TP4056: el módulo para cargar baterías

Muchos de tus proyectos puede que necesiten de un cargador para baterías de litio. Si ese es tu caso, necesitarás un módulo como el TP4056. Este circuito permite conectarle una fuente de energía eléctrica a su entrada y una batería a su salida para que pueda cargarse de forma adecuada. Algo muy práctico debido a que cada vez más dispositivos necesitan de una batería para funcionar.

Las fuentes de energía eléctrica pueden ser diversas, desde un adaptador conectado a la red eléctrica, una fuente de alimentación, un panel solar, un generador, etc. No en todos los casos se necesitan los mismos componentes, ya que en algunos casos hay que adaptar la señal de esa fuente para que sea la adecuada para este módulo TP4056. Pero esto es algo que depende de cada caso y lo tendrás que evaluar según tus necesidades…

Todo sobre el TP4056

PIN-OUT TP4056

El TP4056 es un chip encapsulado en formato SOP-8 que es capaz de gestionar la carga de una batería. Es decir, adecua la entrada de energía para el estándar de 1A de la mayoría de baterías de litio que se usan en la industria electrónica, y también es capaz de controlar la temperatura.

Del esquema anterior del módulo TP4056, tienes que tener presente solo:

  • El puerto miniUSB si quieres usarlo para alimentar tu batería a través de este tipo de cables.
  • Si no quieres usar un cable miniUSB puedes usar sus bornes (están a los lados del puerto) para conectar una placa solar, o la fuente que quieras. Otra opción es comprar un cable miniUSB y conectar sus cables internos a la fuente que necesites…
  • Sus dos LEDs de Carga y de Completado te avisarán de cuándo la batería está cargándose o cuándo ha terminado el proceso.
  • BAT+ y BAT- son los otros bornes de salida que irán conectados a los bornes de la batería que necesitas cargar. Así de simple es su esquema de conexión.

Este IC puede estar fabricado por diversos fabricantes, y su pin-out es muy básico. Por lo general, viene montado en un módulo mucho más completo. En el caso de estos módulos TP4056, que puedes adquirir en las tiendas, vienen ya preparados para conectar la fuente desde un microUSB. No obstante, puedes manipularlo y conectar la fuente que quieras a sus bornes de una forma muy sencilla.

Más información – Datasheet del TP4056

Crear un cargador con el TP4056

Para que lo comprendas mejor, vamos a ver un ejemplo de cómo se conectaría este módulo TP4056 a un proyecto con el que cargar una pequeña batería de Li-Ion mediante una pequeña placa solar fotovoltaica.

Elementos necesarios

En este caso, no se hará uso del puerto miniUSB, en su lugar vamos a usar una placa solar que alimentará el módulo TP4056 para cargar nuestra batería. En este caso, necesitaremos estos elementos:

  • Panel solar de 6v
  • Diodo 1N4004
  • Módulo TP4056
  • Batería Li-Ion 18560  de 3.7v y capacidad de 4200 mAh (aunque ésto último no afectará al circuito si quieres variar su capacidad).
  • Convertidor de voltaje USB para la salida (no es imprescindible, solo es necesario en el caso de que quieras conectar a la batería un dispositivo que necesite un voltaje concreto. En este caso, la batería alimentaría a un dispositivo USB y por tanto necesita adecuar la salida de la batería a los 5v  DC.
  • Cables para la conexión y un protoboard. Puedes usar cable rojo para el positivo y negro para el negativo.

Cómo se conecta

esquema de conexión TP4056

by Electronics Hub

Una vez dispones de todos los ingredientes necesarios, su conexión es bastante sencilla. Tan solo tienes que seguir los siguientes pasos y ya podrás comenzar a cargar tu batería:

  1. Las salidas de la celda solar las debes conectar a la entrada del cargador TP4056. Eso son los bornes junto al miniUSB que aparecen marcados como N+ y N-, respetando la polaridad. Si tienes varias placas solares, ya sabes que puedes conectarlas en paralelo (se suman sus potencias), en serie (se suman sus vultajes) o con sistemas mixtos. Por ejemplo, si tienes 2 placas que dan 4w y 3.7v cada una y las conectas en paralelo, tendrás 8w y 3.7v a su salida. En serie tendrías 4w y 7,4v.
  2. Pero debes tener en cuenta algo importante, y es que debes usar un diodo zener 1N4004 para la conexión al polo positivo de la celda solar. Es decir, el negativo de la celda solar iría directamente al N- del módulo, pero el otro debería tener un diodo entre la salida + de la placa solar y el borne N+. Eso permite el paso de la corriente en una sola dirección y limita el voltaje para proteger al circuito.
  3. Una vez realizadas esas conexiones, ahora hay que conectar el módulo TP4056 a la batería. Para ello, une un cable desde BAT+ al borne positivo de la batería y BAT- al borne negativo de la batería. Por cierto, al igual que las placas solares, las baterías también las puedes conectar en paralelo (se suma su capacidad), serie (misma capacidad, pero se suman los voltajes) o mixtas si tienes varias. Es decir, si tienes dos baterías de 2000mAh y 3.7v y las conectas en paralelo, se crea una batería con 4000mAh y 3.7v. En cambio, con una conexión en serie, se quedan los 2000mAh, pero se suministran 7.4v.
  4. En este caso, las placas son de 3.7v como la batería, pero si quieres conectar un circuito a esta batería para alimentarlo a, por ejemplo, 5v DC, como muchos dispositivos USB, entonces necesitas el circuito conversor. Para eso, simplemente debes conectar los bornes de la batería al modulo conversor USB Booster… En caso de que quieras alimentar algo con sus 3.7v directamente, podrías ahorrarte el conversor.
  5. Ahora ya podrías conectar a ese puerto USB del conversor cualquier dispositivo que quieras alimentar. Por ejemplo, la propia placa Arduino.
Y una vez hecho, ya estaría listo para usarse. Recuerda que puedes usar también como fuente para la carga las salidas de la placa Arduino, etc. Y recuerda que en función del nivel de la batería, y de su capacidad, podría tardar más o menos en estar completa…

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