर्किट अच्छी तरह से पर्याप्त होगा।

आशा है कि आपने लेख का आनंद लिया और कुछ उपयोगी सीखा यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो आप उन्हें नीचे टिप्पणी अनुभाग में छोड़ सकते हैं या अन्य तकनीकी प्रश्नों के लिए हमारे मंचों का उपयोग कर सकते हैं।