Как зарядить аккумуляторные батареи от USB-порта персонального компьютера
Среди публикаций в радиолюбительской литературе нередко можно встретить описания устройств и узлов, разработанных для зарядки аккумуляторов различного назначения от сети переменного тока 220В. Поистине этот поток схем неограничен и разнообразен. Однако в последнее время интерес радиолюбителей все больше вызывают зарядные устройства для различных аккумуляторных батарей, работающие от иных источников напряжения, таких как автомобильные аккумуляторы, различные батареи (элементы питания) и персональные компьютеры. С появлением на общедоступном рынке Ni-Mn- и Ni-Cd- портативных аккумуляторов, имеющих внешний вид сообразно элементам питания типа АА и ААА (пальчиковые батарейки различного диаметра и длины) с рабочим напряжением 1,2 – 1,4 В, потребность в устройствах зарядки данных аккумуляторов только возрастает. Предлагаемые промышленными предприятиями электронные устройства зарядки можно приобрести везде, но их цена вряд ли удовлетворит начинающего радиолюбителя или того, кто способен сделать зарядное устройство своими руками. Тем более что такое устройство не требует дорогостоящих деталей, просто и быстро повторяется и собирается всего за один вечер, надежно в эксплуатации (пожаро- и электробезопасно).
Самым простым устройством подзарядки аккумуляторов с напряжением 1,2 – 1,4 В является электрическая схема, приведена на Рис.1.
Рис.1. Схема устройства для зарядки АКБ от USB
Это устройство рассчитано на подключение к шине USB любого современного персонального компьютера. Как известно, 4 контакта многофункционального порта USB имеют следующие назначения: два – соответственно питание «+» и «–» (5 В), два оставшихся являются информационной шиной обмена данными с устройствами периферии (см. Рис.2).
Рис.2. Распиновка USB — разъема 2.0
В соответствии со схемой на Рис.1 в данном случае используют только два контакта питания ±5 В. С помощью этого устройства можно заряжать портативные аккумуляторные батарейки (АКБ) током примерно 100 мА (см. Рис.1), который ограничивается резистором R1. Поскольку различные пальчиковые аккумуляторы имеют разные энергоемкости, потребуется разное время для зарядки этих аккумуляторов.
Так аккумуляторы емкостью 1400 мА/ч с номинальным напряжением 1,2 В потребуется заряжать с помощью данной схемы примерно 14 ч кряду, а, например другие аккумуляторы с тем же номинальным напряжением 1,2 В, но с энергоемкостью 700 мА/ч потребуется заряжать с помощью непрерывно работающего ПК всего 7 ч, что есть во времени в два раза меньше. Отдача у разных типов АКБ будет различной, главным образом сопоставимой с энергоемкостью каждой конкретной АКБ. Зарядный ток в данной схеме протекает по цепи R1, VD1. АКБ подключается через разъем или съемные контакты. Индикаторная цепь R2, НL1 введена в схему для наглядного представления о режиме работы зарядного устройства. Пока АКБ не подключена, светодиод НL1 не светится, как только зарядной ток в цепи есть (а это происходит при подключении нагрузки, то есть GB1), начинает светиться индикаторный светодиод НL1. Он может быть любого типа, с током до 10 мА. Если в индикации состояния устройства нет необходимости – а это не редкость, так как потребляемый ток в пределах 100 мА является безопасным для USB-порта ПК, к которому возможны подключения даже ультраярких светодиодов и ламп локальной подсветки, — цепь R2, HL1 из схемы исключают. Зарядный ток можно корректировать, изменяя сопротивление резистора R1. При указанных на схеме номиналах элементов зарядный ток составит 100 мА, а при уменьшении сопротивления резистора R1 пропорционально увеличится.
Источник
ЗАРЯЖАЕМ АККУМУЛЯТОР ЧЕРЕЗ USB
Очень простая схема USB зарядки для пальчиковых (AA) и мизинчиковых (AAA) никель-металл-гидридных аккумуляторов. Схема состоит всего из нескольких деталей, которые очень просто найти каком-нибудь ненужном электроприборе или купить в радиомагазине.
Схема принципиальная для заряда AA от USB
Список деталей устройства
- Импульсный диод 1N4007 — 2x
- Резистор 0.5W 9,7 Ом — 2x
- Резистор 0.25W 10 Ом — 2x
- Светодиод (любой цвет) — 2x
- Вилка USB — 1x
Время зарядки конечно же зависит от тока, который мы будем подавать на аккумуляторы, а также ёмкости самих перезаряжаемых батареек. К примеру китайские аккумуляторы UltraFire с реальной ёмкостью примерно 0,4-0,5 Ампер*часов заряжаются у меня полностью за 2-3 часа.
