از این مدار ساده می‌توان به عنوان چراغ اضطراری با پاوربانک برای شارژ تلفن‌های همراه و درایور فن DC USB در حال حرکت (OTG) استفاده کرد. پاوربانک با ۱۲ آمپرساعت می‌تواند جریان ۲ آمپری را برای شارژ تلفن همراه تحویل دهد. همچنین میزانی برای تنظیم میزان شارژ از طریق ماژول مبدل تقویت وجود دارد. یک ولت‌متر دیجیتال وجود دارد که ولتاژ بسته باتری قابل شارژ Li-ion و همچنین ولتاژ شارژ موبایل را کنترل می‌کند. نمای داخلی نمونه اولیه نویسنده در شکل ۱ نشان داده شده است.

 

نمونه اولیه چراغ اضطراری

شکل ۱: نمونه اولیه دستگاه با نمای داخلی

 

برای ساخت پروژه اجزای زیر لازم است:

  • چهار باتری ۳۰۰۰ میلی‌آمپری از نوع Li-ion 18650 (به شکل ۳ نگاه کنید)
  • یک ماژول شارژر باتری ۵ ولت، ۱ آمپر TP4056 میکرو USB با نشانگر LED داخلی برای شارژ و سیستم محافظت از شارژ خودکار
  • یک نوار LED سفید ۴ ولت با پایه ورق آلومینیوم
  • ماژول مبدل تقویت‌کننده XL6009 DC-DC
  • دو سوئیچ SPST یک سوئیچ SPDT برای ولت‌متر دیجیتال
  • مینی ولت‌متر دیجیتال با دامنه کوچک ۰.۷۱ سانتی‌متر (۰.۲۸ اینچ)، ۲.۵ ولت تا ۳۰ ولت
  • محفظه پلاستیکی تابلو با پریزهای مادگی USB برای شارژ موبایل و فن OTG
  • ورق اکریلیک شفاف برای چراغ اضطراری در قسمت جلویی
  • یک فن کوچک OTG

 

مدار و ساز و کار آن:

نمودار مدار چراغ اضطراری با پاوربانک و درایور فن OTG در شکل ۲ نشان داده شده است. این سیستم در حدود ماژول شارژ (TP4056 (Board1، ماژول تقویت‌کننده DC-DC – Board2، چهار باتری لیتیوم یونی ۱۸۶۵۰ (BATT)،  یک ال‌ای‌دی ۶ * ۱۰ و چند جز دیگر، ساخته شده است.

 

نمودار مدار زبا پاوربانک و درایور فن

شکل ۲: نمودار مدار چراغ اضطراری با پاوربانک و درایور فن OTG

 

شکل ۳: بسته باتری لیتیوم یون

 

ماژول شارژ TP4056 مورد استفاده در این پروژه در شکل ۴ و ماژول تقویت‌کننده XL6009 DC-DC در شکل ۵ نشان داده شده است.

 

ماژول شارژر چراغ اضطراری

شکل ۴: ماژول شارژ TP4056

 

ماژول تقویت کننده چراغ اضطراری

شکل ۵: ماژول تقویت‌کننده DC-DC

 

شارژر بانک باتری:

بانک باتری شامل چهار سلول از نوع Li-ion 18650 است که به طور موازی به هم متصل می‌شوند. برای شارژ بانک باتری لیتیوم یون، از یک صفحه شارژ TP4056 (5 ولت، ۱ آمپر) با نشانگر LED و محافظت خودکار استفاده می‌شود. در این پروژه فقط از یک ماژول شارژ استفاده شده است.

با ورودی شارژر گوشی هوشمند با کیفیت خوب در CON1، شارژ کامل باتری حدود دو ساعت طول می‌کشد. وقتی کاملاً شارژ شد (ولتاژ باتری ۴.۱ ولت است)، LED قرمز داخلی ماژول TP4056 سبز می‌شود. گرچه حداکثر ولتاژ باتری لیتیوم یون ۴.۲ ولت است اما به دلایل ایمنی، شارژ ۴.۱ ولت متوقف می‌شود.

