Аккумулятор вместо батареек для машинки

Переделка радиоуправляемой машинки на Li-ion аккумуляторы 18650

Дата: 06.02.2017 // 0 Комментариев

Штатные аккумуляторы дешевых радиоуправляемых моделей не блещут особым качеством и долгим сроком службы. Ребенок, играясь, может посадить полностью заряженную батарею почти за полчаса. Когда надоело их постоянно заряжать, в голову приходят разные идеи по их замене. Интересным вариантом станет переделка радиоуправляемой машинки на Li-ion аккумуляторы.

Переделка радиоуправляемой машинки на Li-ion аккумуляторы 18650

Родной Ni-Cd аккумулятор имеет напряжение 4,8 В и емкость порядка 400 мАч. В нашу экспериментальную машинку мы установим две Li-ion батареи 18650 MH12210 по 2200 мАч (общая емкость составит 4400 мАч, это почти в 10 раз больше штатной АКБ). Забегая наперед, можно сказать, что такой емкости аккумуляторов ребенку хватает на несколько дней активных игр.

Для переделки радиоуправляемой машинки нужны аккумуляторы 18650 и плата контроллера заряда. Эта плата не только контролирует процедуру заряда, но и следит разрядом элементов. В общем, обеспечивает нормальную работу даже незащищенных Li-ion аккумуляторов. Цена контроллера заряда составляет всего 1 у.е., а парочку Li-ion аккумуляторов можно достать, разобрав старую батарею ноутбука.

Схема подключения Li-ion аккумулятора к машинке с использованием контроллера заряда.

Соблюдая полярность, подключаем к плате провода, идущие к машинке.

Припаиваем провода, идущие к Li-ion аккумулятору.

Устанавливаем аккумуляторы в отсек машинки.

Иногда отсек машинки делают неглубоким, в таком случае туда влезет всего один Li-ion аккумулятор.

Плату зарядки лучше вывести в легкодоступное место на корпусе. Особой фишкой станет возможность зарядки такой радиоуправляемой машинки с помощью micro USB зарядного устройства для телефона. А также световая индикация процесса заряда.

Контроллер заряда имеет два встроенных на плате светодиода. Красный – идет процесс зарядки.

Синий – заряд окончен. Переделка радиоуправляемой машинки готова.

Тесты машинки на Li-ion аккумуляторах 18650

Поскольку напряжение на Li-ion элементах колеблется в пределах от 2,7 В до 4,2 В, наша машинка ездит немного медленнее чем на Ni-Cd аккумуляторе, но у нее повышается управляемость, что очень актуально при играх в помещении. А также срок работы от одного заряда исчисляется уже часами.

Источник

Литий-полимерные аккумуляторы для замены обычных батареек; и когда есть смысл их применять? Подборка с Алиэкспресс

Большинство из выпускаемых сегодня устройств с автономным питанием работают от встроенных литий-ионных аккумуляторов и их разновидностей, отличающихся высокой энергетической ёмкостью и большим числом допустимых циклов заряда/разряда.

Тем не менее, выпускаются и различные устройства, рассчитанные на питание от добрых старых обычных батареек — стандартных цилиндрических или многоэлементных типа Крона.

В этом случае возникает соблазн заменить их на литий-ионные (литий-полимерные) аккумуляторы.

Но при этом возникает технологическая проблема: номинальное напряжение литий-ионного аккумулятора составляет 3.7 Вольт (±0.1 В), а напряжение стандартных батареек — совсем не такое. Для одиночных цилиндрических батареек оно составляет 1.5 В, а для многоэлементной «Кроны» — 9 В.

Для решения проблемы применяются разные технические ухищрения. В большинстве случаев это — встроенные прямо в корпусе аккумуляторов понижающие DC-DC преобразователи, но в случае с «Кроной» варианты могут быть разными.

Заменять батарейки на литий-ионные (литий-полимерные) аккумуляторы не всегда есть смысл, подробнее об этом — в заключении подборки.

В подборке аккумуляторы будут именоваться литий-ионными, поскольку литий-полимерные аккумуляторы являются их усовершенствованным вариантом.

