سخت افزار سرگرمی مدارهای الکترونیک

آموزش ساخت پاوربانک در منزل با سلول خورشیدی + ویدیو

powerbank li-io -Digispark
نوشته شده توسط اروند طباطبایی

اخیرا مصرف پاوربانک‌ها بسیار روبه رشد و افزایش یافته است. داشتن منبع انرژی همراه تا چند سال پیش یک آرزو بود. داشتن دستگاهی که بتواند انرژی الکتریکی را همراه خود انتقال دهد. از اولین ابزارهای ذخیره انرژی، خازن‌ها بودند. یکی از طرح‌های مفهومی برای انتقال انرژی استفاده از مجموعه‌ای خازن با ظرفیت بالا بود. به دو دلیل اول اینکه خازن‌ها ارزان بودند. دوم اینکه خازن‌ها سبک بودند. ولی مشکل عمده خازن‌ها عدم قابلیت اطمینان کارایی مداوم بود. از طرفی استفاده از باتری‌هم به دلیل سنگین بودن، ماهیت کلی مساله را زیر سوال میبرد.
طی ۵ سال گذشته نسل جدید باتری‌ها و رشد تکنولوژی به این موضوع کمک کرد. تا اینکه پاوربانک‌ها متولد شدند. پاوربانک یک گجت ذخیره و حمل انرژی است. این گجت انرژی الکتریکی را درون خود ذخیره کرده و آن را در مواقع نیاز در اختیار کاربر قرار می‌دهد.

ساختار پاوربانک

ساختار درونی پاوربانک Power Bank بسیار ساده است. تعدادی باتری که به صورت موازی کنار هم قرار گرفته اند. به همراه یک برد کنترل شارژ با ورودی Micro USB و خروجی USB می‌باشد. استاندارد ولتاژ کاری برای اکثر گجت‌‌های الکترونیکی ۵ ولت میباشد. از این رو تفاوت پاوربانک‌ها با توان ذخیره انرژی مشخص می‌شود. به عنوان مثال پاوربانک ۱۰۰۰۰ میلی آمپر، توانایی شارژ کردن ۴ مرتبه یک گوشی موبایل با باتری داخلی ۲۳۰۰ میلی آمپری را دارد. به طور معمول سلول‌های باتری لیتیوم یون ۳٫۷ ولت در حالت تخلیه و ۴٫۲ در حالت شارژ کامل می‌باشند.
ماژول کنترلر شارژ درون این پاوربانک‌ها ضمن مدیریت ولتاژ و جریان ورودی به باتری، ولتاژ خروجی را هم روی ۵ ولت ثابت نگه می‌دارد. نکته بسیار مهم برای شارژ کردن دیگر گجت‌ها ولتاژ ثابت و یکنواخت ۵ ولت میباشد. که این موضوع بسیار با برند و کیفیت پاوربانک مرتبط است.

در این پست شیوه ساخت یک پاور بانک با باتری لیتیوم یون و چند ماژول را آموزش خواهم داد. ساخت پاوربانک در منزل تقریبا کار ساده‌ای است. ولی به دقت کافی نیاز دارد. زیرا باتری بسیار به ولتاژ و جریان حساس است.

وسایل مورد نیاز:

باتری لیتیوم یون ۲۲۰۰ میلی آمپر به بالا (حتما باتری LI-Io باشد)
ماژول شارژر باتری ۳ چیپ
ماژول مبدل و تقویت کننده DC to DC usb 600 ma
چند رشته سیم
سلول خورشیدی

اتصالات مدار پاوربانک

ماژول شارژر باتری ۳ چیپ به حفاظت و افزایش عمر مدار کمک می‌کند. از این رو دو پایه B+ و B- را به قطب‌های مثبت و منفی باتری متصل می‌کنیم. این ماژول با ورودی Micro USB با استفاده از ولتاژ ۵ ولت توانایی مدیریت و کنترل شارژ باتری را دارد. پس از اتصال به باتری و اتصال ولتاژ به درگاه Micro USB چراغ آبی روشن می‌شود. این به معنی شارژ شدن باتری است. این ماژول دو پایه خروجی دارد. پایه Out- را به پین منفی ماژول مبدل و تقویت کننده USB و پایه Out+ را به پین مثبت اتصال میدهیم.

به این ترتیب ماژول شارژر باتری ۳ چیپ عملیات مدیریت جریان برای شارژ شدن باتری را انجام می‌دهد. مدار مبدل و تقویت کننده USB هم عملیات تقویت جریان و خروجی ۵ ولت ثابت را بر عهده دارد. به همین سادگی پاوربانک خانگی ساختیم.

