干货 | 手把手教你制作带 LED 应急灯的 mini 移动电源

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楼主 2022-01-10 07:39:25
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喜欢动手,热爱DIY,Share DIY。做一个简易的mini移动电源+应急LED。下面就开始享受制作过程中的乐趣吧。


一、一键开关机原理

在网上看到一个一键开关机电路,于是打算将其DIY出来试试实际效果如何,下面是一键开关机电路原理图:



图1  一键开关机原理图1


原理介绍:


三极管Q1,Q2组成双稳态电路。由于C1的作用,上电的时候Q1先导通,Q2截止,如果没按下按键,电路将维持这个状态。Q3为P沟道增强型MOS管,因为Q2截止,Q3也截止,系统得不到电源。

此时Q1的集电极为低电平0.3V左右,C1上的电压也为0.3V左右,当按下按键S1后,Q1基极被C1拉到0.3V,迅速截止。Q2开始导通,电路的状态发生翻转,Q2导通以后将Q3的门极拉到低电位,Q3导通,电源通过Q3给系统供电。

Q2导通后,C1通过R1,R4充电,电压上升到1V左右,此时再次按下按键,C1的电压加到Q1基极,Q1导通,Q1集电极为低电平,通过R3强迫Q2截止,Q3也截止,系统关机。整个开关机的过程就是这样。

如果要求这个电路的静态功耗低,可以全部采用MOS管,成本要高点,电路如下图,原理都是一样的,双稳态电路,就不分析了。


图2  一键开关机原理图2


二、实际电路测试

理解完电路图原理之后,下面进行实际电路DIY及效果测试:
按照原理图1焊接电路板,我这里使用的三极管Q1,Q2型号是:MMBT3904;MOS管Q3型号:SI4425BDY其他参数与原理图一致。
电路焊接完成效果图:


图3 三极管一键开关机焊接电路


效果测试:


接5V电源,实际测试效果:系统上电,电路MOS管截止,LED不亮;按下按键(瞬间开机)MOS管导通,LED点亮;再次按下按键(约0.5S 关机)MOS管截止,LED熄灭。实际电路测试通过。

电路整体效果可以实现,其中一键关机需要按下按键的时间比一键关机需要按下按键的时间长约0.5秒。

电路测试通过,效果良好,下一步就可以进行拓展DIY制作了。

三、DIY拓展制作

寻找一下手头上现有的可DIY材料制作一个简易的移动电源+LED应急手电。DIY材料准备:一键开关机电路板、3.7V锂电池(带保护电路)、按键、USB母座、白色1W LED灯珠、二极管、塑料壳。


图4  DIY材料


根据现有DIY材料设计DIY简易原理示意图:


图5  简易原理示意图


DIY简介:材料准备好之后,先将按键,USB母座,LED灯珠以及二极管按照预定好的焊接在电路板的相应位置,由于这里电池电压是3.7~4.2V,LED的工作电压是3.15~3.4V,而二极管的压降约为0.6V~0.7V,所以最简单的方法是直接直接将LED与二极管串联后接到一键开关机电路板输出端即可;USB母座直接与电路板的输入端连接,输出电压即为电池电压3.7~4.2V。既可以作为充电输入接口亦可以作为电池输出接口(由于电子元器件材料限制以及塑料壳的空间限制,这里省略了锂电池5V升压输出电路,这部分可以作为下次DIY的升级补充)。

由于要确保电路板的底部平整,电路焊接线路全部在上面,需要飞线的地方直接使用漆包线飞线。


图6  电路板调整


电路板调整完成后,剩下的就是将锂电池焊接到电路板了。注意焊接时先焊接锂电池正极后焊接负极(拆电池的时候,)


图7  电路板调整完成


锂电池焊接完毕,测试一键开关机按键电路,可正常工作,效果理想。剩下的就是组装盒盖了。


图8  锂电池焊接完成


接下来工作就是将盒子对应按键,LED以及USB母座的位置用美工刀削掉,操作过程注意安全即可。一边操作一边调试安装。最后完成的效果如下:盒子的宽度和高度非常合适,安放好电路板和锂电池后松紧度适中。


图9  组装完成


测试一键开机效果:经过长时间开机点亮LED测试,其中电路板不会发热,LED本身微热,整体效果良好;电池充电过程中(外接4.2V锂电池充电器),电池本身不发热。因此,无安全隐患。


图10  组装测试


最后是完成合盖的效果展示:


图11  整体效果


图12 USB侧效果


图13  LED侧效果


图14  LED点亮效果


接上我的USB蓝牙音频接收器(经实际测试正常使用电压范围:3.5~5.5V),可以正常使用,效果理想,接上耳机就可以当蓝牙耳机使用,还是挺方便。


图15  接蓝牙接收器效果


图16  接蓝牙接收器+LED点亮效果

成品展示效果:


图17  成品展示1


图18  成品展示2


结束语:经测试,这次的制作效果理想,电源输出可以作为低功率宽电压输入小设备供电, LED在晚上的发光效果可做临时应急使用,本次DIY制作完成。

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