DIY LiPo Supercharger Bundle – LiPo Charger, Booster e Protector di GreatScott ed Elektor

Hai bisogno di un alimentatore LiPo ricaricabile per l'uscita a 5 e 12 V? Vuoi esercitarti nella saldatura SMD? Puoi farlo con un piccolo aiuto da GreatScott! (uno YouTuber con oltre 1 milione di iscritti) ed Elektor. In questo articolo descriviamo in dettaglio sia il pratico alimentatore portatile sia gli ostacoli che abbiamo incontrato durante il processo di sviluppo.

Per sperimentare con l'elettronica siamo abituati ai nostri fidati alimentatori su un banco di laboratorio. Anche se questa è la modalità standard per ottenere e far funzionare i prototipi, i cavi a volte diventano un pò un problema se il dispositivo che costruiamo è pensato per essere portatile o in movimento nel laboratorio. La soluzione può essere un mucchio di batterie accuratamente realizzate con nastro adesivo, colla a caldo e alcuni convertitori DC/DC economici in una sorta di pacco batteria portatile.

Funziona per un prototipo, ma non è così bello, soprattutto se hai bisogno di 5 o 12 V per il tuo dispositivo. Questo può essere fatto in un modo migliore e lo è. Dopo essersi incontrati alla fiera productronica 2019 a Monaco, Elektor e il famoso ingegnere GreatScott! hanno deciso di collaborare per sviluppare un pratico kit fai-da-te solo per te. Chi è GreatScott? Grande Scott! è il nome di un canale Youtube [1] lanciato nel 2013 che presenta progetti e nozioni di elettronica a più di 1 milione di iscritti. I video includono un'ampia varietà di progetti DIY che gli utenti possono ricreare. Molti altri video offrono ispirazione e soluzioni chiare ai problemi di ingegneria. Poiché sono già stati lanciati alcuni video con i prodotti Elektor, è nata l'idea di presentare un kit fai-da-te che chiunque sia interessato può utilizzare per impiegare le proprie conoscenze e abilità.

GreatScott! [2] ha abbozzato lo schema approssimativo di un LiPo alimentato, alimentazione ricaricabile, che può essere costruito dall'utente con componenti SMD. Tutti i componenti e gli ingredienti non sembrano così complicati a prima vista, un IC di ricarica per batterie LiPo, un convertitore DC/DC per fornire 5 V e 12 V e un IC di protezione della batteria. Tutti i componenti vengono scelti per essere di dimensioni 1206, ove possibile, per consentire anche ai principianti di inserire tutti i componenti SMD sul PCB e si spera che dimostrino che la saldatura SMD non è un tipo di magia nera che solo maghi ben addestrati possono fare. Le parti che richiedono un qualche tipo di attenzione speciale sono già costruite sul PCB per rendere il tuo inizio nell'assemblaggio SMD ancora un pò più semplice ed evitare di trattare con piccoli pin e pad al di sotto dei circuiti integrati. Per la ricarica è possibile utilizzare cavi collegati direttamente che forniscono 5 V o utilizzare il connettore USB-C sul PCB aggiuntivo per fornire alimentazione per ricaricare la batteria. Con USB-C è molto più semplice collegare la spina nel giusto orientamento e il connettore sul PCB stesso è tenuto in posizione da quattro fori di montaggio THT per una maggiore stabilità. Oltre a utilizzare l'alimentatore, una parte divertente del progetto è in primo luogo costruirlo. E questo viene fornito con una bella guida passo passo inclusa nella confezione. Fare riferimento alla Figura 1 per una prima occhiata.

I tre circuiti integrati che fanno funzionare la scheda provengono da un noto fornitore. L'IC di protezione della batteria è un XB8089D di Xysemi, un chip che si trova solo presso i distributori specializzati in prodotti in silicio cinesi. Questo chip gestisce la protezione da sovraccarico, sovrascarico, sovracorrente e inversione di polarità in un piccolo package SOP8 con pad di esposizione a un prezzo ragionevole. Sebbene molte batterie utilizzate in prodotti come i droni abbiano una protezione integrata, non sarà sicuro rimuovere il chip dal circuito se è installata una batteria al litio senza protezione. Con gli sketch e lo schematico approssimativo forniti da GreatScott, Elektor ha aggiunto la propria esperienza nella creazione e progettazione di PCB. Potresti pensare che questa sia la fine della storia (hai un PCB e va tutto bene), ma come regola generale, di solito ci vogliono tre iterazioni, come puoi vedere nella Figura 2. Il primo prototipo ha funzionato quasi come previsto oltre ad alcuni problemi minori, come non ricaricare la batteria o disintegrare il convertitore DC/DC se il carico ha superato un certo punto. Il circuito integrato di protezione della batteria eviterà che la forma della batteria al litio venga danneggiata (più o meno) ma il limite di corrente è a 10 A (ovvero 37 W), quindi il convertitore DC/DC si è disintegrato a circa 15 W. E la ricarica, quella era una soluzione facile, poiché da qualche parte c'era un errore di battitura, rendendo il resistore da 10 k desiderato un resistore da 100 k, era solo un breve scambio di componenti. Ma ad essere onesti, sappiamo dove guardare quando si tratta del resistore sbagliato per la ricarica, come abbiamo visto in altri progetti precedentemente.   

Il BQ24092 scelto proviene da una linea BQ2409x ed è qui che è necessario controllare attentamente la scheda tecnica (datasheet). A seconda del chip scelto, il resistore menzionato deve essere 10 k o 100 k, ed è stato più facile cambiare il resistore rispetto all'intero circuito integrato del caricatore. Ci sono più lezioni apprese durante tre iterazioni. Come riparare il convertitore DC/DC che si sta disintegrando è qualcosa di abbastanza semplice se sai quali parti puoi scegliere. Inoltre, durante le iterazioni sono state fatte alcune cose da fare e da non fare e per la produzione potremmo aver appreso anche alcune lezioni da cui trarre vantaggio. Nel frattempo puoi dare un'occhiata al canale Youtube di GreatScott! e vedere il montaggio e l'alimentatore in azione. La prossima volta seguiranno dettagli e una descrizione approfondita del circuito. Le specifiche approssimative sono descritte in basso. La revisione finale del PCB è simile a quella che vedete nella Figura 3. La Figura 4 lo mostra in azione. 

 

SPECIFICHE

Input: 5 V +/- 10%

Output: batteria al litio a singola cella da 5 V/1.5 A o 12 V/0.75 A

WEB LINKS

[1] GreatScott! Youtube channel: www.youtube.com/c/greatscottlab/

[2] GreatScott interview: www.elektormagazine.com/news/elektor-magazine-2020-summer-edition

ARTICOLO ORIGINALE IN INGLESE AL LINK: DIY LiPo Supercharger Bundle | Elektor Magazine

 

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