Разработка и изготовление электронного прибора Multi Power Bank как средство автономной зарядки мобильных устройств и питания бытовой импульсной техники | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 18 июля, печатный экземпляр отправим 22 июля.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Беднаж, С. А. Разработка и изготовление электронного прибора Multi Power Bank как средство автономной зарядки мобильных устройств и питания бытовой импульсной техники / С. А. Беднаж. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 46.1 (232.1). — С. 6-9. — URL: https://moluch.ru/archive/232/53978/ (дата обращения: 05.07.2020).



В наш век глобального роста и совершенствования науки и техники ежедневно появляются новые гаджеты, которые способны упростить жизнь современного человека. В современной динамичной жизни уже невозможно себе представить комфортного существования без мобильных устройств. Производители девайсов в гонке за симпатией пользователей увеличивают экраны устройств, повышают мощность и производительность. К сожалению, аккумуляторы мобильных устройств еще далеки от совершенства и от желаемой емкости, чтобы полноценно удовлетворить пользователя в более-менее длительном отсутствии подзарядки. Хорошо, если Вы находитесь в электрифицированной местности, и есть возможность произвести зарядку гаджета от стационарной электросети. А если такой возможности нет?

Отправляясь в путешествие, неважно, близкое или дальнее, вы какое-то время проводите в дороге - в неэлектрифицированной местности. Иногда речь идет о часах, а иногда о сутках. Если пользоваться всеми улучшенными возможностями своего гаджета по максимуму - самый мощный аккумулятор довольно быстро разряжается. Даже несколько часов активного пользования в экономном режиме, приведет ваш девайс к энергетическому голоду.

Чтобы быть во всеоружии, производители рекомендуют пользователю полезный аксессуар - внешний аккумулятор Power Bank.

Power Bank (от англ. Power Bank– накопитель энергии) называют портативное зарядное устройство. Power Bank — класс универсальных мобильных зарядных устройств.

Основная функция – хранение определенного объема электрической энергии для дальнейшей передачи его частично или полностью разрядившемуся электронному устройству, посредством стандартного USB кабеля.

Иными словами, универсальность обусловлена совместимостью со всеми стандартными цифровыми продуктами, использующими для зарядки USB интерфейс. Мобильность подразумевает, что предварительно заряженный Power Bank способен заряжать любое совместимое устройство, не прибегая к сети. При этом размеры позволяют без труда носить компактные Power Bank с собой.

На сегодняшний день только «дремучий» человек незнаком с автономными зарядными устройствами. И надо отметить, что рынок переполнен такими средствами подзарядки. С таким аккумулятором можно полноценно зарядить батарею смартфона несколько раз или осуществить подзарядку планшета. Единственное «но» внешних аккумуляторов, даже с высокой мощностью,это их конечная емкость. Рано или поздно Power Bank тоже потребует подзарядки! Ну и конечно, он не способен питать телевизор или другую импульсную технику.

Представляем вашему вниманию уникальное практичное электронное устройство – внешний аккумулятор Multi Power Bank.

Multi Power Bank – новинка научно-технического прогресса.

Внешний аккумулятор Multi Power Bank разработан и изготовлен с учетом вышеизложенных недостатков и обладает функциональными преимуществами перед представленными на рынке аналогами. С помощью Multi Power Bank вы сможете в любое время и любом месте заряжать своё мобильное устройство без страха израсходовать всю энергию, а также получите возможность пользоваться импульсной бытовой техникой в отсутствие стационарной электросети.

ИзготовленныйMulti Power Bank имеет реальную актуальность и практическую значимость ввиду наличия аварийного режима зарядки с помощью солнечных элементов.

На сегодняшний день рынок средств периферийных аккумуляторов переполнен различными новинками, которые часто имеют необоснованную завышенную цену и не всегда долговечны в использовании. Поэтому, имея опыт работы с электронными и цифровыми приборами и устройствами, автор обозначил цель проекта: разработка и изготовление электронного прибора Multi Power Bank как средство для автономной зарядки мобильных устройств и автономное питания бытовой импульсной техники.

Для достижения обозначенной цели были поставлены следующие задачи:

 проанализировать рынок средств автономной зарядки гаджетов на предмет стоимости;

 изучить электронную сборку подобных приборов, представленных на рынке;

 определить требования к электронным компонентам разрабатываемого устройства;

 разработать принципиальную схему электронного внешнего аккумулятора с дополнительными функциональными возможностями;

 изготовить электронный внешний аккумулятор с дополнительными функциональными возможностями;

 провести тестирования созданного внешнего аккумулятора;

 проанализировать созданный продукт на основе его тестирования в реальных условиях.

Себестоимость разработанного электронного прибора составила около 2,5 тыс.руб.