از خروجی پاور بانک می‌توان برای روشن کردن چراغ اضطراری، شارژ تلفن همراه یا رانندگی با یک مینی فن OTG DC استفاده کرد (شکل ۶ را ببینید). برای نور اضطراری، از شش نوار ۴ ولت، با ده LED در هر نوار، به طور موازی استفاده می‌شود. سوئیچ S1 برای روشن / خاموش شدن چراغ اضطراری استفاده می‌شود.

 

مینی فن چراغ اضطراری

شکل ۶: مینی فن OTG

 

ماژول تقویت‌کننده XL6009:

هنگامی که خروجی پاوربانک به باری مانند چراغ اضطراری متصل می‌شود، ولتاژ باتری آن به آرامی شروع به کاهش می‌کند. برای حفظ سطح ولتاژ ثابت برای شارژ تلفن همراه یا رانندگی با یک مینی پنکه، از ماژول مبدل افزایش‌دهنده XL6009 DC-DC (از طریق سوئیچ S2) استفاده می‌شود. در اصل یک ماژول تقویت‌کننده توان قابل تنظیم است که قدرت پاور بانک (ولتاژ کم باتری) را از ۴.۱ ولت به ۵ ولت افزایش می‌دهد.

با استفاده از صاف کننده داخلی XL6009، می‌توان ولتاژ خروجی آن را برای شارژ سریع تلفن هوشمند به ۵.۵ ولت افزایش داد. اما این ولتاژ باید به ۵.۵ ولت محدود شود و برای ایمنی دستگاه متصل نباید بیش از این سطح افزایش یابد. نقطه تنظیم شده ولتاژ خروجی ۵ ولت است.

خروجی از طریق سوکت USB مادگی استاندارد برای شارژ تلفن‌های همراه با استفاده از کابل USB در دسترس است. این خروجی شارژ موبایل در مدار CON3 در دسترس است.

سوکت مادگی میکرو USB دیگری در CON4 برای هدایت فن کوچک OTG استفاده شده است. سوئیچ S4 برای خاموش کردن فن OTG استفاده می‌شود. پریزهای USB زنانه معمولی موجود در بازار در شکل ۷ نشان داده شده است.

 

شکل ۷: سوکت‌های USB مادگی

برای نشان دادن ولتاژ بانک باتری و افزایش ولتاژ خروجی مبدل برای نظارت بر وضعیت پاور بانک و وضعیت شارژ تلفن همراه، از یک ولت‌متر دیجیتال کوچک استفاده می‌شود. برای انتخاب بین ولتاژ خروجی پاوربانک و شارژ موبایل از یک سوئیچ تک قطبی، دو پرتاب (SPDT) (S3) استفاده می‌شود.

 

ساخت و ساز چراغ اضطراری :

از یک جعبه پلاستیکی با ابعاد ۱۷.۷۸ × ۱۰.۱۶ × ۳.۸۱ سانتی‌متر (۷ × ۴ × ۱.۵ اینچ) می‌توان برای قرار دادن کل مدار استفاده کرد. این امر می‌تواند تمام اجزای از جمله بانک باتری لیتیوم یون و چراغ‌های LED را در خود جای دهد.

شکاف‌های سوئیچ‌ها و پریزهای USB را می‌توان در محفظه ارائه داد، همانطور که در شکل ۸ نشان داده شده است. شما می‌توانید از یک چاقو کوچک برای ایجاد سوراخ در جعبه پلاستیکی سوکت‌ها و سوئیچ‌ها استفاده کنید و آنها را با استفاده از چسب داغ و  نوار دو طرفه ثابت کنید.

برای پوشش LED های نور اضطراری می‌توان از یک ورق اکریلیک شفاف در قسمت جلویی استفاده کرد. از آنجا که در پشت هر نوار LED ورق آلومینیوم وجود دارد، هیچ گرمکن جداگانه ای لازم نیست. نمونه اولیه تمام شده برای چراغ اضطراری در شکل ۸ نشان داده شده است.
نمونه اولیه چراغ اضطراری

شکل ۸: نمونه اولیه تمام شده دستگاه