Carica batterie con TP4056 per batterie Li-Ion e Li-Po con circuito-protezione

Ultima modifica il 16 Agosto 2026 by Adriano

Sul blog abbiamo già esplorato diversi moduli dedicati alla gestione e alla ricarica di batterie Li-Ion e Li-po da 3,7V basati sul celebre chip TP4056.
Oggi facciamo un passo avanti scoprendo una nuova evoluzione di questa scheda: una versione potenziata grazie all’integrazione del chip DW01A.  Questo piccolo ma fondamentale componente monitora costantemente lo stato della cella in tempo reale, garantendo una protezione totale contro sovraccarichi, scariche eccessive e cortocircuiti

Alcune varianti del modulo caricabatteria con TP4056

Come anticipato, esistono varie versioni  del modulo che utilizzano il chip TP4056

	Senza protezione: Include solo il chip TP4056 e gestisce unicamente la ricarica. Vedere articolo Modulo TP4056/FC-75 carica batterie LI-ION
	Con protezione (BMS integrato): Include chip aggiuntivi (come il DW01A) che proteggono la batteria da sovraccarica (interviene a 2,4V), sovracorrente (solitamente 3A) e cortocircuiti.
	Carica batteria, riporta la sigla J5019 (oppure HW-357) , oltre al chip caricabatteria TP4056 è dotato di chip  chip MT3608 che è uno step-up con uscita regolabile tramite trimmer per erogare una tensione continua compresa tra 4 e 28V. No ha chip per la protezione della batteria.
	Carica batteria, riporta la sigla LX-LCBST, oltre al chip caricabatteria TP4056 è dotato di chip di protezione tipo HM5434.. E’ inoltre presente un chip MT3608 che è uno step-up con uscita regolabile tramite trimmer per erogare una tensione continua compresa tra 4 e 28V. Vedere articolo Carica batteria Li-ion con TP4056 e Step-Up Boost 4-28 V

Descrizione del modulo

Se stai cercando un modulo caricabatterie per batterie Li-Ion e Li-Po semplice, economico e affidabile con circuito di protezione , questo modulo con TP4056 è una delle soluzioni più utilizzate in ambito DIY, Arduino e progetti IoT.

Grazie alle sue dimensioni compatte e alla gestione intelligente della ricarica, è perfetto per alimentare dispositivi portatili e sistemi a batteria.
Questo modulo di ricarica per batterie 18650 e Li-Po utilizza uno speciale algoritmo di carica CC/CV  (Corrente Costante / Tensione Costante), lo standard impiegato per le batterie agli ioni di litio.
Il processo si svolge in tre fasi:

1. Carica di mantenimento (Trickle Charge): se la batteria è molto scarica (sotto circa 2,9 V), il TP4056 applica una corrente ridotta per riportarla in sicurezza a un livello di tensione adeguato.
2. Corrente costante (CC): raggiunta la tensione minima, il modulo eroga la corrente di carica impostata (fino a 1 A), facendo aumentare gradualmente la tensione della batteria.
3. Tensione costante (CV): quando la batteria raggiunge 4,2 V, il TP4056 mantiene costante questa tensione e riduce progressivamente la corrente fino al completamento della ricarica.

Grazie a questo algoritmo, la batteria viene ricaricata in modo sicuro, efficiente e con una maggiore durata nel tempo.
Il modulo è preconfigurato per una corrente di carica di 1A, ideale per batterie come le 18650, molto diffuse nei power bank e nei dispositivi portatili.

Applicazioni tipiche
Il modulo TP4056 è ampiamente utilizzato per:

• Power bank fai-da-te
• Progetti Arduino e ESP32
• Sensori IoT alimentati a batteria
• Dispositivi portatili ricaricabili (torce, speaker, gadget DIY)

Grazie alla sua versatilità, è uno dei componenti più popolari per chi realizza circuiti elettronici a batteria ricaricabile.

Vantaggi del circuito

• Semplice da usare
• Protezione integrata completa
• Ideale per progetti DIY e dispositivi portatili
• Economico e facilmente reperibile

Caratteristiche

Schema elettrico del modulo carica batterie con TP4056

Il circuito mostrato rappresenta un classico modulo di ricarica per batterie agli ioni di litio basato sul chip TP4056, integrato con un sistema di protezione della cella.
Questo tipo di modulo è molto diffuso per applicazioni portable grazie alla sua semplicità e affidabilità.

Come funziona il sistema

Il TP4056 gestisce la ricarica della batteria con un profilo sicuro.
Il DW01A monitora continuamente lo stato della cella.

Se viene rilevata una condizione pericolosa, il DW01A disattiva i MOSFET FS8205A.
Il carico viene così isolato, proteggendo batteria e circuito.

