Налобный фонарик как поменять батарейку
Модификация китайского налобного фонаря (обновлено)
Несколько лет назад приобрёл новый налобный фонарь. Он на 2х 18650 и Cree T6 (заявлено). Штука необходимая при ремонте авто, да вообще. Светит хорошо. Сидит удобно. Есть регулировки… Давно входит в мой штатный комплект автомобиля.
Пришёл он с комплектом зарядных и парой Li-ion АКБ18650 с заявленной ёмкостью 5000мАч. Ну посмеялся сам себе. Imax B6 показал, что там около 1000. Через пол года они практически перестали «держать» и я не разбираясь поменял их на Sanyo с 2200 мАч и без защиты. Imax B6 подтвердил ёмкость.
Прошёл примерно год — полтора. Не держат! Тест на Imax показал ёмкость около 300мАч.В АКБ Sanyo я верю, значит надо разбираться с фонарём и зарядкой. Зарядок в комплекте 2, но я юзал автомобильную, по месту «прописки» фонаря.
Замерял, что выдаёт — около 5В! Полез смотреть, что внутри.
Резисторний делитель! Нет цензурных слов.
Ну и понеслась. Разобрал фонарь.
После управляющей микросхемы транзистор, потом перемычка! на диод. Как он ещё не сгорел, если только китайцы не воткнули говняный провод с большим сопротивлением, который гасит ток…
Ну да ладно, зарядка. В сети нашёл варианты решения проблемы. Выбрал готовый модуль зарядки Li-Ion на TP4056 и микро ЮСБ.
Модуль копеечный, имеет скромные габариты и индикацию режима работы. Поскольку зарядок для телефонов с микро ЮСБ пока навалом везде, то заряжать АКБ фонаря можно будет где угодно.
Ну и процесс переделки:
Выдрал родной разъём зарядки. Его гнездо в корпусе фонаря расширил до необходимого.
Вырезал мешающие рёбра внутри корпуса.
Просверлил отверстия напротив светодиодов индикации заряда.
С наружной стороны приклеил изоленту и изнутри залил эти (и лишнее отверстие заглушки штатного разъёма) прозрачным термоклеем.
Термоклей застыл и я оторвал изолетну.
Плату драйвера сместил из центра на один шаг в сторону.
Далее установка и припайка платы (не расписываю т.к. очень трудно ошибиться). Закрепил всё тем же термоклеем.
Гнездо ЮСБ имеет зазоры и думал, чем их залить, но вариант герметика не устроил, т.к. плата, а там аммиак…
Всё собрал в кучу.
Воткнул новые АКБ Панасоник с 3400мАч.
Проверил как заряжаются (зарядное раздаёт 1А, что на 2 АКБ вполне нормально). Индикация фунтициклит. Проделанной работой доволен. Возможно в будущем заменю драйвер.
Важно: модуль очень плохо переносит перепутанную полярность!
Добавлено: собран и установлен новый драйвер.
Приемущества — «правильное» питание, очень широкий режим настроек и регулировок и при этом потребление в режиме ожидания около 2мкА. Т.е. 2 моих 18650 с условними 6000мА будут разряжаться около 3000000 часов, а это около 342 лет. А у меня тут насморк какой-то появился, чувствую, что столько могу и не прожить)))
Итак, переработана схема и сделана печатка.
Скачана отсюда прошивка на 6 стабилизаторов и ТК (там же описание).
Переделана кнопка (изначально она коммутировала минус, а нужен плюс).
Всё работает. Фонарём доволен.
Китайские свинцовые аккумуляторы для фонарей. Обзор и эксплуатация
Довольно много китайских фонарей оснащены свинцово-кислотными AGM аккумуляторами. Даже если надпись на упаковке гордо гласит, что там литий ионный аккумулятор. И лишь только вскрывая коробку, и, обнаруживая вместо маломощного БП обычный сетевой кабель, в голову начинают закрадываться сомнения. В данной заметке я собрал свой опыт ремонта данных фонарей и прочей техники на таких аккумуляторах.
Определение типа аккумулятора
Если у вас осталось живое зарядное устройство, то меряйте напряжение на клеммах аккумулятора в момент когда оно включено. Повторяю, аккумулятора, не зарядного устройства.