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد.

 

در ادامه به ویدیو این آموزش توجه کنید.

اتصال سلول خورشیدی به پاوربانک

برای شارژر باتری میتوان از سلول خورشیدی استفاده کرد. سلول خورشیدی که در این آموزش استفاده شده است از فروشگاه دانشجو کیت تهیه شده است. سلول‌های این فروشگاه با نور اتاق از جمله نور مهتابی و لامپ کم مصرف هم کارایی دارند. از این رو در هر فرصتی باتری پاوربانک شما در حال شارژ شدن و ذخیره کردن انرژی میباشد. ماژول شارژر باتری ۳ چیپ غیر از پورت Micro USB دارای دو پایه ورودی میباشد. کافیست با رعایت قطب مثبت و منفی پین‌های سلول را به آن متصل کنید.

 

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.

درباره نویسنده

اروند طباطبایی

هرچه می آموزم میبینم که خیلی کم آموختم. در حال حاضر مدیریت تولید مقطع کارشناسی ارشد هستم. علاقه به رباتیک و تکنولوژی دارم. امیدوارم بتونم دانشی را که آموخته‌ام، به روش‌های مختلفی به کاربران علاقمند منتقل کنم.

۴۵ دیدگاه

  • با سلام
    اولا تشکر میکنم بابت توضیحات مختصرو عالى
    من گیج شدم، اگر بخواهم پاوربانک ١٠٠٠٠ میلى آمپرى داشته باشم چه باید بکنم؟ با همین روش انجام میشه؟

    • با سلام و درود
      ضمن تشکر از توجه شما، در این صورت باید چهار سلول باتری ۲۶۰۰ میلی آمپری تهیه کنید. که جمع نهایی ۱۰۴۰۰ میلی آمپر میشود. البته در هنگام اتصال باتری‌ها به یکدیگر باید به صورت موازی اتصال دهید که توان خروجی زیاد شود و ولتاژ همان ۴٫۲ ولت باقی بماند.

        • با سلام و درود
          دیگه وقتی که محتوا را در کمترین زمان ممکن تولید میکنیم اینجور غلط های املایی پیش میان! ممنونم که اطلاع رسانی کردید، این موضوع توی اینستگرام دانشجو کیت هم سوژه شده بود. 🙂

  • یجاى متن نوشتین باترى لیتیوم پلیمر و پایینترش نوشتین حتما باترى لیتیوم یونى استفاده کنید.
    کدومش درسته؟ آیا غلط املایه؟؟

    • با سلام و درود
      همانطور که توضیح داده ام، ولتاژ سلول باترى لیتیوم یون در حالت تخلیه ٣.٧ ولت و در حال شارژ کامل ۴.٢ ولت میباشد.
      همچنین شما میتوانید از لینک معرفى شده باترى را به صورت دقیق تر بررسى کنید.

  • با سلام
    ممنون از مطالب جالب توجه شما. من چند تا باتری نوی موبایل دارم. باتری ها samsung li-ion – 3.85v – 11.55 wh – 3000mAh هستند. میخوام یه پاور بانک که با سلولهای خورشیدی با سرعت بسیار بالا شارژ بشه بسازم. لطف میکنید راهنمایی کنید. ممنون میشم اگه به ایمیلم بفرستید که جواب دادید تا بیام سایت رو بابت جواب چک کنم.

    • با سلام و درود
      ضمن تشکر از توجه شما، سلول‌های باتری لیتیو یون همانطور که توضیح دادم در حالت تخلیه ولتاژی بین ۳٫۶ تا ۳٫۷۵ دارند. این باتری که شما میفرمایید، به صورت عملی تداخلی با ساخت پاوربانک ندارد و میتوانید طبق این آموزیش استفاده کنید. اینکه باتری ۳۰۰۰ میلی آمپری با سلول خورشیدی به صورت سرعت بالا شارژ شود، کمی قضیه را پیچیده می‌کند. سلول‌هایی که در حال حاضر در فروشگاه موجود است قوی ترین ۵ ولت با توان ۳۰۰ میلی آمپر است. که با در نظر گرفتن تابش نور کافی به سلول و توان حداکثر ۳۰۰ میلی آمپری بیشتر از ۱۰ ساعت برای شارژ کامل این باتری به زمان نیاز دارد.
      ولی نکته‌ی مهم اینجاست که با استفاده از مدار کنترل شارژ باتری به صورت لحظه‌ای و مداوم در حال ذخیره انرژی خورشیدی است. از این رو بسته به مصرف شما از جریان باتری ممکن است زمان شارژ کمتر شود.

