СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Скидки до 50 % на комплекты
только до 25.07.2025

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

Индивидуальный проект "«Изготовление внешнего аккумулятора»

Категория: Физика

Нажмите, чтобы узнать подробности

   В современном мире, где мобильные устройства, такие как смартфон, планшеты и ноутбуки, стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, необходимость в надежных источниках энергии становится все более актуальной. С увеличением времени, проводимого пользователями за экранами, растет потребность в мобильных решениях для зарядки устройств. Внешние аккумуляторы (power banks) представляют собой удобный способ обеспечения энергии для гаджетов в условиях, когда доступ к электросети ограничен или отсутствует.Выходной порт универсального размера, поэтому всё, что нужно, чтобы зарядить смартфон, — подходящий к нему кабель. Внешний аккумулятор нужен для того, чтобы подзаряжать смартфон в любых условиях — в поездках, на природе или просто вдали от розетки. 

Показать полностью

Просмотр содержимого документа
«Индивидуальный проект "«Изготовление внешнего аккумулятора»»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Сиверская школа №3»

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ИТОГОВЫЙ ПРОЕКТ

«Изготовление внешнего аккумулятора»

Выполнил:

Викулин Глеб Николаевич

Ученик 10 класса

Научный руководитель:

Смирнова Надежда Михайловна

Учитель физики

Работа допущена к защите 25апреля 2025г.

Подпись руководителя проекта________ ____________________________)

п.Сиверский

2024-2025 уч. год





Оглавление:

1. Введение….………………………………………………….…………....…3

2.Этапы проекта……………………………………...…..………..............… ..3

3.О комплектующих…….………………………………………….….………4

4. Техника безопасности…………………………….………………………..7

5. Практическая часть……………………….…………...……………….…..8

5.1 Этап подготовки….………………………………………………….……8

5.2 Этап сборки………..………………………………………………………9

6. Создание аккумулятора………..………………….…………..…………..10

7. Заключение...……………………………………………………………….10

8.Список литературы…………………………………………………………11

























1.Введение

Внешний аккумулятор для смартфона (пауэрбанк) — это портативное зарядное устройство, которое имеет разъём USB для подключения гаджетов (один или несколько). Выходной порт универсального размера, поэтому всё, что нужно, чтобы зарядить смартфон, — подходящий к нему кабель. Внешний аккумулятор нужен для того, чтобы подзаряжать смартфон в любых условиях — в поездках, на природе или просто вдали от розетки. 

Преимущества использования пауэрбанка:

  • Удобство. Позволяет заряжать устройства в дороге, на работе или на отдыхе, не заботясь о наличии розетки. 

  • Безопасность. Можно избежать ситуации с разряженными устройствами, тем самым оставляя возможность быть на связи в экстренных ситуациях. 

  • Мобильность. Многие модели имеют компактные размеры, что позволяет без труда носить их в кармане или сумке. 

  • Многофункциональность. Пауэрбанки, как правило, совместимы с несколькими устройствами, включая смартфоны, смарт-часы и планшеты. 



Тема: изготовление внешнего аккумулятора в домашних условиях

Цель: изготовить внешний аккумулятор и проверить его работоспособность на практике.

Актуальность: в современном мире, где мобильные устройства, такие как смартфон, планшеты и ноутбуки, стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, необходимость в надежных источниках энергии становится все более актуальной. С увеличением времени, проводимого пользователями за экранами, растет потребность в мобильных решениях для зарядки устройств. Внешние аккумуляторы (power banks) представляют собой удобный способ обеспечения энергии для гаджетов в условиях, когда доступ к электросети ограничен или отсутствует

Гипотеза: если у меня получится создать аккумулятор, то я могу его использовать при необходимости.

Задачи:

• Изучение принципов работы аккумуляторов и их компонентов.

• Подбор необходимых материалов и инструментов для сборки

устройства.

• Разработка схемы подключения и сборка аккумулятора.

• Тестирование работы устройства

2. Этапы проекта

1.Изучить теоретический материал

Материалы:

Литий-ионный аккумуляторы стандарта 18650

Плата управления

Модули для зарядки и разрядки

USB-разъем

Паяльник и припой

Проводка для соединения компонентов

Корпус из пластика

3.О комплектующих

Что же такое внешний аккумулятор и как он работает? Внешний аккумулятор, или power bank — это устройство, которое преобразует солнечную энергию в электрическую. Основной принцип работы внешнего аккумулятора основан на хранении и передаче электрической энергии. Рассмотрим подробнее, что такое внешний аккумулятор и как он работает.

1. Структура внешнего аккумулятора включает несколько ключевых компонентов, которые работают вместе для обеспечения его функциональности. Вот основные элементы, составляющие внешний аккумулятор:

1. Корпус
  • Материал: обычно выполнен из пластика или алюминия, корпус защищает внутренние компоненты от механических повреждений и обеспечивает теплоотведение.

  • Дизайн: корпус может иметь различные формы и размеры, что влияет на портативность и удобство использования.