Монтаж Multi Power Bank произведен на макетных платах. Внешний вид устройства представлен на рис.1, 2. Готовое устройство в пластиковом корпусе имеет габариты 165x165x55мм.

C:\Program Files\Q130674\КАБ42\1БОГДАНОВА\Студ Весна\Студвесна 2018\Беднаж\фото 02 04\IMG_20180402_105232.jpg

Рис. 1 Внешний вид Multi Power Bank (солнечные панели раскрыты)

C:\Users\42каб\Downloads\IMG_20180402_104448.jpg

Рис. 2 Внешний вид Multi Power Bank (солнечные панели закрыты)

Весь процесс разработки и изготовления занял у автора около 3 месяцев в период с сентября по ноябрь включительно 2017 г.

В результате проделанной поэтапной работы разработанный прибор получился экономичным по себестоимости, а также простым и доступным при эксплуатации с функциональными возможностями:

 хранение определенного объема электрической энергии;

 передача электроэнергии частично или полностью разрядившемуся электронному устройству, посредством стандартного USB кабеля;

 автономное питание импульсной бытовой техники от вывода 220В;

 аварийная зарядка аккумулятора посредством солнечных элементов.

Разработанное устройство Multi Power Bank выполнено в печатном монтаже (рис. 3). Прибор заряжается от внешнего адаптера питания и аварийно посредством солнечных элементов.

Рис. 3. Принципиальная схема Multi Power Bank

Разработанное и изготовленное электронное устройство состоит из четырех модулей:

1 модуль - BMS (Battery Management System) controller;

2 модуль - Преобразователь 220В;

3 модуль - Индикатор зарядки LM3914;

4 модуль - понижающий преобразователь 5В LM-2596.

Таблица 1

Характеристики Multi Power Bank

Характеристика

Номинальное значение

Напряжение заряда собственного аккумулятора, В

16,8

Общая емкость, мA/ч

20800

Максимальный ток выдаваемый по цепи 5 В, А

3,5

Выходная мощность по цепи 220В, В

200 Вт

Частота по цепи 220 В, кГц

10

Разработанный прибор заключен в пластиковый корпус размером 165x165x55мм. Прибор практичен в транспортировке, благодаря небольшим размерам корпуса.

Тестирование показало, что Multi Power Bank обладает функциональными достоинствами:

 наличие световой индикации заряда аккумуляторов;

 способность одновременно зарядить несколько гаджетов;

 возможность питать непрерывно импульсную бытовую технику: радио, ЖК телевизор, DVDплеер, радиоприемник;

 допускает аварийную зарядку с помощью солнечных элементов в дневное время суток в условиях полной разрядки аккумуляторов банка;

 эффективен в 100% случаев апробации.

Разработанный прибор – Multi Power Bank не имеет аналогов на рынке внешних аккумуляторови эффективно работает в реальных условиях в 100% случаев испытания.

Автор считает, что поставленные задачи были решены и цель достигнута и определяет область применения электронного устройства Multi Power Bank следующим списком:

 зарядка любого совместимого гаджета, не прибегая к электрической сети;

 автономное питание импульсной бытовой техники;

 зарядка аккумуляторов в дневное время суток посредством солнечных элементов в отсутствие электросети.

Исходя из вышеизложенного, автор считает, что Multi Power Bank является одним из необходимых устройств для повсеместного и ежедневного использования с целью автономной зарядки портативных гаджетов и автономного питания импульсной бытовой техники в отсутствие стандартной электросети.

Литература:

  1. Игумнов Д.В., Костюнина Г.П. «Основы полупроводниковой электроники» 2015, М.: «Горячая линия - Телеком».
  2. Берикашвили В.Ш., Черепанов А.К. «Электронная техника» 2015, М.: «Академия».
  3. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. «Электроника и микропроцессорная техника» 2012, М.: «Высшая школа».
  4. Гальперин М.В. «Электронная техника» 2014, М.: «Форум».
  5. Якубовский С.В. Справочник «Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы» 2012, Москва: «Радио и связь».
  6. Шеин А.Б. «Методы проектирования электронных устройств».
Основные термины (генерируются автоматически): USB, импульсная бытовая техника, автономное питание, внешний аккумулятор, разработанный прибор, возможность, Внешний вид, автономная зарядка, пластиковый корпус, принципиальная схема.


Похожие статьи

Модернизация робота — чистильщика аквариумов...

Рис. 1. Внешний вид робота. Владелец аквариума просто включает MOAI, всю

Зарядка будет осуществляться во время простоя робота на док-станции, в которой будет находиться базовая

Для зарядки аккумулятора небольшой УФ лампы достаточно будет Qi-набора с выходом 5 V/1...

Преобразовательное устройство... | Молодой ученый

Разрядное устройство представляет собой импульсный регулируемый преобразователь на CMOS ключе.