  • ببخشید نمیشه با همین باتری یک گوشی رو شارژ کرد به دون اینکه چیپ به یک منبع وصل شه؟(در صورتی که یک باتری اتصال داده بشه!).

    • با سلام و درود
      خیر، در درجه اول ولتاژ خروجی باید ۵ ولت ثابت باشد. با توجه به اینکه ولتاژ یک سلول در حالت شارژ کامل ۴٫۲ ولت می‌باشد، نیاز به یک افزاینده و تثبیت کننده ولتاژ خروجی داریم. ماژول دیگر وظیفه کنترل شارژ باتری را دارد، این ماژول در سلامت باتری و حفاظت در برابر اضافه بار روی باتری را بر عهده دارد.

      • الان بنده مثل همین فیلم که گذاشتید درست کردم.روی چیپ ام چراغ سبز روشن شده.ولی گوشی رو وصل میکنم شارژ نمیکنه.قسمت بعدی سوالم این هست که چیپ رو بدون این که به برق وصل کنم برق تو این وسیله ها بمونه

        • درود بر شما
          باتری در حالت عادی در حالت تخلیه است و باید چند ساعت در شارژ بگذارید. پس از اینکه کلیه اتصالات را همانند آموزش متصل کردید، از طریق یک شارژر ۵ ولت USB (شارژر موبایل یا تبلت) به ورودی Micro USB اتصال دهید. سپس ولتاژ دو سر باتری را اندازه بگیرید باتری در حالت شارژ کامل باید ولتاژ ۴٫۲ ولت را نمایش دهد.

          • الان شارژش کامل هستش و ولتاژ ۴٫۲ هستش و روی ماژول تقویت کننده هم تست کردم ولتاژ خروجی ۵ هستش.ولی باز گوشی رو شارژ نمیکنه.اگه بخوام شارژ کامل کنم باتری رو چقدر طول میکشه؟.در ضمن وقتی من از برق جدا میکنم چیپ رو و گوشی رو به ماژول مبدل وصل میکنم ولتاژ رو اندازه گیری میکنم دوباره همون ۴٫۲ رو نشون میده!!.انگار که گوشی داره باتری رو شارژ میکنه!.(چیپ ام چراغ سبزش روشن هست)

          • جهت پیگیری و اطمینان دقیق تر، لطفا تا فردا صبر کنید تا بنده مجددا مراحل را تست کنم و خدمتتان اعلام می‌کنم که چه باید بکنید. همانطور که در ویدیو آموزش دیدید، برد رزبری پای که به جریان حداقل ۲ آمپری نیاز دارد را با این مدار روشن کردیم.

          • سلام مجدد
            لطفا پایه مثبت ماژول DC to DC USB را از برد جدا کنید و یک کلید سر راه آن قرار دهید. سپس خروجی کلید را مجدد به پایه مثبت اتصال دهید. حالا از پورت Micro USB جهت شارژر باتری اقدام کنید. پس از اینکه باتری کاملا شارژ شد، خروجی را به موبایل اتصال دهید و کلیدی که بین پایه مثبت قرار داده‌اید را در حالت On قرار دهید. در این شرایط باید جریان خروجی موبایل را شارژ کند. چنانچه این اتفاق نیافتاد، باید یک سلول دیگر از باتری ۱۸۶۵۰ اضافه کنید.
            لطفا پس از انجام این مراحل از همین طریق، موارد را اطلاع دهید.
            ممنونم

  • با سلام و خسته نباشید همه باتری های خورشیدی زیر نور چراغ وبه غیر ازنور خورشید شارژ میشوند یا فقط نوع خاصی ازآنها این قابلیت رادارند؟ وسوال دیگه اینکه باتری وقتی به شارژ کامل رسید باتری خورشیدی متوقف میشود یاباید کلید برروی مسیر قرار داد.واینکه چراغ در موقع شارژ کامل چه رنگی میشود. ببخشید سوالم طولانی شد

    • سلام
      سلول‌های خورشیدی انواع مختلفی دارند. که بر اساس نوع کارایی دسته بندی می‌شوند. سلول‌هایی که در دانشجو کیت به فروش میرسند، توانایی تولید انرژی از نور محیط غیر از نور خورشید را دارند. سلول تا زمانی که تابش نور محیط را دریافت کند انرژی الکتریکی تولید میکند. بنابراین برای مدیریت شارژ شدن باتری نیاز به مدار کنترل شارژ داریم. در این آموزش ماژول شارژر سه چیپ که دارای پورت Micro USB است؛ نقش کنترل کننده شارژ باتری را بر عهده دارد. به هنگام شارژ کامل باتری چراغ سبز رنگ روشن خواهد شد.
      شاد و پیروز باشید.