2. Аккумуляторы
  • Типы: чаще всего используются литий-ионные или литий-полимерные аккумуляторы. Эти типы аккумуляторов имеют высокую плотность энергии и компактные размеры.

  • Количество: В зависимости от емкости внешнего аккумулятора, в нем может быть один или несколько аккумуляторов, соединенных последовательно или параллельно.

3. Плата управления
  • Функции: Плата управления контролирует процесс зарядки и разрядки аккумуляторов, обеспечивает защиту от перезарядки, короткого замыкания и перегрева.

  • Элементы: включает в себя схемы управления, датчики температуры и другие компоненты, необходимые для безопасной работы устройства.

4. Выходные порты
  • Типы портов: обычно внешние аккумуляторы имеют один или несколько USB-портов (USB-A, USB-C и др.) для подключения различных устройств.

  • Выходная мощность: Порты могут поддерживать различную выходную мощность, что влияет на скорость зарядки подключенных устройств.

5. Индикаторы состояния
  • Светодиоды: Многие модели имеют светодиоды, которые показывают уровень оставшейся энергии в аккумуляторе. Это позволяет пользователям контролировать состояние заряда.


Принцип работы: Внешний аккумулятор содержит литий-ионные или литий-полимерные аккумуляторы, которые накапливают электрическую энергию. Эти аккумуляторы могут хранить значительное количество энергии в компактном формате. Когда внешний аккумулятор подключен к источнику питания (например, через USB-кабель к сети или компьютеру), энергия передается в аккумуляторы, и они начинают заряжаться. Процесс зарядки контролируется платой управления, которая отвечает за контроль за зарядкой и разрядкой аккумуляторов. Она следит за состоянием заряда, предотвращает перезарядку, короткое замыкание и перегрев. Плата управления включает в себя схемы, которые обеспечивают безопасность, включая защиту от перезарядки и перегрева, что увеличивает срок службы устройства. Внешний аккумулятор имеет USB-порты (USB-A, USB-C и др.), которые позволяют подключать различные устройства для зарядки. Когда устройство подключено, плата управления активирует процесс разрядки аккумуляторов. В зависимости от конструкции и характеристик внешнего аккумулятора, он может обеспечивать различную выходную мощность, что влияет на скорость зарядки подключенных устройств. Многие внешние аккумуляторы имеют индикаторы заряда (светодиоды), которые показывают уровень оставшейся энергии. Это позволяет пользователям легко отслеживать состояние аккумулятора. Некоторые модели могут иметь дисплеи, которые предоставляют более детальную информацию о состоянии заряда и других параметрах. После использования внешний аккумулятор можно снова зарядить, подключив его к источнику питания. Процесс зарядки аналогичен, и плата управления снова берет на себя контроль, чтобы гарантировать безопасность и эффективность.

Таким образом, внешний аккумулятор работает по принципу хранения электрической энергии в аккумуляторах, контролируемой платой управления, и последующей передачи этой энергии на подключенные устройства по мере необходимости. Это устройство обеспечивает удобство и мобильность, позволяя заряжать устройства в любое время и в любом месте.

3. Эффективность и факторы, влияющие на работу:

  • Емкость внешнего аккумулятора - чем выше емкость, тем больше энергии он может хранить и тем больше устройств можно зарядить.

  • Типы аккумуляторов - разные типы имеют разные циклы зарядки/разрядки, что влияет на их долговечность.

  • Температура - эффективность внешнего аккумулятора может снижаться при слишком высоких или низких температурах. Оптимальный диапазон температур обычно составляет от 0°C до 40°C. Высокие температуры могут привести к перегреву и повреждению аккумуляторов, что сократит срок службы.

  • Возраст аккумулятора- каждый аккумулятор имеет ограниченное количество циклов зарядки/разрядки. Со временем емкость может снижаться, что влияет на эффективность. Состояние аккумулятора также может ухудшаться из-за неправильного использования (например, перезарядка или полная разрядка).

Таким образом эффективность внешнего аккумулятора зависит от множества факторов, включая емкость, тип аккумуляторов, качество компонентов и условия эксплуатации. Понимание этих факторов может помочь пользователям выбрать более эффективные устройства и использовать их оптимально.

На фото представлены один из типов power bank и литий-ионных аккумуляторов (который я буду использовать в дальнейшем)



4.Правила техники безопасности:

  1. Работа в безопасной среде:

Проводите сборку в хорошо проветриваемом помещении, вдали от открытого огня и источников высокой температуры.

Убедитесь, что рабочая поверхность чистая и свободна от лишних предметов.

  1. Использование защитного оборудования:

Носите защитные очки, чтобы защитить глаза от возможных осколков или искр.

Используйте перчатки, чтобы избежать порезов и ожогов.

  1. Правильная работа с инструментами:

Используйте только исправные инструменты и оборудование.

Будьте осторожны при работе с острыми предметами, такими как ножницы или ножи.

  1. Обращение с аккумуляторами:

Не допускайте короткого замыкания. Избегайте контакта положительного и отрицательного контактов.

Не перегревайте аккумуляторы. Не оставляйте их на солнце или в местах с высокой температурой.