Sezione di ricarica del modulo con TP4056

Il cuore del circuito è il TP4056 (datasheet),  un controller lineare progettato per la ricarica di batterie Li-Ion/Li-Po a singola cella (3.7V nominali).

Le sue funzioni principali sono:

• Gestione della ricarica in modalità CC/CV (corrente costante / tensione costante)
• Limitazione della corrente di carica (impostata tramite una resistenza)
• Terminazione automatica della carica quando la batteria è piena
• Indicazione dello stato tramite LED

Componenti associati:

R3 (1.2 kΩ): imposta la corrente di carica. Con questo valore siamo intorno a ~1A.
C3 (0.1 µF): condensatore di bypass per stabilizzare il funzionamento del chip.
R1 e R2 (1 kΩ): limitano la corrente ai LED di stato.
LED A e B: indicano rispettivamente stato di carica (charging) e carica completata (done).

Descrizione dei pin

Vediamo la descrizione e la funzione di ciascun pin del chip TP4056 utilizzato nel  modulo carica batterie

Sezione di protezione: DW01A + FS8205A

Una caratteristica importante di questo circuito è la presenza di un sistema di protezione della batteria, composto da:

DW01A

Il DW01A (datasheet) è un circuito integrato dedicato alla protezione delle celle Li-Ion.  Questo monitora:

• Sovraccarica (overcharge)
• Sovrascarica (overdischarge)
• Sovracorrente e cortocircuito

Quando rileva condizioni anomale, comanda l’interruzione del flusso di corrente.

FS8205A

Il chip FS8205A (datasheet) è un doppio MOSFET (back-to-back) che agisce come interruttore elettronico
Viene controllato dal DW01A, permette o blocca il passaggio di corrente tra batteria e carico
Componenti di supporto:

• R6 (1 kΩ): aiuta nella gestione dei segnali di controllo tra TP4056 e DW01A
• C2 (0.1 µF): stabilizza il circuito di protezione
• R5 (100 Ω): limita correnti transitorie e contribuisce alla stabilità

Connessioni principali

• IN+ / IN-: ingresso di alimentazione (tipicamente 5V, ad esempio da USB)
• B+ / B-: collegamento diretto alla batteria
• OUT+ / OUT-: uscita verso il carico (protetta)

⚠️ Nota importante: il carico va collegato a OUT+ e OUT-, non direttamente alla batteria, per beneficiare delle protezioni.

Impostazione della corrente di carica

Come accennato in precedenza, il pin 2 PROG  del TP4056 viene utilizzato per controllare la corrente di carica della batteria.

È controllato con l’aiuto di un resistore chiamato Rprog. La corrente in uscita si può calcolare utilizzando la formula

La tabella seguente mostra un elenco dei valori della corrente di carica per i corrispondenti valori R_PROG .
NOTA: Di default il modulo viene fornito con una resistenza da 1,2kΩ per cui l’uscita sarà pari a 1A

Dove trovare il modulo TP4056
con protezione per la carica delle batterie

Il Modulo  può essere acquistato presso il sito FUTURA ELETTRONICA, il codice prodotto è 2846-TYPEC1ALB . Il suo costo, al momento della pubblicazione di questo articolo è di 4,90€.

Come si utilizza il modulo

Per utilizzare il modulo occorre collegare la batteria al modulo come mostrato in figura

Consigli per l’uso e sicurezza

È possibile caricare una sola batteria alla volta. Inserire la batteria rispettando la polarità,
Per caricare la batteria, è possibile utilizzare i terminali IN+ e IN- e fornire 5 V o, in alternativa, è possibile utilizzare un cavo USB per caricare direttamente dall’alimentazione USB.
I due LED indicano quando la batteria è in carica e quando la carica è stata completata.

• Dissipazione: Il chip può surriscaldarsi durante la carica a 1A; è consigliabile montarlo in un’area ventilata.
• Capacità della batteria: La ricarica a 1A è ideale per batterie con capacità pari o superiore a 1000mAh. Per batterie più piccole (es. 500mAh), è necessario aumentare il valore della resistenza R_prog per abbassare la corrente ed evitare danni o incendi.
• Carico durante la ricarica: È sconsigliato alimentare un carico pesante (es. un motore) mentre la batteria è in carica, poiché il modulo potrebbe non rilevare correttamente il termine della carica.

Alimentazione di un microcontrollore a 3,3 V
con TP4056 e convertitore CN3903

La figura mostra come alimentare un microcontrollore a 3,3 V utilizzando una batteria LiPo da 3,7 V, un modulo TP4056 e un convertitore DC/DC CN3903.

La batteria è collegata ai terminali B+ e B- del TP4056, che ne gestisce la ricarica tramite un’alimentazione USB a 5 V e la protegge da sovraccarica, sovrascarica e cortocircuito. L’uscita protetta del TP4056 (OUT+ e OUT-) alimenta il modulo CN3903, che stabilizza la tensione della batteria e fornisce un’uscita regolata di 3,3 V per il microcontrollore.