Чего ожидать от аккумулятора
По моему опыту, китайские нонеймовые DT 401 дохнут примерно через год-полтора после покупки устройства. Это не зависит от количества циклов заряда-разряда, частоты пользования устройством. Не знаю правильно ли это назвать, но аккумуляторы «высыхают», но об этом позже. Или у них внутри просто отваливается пластина или что там есть.
Восстановление свинцового аккумулятора для фонаря
Последовательность действий для аккумулятора 4v 1200 mAh:
Отключить зарядное устройство. По возможности отпаять аккумулятор от цепи устройства.
Отодрать крышечку аккумулятора чем-то острым. Снять резиновые пробки.
Взять дистилированную воду, если устройство вам не очень дорого, то можно и обычную, какое-то время тоже поработает. В каждое из отверстий влить по одному 3 кубовому шприцу воды. Делать это нужно с иголкой. Если вы просто начнете лить в верх отверстия, вода сразу пойдет наружу. Вам нужно несильно надавливая найти место, куда игла относительно легко проскочит примерно на треть-половину высоты аккумулятор. Теперь медленно вливайте воду.
Желательно закрыть аккумулятор пробками и дать постоять сутки. Если этого не сделать, то он будет сильнее кипеть при первой зарядке и разбрызгивать воду.
Первая зарядка с открытыми пробками. В вертикальном положении. Из дырочек может выходить вода и пузырьки. Отсасывайте ее иглой шприца и из ванночки вокруг отверстий. Примерно через 3 часа отключите аккумулятор от зарядки. Переверните, чтобы слить лишнюю воду емкость и постучите сверху пару раз, убедившись что из батареи больше не капает. Насухо вытрите ванночку и аккумулятор. Закройте отверстия пробками, поверх них поставьте крышечку.
Внимательно проверяете концы проводов что были припаяны к клеммам. Они сильно корродируют, от серной кислоты, сделайте зачистку перед пайкой. Впаиваете аккумулятор обратно в фонарь. Устройство готово к эксплуатации.
Почему в 21 веке у нас AGM в фонариках?
Ремонт налобного фонаря
Фонарь не включается
Поработав около года, мой налобный фонарь LED Headlight XM-L T6 стал включаться через раз, а то и вообще отключаться без команды. Вскоре перестал включаться совсем.
Первым делом я подумал, что отходит аккумулятор в батарейном отсеке.
Сам бокс рассчитан на литий-ионные аккумуляторы типоразмера 18650 с платой защиты. А я использовал аккумуляторы без защиты и заряжал их универсальной зарядкой Turnigy Accucell 6 (аналог IMAX B6).
Поэтому пришлось нарастить контакты каплей припоя. Как известно, припой сплав мягкий и со временем напайка на контакте могла поистереться, а соединение с аккумулятором нарушиться.
Но, после проверки выяснилось, что причина неисправности кроется вовсе не в плохом контакте, а электронной начинке фонаря.
Любой ремонт начинается с диагностики и разборки. Разбирается фонарь легко. Вынимаем литиевый аккумулятор из батарейного отсека. Далее выкручиваем четыре шурупа.
Под поддоном для аккумуляторов смонтирована небольшая печатная плата.
Данная микросхема поддерживает четыре режима управления светодиодом, в том числе строб, от которого все хотят избавиться. Режимы переключаются циклически по команде с тактовой кнопки без фиксации.
Если бы мой фонарь не сломался, то о четвёртом режиме SOS, который активируется долгим нажатием кнопки (около 3 секунд), я бы и не узнал. Когда покупал, на странице продажи упоминалось только три режима.
Когда же стал изучать даташит на FM2819, то оказалось, что эта микросхема поддерживает четыре режима.
О микросхеме FM2819 я расскажу чуть позднее, а пока разберёмся, за что отвечают остальные элементы схемы.
Жёлтый керамический конденсатор запаян вместо родного, который отвалился, когда я разбирал корпус батарейного отсека. Судя по фото аналогичных фонарей ёмкость конденсатора, который установлен между выводом KEY и минусом «-» питания, может быть в довольно больших пределах. В моём был установлен чип-конденсатор на 10pF (100), а в других фонарях могут быть запаяны и на 10nF (103), и на 100nF (104), а то и вовсе отсутствовать.
Функцию силового ключа, который подаёт напряжение питания от литиевого аккумулятора на мощный светодиод, выполняет P-канальный MOSFET транзистор FDS9435A в корпусе SO-8. На фото видно, что на его корпусе указана сокращённая маркировка 9435A.
