Портативное зарядное устройство

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

ГАПОУ «Гуманитарно - технический техникум» г. Оренбурга

Специальность 08.02.09 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

на тему

«Портативное зарядное устройство»

по дисциплине

«Физика»

Выполнил: студент 1 курса, гр. 102

Ильясов Ануар Жангалиевич

Руководитель проекта:

Попова Светлана Николаевна

Оренбург, 2022

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Создание портативных зарядок

Виды зарядных устройств

Сборка зарядного устройства

Отслеживание время зарядки телефонов различных видов

Сравнительная таблица положительных и отрицательных качеств зарядных устройств

Заключение

Литература

Введение

Многие из нас не раз сталкивались с проблемой зарядки батареи мобильного телефона во время каких-либо поездок. Зачастую, отправляясь в дорогу, мы попросту забываем взглянуть на дисплей телефона и убедиться, что его батарея заряжена. И только в пути выясняется, что принять важный вызов невозможно, потому как телефон вот-вот выключится. У кого-то из нас бывают и просто столь длительные поездки, что даже полностью заряженная батарея телефона успевает разрядиться, а доступа к сети переменного тока, по стечению обстоятельств, нет.

Соответственно и возможности воспользоваться штатным зарядным устройством, из комплекта телефона также нет. Да мало ли какие еще ситуации могут быть в жизни.

Но что же делать, если необходимо подзарядить батарею мобильного телефона в иных условиях, например, в туристическом походе, где нет привычных и при этом доступных источников энергии, подходящих для питания телефона?

Наша работа поможет вам найти выход из этой трудной жизненной ситуации.

Цель нашей работы: создать паурбанк своими руками из подручных материалов.

Объект исследования: портативное зарядное устройство;

Предмет исследования:энергия, получаемая от зарядного устройства.

Практическая значимость: Мыпривыкли к постоянному наличию телефонной связи, большинство из нас настолько привыкли, что без нее чувствуют себя очень дискомфортно. Материалы нашей работы помогут смастерить портативное зарядное , которое способно выручить нас и в таких экстремальных ситуациях.

Создание портативных зарядок

Портативное зарядное устройство, или внешний аккумулятор, это устройство, которое позволяет заряжать мобильные устройства в любом месте и в любое время. Оно представляет собой компактный блок, который имеет встроенную батарею и различные порты для подключения устройств.

Портативные зарядные устройства обычно поставляются в различных размерах и емкостях. Некоторые из них могут заряжать только одно устройство, а другие - несколько одновременно. Более продвинутые модели могут также иметь функцию быстрой зарядки, а также встроенный светодиодный фонарик.

Они оказывают большую помощь в поездках, кемпингах или в любой другой ситуации, когда доступ к электричеству ограничен. Некоторые портативные зарядные устройства также могут использоваться как футляры для хранения и защиты мобильных устройств.Первые портативные зарядные устройства появились в начале 2000-х годов. Идея возникла из-за необходимости увеличения энергоэффективности современных гаджетов, которые нуждаются в постоянном питании.Компании, выпускавшие мобильные телефоны и другие портативные устройства, поняли, что потребители нуждаются в устройствах, которые позволяют заряжать свои гаджеты в любом месте и в любое время. Портативные зарядные устройства обычно используют литий-ионные аккумуляторы, которые заряжаются через USB-порт на компьютере или через адаптер, подключаемый к обычной электрической розетке.

Для зарядки других устройств таких как смартфоны, планшеты и другие гаджеты, устройство оборудовано USB-выходом.

При производстве используются различные материалы, такие как пластик, металл и кожа.

Компактный дизайн, легкость и портативность делают портативные зарядные устройства идеальными для использования в путешествиях, экскурсиях или когда доступ к электричеству ограничен.

Первые портативные зарядные устройства были достаточно громоздкими и тяжелыми, но с течением времени, технологии стали более совершенными, а устройства - более компактными и легкими. Сегодня портативные зарядные устройства можно найти в разных размерах и формах, которые позволяют их легко переносить в сумке или кармане. Более того, многие из них имеют возможность быстрой зарядки и кроме того, может заряжаться через солнечную батарею. Если мы заглянем внутрь корпуса, то обнаружим несколько батарей и микросхему питания. Вес одной батареи емкостью около 2 000 mA·h составит 30 г. Поэтому не ловитесь на удочку «компактный повер банк весом до 400 г с рекордной емкостью в 50 000 mA·h» -- это из ряда дешевой фантастики. Настолько энергоемкий аккумулятор должен весить около 1 кг, что делает его не таким уж и портативным.