Questa soluzione garantisce un’alimentazione stabile anche quando la tensione della batteria varia durante la scarica (da circa 4,2 V a 3,0 V), assicurando il corretto funzionamento del dispositivo fino quasi all’esaurimento della batteria.

Nota: anche in questo caso il convertitore CN3903 deve essere collegato ai terminali OUT+ e OUT- del TP4056, così da mantenere attive tutte le protezioni integrate del modulo.

Questa configurazione è particolarmente indicata per alimentare ESP8266, ESP32-C3, STM32, sensori IoT e altri dispositivi funzionanti a 3,3 V, dove è richiesta una tensione stabile e una buona autonomia della batteria.

Collegamento del modulo TP4056 con convertitore Step-Up

Per aumentare il valore della tensione in uscita possiamo utilizzare l’esempio pratico in cui abbiamo l’utilizzo del modulo TP4056 con circuito di protezione abbinato a un convertitore DC/DC Step-Up.

Per esempio quello presentato nell’articolo MT3608 – Modulo DC/DC Step-Up converter

La batteria LiPo da 3,7 V è collegata ai terminali B+ e B- del TP4056, che provvede sia alla ricarica tramite un’alimentazione USB a 5 V, sia alla protezione della batteria da sovraccarica, sovrascarica e cortocircuito.

L’uscita protetta del modulo (OUT+ e OUT-) alimenta l’ingresso del convertitore Step-Up, che innalza la tensione della batteria a un valore regolabile compreso tra 5 V e 28 V. Questa configurazione permette di alimentare dispositivi che richiedono una tensione superiore a quella fornita dalla batteria, mantenendo al tempo stesso tutti i vantaggi del circuito di protezione integrato nel TP4056.

Importante: il convertitore DC/DC deve essere collegato ai terminali OUT+ e OUT- del TP4056 e non direttamente alla batteria. In questo modo la protezione del modulo rimane sempre attiva, salvaguardando la batteria e il dispositivo alimentato.

Questa configurazione è ideale per realizzare power bank personalizzati, alimentatori portatili regolabili, dispositivi IoT, strumenti elettronici e numerosi progetti basati su Arduino o ESP32 alimentati da una singola batteria agli ioni di litio.

Utilizzo del TP4056 con Arduino UNO

Utilizzando il segnale digitale da modulo TP4056 carica batterie dai due pin del TP4056 : 7 (CHRG) e 6 (STDBY),  in combinazione con un Arduino UNO si può monitorare lo stato di carica.
Usando una scheda come una  ESP32-C3 connessa in rete si potrà, per esempio, monitorare la batteria anche da remoto.

Schema dei collegamenti

Esempio di codice

//verifica Carica batteria
const int chrgPin = 2; // Connesso al pin 7 (CHRG) del TP4056 
const int stdbyPin = 3; // Connesso al pin 6 (STDBY) del TP4056
// connettere ad arduino anche il pin GND di Arduino al pin GND del modulo 
void setup() {
  pinMode(chrgPin, INPUT_PULLUP);
  pinMode(stdbyPin, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(9600);
}
void loop() {
  if (digitalRead(chrgPin) == LOW) Serial.println("In carica...");
  else if (digitalRead(stdbyPin) == LOW) Serial.println("Carica completa");
  else Serial.println("Batteria non connessa");
  delay(1000);
}

Problemi comuni e soluzioni

La batteria non si carica.

Soluzione : Verificare la tensione di ingresso sul pin VCC. Assicurarsi che sia compresa tra 4,0 V e 8,0 V.
Soluzione : Verificare il valore della resistenza RPROG per assicurarsi che la corrente di carica sia impostata correttamente.
Soluzione : assicurarsi che la batteria sia correttamente collegata ai pin BAT e GND.

Il circuito integrato si surriscalda durante il funzionamento.

• Ridurre la corrente di carica aumentando il valore della resistenza RPROG.
• Migliorare la gestione termica del PCB aggiungendo piani in rame o dissipatori di calore.

I LED di stato non funzionano.

• Verificare i collegamenti e le resistenze limitatrici di corrente dei LED.
• Verificare le tensioni dei pin CHRG e STDBY durante il funzionamento.

Altri moduli di carica batteria

Modulo analogo a quello descritto in questo articolo ma senza circuito di protezione per la batteria.
Vedi articolo Modulo TP4056/FC-75 carica batterie LI-ION

Il Battery Shield per Wemos D1 mini ha una doppia funzione. Permette sia di alimentare la Wemos D1 Mini con una batteria ai polimeri di litio da 3,7V che caricare la batteria quando questa è scarica.
Vedi articoli Battery shield – Wemos D1 Mini e Battery shield V1.3.0 – Wemos D1 Mini