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Cargador a pilas para teléfonos móviles

2014-04-27

Hace unos meses, hice un cargador portátil para teléfonos móviles y otros aparatos que admiten la carga por USB. El aparato funciona con dos pilas AA y ofrece cierta energía adicional que puede resultar útil cuando no es posible usar la red eléctrica. El proyecto era similar al popular Minty Boost.

Cargador.
Cargador.

Panel frontal.
Panel frontal con el interruptor de encendido y el enchufe para conectar el cable USB que va al dispositivo a cargar.

Entrañas del cargador.
Entrañas del cargador.

Cómo hacer un cargador USB a pilas

Muchos teléfonos móviles actuales tienen conectores USB a través de los que reciben potencia eléctrica para la carga de baterías. El estándar fija una tensión de alimentación continua que va entre 4,75 V y 5,25 V. La intensidad máxima varía según el estándar. USB 2.0 fija la corriente máxima en 500 mA y este cargador está diseñado para eso.

Si disponemos de una fuente de tensión adecuada, basta con tirar un cable USB de ella al dispositivo que hay que cargar. Muchos dispositivos aceptan la carga sin más que tener la tensión adecuada entre los terminales de potencia. Otros dispositivos, en cambio, pueden requerir señales específicas en las líneas de datos; este cargador no está diseñado para ellos.

El objetivo es poder dar potencia a un teléfono con dos pilas AA. Si las pilas son alcalinas, la tensión nominal es de unos 3,0 V; si las pilas son recargables del tipo NiMH, la tensión nominal es de unos 2,4 V. Nada de esto se aproxima lo bastante a los 5,0 V que exige un dispositivo USB. Hace falta un regulador elevador de tensión capaz de dar un voltaje estable entre los márgenes deseados (entre 4,75 V y 5,25 V) y capaz de dar algún centenar de miliamperios incluso con las pilas gastadas: con una tensión de entrada en torno a 2,0 V o incluso algo inferior. Una solución muy rápida consiste en adquirir un circuito regulador ya hecho; el U1V10F5 de Pololu cumple con las especificaciones y es pequeño y razonablemente barato, así que lo elegimos para el proyecto.

Hace falta un portapilas para alojar las dos pilas AA que hacen funcionar el aparato. Dos portapilas con cable de una pila AA ofrecen mucha flexibilidad.

El Minty Boost tiene un pequeño defecto: carece de interruptor de encendido. Está activo mientras tiene pilas cargadas dentro. El regulador subidor de tensión consume potencia incluso si no hay dispositivos conectados, lo que es un problema. Nuestro aparato lleva un pequeño interruptor deslizante para poder apagarlo en cualquier momento.

Hace falta llevar la corriente al dispositivo que queremos cargar. Hay dispositivos que llevan conectores mini USB y hay dispositivos que llevan conectores micro USB, así que es interesante poder enchufar el cable adecuado para cada ocasión. Nuestro aparato lleva un conector USB-A hembra para poder enchufarle el cable que queremos.

El aparato va en una caja PP12 de Supertronic. Esta caja tiene una tapa con cierre a presión y el tamaño adecuado para el proyecto. Como el material es ABS, no lleva mucho tiempo retirar unos pitones que quitan espacio interior y hacer unos recortes para montar el enchufe USB y el interruptor. Otra ventaja del ABS es que los portapilas, que también son de ABS, se dejan soldar al fondo de la caja con una solución del propio plástico en acetona. El conector es metálico y no es posible soldarlo con acetona, pero sí se queda bien fijo mediante unos pegotes de cola termofusible.

En acción

El fabricante del subidor de tensión afirma que la eficiencia con una tensión de entrada de 2,4 V (dos pilas recargables NiMH) y una corriente de salida de unos 300 mA es superior al 80 %. Unas medidas algo imprecisas indican que podría ser algo más bajo. Un par de pilas de tipo NiMH con una capacidad nominal de 2700 mA h no da para una carga completa de una batería de tipo Li-ion de 3,8 V y capacidad de 1500 mA h, pero estos números están escritos en tiza de la gorda y el rendimiento del proceso de carga es naturalmente inferior a la unidad, así que está por determinar cuánto se pierde en el regulador y cuando se pierde en el propio proceso de carga.

El circuito se calienta un poco, pero no lo bastante para ser peligroso.

Cargando un dispositivo.
Cargando un dispositivo.

Posibles mejoras

No hay mecanismo de apagado cuando la tensión de las pilas es baja. Descargar en exceso las pilas puede no ser la mejor idea del mundo. Sería interesante incorporar un mecanismo de apagado para cuando la tensión es baja o, al menos, un sistema de alerta.


Categorías: DIY, Electricidad

Permalink: http://sgcg.es/articulos/2014/04/27/cargador-a-pilas-para-telefonos-moviles/