Принцип работы внешнего аккумулятора прост: сначала вы его заряжаете от сети 220 В, а затем при необходимости подключаете к нему мобильные устройства для полной зарядки или подзарядки. На выходе аккумулятор дает 5 В, что должно подойти для большинства гаджетов.

С развитием технологий и увеличением количества портативных устройств, спрос на портативные зарядные устройства растет ежегодно. В настоящее время портативные зарядные устройства стали необходимым аксессуаром и являются неотъемлемой частью повседневной жизни большинства людей.

Например, портативные зарядные устройства, также известные как power bank или мобильные зарядные устройства, появились на рынке не так давно, в начале 2010-х годов. Они позволяют пользователям подзаряжать свои мобильные устройства вне дома и офиса, где нет доступа к розеткам.

Сначала портативные зарядные устройства были достаточно тяжелыми и громоздкими, с небольшой емкостью батареи. Они часто не подходили для зарядки большинства мобильных устройств, так как различные устройства требуют различного выходного напряжения и тока.Или В 2010 году компания Mophie выпустила первый в мире портативный зарядный аккумулятор для iPhone, которые могли повысить эффективность использования батареи на 150%. После этого, другие производители также начали разрабатывать свои собственные портативные зарядные устройства.

В дальнейшем, с развитием технологий, портативные зарядные устройства стали легче и компактнее. Они получили более высокую емкость батареи и множество выходных разъемов, подходящих для разных типов мобильных устройств.

Сегодня портативные зарядные устройства производятся в разных формах и размерах, с различной емкостью, напряжением и током. Они обычно оснащены разными портами для зарядки и поддерживают быструю зарядку, чтобы позволить пользователю быстро зарядить свои мобильные устройства в любой ситуации. Ведь Power Bank является неотъемлемой частью повседневной жизни людей, которые используют мобильные устройства постоянно. Они пользуются большой популярностью, т.к. обеспечивают удобство и надежность использования гаджетов в любых условиях.

Виды зарядных устройств

Существует несколько типов зарядных устройств, включая трансформаторные и импульсивные.

Трансформаторные зарядные устройства используют электромагнитные поля, чтобы передавать энергию на аккумулятор, и обычно требуют некоторого времени для полной зарядки. Они обычно более дешевые и менее сложные, чем импульсные зарядные устройства.

Импульсные зарядные устройства, в свою очередь, используют более современные технологии, чтобы быстрее заряжать аккумуляторы. Они часто более эффективны и могут заряжать батареи с разными характеристиками. Однако, так как они более сложны и дороже, то имеют большую стоимость.

Отличаются они друг от друга тем, что импульсные более легкие и меньше по размеру, трансформаторные ЗУ - больше и тяжелее; контроль процесса подзарядки, как в случае с трансформаторным, или оставить зарядное включенным и заниматься своими делами, как в случае в импульсным.

Существует несколько типов портативных зарядных устройств:

1. Power bank (банк питания) - это типичное портативное зарядное устройство, которое используется для подзарядки устройства через USB-порт.

2. Солнечные зарядные устройства - это зарядные устройства, которые используют солнечный свет для зарядки аккумуляторов.

3. Автомобильные зарядные устройства - это зарядные устройства, которые питаются от прикуривателя автомобиля и используются для зарядки мобильных устройств во время поездки.

4. Ручные генераторы - это портативные зарядные устройства, которые используют механическую энергию для зарядки батарей, например, путем вращения ручки.

5. Карманные зарядные устройства - это компактные зарядные устройства, которые легко помещаются в кармане и используются для зарядки маломощных устройств, например, наушников и фитнес-трекеров.

6. Рюкзаки с зарядными устройствами - рюкзаки с встроенными портативными зарядными устройствами, которые могут заряжать устройства во время перемещения.

Так же существует 3 вида зарядных устройств:

С несъемным кабелем; Со съемным кабелем; Без кабеля.

Устройство с несъемным кабелем - это устройство, у которого кабель не может быть отсоединен от корпуса.

Устройство со съемным кабелем - это устройство, у которого кабель может быть отсоединен от корпуса.

Устройство без кабеля - это устройство, которое не имеет кабеля для подключения.