Приведённые в подборке цены действительны для доставки в Россию на дату публикации; в дальнейшем могут меняться в зависимости от разных факторов (изменения курсов валют, но не только).

Цена на все аккумуляторы — высокая, во много раз дороже аналогичных батареек. Эта тема тоже будет отражена в вопросе их применения.

Li-ion аккумулятор формата AAA (micro-USB, 400 mAh)

Литий-полимерный аккумулятор в формате «мизинчиковой» батарейки AAA (обзор). Самый миниатюрный из литиевых аккумуляторов для замены батареек.

Заряжается аккумулятор от любой телефонной зарядки через кабель микро-USB (разъём расположен сбоку аккумулятора, виден на фото).

Номинальная ёмкость — 400 мАч, но тесты показывают, что в нагрузку отдаёт около 580 мАч. Такое возможно благодаря «эффекту трансформатора»: встроенный DC-DC преобразователь понижает напряжение, но повышает ток.

Цена — около $7.6, покупка упаковками из нескольких штук — дешевле.

Li-ion аккумулятор формата AA (USB, 1200 mAh)

Этот аккумулятор сделан в формате «пальчиковой» батарейки AA; номинальная ёмкость — 1200 мАч.

Аккумулятор имеет очень интересную конструкцию: разъём USB для его зарядки спрятан за колпачком, на «макушке» которого расположен положительный электрод аккумулятора.

Благодаря этому для его подзарядки не требуется никакого кабеля. Заряжать аккумулятор можно напрямую от зарядного устройства или USB-порта компьютера.

Потерять колпачок невозможно: он прикреплён к корпусу аккумулятора на резиночке.

Цена такого аккумулятора — около 450 рублей ($5.8).

Li-ion аккумулятор формата AA (micro-USB, 1700 mAh)

Это — ещё один вариант литиевого аккумулятора формата АА, но не с полноразмерным разъёмом USB для зарядки, а с разъёмом микро-USB.

Ёмкость такого аккумулятора — выше (1700 мАч), впрочем, как и цена; которая составляет около $6.5 за штуку.

Li-ion аккумулятор формата АА с зарядкой через USB Type-C

Этот аккумулятор, как и предыдущий, выполнен в формате батарейки АА, но отличается ёмкостью и конструкцией.

Вместо доброго старого разъёма микро-USB у него, в соответствии с духом времени, установлен на боку разъём USB Type-C. Впрочем, в данном случае какой-то иной полезности, кроме удобства, от этого не будет (можно вставлять любым боком, не задумываясь об ориентации).

Его емкость номинирована не в мАч, в мВтч и составляет 2600 мВтч, что в пересчете на привычные мАч даст около 1700 мАч.

Цена — довольно низкая для таких изделий и составляет около $4.

Li-ion аккумулятор формата C (R14 / 343, micro-USB, 3000 mAh)

Если батарейки «тонких» форматов пользуются всё ещё заметной популярностью, то применение «толстых» батареек постепенно сходит на нет.

К таким относится, например, батарейка формата «C», она же R14, она же известная с древнесоветских времён как «Элемент 343».

За счет более крупных габаритов в её корпусе удалось установить более ёмкий аккумулятор, и номинальная ёмкость этого аккумулятора в формате батарейки 343 достигает 3000 мАч.

Цена — около $15 за пару.

Li-ion аккумулятор формата D (R20 / 373, micro-USB, 4000 mAh)

Наконец, самая «жирная» из бытовых круглых батареек — элемент D, он же R20, он же древнесоветский «Элемент 373».

За счет больших габаритов ёмкость аккумулятора этого формата может достигать 6000 мАч (есть вариант с 4000 мАч).

Цена — около $19 за пару.

Li-ion аккумулятор формата Крона без DC-DC преобразователей

Теперь переходим к самому интересному варианту Li-ion аккумуляторов — в формате «Кроны» (6F22).

Эти аккумуляторы интересны тем, что могут существовать в 3-х вариантах.

1. С двумя Li-ion элементами без встроенных DC-DC преобразователей.

2. С двумя Li-ion элементами с входным DC-DC преобразователем (для зарядки).

3. С одним Li-ion элементом с двумя DC-DC преобразователями (для зарядки и для питания нагрузки).