Не разбирайте аккумуляторы, если они повреждены или вздулись.

  1. Следите за полярностью:

При подключении элементов убедитесь, что соблюдена правильная полярность (плюс к плюсу, минус к минусу).

  1. Избегайте контакта с жидкостями:

Держите рабочее место сухим и избегайте попадания воды или других жидкостей на электрические компоненты.

  1. Работа с электроникой:

Перед сборкой убедитесь, что все компоненты отключены от источников питания.

Используйте защитные резисторы и предохранители для предотвращения перегрузок.

  1. Утилизация:

Утилизируйте ненужные или поврежденные аккумуляторы и электронные компоненты согласно местным правилам утилизации.

5.Практическая часть

5.1 Этап подготовки

В первую очередь, перед сборкой внешнего аккумулятора и его работоспособности, нужно было заказать недостающие комплектующие на популярном маркетплейс ozon.

1.Материнская плата с разъемом micro-USB и гнездом USB, а также со светодиодным датчиком, установленным на плату.

2. Литий-ионный аккумуляторы стандарта 18650

5.2 Этап сборки

1. На этапе исследования я изучил различные типы аккумуляторов, их характеристики и применение. Я выбрал литий-ионные аккумуляторы из-за их высокой емкости, компактности и долговечности. Далее я разработал схему подключения, учитывая требования безопасности и удобства использования

2. Для того, чтобы аккумулятор функционировал нужно подсоединить аккумулятор к плате при помощи пайки. Я использовал луженые пластинки многопроволочные в силиконовой изоляции. Они очень гибкий и легко припаиваются. Силиконовая изоляция не плавится от паяльника, что очень удобно, так как пользоваться паяльником очень сложно и требует, опыт работы с ним.

3. После присоединения аккумулятора к плате следует создание корпуса, для этого я использовал школьный 3D-принтер. Для создания самой модели я использовал программу Tinkercad, в которой сделал модель по размерам аккумулятора и материнской платы.




Следующим шагом я выгрузил модель с Tinkercad и загрузил в программу Bambu lab для непосредственной печатки модели из пластика, и вот что из этого вышло:



После завершения сборки я провел серию тестов, чтобы убедиться в работоспособности устройства. Результаты тестирования показали, что мой аккумулятор успешно заряжает мобильные устройства, а также обладает хорошей емкостью, позволяя многократную зарядку. Создание внешнего аккумулятора в домашних условиях стало не только интересным и познавательным опытом, но и полезным проектом, который может быть реализован любым желающим. Экспериментировать с дизайном и функциональностью аккумулятора для улучшения его характеристик.

6. Создание внешнего аккумулятора

В последнем этапе изготовления я положил аккумулятор в корпус, и склеил две идентичные части корпуса чтобы аккумулятор был изолирован от внешних воздействий. Готовая модель будет представлена на защите моего проекта.

7.Заключение.

В ходе выполнения проекта по созданию внешнего аккумулятора в домашних условиях я достиг значительных результатов, которые могут быть полезны как для личного использования, так и для более широкого применения. Этот проект не только продемонстрировал принципы работы аккумуляторов, но и развил навыки в области электроники и DIY (сделай сам). Основной целью моего проекта было создание портативного внешнего аккумулятора, который мог бы обеспечить надежное и безопасное зарядное устройство для различных мобильных устройств. В процессе работы я поставил перед собой следующие задачи:

• Изучение принципов работы аккумуляторов и их компонентов.

• Подбор необходимых материалов и инструментов для сборки

устройства.

• Разработка схемы подключения и сборка аккумулятора.

• Тестирование работы устройства


В завершение, проект показал, что с помощью доступных материалов и немного знаний можно создать эффективное устройство, которое будет служить верой и правдой в повседневной жизни. Я надеюсь, что мой опыт

вдохновит других на создание собственных проектов в области электроники и DIY. Вставить в сам проект

8.Список литературы:

1.Что такое электрический аккумулятор: https://ru.wikipedia.org/wiki/Электрический_аккумулятор

2. Как собрать аккумулятор: https://voltiq.ru/18650-assembly-guide/

3.Видео по использованию паяльника: https://yandex.ru/video/preview/4158970035180717852?text=как%20пользоваться%20паяльником&path=yandex_search&parent-reqid=1744263127571200-12097661526201121510-balancer-l7leveler-kubr-yp-vla-181-BAL&from_type=vast

4.Руководство по пользованию паяльником: https://club.dns-shop.ru/blog/t-375-payalnyie-instrumentyi/90493-kak-pravilno-payat-rukovodstvo-dlya-nachinauschih/

5. Как пользоваться программой для печати: https://www.qbed.space/knowledge/blog/tinkercad-for-beginners-part-1

6. Какой пластик нужен для принтера: https://3d-diy.ru/blog/kakoj-plastik-dlya-3D-printera-luchshe-vybrat-dlya-nachinayushchih/















9



Скачать

Рекомендуем курсы ПК и ППК для учителей

Вебинар для учителей

Свидетельство об участии БЕСПЛАТНО!