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干電池使用方便,因此生活中很多電子設(shè)備都使用干電池作電源。由于干電池需要經(jīng)常更換,時間長了成本就比較高,而且廢電池也是環(huán)境殺手之一,所以很多人選擇使用充電電池。一般情況下,充電電池可以使用常規(guī)的鎳鎘或鎳氫電池,這是省不了的,不過充電器方面倒是有一定的壓縮空間。市面上常見的充電器,內(nèi)部構(gòu)造其實都很簡單,我們完全可以自己做一個類似的簡易充電器。
本期介紹一款使用USB電源接口供電,針對7號鎳鎘或鎳氫充電電池的簡易充電器。它支持對充電狀態(tài)的指示:沒有接電池時指示燈不亮,接上電池后指示燈被點亮,隨著電池逐漸充滿,指示燈會變暗。
這個充電器采用USB接口供電,這里使用的是USB-A型插頭,能夠直接插到電腦的USB接口充電。充電器電路比較簡單,缺乏自動控制充電狀態(tài)的機制(如充滿自動停止功能),同時USB接口的電壓可能存在偏差,肖特基二極管以及LED二極管的導(dǎo)通電壓也有可能存在差異,再加上充電電池本身的參數(shù)和特性可能存在的區(qū)別,所以雖然當(dāng)前充電器的LED指示燈的亮度會隨著充電進程而逐步變暗,但只是一個粗略的提示,最終準(zhǔn)確充電結(jié)束時間還需要人為控制。
可以大概估算充電的時間,即用電池的標(biāo)準(zhǔn)容量除以當(dāng)前充電器的基本充電電流(60mA)。在達(dá)到估算的充電時間之后,再稍微多預(yù)留一點充電時間,保證電池充滿。
制作過程:
1. 選取橫截面為25mm×15mm的PVC線槽,剪裁一段長7.5cm的方槽作為外殼。把雙節(jié)的7號電池盒放在方槽的外側(cè),讓電池盒與方槽的其中一側(cè)邊緣對齊,在方槽側(cè)邊上與電池盒的另一側(cè)邊緣對齊的位置畫一根橫截線。用剪刀沿著橫截線,把方槽剪成如下圖所示的形狀,外殼制作完畢。
2. 用鉛筆透過電池盒底上的小孔,在外殼底面上作打孔標(biāo)記,鉆兩個直徑2mm的小孔。把平頭螺絲從外殼底面穿出來,然后再套上M3墊片。把電池盒裝到外殼底面上,外殼底面上穿出的螺絲,再從電池盒底上的小孔穿出來,然后擰上螺母并擰緊。用熱溶膠使電池盒與外殼之間固定得更牢固些。
3. 取一段線槽槽蓋作為外殼的頂蓋。在頂蓋上,距離側(cè)邊緣1cm處畫一根橫截線和一根縱向中心線。在橫截線上畫兩個打孔標(biāo)記,距離橫截線與中心線的交點3mm。再在中心線上畫一個打孔標(biāo)記,距離交點8mm。對著三個打孔標(biāo)記,分別鉆三個直徑2mm的小孔,將做好的頂蓋裝到外殼上。
4. 先給USB插頭的兩個引腳上錫,以方便后續(xù)的焊接。用尖嘴鉗把USB插頭兩側(cè)邊緣上的半圓形突起,向外側(cè)彎折,再用螺絲把USB插頭固定到頂蓋上。
5. 將 LED發(fā)光二極管安裝到外殼頂蓋上,作為指示燈。小孔直徑較小,可用鑷子左右扭動擴大小孔。準(zhǔn)備按照電路圖焊接電路。
6. 剪一小塊電工膠布(白色或黑色),把USB插座上的螺母部分蓋住。用尖嘴鉗把LED二極管的正極引腳彎折成如圖所示類似拱橋的形狀,然后跨接到USB插座的正極引腳上方。用烙鐵和焊錫絲把LED二極管的正極引腳和USB插座的正極引腳焊接在一起。把LED二極管的正極引腳焊接好后,再把LED二極管的負(fù)極引腳剪短剩下1cm左右長度,并且往圖中左側(cè)方向彎折一下。
7. 把電阻的引腳剪短,均剩下3mm左右的長度,并且往同一側(cè)彎折。把電阻兩側(cè)的引腳搭在LED二極管兩側(cè)的引腳上,先把LED二極管正極引腳上搭住的電阻引腳焊接起來。
