Martes de desmontaje: banco de energía portátil y cargador solar

Jan 08, 2024

En este martes de desmontaje, veremos qué hay dentro del cargador solar Hiluckey con una batería de iones de litio incorporada.

¡Advertencia! (¡Peligro!)

Abrir dispositivos con baterías de iones de litio puede ser peligroso (como descubrí por las malas). ¡Tenga mucho cuidado de no cortocircuitar dichas baterías ni perforarlas con destornilladores cuando las extraiga! Además, doblarlos es muy malo... también lo es aplastarlos... y tirarlos al suelo... ¡ah, y no los tires a la basura!

Los bancos de energía portátiles están diseñados para facilitar la carga sobre la marcha. Combine eso con las capacidades de carga solar y obtendrá una carga portátil hecha para exteriores.

El cargador solar incluye un panel solar integrado para cargar una batería interna de iones de litio. Debido a que el cargador está diseñado para uso en exteriores, es a prueba de lluvia, polvo y golpes.

También integrado en el cargador hay una fuente de luz LED muy brillante. El costado de la unidad tiene un botón para encender y apagar la luz, mientras que el costado superior de la unidad tiene dos puertos USB A y un conector micro USB para cargar desde una fuente de alimentación externa.

La parte frontal del cargador tiene LED que indican los niveles solares actuales y si la batería se está cargando.

La parte posterior del cargador solar tiene información técnica sobre características eléctricas e información de la empresa. De acuerdo con esto, la unidad puede entregar 5V @ 2.1A y tiene una capacidad de 10000mAh que permite aproximadamente que la unidad emita 2.1A durante 4.76 horas. Eso es bastante bueno para los dispositivos móviles.

Sin embargo, suponiendo que los 5 V/1 A se relacionen con la corriente de entrada para la carga, la batería (después de estar vacía) tardaría 10 horas en cargarse. Teniendo en cuenta que es poco probable que la celda solar que se muestra aquí suministre 1 A de capacidad de carga, ¡esto podría tardar dos días soleados en cargarse por completo!

La unidad se mantiene unida con cuatro tornillos (uno en cada esquina) que están protegidos con pequeños tapones de plástico que se ajustan cómodamente en los orificios de los tornillos.

Las capacidades a prueba de agua y polvo son gracias a la membrana de goma naranja que se encuentra entre las dos mitades de la carcasa. Quitar los tornillos permite que las dos mitades se separen, exponiendo los componentes internos.

El interior del cargador revela una PCB con circuitos, una gran batería de iones de litio y una celda solar.

La batería tiene una potencia nominal de 3,7 A (con una capacidad de 10000 mAh) y la celda solar tiene la designación RESUN-SOLAR 107-61 V5. Una búsqueda rápida en Google revela que esta celda solar es de 6 V @ 1 W (170 mA) que requeriría un mínimo de 49 horas de luz diurna (suponiendo que la luz sea suficiente para saturar completamente la celda solar) para cargar la batería.

Con ese fin, esta celda solar es más una "oferta superior" cuando no está en uso, de modo que, cuando necesita usar la batería, la carga solar ha proporcionado un tiempo de funcionamiento adicional. (Confía en mí, no te quejarás de obtener dos minutos adicionales en tu teléfono cuando todas las demás fuentes de energía se reducen).

La batería de iones de litio que se muestra aquí está pegada al fondo de la caja con espuma adhesiva.

Quitar la batería fue difícil y, a pesar de escribir un artículo completo sobre la seguridad de las baterías de iones de litio, uso un destornillador de punta afilada para sacar la batería. Hubo una chispa, una explosión y una bocanada de humo que me hizo tirar la batería fuera del taller en caso de que decidiera incendiarse (recuerde, esta es una batería de 10000 mAh, por lo que tiene un gran impacto). Afortunadamente, la batería estaba bien y nadie más vio mi dramática reacción, lo que ayudó a preservar mi dignidad para otro día.

La batería de iones de litio tiene la designación LL 126090P 3.7V y una búsqueda rápida en Google sugiere que esta batería es una batería de 8000 mAh en lugar de la capacidad indicada de 10000 mAh.

El PCB principal es un PCB FR4 de doble cara con muchos trazos gruesos, vertidos de cobre y componentes.

La parte superior de la PCB muestra dos conectores USB A hembra y un puerto de carga micro USB. El lado superior también tiene numerosos componentes que incluyen inductores, capacitores, diodos, transistores y resistencias.

Uno de los dos circuitos integrados que se destaca es el TC4606, que es un controlador de potencia que consta de un MOSFET de tipo N y tipo P. Instalados en un paquete SOP de 8 pines, los dos MOSFET se pueden usar en circuitos de alimentación adecuados para diseños de bajo consumo, como computadoras portátiles, notebooks y dispositivos móviles.

El segundo IC en la parte superior de la PCB es un paquete de 14 SOP que no está marcado. Es muy probable que este IC sea un microcontrolador basado en la complejidad de los ciclos de carga de iones de litio, el hecho de que el botón LED debe mantenerse presionado durante un tiempo para activarse y la elegante pantalla LED que indica la carga. Existe una posibilidad decente de que los productores de este cargador consiguieron que un proveedor de microcontroladores suministre circuitos integrados sin marcar para obstaculizar la ingeniería inversa.

La parte inferior de la PCB revela que la luz LED consta de varios LED blancos en una matriz. A pesar de ser de bajo voltaje, las altas corrientes involucradas (2.1A por ejemplo) requieren trazas gruesas y los diseñadores de esta PCB han usado soldadura en las trazas para aumentar la capacidad de corriente. La menor resistencia de dichas trazas reduce la resistencia general, lo que a su vez reduce el efecto de calentamiento causado por el flujo de corriente y también reduce la caída de voltaje.

Este cargador solar muestra que incluso algo tan simple como un cargador de batería puede ser complejo con muchas consideraciones de diseño que deben tenerse en cuenta.

Supervisar los ciclos de carga correctos requiere el uso de un microcontrolador. La protección contra el polvo requiere el uso de selladores de goma e incluso los tornillos deben mantenerse alejados de la humedad con el uso de un inserto de goma.

Este cargador es una pieza bien construida e, incluso si la batería tiene una capacidad nominal de solo 8000 mAh, ¡todavía es mucho jugo para un dispositivo móvil configurado en modo de ahorro de energía!

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