Аккумулятор по приведённой выше ссылке относится к первому типу — без преобразователей.

Из-за этого ему для зарядки нужно специфическое зарядное устройство; заряжаться от обычной телефонной зарядки он не может.

Несмотря на относительную простоту устройства, оно содержит все необходимые контроллеры заряда/ разряда и схемы защиты.

Номинальная ёмкость — 500 или 650 мАч; номинальное напряжение — 7.4 В, максимальное — 8.4 В.

Цена — от $9; по той же ссылке можно купить и зарядку.

Li-ion аккумулятор формата Крона с одним DC-DC преобразователем

Этот аккумулятор — типичный представитель самого распространённого типа аккумуляторов в формате «Кроны» — с одним DC-DC преобразователем (обзор).

Такие аккумуляторы так же, как и предыдущие, имеют в своём составе два Li-ion элемента, дополненных повышающим DC-DC преобразователем для их зарядки от стандартных телефонных устройств с напряжением 5 В.

Такая схема даёт аккумулятору значительное преимущество — зарядных устройств для него в каждом доме чуть больше, чем гуталина на гуталиновой фабрике.

Номинальная ёмкость — 650 мАч; номинальное напряжение — 7.4 В, максимальное — 8.4 В.

Li-ion аккумулятор формата Крона с двумя DC-DC преобразователями

Вариант с двумя DC-DC преобразователями хорошо тем, что, в отличие от предыдущих вариантов «Кроны», он даёт на выходе истинные 9 Вольт.

Причём эти 9 Вольт — стабильны в течение всего времени разряда до полного расхода аккумулятора.

Это — одновременно и «плюс» и «минус» аккумулятора.

Плюс — в стабильности выходного напряжения; а «минус» — в том, что аккумуляторы такого типа не могут предупредить питаемое устройство о близком истощении заряда и отключаются внезапно. Во избежание такой ситуации рекомендуется их чаще подзаряжать.

Приведённые выше аккумуляторы для замены батареек — не дешевые, поэтому есть смысл их применять только в тех устройствах, где батарейки расходуются достаточно быстро.

Применять же их там, где батарейки долго служат без замены (например, в пультах дистанционного управления) нет никакого смысла — ни экономического, ни практического.

Кроме того, следует иметь в виду, что перечисленные аккумуляторы не могут отдать столь высокий ток, как «настоящие» батарейки, из-за наличия DC-DC преобразователей, являющихся дополнительным ограничителем выходного тока.

В большинстве случаев ток выхода не должен превышать 1 А, а для аккумулятора формата «Крона» с двумя DC-DC преобразователями — не выше 0.3. 0.4 А.

При приобретении таких или аналогичных аккумуляторов на Алиэкспресс следует обращать внимание на то, действительно ли Вы приобретаете литиевый аккумулятор.

Дело в том, что в точно таких же форматах существуют и другие аккумуляторы; например, никель-кадмиевые и никель-металлогидридные, имеющие более низкое номинальное напряжение и меньший срок службы.

Они стоят дешевле; но это тот случай, когда скупой будет платить дважды.

Источник

Тюнинг детской радиоуправляемой машинки (переделка на Li Ion аккумуляторы)

Всем известны детские радиоуправляемые машинки, и играть в них весьма весело, как детям, так и взрослым. Но впечатление постоянно портят, ну очень быстро садящиеся батарейки в этих игрушках. А работают они как правило от большого их числа и очень недолго, и как следствие игра в такую игрушку становится весьма затратной. Короче говоря, надоело мне постоянно тоннами покупать эти несчастные батарейки, и я решил переделать игрушку, так, чтобы она начала работать от аккумуляторов и была возможность её заряжать.

Для реализации задуманного понадобятся следующие компоненты:

— Аккумуляторы – покупались в местном вейп-шопе, обычные, формата 18650. Заказывать аккумуляторы из Китая я бы не рекомендовал. Так же их можно вытащить, например из батареи старого ноутбука. Моя машинка питается от 5ти последовательно соединенных АА батареек, значит работает она от 7.5 Вольт, и значит мне нужно будет использовать 2 LiIon аккумулятора.