Разновидности по типу аккумулятора:

По типу батареи различают литий-ионные и литий-полимерные повер банки. Литий-ионные встречаются чаще, они выглядят как продолговатые цилиндры. Они устойчивы к перегреву и имеют самый низкий коэффициент саморазрядки. К недостатку можно отнести значительный вес энергоемких моделей. Литий-полимерные аккумуляторы отличаются гелеобразным наполнителем и использованием полимера в качестве электролита. Батарея выполнена в виде эластичного пакета с контактами. К преимуществам такого типа относят высокий потенциал энергоемкости и маленький вес. К недостаткам -- необходимость в качественной защите от перегрева и возгорания, чувствительность к полной разрядке (устройство может выйти из строя) и высокая себестоимость продукции.

Особняком стоят модели со встроенной солнечной батареей. Они заряжаются от сети питания, но могут «подкрепляться» от солнца. Эффективность такого способа пополнить запасы портативной зарядки зависит от площади панели и условий внешней среды (доступ к прямым солнечным лучам). Такое дополнение будет интересно тем, чей род деятельности связан с длительными экскурсиями по открытой местности вдали от благ цивилизации (экспедиторы, экскурсоводы, исследователи, натуралисты). Присмотреться к «солнечным» повер банкам стоит и любителям охоты, рыбалки и походов.

Сборка зарядного устройства

Для создания портативного зарядного устройства вам понадобятся:

1. Аккумулятор на выбор: Li-Ion, Li-Po, NiMH или другой.

2. Зарядное устройство, подходящее для выбранного аккумулятора. Оно может быть куплено готовым или сделано своими руками.

3. Разъем для зарядки устройств, которые вы хотите заряжать.

4. Корпус для устройства. Можно использовать любой удобный вам контейнер.

5. Кнопка включения для устройства.

6. Кабель для зарядки аккумулятора.

Шаги:

1. Соберите аккумулятор, зарядное устройство и разъем для зарядки.

2. Соедините все компоненты с помощью пайки или проводов.

3. Установите кнопку включения на корпус.

4. Разместите все компоненты внутри корпуса, закрепите их местоположение.

5. Подсоедините к корпусу разъем для зарядки.

6. Проверьте работу зарядного устройства.

7. Закройте корпус и портативное зарядное устройство готово к работе.

Однако, для безопасной работы с аккумуляторами и электроникой, рекомендуем получить более подробную инструкцию и навыки перед началом работы.

Отслеживание время зарядки телефонов различных видов

На время зарядки телефонов и других портативных устройств влияют различные факторы, такие как емкость аккумулятора, тип и мощность зарядного устройства, состояние батареи и т. д. Однако, приблизительное время зарядки для некоторых популярных моделей телефонов и других устройств можно представить в виде следующей таблицы:

Устройство | Время зарядки

iPhone 12 | 1 час 20 минут

Samsung Galaxy S20 | 1 час 30 минут

Xiaomi Redmi Note 9 | 1 час 45 минут

iPad Air | 3 часа

Apple Watch | 2 часа

AirPods | 15 минут

Кроме того, на время зарядки может влиять тип зарядного устройства. Например, быстрая зарядка позволяет зарядить устройство до 50% за 30 минут, а полный заряд занимает до 1,5 - 2 часов. А для портативных зарядных устройств время зарядки зависит от их емкости и мощности. Например, для Power Bank емкостью 10 000 мАч и мощностью 2,1 А время зарядки составит примерно 5-6 часов, а для более мощных моделей - менее 3 часов. Можно ли пользоваться телефоном во время зарядки от Повербанка?

При зарядке аккумулятор телефона генерирует тепло, и если устройство используется в то же время, то это увеличивает тепловыделение, что может повредить батарею и вызвать повреждение устройства. Во-вторых, "залипание" в смартфоне во время зарядки может повысить риск возникновения опасных ситуаций. Однако даже павербанки с функцией с pass-through charging не могут одновременно заряжаться и разряжаться. Это физически невозможно, потому что ток движется только в одном направлении.

Сравнение положительных и отрицательных качевст зжарядных устройств

| Положительные качества | Отрицательные качества |

| ---------------------- | ---------------------- |

| Портативность | Низкая емкость |

| Удобство использования | Низкая скорость зарядки |

| Высокая емкость | Высокая цена |

| Разнообразие подключений | Маленький размер и степень защиты |

| Быстрая зарядка | Ограниченный срок службы |

| Проверенное качество | Тяжелый вес |

| Хорошая совместимость | Технические проблемы |

| Долгий срок службы | Жесткий конкурентный рынок |

| Надежность | Ограниченная гарантия |

| Высокая эффективность | Потеря емкости со временем |

Зарядные устройства от солнечной батареи- Можно зарядить телефон

в отсутствии сети постоянного и переменного тока. Нельзя заряжать в пасмурную погоду и ночью Универсальное зарядное устройство типа «динамо»- Можно зарядить телефон в отсутствии сети постоянного и переменного тока. Для зарядки нужно все время крутить ручку, в тоже время говорить по телефону, что очень неудобно Новое зарядное устройство- Можно зарядить телефон в отсутствии сети постоянного и переменного тока. Зарядки хватает на ограниченное количество устройств, после чего нужно поменять батарейки или подзарядить аккумуляторы.