Зарядное устройство работает только в периоды, когда энергия, отдаваемая БС, превышает потребности нагрузки (время пребывания КА на солнечной стороне орбиты, а...

Разработка устройства оповещения о необходимости приёма...

- Наличие носимого устройства оповещения. - Наличие автономного питания.

Блок питания устройства состоит из трансформатора переменного тока, преобразующего 220В в

На данный момент разработан прототип устройства оповещения о необходимости приема лекарств.

Системы управления для системы автономного питания

Приведено основное понятие системы автономного питания. Рассмотрены основные аспекты возможной работы систем автономного питания. Приведена и рассмотрена схема строения таких систем. Показаны и расписаны примеры использования систем автономного питания, а...

Автономная система ориентирования беспилотного летательного...

Использование автономной системы ориентирования и методов обработки изображений и

Проведен анализ инженерных решений, характеристик и возможностей построения систем

Носков В. П., Рубцов И. В. Формирование объединённой модели внешней среды на основе...

Способы защиты устройств СЦБ от перенапряжения

Самыми распространёнными средствами защиты от перенапряжений приборов перегонной сигнальной установки автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации являются вентильные разрядники типа РВНШ-250 или РВН-250. Разрядник РВН-250 предназначен для...

Автономная система ориентирования беспилотного летательного...

Предложены состав и схема (алгоритм) функционирования автономной системы

Разработка и создание эффективных и сравнительно недорогих лазерных приборов для применения в

Основные блоки и принципиальная схема функционирования системы управления БЛА с...

DC-DC преобразователь на базе MP1484EN | Статья в журнале...

Данная статья носит обзорный характер и посвящена вопросу проектирования источника питания на базе известной микросхемы импульсного DC — DC преобразователя MP1484EN, применяемой в источниках питания электронных устройств разного назначения.

Литий-ионные аккумуляторы | Статья в журнале «Молодой ученый»

Последовавшие вслед за этим попытки разработать литиевые аккумуляторы (рис. 1) оказались неудачными из-за возникших проблем в

Высокоемкие аккумуляторы обычно имеют небольшие размеры борнов (токосъемников) в сравнении с объемом корпуса аккумулятора.

Похожие статьи

Модернизация робота — чистильщика аквариумов...

Рис. 1. Внешний вид робота. Владелец аквариума просто включает MOAI, всю

Зарядка будет осуществляться во время простоя робота на док-станции, в которой будет находиться базовая

Для зарядки аккумулятора небольшой УФ лампы достаточно будет Qi-набора с выходом 5 V/1...

Преобразовательное устройство... | Молодой ученый

Разрядное устройство представляет собой импульсный регулируемый преобразователь на CMOS ключе.

Зарядное устройство работает только в периоды, когда энергия, отдаваемая БС, превышает потребности нагрузки (время пребывания КА на солнечной стороне орбиты, а...

Разработка устройства оповещения о необходимости приёма...

- Наличие носимого устройства оповещения. - Наличие автономного питания.

Блок питания устройства состоит из трансформатора переменного тока, преобразующего 220В в

На данный момент разработан прототип устройства оповещения о необходимости приема лекарств.

Системы управления для системы автономного питания

Приведено основное понятие системы автономного питания. Рассмотрены основные аспекты возможной работы систем автономного питания. Приведена и рассмотрена схема строения таких систем. Показаны и расписаны примеры использования систем автономного питания, а...

Автономная система ориентирования беспилотного летательного...

Использование автономной системы ориентирования и методов обработки изображений и

Проведен анализ инженерных решений, характеристик и возможностей построения систем

Носков В. П., Рубцов И. В. Формирование объединённой модели внешней среды на основе...

Способы защиты устройств СЦБ от перенапряжения

Самыми распространёнными средствами защиты от перенапряжений приборов перегонной сигнальной установки автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации являются вентильные разрядники типа РВНШ-250 или РВН-250. Разрядник РВН-250 предназначен для...

Автономная система ориентирования беспилотного летательного...

Предложены состав и схема (алгоритм) функционирования автономной системы

Разработка и создание эффективных и сравнительно недорогих лазерных приборов для применения в

Основные блоки и принципиальная схема функционирования системы управления БЛА с...

DC-DC преобразователь на базе MP1484EN | Статья в журнале...

Данная статья носит обзорный характер и посвящена вопросу проектирования источника питания на базе известной микросхемы импульсного DC — DC преобразователя MP1484EN, применяемой в источниках питания электронных устройств разного назначения.

Литий-ионные аккумуляторы | Статья в журнале «Молодой ученый»

Последовавшие вслед за этим попытки разработать литиевые аккумуляторы (рис. 1) оказались неудачными из-за возникших проблем в

Высокоемкие аккумуляторы обычно имеют небольшие размеры борнов (токосъемников) в сравнении с объемом корпуса аккумулятора.

Задать вопрос