Lítio

Até agora, já passamos pelos princípios básicos e mecânicos do manuseio do LiIon. Quando se trata de projetar seu circuito em torno de uma bateria de íon de lítio, acredito que você também poderia se beneficiar de um livro de receitas com sugestões diretas. Aqui, gostaria de apresentar uma coleção de receitas de LiIon que funcionaram bem para mim ao longo dos anos.

Falarei sobre configurações de células de série única (1sXp), por uma razão simples: configurações de múltiplas séries não são algo com o qual considero ter trabalhado extensivamente. As configurações de série única por si só resultarão em um artigo bastante extenso, mas para aqueles experientes no manuseio de LiIon, convido você a compartilhar suas dicas, truques e observações na seção de comentários – da última vez, tivemos alguns pontos interessantes levantados !

Existem várias maneiras de carregar as células que você acabou de adicionar ao seu dispositivo – uma grande variedade de ICs de carregador e outras soluções estão à sua disposição. Gostaria de me concentrar em um módulo específico sobre o qual acredito ser importante que você conheça mais.

Você provavelmente já viu as placas azuis TP4056 por aí - elas são baratas e você está a um pedido do Aliexpress de ter um monte, com uma dúzia de placas custando apenas alguns dólares. O TP4056 é um IC carregador de LiIon capaz de recarregar suas células a uma taxa de até 1 A. Muitas placas TP4056 possuem um circuito de proteção integrado, o que significa que tal placa também pode proteger sua célula LiIon do mundo externo. Esta placa em si pode ser tratada como um módulo; por mais de meia década, a pegada do PCB permaneceu a mesma, a ponto de você poder adicionar uma pegada da placa TP4056 aos seus próprios PCBs se precisar de carregamento e proteção de LiIon. Eu faço muito isso – é muito mais fácil e ainda mais barato do que soldar o TP4056 e todos os seus componentes de suporte. Aqui está uma pegada KiCad se você quiser fazer isso também.

Este é um IC de carregador linear - se você quiser 1 A de saída, precisará de 1 A de entrada, e a diferença de tensão de entrada-saída multiplicada pela corrente é convertida em calor. Felizmente, os módulos TP4056 são construídos para lidar razoavelmente bem com altas temperaturas e você pode adicionar um dissipador de calor, se desejar. A corrente máxima de carga é definida por um resistor entre o terra e um dos pinos, sendo o resistor padrão 1,2 kΩ, resultando em corrente de 1 A; para células de baixa capacidade, você pode substituí-lo por um resistor de 10 kΩ para definir um limite de 130 mA e pode encontrar tabelas online para valores intermediários.

Há algumas coisas interessantes sobre o IC TP4056 que a maioria das pessoas não sabe se estão usando os módulos como estão. O pino CE do IC é conectado a 5 V VIN, mas se você levantar esse pino, poderá usá-lo para desabilitar e habilitar o carregamento com uma entrada de nível lógico do seu MCU. Você pode monitorar a corrente de carga conectando o ADC do seu MCU ao pino PROG – o mesmo pino usado para o resistor de configuração de corrente. Há também um pino de termistor, normalmente conectado ao terra, mas adaptável para uma ampla gama de termistores usando um divisor de resistor, seja o termistor conectado à sua célula de bolsa ou aquele que você adicionou externamente ao seu suporte 18650.

Também há problemas com o TP4056 – é um IC bastante simples. A eficiência não é um imperativo onde há energia de parede disponível, mas o TP4056 desperdiça uma boa quantidade de energia na forma de calor. Um módulo baseado em carregador de comutação evita isso e muitas vezes também permite carregar em correntes mais altas, se necessário. Conectar uma célula ao contrário mata o chip e o circuito de proteção também – esse erro é fácil de cometer, já fiz isso bastante e é por isso que você precisa de peças sobressalentes. Se você inverter os contatos das células, jogue fora a placa – não carregue suas células com um IC defeituoso.

Além disso, dada a popularidade do TP4056, cópias deste IC são fabricadas por vários fornecedores de chips diferentes na China, e observei que alguns desses ICs de cópia quebram mais facilmente do que outros, por exemplo, não carregam mais suas células – novamente, continue peças sobressalentes. O TP4056 também não fornece temporizadores de carregamento como outros CIs mais modernos – um assunto que abordamos na seção de comentários do primeiro artigo.