Заключение

Теперь мы знаем, для чего нужен power bank. Но сначала нужно проанализировать рационально ли вы тратите энергию смартфона, а уж потом покупать внешний аккумулятор.Несмотря на простоту исполнения и знакомый принцип работы, у внешних аккумуляторов есть свои правила эксплуатации: как заряжать, как хранить, как транспортировать, как подключать устройства для зарядки и прочее.Контролировать уровень заряда переносного источника питания можно с помощью светодиодных индикаторов или по информации на дисплее. Для восполнения энергии power bank подключают к сети через «зарядку» мобильного телефона с USB-разъемом (как правило, в комплекте она не идет). Когда вновь загорятся все индикаторы, свидетельствующие о полной зарядке, аккумулятор необходимо отключить от сети. Хотя у проверенных производителей отключение происходит автоматически. Что касается затраченного времени, то оно у разных моделей может меняться от получаса до нескольких часов в зависимости от емкости и качества. Заряжать повер банк можно и от компьютера (через USB), но процесс займет больше времени.

Power bank нельзя оставлять в холодном неотапливаемом помещении. К примеру, мало кто задумывается, оставляя прибор на ночь в машине в зимнее время. На время длительного бездействия повер банк не должен оставаться со 100 % заряда, оптимальная цифра -- 80 -- 60%.

Купленный новый аккумулятор нужно «прокачать» для достижения максимальной емкости. Для начала его нужно полностью зарядить, а потом провести 3 -- 4 полных цикла разрядки/зарядки. В процессе эксплуатации разряжать до 0% нужно раз в несколько месяцев, делать это постоянно не рекомендуется. Нельзя оставлять работающую зарядку под прямыми лучами солнца или вблизи источников тепла (отопительные радиаторы, электрообогреватели, бытовые электроприборы). При транспортировке избегайте попадания на корпус капель воды, не храните прибор в помещениях с повышенной влажностью воздуха. Не оставляйте Повербанк под прямыми солнечными лучами и возле горячих предметов. Для безопасной зарядки устройству нужен свежий воздух. Нельзя заряжать телефон под подушкой или в кармане. Отключайте Повербанк от сети, когда он полностью зарядится

В качественных моделях предусмотрена защита от перезарядки гаджета, т. е. при полном заполнении батареи смартфона или планшета повер банк автоматически отключается и прекращает подачу энергии.

Соблюдение этих важных правил продлит срок службы батареи и замедлит темп снижения емкости. При грамотном подходе ваш power bank проработает на несколько лет дольше. Если только вы не столкнетесь с китайским браком, когда ваши личные усилия уже будут бессмысленны.

Надеюсь этот проект поможет избежать типичных ошибок пользователей еще на первом этапе адаптации портативного аккумулятора.

Список использованной литературы

1. Ю.И. Дик «Большой справочник по физике», «Дрофа» 2004г

2. https://minterese.ru/portativnaya-zaryadka-vsegda-v-seti/#evolyutsiya-portativnyh-zaryadok

3. http://mob-mobile.ru/statya/846.

4. Powerbank.club, статья URL: http://www.power-bank.club/faq/about-powerbank/

5. Статья «Систематизация информации о рынке современных внешних аккумуляторов», Юрий Юрьев URL: https://www.ixbt.com/live/preview/sistematizaciya-informacii-o-rynke-sovremennyh-vneshnih-akkumulyatorov.html

6. Энциклопедия практической электроники [Электронный ресурс] - Дэвид Рутледж 2002 год URL: http://stoom.ru/content/view/38/140/

7. http://fb.ru/article/240207/power-bank---chto-eto-hiper-power-bank

8. https://batteryk.com/kak-vybrat-power-bank

9. https://delaismelo.ru/kompyutery-internet/power-bank-svoimi-rukami

10. http://fb.ru/article/307975/pover-bank-svoimi-rukami-shema-kak-sdelat-poverbank-svoimi-rukami зарядное устройство аккумулятор

Размещено на Allbest.ru