Естественно, данное «зарядное устройство» в отличии от более сложных не оповещает вас об окончании заряда, поэтому не забывайте следить за процессом, ведь перезаряд может негативно повлиять на Ni-MH аккумуляторы. А два миниатюрных светодиода любого цвета служат как индикатор, они показывают заряжается аккумулятор или нет. Можно для уменьшения размера платы использовать светодиоды для поверхностного монтажа (SMD).
Удобнее всего припаять USB вход прямо на плату зарядки, которая получится весьма компактных размеров. Лично у меня размеры платы получились крайне малы, а именно: 2,8 х 1,5 см.
4.85V, ток зависит от сопротивления применяемых резисторов, при указанных номиналах примерно до 160 mA.
У меня вышел ток зарядки 141.2 mA.
Хочу заметить, что при длительной зарядки наблюдается небольшое нагревание резисторов на 9,7 Ом, и чтобы такого не было, возьмите резисторы мощностью не 0,5 Вт как указано в схеме, а 1 Вт и больше.
В заключение хочу сказать, что качество зарядки таким вот прибором остается желать лучшего. Но если нужно по быстрому собрать схему и зарядить аккумулятор, то это самое то. Я лично заряжал несколько месяцев подряд Ni-MH аккумуляторы родом из поднебесной и ничего — с ними всё хорошо. Также добавлю, что более чем до 1,4 вольт не следует заряжать аккумуляторы во избежание перегрева и износа. Скачать плату можно здесь: usb-charger-aa.lay в архиве. Автор — EGOR .
Форум по обсуждению материала ЗАРЯЖАЕМ АККУМУЛЯТОР ЧЕРЕЗ USB
Кодовая кнопка для ограничения доступа к объектам, простая схема с реле на МК Attiny13.
Класс A — схема самодельного УМЗЧ высокого качества на полевых MOSFET транзисторах.
Схема простого устройства для демонстрации эффекта электромагнитного ускорения металлического снаряда в пушке Гаусса.
Источник
Зарядка гаджетов через USB
Схемы распайки зарядных устройств различных производителей.
Проблемы с зарядкой по USB обычно появляются при использовании постороннего (не родного) зарядного устройства. Гаджет может заряжаться медленно, не полностью, а может и вовсе отказаться заряжаться. Собственно, этой проблеме и посвящена сия статья. Но сперва я должен высказать несколько важных замечаний касаемо зарядки по USB вообще.
- Как это ни странно, некоторые мобильные устройства вообще не поддерживают зарядку через гнездо USB mini/micro, хоть и оборудованы им. К примеру, некоторые планшеты снабжены отдельным (круглым) гнездом для подключения зарядного устройства (ЗУ).
- При зарядке устройства от USB компьютера следует понимать, что порт USB способен выдать ток не более 0,5 ампера ( USB 2.0 ) или не более 0,9 ампера (USB 3.0). И если для заряда устройства требуется больший ток (1÷2 ампера), то время заряда может оказаться мучительно долгим, вплоть до бесконечности. Придётся искать ЗУ подходящей мощности.
- Чтобы понимать, какие вообще контакты за что отвечают в разъёмах USB и как они нумеруются, прочтите статью « Распиновка USB 2.0 ». Вкратце: первый контакт в USB это +5 вольт, а последний — «земля».
Итак, вы подключили гаджет к левому/самодельному зарядному устройству, а он не заряжается, да ещё и пишет, что зарядное устройство не поддерживается. Это связано с тем, что перед тем как позволить себе заряжаться, некоторые мобильные устройства замеряют напряжения на 2 и 3 контактах USB и по этим напряжениям определяет тип зарядного порта. А некоторые — просто проверяют наличие перемычки между контактами 2 и 3 или ещё и контролируют потенциал этой связки. Если гаджет не рассчитан на подключение к данному типу зарядного порта или тип порта не определён, то зарядное устройство будет отвергнуто. Подробно вся эта кухня описана в статье « Типы зарядных портов ».