  • سلام مجدد این وسایل رو از فروشگاه دانشجو کیت خرید کردم واما اینکه درایام نوروز هم وسایل رو ارسال میکنید وسوال دیگه اینکه این پاور بانک قابلیت شارژ چند گوشی روداره؟

    • لطفا جهت پیگیری سفارش‌ها از سرویس فروشگاه اقدام کنید. ارسال در ایام نوروز هم انجام میشد. این پاوربانک که آموزش داده شد، از آنجایی که فقط یک خروجی USB دارد، توانایی شارژ همزمان یک موبایل را خواهد داشت. همچنین پیشنهاد میشود با دو سلول باتری این پاوربانک را بسازید که زمان بیشتری را دوام بیاورد.

  • آیا میشه به این باتری یه باتری گوشی لیتیوم پلیمری اضافه کرد به صورت موازی البته با ولتاژ ۳٫۷ولت واینکه اگه میشه تا یکی دیگم جا داره یا نه؟

    • خیر، باتری لیتیوم پلیمری برای پاوربانک کارایی ندارد. پیرو این موضوع پستی راجع به تفاوت باتری لیتیوم پلیمری و باتری لیتیوم یونی در آینده منتشر خواهد شد.

    • سلول‌های باتری لیتیوم یون دارای ظرفیت‌های متفاوتی می‌باشند، مدل استفاده شده در این آموزش از نوع ۱۸۶۵۰ با ظرفیت ۲۶۰۰ میلی آمپر بود. برای اینکه بدانید توانایی چندبار شارژ کردن باتری موبایل را دارد، باید ظرفیت باتری موبایل مربوطه را بدانید. بله باتری‌های لپ تاپ از نوع لیتیوم یون میباشند، ولی حتما قبل از استفاده روی سلول باتری را بخوانید، باید عبارت Li-Io روی آن درج شده باشد.

    • سلام و درود
      مبدل DC to DC هم نقش خروجی USB دارد و هم اینکه ولتاژ خروجی یکنواخت (استابیلاز شده) ارایه می‌دهد. که این موضوع بسیار برای سلامت باتری موبایل و دیگر گجت‌ها اهمیت دارد.

  • باسلام ماژول ۳چیپ رو به شارژر وصل کردام ودو چراغ داره که هردو روشن هستند یکی به رنگ سبز ودیگری به رنگ قرمز ورو مشخصاتی باتری هم گه از دانشجو کیت سفارش داده بودم نوشته شده ۲۶۰۰میلی آمپر و۳٫۶ولت والان حدود ۳ساعت با یه شارژر ۱۳۰۰میلی دارم شارژش میکنم اما هنوزم ولتاژ از ۳٫۶ولت بالا نرفته

    • با سلام
      اگر هر دو چراغ روشن هستند، اتصالات را درست متصل نکرده اید.
      لطفا یکبار دیگر با دقت اتصالات را طبق آموزش بررسى کنید.

    • با سلام
      گرم شدن این تراشه با توجه به اینکه اتصالات را با رعایت قطب مثبت و منفى صحیح متصل کرده باشید، طبیعى است.
      به هنگام شارژ باترى جریان از ماژول عبور میکند که باعث ایجاد حرارت خواهد شد.

    • نشان دهنده فعال بودن خروجى میباشد. شما میتوانید در هنگام اتصال پایه مثبت ماژول مبدل و تقویت کننده، از یک کلید استفاده کنید. در این صورت فقط زمانى که نیاز به دریافت ولتاژ ۵ ولت میباشید، مدار را فعال خواهید کرد.

  • سلام
    پاور بانک رو الان ساختم .وقتی روس شارژ میزارم ، چراغ زرد ماژول شارژر سه چیپ روشن میشه و کنارش هم چراغ قرمز هر چند لحظه یکبار روشن میشه .دلیل روشن شدن این چراغ ها چیست؟ راستی ماژول مبدل و تقویت کننده هم چراغ قرمز روشن میشه.

    • ماژول شارژر داراى دو ال اى دى میباشد، یکى قرمز که نشان دهنده در حال شارژ شدن باترى است و دیگرى سبز که نشان دهنده شارژ کامل باترى است.
      لطفا به هنگام شارژ باترى، خروجى به ماژول مبدل را توسط یک کلید قطع کنید.

دیدگاهتان را بنویسید