Создание портативного источника питания 2.2-30В из аккумулятора 3.7В в корпусе геймпада

Введение в проект

В мире электроники и создания прототипов надежный источник питания – это один из ключевых инструментов. В этой статье мы рассмотрим, как своими руками собрать компактный и универсальный преобразователь напряжения. Устройство позволит получать регулируемое напряжение от 2.2 до 30 вольт из обычного литий-ионного аккумулятора на 3.7 вольта, используя в качестве корпуса старый контроллер от игровой приставки. Это отличный способ дать вторую жизнь старым компонентам и получить удобный лабораторный инструмент.

Основная идея проекта – создать мобильный и удобный блок питания для настольных экспериментов. В качестве основы был взят корпус от контроллера Super Nintendo, что обеспечило эргономичный и прочный корпус. Главной задачей была компактная компоновка всех электронных компонентов внутри ограниченного пространства.

Для питания устройства выбран распространенный и доступный элемент – аккумуляторная батарея от старого мобильного телефона на 3.7В. Такие батареи легко найти, они имеют подходящие размеры и могут быть заряжены с помощью недорогого модуля зарядки. Давайте подробно разберем все этапы создания этого полезного гаджета.

Необходимые компоненты и инструменты

Для сборки потребуется следующий набор электронных компонентов, многие из которых можно найти в популярных онлайн-магазинах:

1. Корпус контроллера Super Nintendo.
2. Цифровой вольтметр для отображения выходного напряжения (диапазон 4.5-30В).
3. Повышающе-понижающий преобразователь (Step Up/Down Converter) с регулировкой выходного напряжения от 2.2 до 30В при входном 3-35В.
4. Переменный резистор (потенциометр) на 10 кОм для плавной регулировки напряжения.
5. Литий-ионный аккумулятор на 3.7В (можно извлечь из старого телефона).
6. Банановые разъемы (гнезда и штекеры) для удобного подключения нагрузки.
7. Дополнительные аксессуары: зажимы типа «крокодил», щупы.
8. Переключатель (SPDT) для включения/выключения устройства.
9. Модуль для зарядки аккумулятора (с micro-USB входом).

Из инструментов обязательно понадобятся: паяльник с припоем, кусачки, плоскогубцы, отвертка, дремель или нож для работы с пластиком, сверло, суперклей и термоусадка.

Подготовка корпуса контроллера

Первый этап – подготовка корпуса. Необходимо освободить внутреннее пространство для размещения новой начинки.

1. Аккуратно отвинтите и снимите заднюю крышку контроллера.
2. Извлеките оригинальную печатную плату и шнур. Их можно сохранить для других проектов.
3. Снимите кнопки управления (D-панель и другие) и отложите их в сторону.
4. Внутри корпуса находится множество пластиковых направляющих и перегородок. Аккуратно срежьте их, чтобы освободить как можно больше места, но будьте осторожны – не повредите посадочные места для винтов, которые понадобятся для сборки.

Планировка и размещение компонентов

Прежде чем что-либо приклеивать или паять, необходимо провести «примерку». Разложите все основные компоненты внутри корпуса и определите оптимальное место для каждого, учитывая не только их размеры, но и будущие соединения проводами, которые могут занимать значительный объем.

В данном проекте было решено разместить выходные банановые гнезда и переключатель в отверстиях, оставшихся от штатных кнопок контроллера. Это удобное и логичное решение.

Установка банановых разъемов и регулятора

Банановые разъемы обеспечивают универсальность подключения. К ним можно присоединить провода с зажимами «крокодил», щупы или специальные переходники для макетной платы.

1. Так как стандартные разъемы слишком длинные, их нужно модифицировать. Аккуратно удалите часть пластикового корпуса.
2. Нанесите суперклей на внутреннюю поверхность отверстий для кнопок и установите подготовленные гнезда.
3. Для надежной фиксации используйте небольшие шайбы и контргайки. Если болт выступает, его можно аккуратно подрезать кусачками.

Ручка переменного резистора (потенциометра), выведенная на корпус, будет служить органом регулировки выходного напряжения.

Монтаж зарядного модуля

1. Поместите модуль зарядки внутрь корпуса и отметьте место, где будет находиться разъем micro-USB для подключения кабеля.
2. Аккуратно просверлите или прорежьте отверстие под разъем.
3. Обработайте края отверстия, чтобы они были ровными.
4. Нанесите суперклей на тыльную сторону модуля и надежно зафиксируйте его на внутренней стенке корпуса. Дайте клею полностью высохнуть.

Подготовка аккумулятора

Для подключения аккумулятора к схеме необходимо припаять к его контактам провода.

1. Обратите внимание на маркировку полярности на аккумуляторе (+ и -).
2. Аккуратно залудите контактные площадки батареи, используя паяльник с хорошим прогревом и быструю работу, чтобы не перегреть элемент.
3. Припаяйте к контактам заранее залуженные тонкие многожильные провода. Рекомендуется предварительно проверить работоспособность и остаточную емкость старого аккумулятора.

Установка цифрового вольтметра

Чтобы видеть текущее выходное напряжение, в переднюю панель контроллера встраивается цифровой дисплей.

1. Разметьте на корпусе область под размеры дисплея.
2. С помощью острого ножа или резака аккуратно прорежьте пластик по намеченному контуру. Пластик корпуса обычно тонкий, поэтому работа требует аккуратности, но не сложна.
3. Удалите вырезанный фрагмент и зачистите края отверстия.
4. Вставьте дисплей в посадочное место и зафиксируйте его по периметру суперклеем.

Сборка и пайка электрической схемы

Это самый ответственный этап. Рекомендуется сверяться со схемой соединений, чтобы не допустить ошибок в полярности.

1. Припаяйте провода к выводам потенциометра и подключите их к соответствующим контактам на плате преобразователя напряжения.
2. К выходным клеммам преобразователя (OUT+ и OUT-) припаяйте провода, которые затем будут соединены с банановыми гнездами и контактами вольтметра.
3. Входные клеммы преобразователя (IN+ и IN-) соедините с контактами зарядного модуля, предназначенными для подключения аккумулятора. Строго соблюдайте полярность.
4. Подключите аккумулятор к цепи через выключатель. Один провод от аккумулятора идет на выключатель, а с выключателя – на вход зарядного модуля/преобразователя. Второй провод аккумулятора подключается напрямую.
5. Перед окончательной сборкой обязательно проведите тестирование: подключите аккумулятор, включите устройство, проверьте работу вольтметра и регулировку напряжения на выходных разъемах.
6. Если все работает корректно, аккуратно уложите провода внутри корпуса и закройте его задней крышкой, закрутив все винты.

Изготовление переходника для макетной платы

Для удобства работы с макетными платами можно изготовить специальный переходник.

1. Возьмите банановый штекер и припаяйте к нему два провода (красный для «+», черный для «-»).
2. На свободные концы проводов припаяйте штырьковые разъемы, подходящие для макетной платы (например, обрезанные перемычки).
3. Места пайки изолируйте с помощью термоусадки.

Теперь ваш портативный источник питания готов! Вы можете использовать его для питания различных электронных проектов, экспериментов с Arduino или другими микроконтроллерами, а также для тестирования компонентов. Это компактное и функциональное устройство, собранное своими руками, станет отличным помощником на вашем рабочем столе.

Источник