Практическая сторона вопроса заключается в том, чтобы гаджет увидел нужные ему напряжения на контактах 2 и 3, а это обеспечивается подключением различных сопротивлений между контактами USB зарядного устройства. В конце статьи приводится чертёж различных типов зарядного порта (без привязки к моделям гаджетов) с указанием напряжений на контактах 2 и 3. Там же указано, какими сопротивлениями этого можно добиться. А прямо сейчас мы посмотрим, чего ждут определённые модели гаджетов от порта зарядного устройства.
Nokia, Fly, Philips, LG, Explay, Dell Venue и многие другие устройства признают зарядное устройство только если контакты Data+ и Data- (2-й и 3-й) будут закорочены или замкнуты резистором не более 200 Ом ▼ 
Закоротить контакты 2 и 3 можно в гнезде USB_AF зарядного устройства и спокойно заряжать свой телефон через стандартный дата-кабель. Эту же схему поддерживает планшет Freelander PD10 Typhoon, но кроме этого ему требуется повышенное напряжение заряда, а именно — 5,3 вольта.
Если же зарядное устройство уже обладает выходным шнуром (вместо выходного гнезда), и вам нужно припаять к нему штекер mini/micro USB, то не забудьте соединить 2 и 3 контакты в самом mini/micro USB. При этом плюс паяете на 1 контакт, а минус — на 5-й (последний). ▼ 
Samsung, HTC и другие «Корейцы»: один резистор 30 кОм между +5 и перемычкой D-D+; другой резистор 10 кОм между GND и перемычкой D-D+ ▼
iPhone и прочей продукции «Apple». От этого же порта охотно заряжается планшет Freelander PX1. ▼
Претендующее на универсальность автомобильное зарядное устройство «Ginzzu GR-4415U» и его аналоги оборудованы двумя выходными гнёздами: «HTC/Samsung» и «Apple» или «iPhone». Распиновка этих гнёзд приведена ниже. ▼ 
Старая Motorola «требует» резистор 200 кОм между 4 и 5 контактами штекера USB micro-BM. Без резистора аппарат заряжается не до полной победы. ▼
Аппарат E-ten («Енот») не интересуется состоянием этих контактов, и поддержит даже простое зарядное устройство. Но у него есть интересное требование к зарядному кабелю — «Енот» заряжается только если в штекере mini-USB закорочены контакты 4 и 5. ▼
Для питания или заряда навигатора Garmin требуется особый дата-кабель. Просто для питания навигатора через дата-кабель нужно в штекере mini-USB закоротить 4 и 5 контакты. Для подзаряда нужно соединить 4 и 5 контакты через резистор 18 кОм. ▼
Отдельная тема — зарядка планшетов. Как правило, планшету для заряда требуется приличный ток (1÷1,5 ампер), и заряд через гнездо mini/micro-USB во многих планшетах просто не предусмотрен производителем. Ведь даже USB 3.0 не даст более 0,9 ампер.
Правда, некоторые модели планшетов можно медленно и печально заряжать в выключенном состоянии.
На Ютубе один парень предлагает установить в планшете 3Q перемычку между первым контактом гнезда mini/micro-USB (это +5 В) и плюсовым (центральным) контактом круглого (коаксиального) зарядного гнезда. Дескать, тока от USB этому планшету хватает, просто + гнезда USB не подключен к контроллеру заряда аккумулятора. После установки перемычки планшет якобы заряжается. В принципе, это выход, если само круглое зарядное гнездо уже раздолбано.
Напротив, если круглое гнездо в порядке, но по какой-то причине вам хочется брать питание для заряда именно от USB компьютера или зарядного устройства с таким разъёмом, то можно сделать такой переходник. ▼
Правда, к теме этой статьи он отношения не имеет.
Типы зарядных портов
Повторюсь, подробную информацию можно почерпнуть в статье Типы зарядных портов . Здесь же приведу сводную схему напряжений на контактах USB с указанием номинала резисторов, позволяющих те или иные напряжения получить. Там, где указано сопротивление 200 Ом нужно ставить перемычку, сопротивление которой не должно превышать те самые 200 Ом.
Итак, если вы хотите переделать обычное ЗУ в USB-зарядку для телефона:
- удостоверьтесь, что устройство выдаёт около 5 вольт постоянного напряжения
- узнайте, способно ли это ЗУ дать ток не менее 500 мА
- внесите необходимые изменения в коммутацию гнезда USB-AF или штекера USB-mini/micro
Смежные материалы:
Все материалы по теме « Компьютер»
Все материалы по теме «Мобильное»
Все материалы по теме «Зарядное устройство»
Источник