ساخت پاوربانک روش‌های مختلفی دارد؛ می‌توانید پاوربانک را مخصوص موبایل یا مخصوص میکروکنترلر بسازید، از باتری‌هایی با ظرفیت‌های مختلف استفاده کنید یا مدار پاوربانک را به روش‌های مختلف بسازید. اینکه کدام یک از این گزینه‌ها را انتخاب کنید، به کارکردهایی که برای پاوربانک در نظر دارید بستگی دارد. به همین خاطر می‌توانید آموزش ساخت ده‌پاوربانک مختلف را در ساختنی پیدا کنید.
در این پست هم آموزش ساخت یک مدار پاوربانک دیگر را یاد می‌گیرید. این مدار با باتری‌های ۳٫۷ ولتی ساخته می‌شود. اگر چند باتری بدون استفاده دارید، دست بکار بشوید و با آنها مدار پاوربانک بسازید. در این آموزش، طرز ساخت مدار پاوربانک به دو روش مختلف را یاد می‌گیرید. به این ترتیب می‌توانید روشی را انتخاب کنید که برایتان ساده تر است.
پاوربانک چطور کار می‌کند؟
قبل از اینکه سراغ آموزش ساخت پاوربانک برویم، بهتر است طرز کار پاوربانک را بدانیم. وقتی از باتری لیتیوم یونی ۳٫۷ ولتی برای ساخت پاوربانک استفاده می‌کنیم، یک مشکل جدی خواهیم داشت. ولتاژ این باتری برای شارژ گوشی هوشمند کافی نیست. وقتی دو باتری مشابه را بهم وصل می‌کنیم، جریان برق طوری بین آنها مبادله می‌شود که یک وضعیت متعادل در هر دو باتری ایجاد می‌شود و باتری‌ها می‌توانند به مقدار شارژ یا سطح برق یکسان برسند.
اگر پاوربانک را با یک باتری ۳٫۷ ولتی که تا سطح ۴٫۲ ولت شارژ شده بسازیم و آن را به گوشی وصل کنیم که سطح جذب شارژ آن ۳٫۳ ولت است، هر دو باتری برای تبادل جریان سعی می‌کنند و به سطح یکسان ۳٫۷۵ ولت می‌رسند ((۳٫۳ + ۴٫۲) / ۲ = ۳٫۷۵V).
جریان ۳٫۷۵ ولتی برای شارژ باتری که باید با ولتاژ ۴٫۲ ولت شارژ بشود، کافی نیست. به همین خاطر باید مدار را طوری طراحی کنیم که این جریان تقویت بشود و به سطح مورد نظر برسد.
ساخت مدار پاوربانک ۳٫۷ ولتی
در تصویر زیر ساختار کلی طراحی پاوربانک را می‌بینید:
همانطور که می‌بینید مدار یک سلول باتری ۳٫۷ ولتی را شارژ می‌کند. برای اینکه بتوانیم از این پاوربانک ۳٫۷ ولتی برای شارژ باتری ۴٫۲ ولتی استفاده کنیم، به یک مدار تقویت کننده نیاز داریم. این مدار تقویت کننده یا مبدل بوست ولتاژ را می‌توانید با تراشه تایمر ۵۵۵ یا مدار ژول دزد بسازید.
ساخت مدار با تایمر ۵۵۵
برای تقویت خروجی مدار پاوربانک از یک مدار بوست شارژر ساده که با تایمر ۵۵۵ ساخته می‌شود، استفاده می‌کنیم. شماتیک این مدار بوست را در زیر می‌بینید:
القاگر L با پیچاندن ۵ دور سیم مسی عایق دار ۲۲SWG دور هسته فریت توریدال ساخته می‌شود. در شماتیک از دو مقاومت متغیر استفاده شده که باید طوری تنظیم بشوند که بهترین و موثرترین خروجی را از مدار بوست بگیرند.ولتاژ قطعه C همان خروجی مدار است که برای شارژ دستگاه خارجی استفاده می‌شود. وقتی از مدار بوست برای ساخت پاوربانک استفاده می‌کنیم، باید ولتاژ خروجی را روی ۵ ولت تنظیم کنیم.این شماتیک شامل یک مدار توکار شارژ باتری ۳٫۷ ولتی هم هست که از امیتر TIP122، دیود زنر ۵ ولتی و یک لامپ رشته ۶V/100Ma کوچک ساخته می‌شود.در حین شارژ باتری ۳٫۷ ولتی از طریق پایه امیتر ترانزیستور، لامپ رشته ای روشن می‌ماند. وقتی باتری به سطح شارژ کامل نزدیک بشود، نور لامپ کمتر می‌شود و بعد از شارژ کامل، خاموش می‌شود.
دیود زنر ۵ ولتی این اطمینان را می‌دهد که ولتاژ امیتر TIP122 هیچگاه بیشتر از ۵ ولت نمی‌شود. البته با اضافه کردن یک سری دیود ۱N4007، این مقدار به ۴٫۳ ولت کاهش یافته است. چند دیود ۱N4007 دیگر هم به پایه ترانزیستور BC557 وصل شده اند که در حین شارژ باتری مدار، تایمر ۵۵۵ و مدار بوست را غیرفعال نگه می‌دارد. بهتر است ورودی شارژ مدار پاوربانک را از یک نوع یونیت شارژ گوشی هوشمند SMPS یا سویچینگ دریافت کنید.