8. 把肖特基二極管的負(fù)極引腳(有灰色環(huán)的一側(cè))往一側(cè)彎折(圖中左上方),再把肖特基二極管的正極引腳剪短,剩下5mm左右的長度,同時往另一側(cè)彎折(如圖)。把肖特基二極管的正極引腳,焊接到電阻引腳與LED二極管負(fù)極引腳之間的焊點上,再把肖特基二極管的負(fù)極引腳剪短,保留大約5mm的長度,并且彎折到遠(yuǎn)離周邊的其他元件。
9. 把電池盒的紅黑兩根引腳剪短,保留大約5cm的長度,并且把導(dǎo)線前端的絕緣膠皮剝掉,上好焊錫,把紅色導(dǎo)線焊接到肖特基二極管的負(fù)極引腳上。然后把電池盒的黑色導(dǎo)線焊接到USB插座的負(fù)極引腳上。控制好焊錫的用量,避免焊錫過多碰到USB插座引腳旁邊的金屬外殼。把外殼頂蓋順著外殼的軌道推入。
10. 裝入充電電池測試,最好使用帶USB接口的電源適配器。因為用電腦測試,如果電路接觸不正確發(fā)生短路,可能會損壞電腦的USB接口,甚至對電腦造成影響;正常情況下,把充電器的USB插頭插到電源適配器上,LED指示燈就會發(fā)光,則代表開始充電。如果LED指示燈不亮,則檢查電路是否有接觸不良的地方,連接是否正確,尤其是注意引腳區(qū)分正負(fù)極性的肖特基二極管和LED二極管的連接是否正確。
11. 測試正常之后,把外殼頂蓋從外殼上推出來,用熱熔膠滴在LED發(fā)光二極管的內(nèi)側(cè),固定好。把外殼頂蓋重新裝到外殼上,然后用熱熔膠滴在外殼軌道內(nèi)側(cè)與外殼頂蓋卡口之間的縫隙上,把外殼頂蓋和外殼固定起來。充電器制作完成。
改裝電源適配器
1. 這款充電器采用USB接口的電源供電,建議使用USB接口的電源適配器。很多人家里都有一些早期的外接充電器,我們可以將這種充電器改裝成USB接口的電源適配器。不是所有數(shù)碼產(chǎn)品的外接充電器都能改裝成標(biāo)準(zhǔn)USB接口的電源適配器,只能選擇輸出電壓是直流5V的電源適配器。另外還要注意,以前的電源適配器的接口也是千差萬別的。
2. 選好電源適配器之后,剪掉原來的接口,保留約10cm長度的導(dǎo)線。把導(dǎo)線前端長大約1cm的一段塑料外皮剝掉,再用剝線鉗剝掉內(nèi)側(cè)的一小段膠皮露出金屬線,然后上好焊錫。用萬用表測量一下電源適配器的電壓,這時的讀數(shù)應(yīng)該是5V左右,確認(rèn)其可以正常工作。
3. 準(zhǔn)備把導(dǎo)線焊接到USB插座上。把USB插座的外殼掰開,得到兩片塑料外殼和一個金屬插座。USB插座總共4根引腳,給兩側(cè)的引腳上錫。注意不要將圖中紅圈內(nèi)的金屬外殼突起誤認(rèn)作引腳。
4. 將USB插座裝上外殼。注意外殼的方向,一般來說,USB插座有USB標(biāo)記圖案的一側(cè)是朝上的,也就是對應(yīng)USB插頭上有兩個方形孔的一側(cè)。
5. 調(diào)試:首先,把電源適配器插到市電(220V交流電)的電源插座上,再把兩節(jié)7號鎳鎘電池裝到簡易充電器里,然后把充電器的USB插頭插到電源適配器引出的USB插座上。如充電器上的指示燈亮起,則說明電源適配器可以正常工作。若指示燈不亮,請仔細(xì)檢查,是否電源適配器的導(dǎo)線正負(fù)極性接反了,或者是否存在導(dǎo)線接錯或接觸不良的情況。
確認(rèn)無誤后,用熱熔膠對USB插座的外殼進行加固。到此,一個標(biāo)準(zhǔn)的USB接口電源適配器就制作完成了。