پاور بانک چیست و چگونه کار میکند؟
پاور بانک یک منبع تغذیه قابلحمل است که انرژی الکتریکی را در باتری داخلی ذخیره میکند و هنگام نیاز، آن را با ولتاژ استاندارد ۵ ولت از طریق پورت USB در اختیار موبایل، هدفون بیسیم، ساعت هوشمند و سایر گجتها قرار میدهد.
ساختار کلی یک پاور بانک از چند جزء اصلی تشکیل میشود:
- باتری قابل شارژ: معمولاً لیتیومیون یا لیتیوم پلیمر با ولتاژ نامی ۳٫۷ ولت و ظرفیت چند هزار میلیآمپر ساعت.
- ماژول مدیریت شارژ و محافظت (BMS / ماژول پاور بانک): برای جلوگیری از شارژ بیشازحد، دشارژ عمیق، اتصال کوتاه و کنترل جریان ورودی/خروجی.
- مبدل DC-DC افزاینده: تبدیل ولتاژ ۳٫۷ ولت باتری به ۵ ولت پایدار روی خروجی USB.
- پورتهای ورودی و خروجی: ورودی (معمولاً Micro USB یا USB-C) برای شارژ خود پاوربانک و خروجیهای USB برای شارژ دستگاهها.
انواع پاور بانک
۱. پاور بانکهای معمولی (Standard)
این مدلها خروجی ۵ ولت با جریان ۱ تا ۲٫۱ آمپر دارند و برای شارژ روزمره گوشی و گجتها مناسباند. اکثر ماژولهای ساده موجود در بازار همین ساختار را پیاده میکنند و برای پروژههای خانگی گزینهای اقتصادی و قابلاعتماد هستند.
۲. پاور بانکهای فست شارژ
در این نوع پاوربانک، از پروتکلهایی مثل Quick Charge یا USB-PD پشتیبانی میشود و با افزایش ولتاژ (۹ یا ۱۲ ولت) یا جریان، سرعت شارژ گوشیهای سازگار بالاتر میرود. برای ساخت چنین مدلی باید از ماژولهای تخصصیتر استفاده کنید که توان و کیفیت بالاتری دارند.
۳. پاور بانکهای خورشیدی و هیبرید
این پاوربانکها علاوه بر شارژ از برق شهری، از یک پنل خورشیدی کوچک هم برای شارژ باتری داخلی استفاده میکنند. با اضافه کردن پنل خورشیدی و ماژول شارژ مناسب میشود پاوربانکی ساخت که در فضای باز هم قابل شارژ باشد؛ هرچند سرعت شارژ معمولاً خیلی بالا نیست.
انواع باتری قابل شارژ مناسب برای ساخت پاور بانک
انتخاب باتری، مهمترین بخش طراحی پاوربانک است. رایجترین گزینهها:
- سلول لیتیومیون 18650: ولتاژ نامی ۳٫۷ ولت، ظرفیت ۱۸۰۰ تا ۳۰۰۰ میلیآمپر ساعت، در باتری لپتاپهای قدیمی هم پیدا میشود. قبل از استفاده، حتماً ولتاژ و سلامت سلولها را با مولتیمتر و در صورت امکان تست ظرفیت بررسی کنید.
- باتری لیتیوم پلیمر (Li-Po): تخت، سبک و مناسب ساخت پاوربانکهای ظریف و جمعوجور. معمولاً به صورت پک آماده با ظرفیت مشخص عرضه میشوند.
- باتریهای NiMH (قلمی شارژی): به دلیل راندمان پایینتر و پیچیدگی مدار، امروزه برای پاوربانک کمتر استفاده میشوند و گزینه اصلی در طراحیهای جدی، باتریهای لیتیومی هستند.
ابزار و قطعات مورد نیاز
برای ساخت یک پاور بانک قابل شارژ ساده، به موارد زیر نیاز دارید:
- ۲ تا ۴ عدد سلول لیتیومیون ۱۸۶۵۰ سالم
- یک ماژول پاور بانک دارای مدار محافظ و حداقل یک خروجی ۵ ولت با جریان ۲٫۱ آمپر
- در صورت نیاز، ماژول شارژ باتری لیتیومی
- هولدر باتری یا قاب مناسب برای قرار دادن سلولها
- هویه ، قلع ، سیم افشان نازک، نوار یا لوله حرارتی برای عایقکاری
- مولتیمتر برای تست ولتاژ و بررسی اتصالات
مراحل ساخت پاور بانک قابل شارژ (گامبهگام)
- ۱. تست و آمادهسازی باتریها
ولتاژ هر سلول ۱۸۶۵۰ را با مولتیمتر اندازه بگیرید. باتریهایی که ولتاژ بسیار پایین، بدنه آسیبدیده یا تورم دارند را کنار بگذارید. باتری سالم معمولاً در بازه ۳ تا ۴٫۲ ولت قرار دارد. - ۲. اتصال سلولها بهصورت موازی
برای افزایش ظرفیت و حفظ ولتاژ ۳٫۷ ولت، تمام پایههای مثبت را به هم و تمام پایههای منفی را به هم متصل کنید. اتصالات را محکم لحیم کنید و نقاط حساس را با لولهی حرارتی یا نوار عایق پوشش دهید تا احتمال اتصال کوتاه کاهش یابد. - ۳. اتصال پک باتری به ماژول پاور بانک
روی بیشتر ماژولهای پاور بانک، پایههای B+ و B- برای اتصال باتری مشخص شدهاند. مثبت پک باتری را به B+ و منفی را به B- وصل کنید. اگر از ماژول شارژ جداگانه (مثل TP4056) استفاده میکنید، ابتدا باتری را به آن وصل کرده و خروجی ماژول شارژ را به ورودی ماژول پاوربانک متصل کنید. - ۴. تست شارژ و دشارژ
پاوربانک را از طریق پورت ورودیاش شارژ کنید. در زمان شارژ، LEDهای روی ماژول وضعیت شارژ را نشان میدهند. سپس یک گوشی یا گجت ارزانتر را به خروجی USB وصل کنید و ولتاژ خروجی را (حدود ۵ ولت) با مولتیمتر کنترل کنید. - ۵. مونتاژ نهایی در قاب
بعد از اطمینان از عملکرد، باتریها و ماژولها را داخل قاب قرار دهید و محل پورتهای ورودی و خروجی را طوری تنظیم کنید که دسترسی به آنها راحت باشد. میتوانید از قابهای آماده پاوربانک، جعبههای پلاستیکی یا قاب پرینت سهبعدی استفاده کنید.
نکات ایمنی و جمعبندی
هشدار ایمنی: باتریهای لیتیومی در صورت اتصال کوتاه، شارژ نادرست یا لحیمکاری بیدقت میتوانند داغ شوند و حتی آتش بگیرند. حتماً از ماژولهای دارای مدار محافظ استفاده کنید، باتری معیوب را کنار بگذارید و پاوربانک دستساز را برای مدت طولانی بدون نظارت زیر شارژ رها نکنید.
نکته مثبت: با داشتن یک پاوربانک دستساز در کنار یک پاوربانک آمادهٔ مطمئن، هم خیالتان در استفاده روزمره راحت است و هم برای پروژههای آموزشی و تست، یک ابزار کاملاً شخصیسازیشده در اختیار دارید.
خبر خوب: امکان خرید اقساطی فراهم است؛ با پرداخت در چهار قسط، ابزار پاوربانک و ملزومات لازم را تهیه کنید و کارتان را حرفهای آغاز کنید.