— ]]> понижающий преобразователь ]]> , с возможностью регулировки как напряжения, так и силы тока. Думаю и так понятно, что данный преобразователь нужен для зарядки аккумуляторов. Я планирую использовать 12 Вольтовый блок питания, 12 вольт для 2х аккумуляторов – мягко говоря многовато – нужно понизить напряжение. Так же аккумуляторы не рекомендуется заряжать большим током, поэтому регулировка силы тока – как нельзя кстати.

— ]]> контроллер заряда/разряда ]]> для двух последовательно соединенных аккумуляторов. Данный контроллер не даст уйти аккумуляторам в глубокий разряд, или наоборот – не даст им перезарядится. Оба случая – губительны для аккумулятора, а иногда – и опасны, т.к. литиевые аккумуляторы имеют свойство загораться и взрываться. Кроме того, эта плата будет балансировать заряд, что исключит ситуацию, при которой, если аккумуляторы имеют разную ёмкость – один будет недозаряжен, второй – перезаряжен.

— ]]> любой диод ]]> — т.к. понижающий преобразователь сам по себе имеет некоторое потребление тока – необходимо между ним и контроллером поставить диод, что б ток не утекал из аккумуляторов для подпитки преобразователя.

— Т.к. я не хочу припаиваться напрямую к аккумуляторам, взял ]]> корпус ]]> .

— порт для подключения бп, провода, инструменты и разная расходка.

Схема тут проста до безобразия. Как уже говорил – плюс преобразователя соединяем с плюсом контроллера через диод. Минус – с минусом. Контроллер с этих же входов соединяем с платой машинки, плюс к плюсу, минус к минусу. Аккумуляторы соединяем между собой – плюс к минусу. При этом плюс на первом аккумуляторе соединяем с контроллером, со входом B+, минус второго с B-, промежуточную точку, или точку соединения аккумуляторов с BM.

Вот, собственно, и всё. Можно начинать. В первую очередь я подпаял к плате понижающего преобразователя порт для подключения БП и диод.

Дальше необходимо выставить напряжение – для двух аккумуляторов это 8.5 вольт. Регулировка в преобразователе осуществляется при помощи потенциометра, который расположен ближе ко входу питания. Регулировать напряжение нужно на конце диода, т.к. на данных элементах всегда падает напряжение.

И замкнув мультиметром в режиме измерения силы тока на 10А, минус преобразователя и наш минус диода — необходимо установить нужную силу тока. Т.к. в Li Ion аккумуляторах есть зависимость по полученному заряду и времени жизни, от силы тока, которым их заряжают, я выставил всего 0,7А. Да, можно было бы и больше, вплоть до 1.5, а то и 2 Ампер, но я решил, пусть лучше подольше заряжаются, зато подольше проживут, и качественнее будут заряжаться, да и вроде бы так будет безопаснее. Данная регулировка осуществляется потенциометром, расположенном ближе к выходу питания.

получившуюся конструкцию соединил с контроллером. Платы я закрепил на корпусе аккумуляторов на термосопли.

Осталось только припаяться к плате машинки, и всё, можно собирать игрушку. Пользуясь, случаем заменил антенну на более жесткий кабель, из обычной витой пары т.к. оригинальный оказался предельно мягкий, и всегда был под машинкой, из-за чего сигнал от пульта плохо ловился.

Всю сборку из аккумуляторов и плат я прилепил на корпусе машинки термосоплями. Как позже показали испытания, конструкция быстро рассыпалась, поэтому я позже всё закрепил нейлоновыми стяжками.

Проковырял отверстие для входа блока питания, и залили его горячим клеем.

На пульте управления был оторван кусок антенны. Взял тот же провод, что и использовал в машинке, такой же длины и заменил его.

Все готово. Машина катается и заряжается.

Правда не очень удобно определять, когда процесс зарядки прекращаетсяы. На плате понижающего преобразователя есть светодиоды – если горит синий – заряд идет, если красный – завершился. И при текущем расположении, их нормально видно только в темном помещении, точнее не их, конечно, а их свет. Нужно было эти светодиоды вывести куда-нибудь на корпус машины, но это может как-нибудь потом сделаю.

Использовались инструменты купленные онлайн:

Источник