ساخت مدار بوست با ژول دزد
اگر فکر می‌کنید ساخت مدار بوست با تایمر ۵۵۵ پیچیده است، می‌توانید از ایده مدار ژول دزد برای تقویت ولتاژ خروجی مدار پاوربانک استفاده کنید. برای اینکار، مدار بوست را طبق شماتیک زیر بسازید:
در این مدار از یک مقاومت ۲۲۰ اهم/یک وات برای R1 و ترانزیستور ۲N2222 برای T1 استفاده می‌کنیم. کویل از هسته فریت توریدال T18 و با ۲۰:۲۰ دور برای هر دو کویل اولیه و ثانویه ساخته می‌شود (در صورتی که ورودی مدار از باتری AAA 1.5 ولتی گرفته بشود). البته اگر از باتری لیتیومی‌پلیمری به عنوان ورودی مدار استفاده می‌کنید، باید نسبت دور سیم‌ها را به ۲۰:۱۰ تغییر بدهید (۲۰ دور سیم در پایه کویل قرار می‌گیرد).
ممکن است برای ترانزیستور هم به هیت سینک نیاز داشته باشیم.
چطور پاوربانک برپایه مدار ژول دزد را شارژ کنیم؟
اگر از روش دوم یعنی مدار ژول دزد برای ساخت پاوربانک استفاده کرده اید، باید نکات خاصی را برای شارژ آن رعایت کنید. در تصویر زیر می‌توانید طراحی کامل مدار پاوربانک برپایه مدار ژول دزد را ببینید:
در این مدار TIP122 به همراه دیود زنر پایه کار رگولاتور ولتاژ را می‌کند و به عنوان شارژ باتری تثبیت شده برای باتری متصل به مدار استفاده می‌شود. مقدار Zx ولتاژ شارژ را مشخص می‌کند و مقدارش باید طوری انتخاب بشود که کمی‌پایین تر از سطح شارژ کامل باتری باشد. برای مثال اگر از باتری لیتیوم یونی استفاده می‌کنید، باید مقدار Zx را ۵٫۸ ولت در نظر بگیرید تا باتری بیش از حد شارژ نشود. از این ۵٫۸ ولت، LED حدود ۱٫۲ ولت و TIP122 حدود ۰٫۶ ولت را جذب می‌کند و در نتیجه باتری ۳٫۷ ولتی فقط می‌تواند ۴ ولت جذب کند که کاملاً مناسب است.
اگر از باتری AAA 1.5 ولتی (۵ تا به صورت سری) برای شارژ مدار پاوربانک استفاده می‌کنید، باید دیود زنر را با یک دیود ۱N4007 جایگزین کنید و کاتد آن را به زمین وصل کنید.
LED برای نشان دادن وضعیت شارژ باتری متصل به مدار استفاده می‌شود. وقتی LED روشن و کاملاً درخشان باشد، یعنی باتری کاملاً شارژ است.
ورودی DC این مدار شارژ را می‌توانید از شارژ AC/DC معمولی گوشی موبایل تان فراهم کنید.
این مدار پاوربانک کارایی کافی برای شارژ انواع باتری گوشی هوشمند را دارد. با این حال طراحی نسبتاً پیچیده، ساخت یا شخصی سازی آن برای مبتدی‌ها کمی‌دشوار است. اگر ترجیح می‌دهید از مدارهای ابتدایی‌تر استفاده کنید (که طرز ساخت ساده‌تری دارند)، یکی از سه پیکربندی زیر را برای مدار پاوربانک استفاده کنید.
این سه مدار پاوربانک از حداقل قطعات ممکن ساخته می‌شوند و ساخت آنها نیاز به دانش و مهارت زیادی ندارد. البته در این مدارها باید از دو باتری ۳٫۷ ولتی استفاده کنید.
مدار اول که شماتیک آن را در بالا می‌بینید، از ترانزیستور پیروی امیتر برای شارژ باتری گوشی هوشمند استفاده می‌کند. قطعه ۱K طوری تنظیم می‌شود که جریان ۴٫۳ ولتی دقیق و پایدار را از امیتر ترانزیستور رد کند.
مدار دوم از رگولاتور ولتاژ ۷۸۰۵ برای کامل کردن فرایند شارژ پاوربانک استفاده می‌کند.
در مدار سوم از محدود کننده جریان LM317 برای ساخت پاوربانک استفاده شده است. این طراحی نسبت به دو مدار دیگر کارآمدتر است چون هم ولتاژ و هم جریان را کنترل می‌کند.
در هر سه مدار بالا برای شارژ دو باتری ۳٫۷ ولتی از شبکه TIP122 استفاده می‌شود که در بخش مدار بوست ولتاژ درباره آن توضیح دادیم. البته باید دیود زنر ۵ ولتی را به دیود زنر ۹ ولتی تغییر بدهید و ورودی شارژ را از آداپتور SMPS 12ولت/یک آمپر فراهم کنید.
اگر از این روش‌های برای ساخت مدار پاوربانک استفاده کردید، تجربه‌تان را با کاربران ساختنی به اشتراک بگذارید.