О том, как соединять резисторы и рассчитывать их общее сопротивление я рассказывал тут.
Для подсветки тылового индикатора LED HEADLIGHT используется обычный SMD-светодиод красного цвета свечения. На плате обозначен, как LED. Он подсвечивает пластину из белого пластика.
Так как батарейный отсек находится с тыльной части головы, то в ночное время суток такой индикатор хорошо заметен.
Явно не помешает при велопрогулках и ходьбе вдоль дорожных трасс.
Через резистор в 100 Ом плюсовой вывод красного SMD-светодиода подключается к стоку MOSFET-транзистора FDS9435A. Таким образом, при включении фонаря напряжение поступает и на основной светодиод Cree XM-L T6 XLamp, и на маломощный SMD-светодиод красного цвета свечения.
С основными детальками разобрались. Теперь расскажу, что же сломалось.
При нажатии на кнопку включения фонаря было видно, что красный SMD светодиод начинает светить, но очень тускло. Работа светодиода соответствовала штатным режимам работы фонаря (максимальная яркость, низкая яркость и стробоскоп). Стало ясно, что управляющая микросхема U1 (FM2819) скорее всего исправна.
Раз она штатно реагирует на нажатие кнопки, то, возможно, проблема кроется в самой нагрузке – мощном белом светодиоде. Отпаяв провода, идущие на светодиод Cree XM-L T6, и подключив его к самодельному блоку питания, я убедился в его исправности.
Далее решил замерить напряжение на самой плате, чтобы узнать, где потерялись драгоценные вольты от аккумулятора.
При замерах оказалось, что в режиме максимальной яркости, на стоке транзистора FDS9435A всего 1,2V. Естественно, этого напряжения не хватало для питания мощного светодиода Cree XM-L T6, а вот красному SMD-светодиоду его было достаточно, чтобы его кристалл начал тускло светиться.
Стало ясно, что неисправен транзистор FDS9435A, который задействован в схеме как электронный ключ.
В замену транзистору ничего подбирать не стал, а купил оригинальный P-канальный PowerTrench MOSFET FDS9435A фирмы Fairchild. Вот его внешний вид.
Как видим, на этом транзисторе присутствует полная маркировка и отличительный знак фирмы Fairchild (F), выпустившей данный транзистор.
Сравнив оригинальный транзистор с тем, что установлен на плате, мне в голову закралась мысль о том, что в фонаре установлена подделка или менее мощный транзистор. Возможно, даже брак. Всё-таки фонарь не успел отслужить и года, а силовой элемент уже «отбросил копыта».
Цоколёвка транзистора FDS9435A выглядит следующим образом.
Как видим, внутри корпуса SO-8 находится всего лишь один транзистор. Выводы 5, 6, 7, 8 объединены и являются выводом стока (Drain). Выводы 1, 2, 3 также соединены вместе и являются истоком (Source). 4-ый вывод – это затвор (Gate). Именно на него приходит сигнал с управляющей микросхемы FM2819 (U1).
В качестве замены транзистору FDS9435A можно использовать APM9435, AO9435, SI9435. Всё это аналоги.
Выпаять транзистор можно как привычными методами, так и более экзотическими, например, сплавом Розе. Также можно применить метод грубой силы – подрезать ножом выводы, демонтировать корпус, а затем отпаять оставшиеся на плате выводы.
После замены транзистора FDS9435A налобный фонарь стал работать исправно.
На этом рассказ о ремонте закончен. Но, не будь я любопытным радиомехаником, то так и оставил бы всё, как есть. Работает и ладно. Но мне не давали покоя некоторые моменты.
Так как изначально я не знал, что микросхема с маркировкой 819L (24) это FM2819, то вооружившись осциллографом, я решил посмотреть, какой сигнал подаёт микросхема на затвор транзистора при разных режимах работы. Интересно же.
При этом транзистор полностью открывается и напряжение на светодиоде Cree XM-L T6 достигает 3,4. 3,5V.
В режиме минимального свечения (1/4 яркости) на транзистор FDS9435A с микросхемы U1 приходит около 0,97V. Это если проводить замеры рядовым мультиметром без наворотов.
На самом же деле в этом режиме на транзистор приходит сигнал ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Подключив щупы осциллографа между «+» питания и выводом затвора транзистора FDS9435A, я увидел вот такую картину.
Так как на затвор поступает отрицательное напряжение, то «картинка» на экране осциллографа переворачивается. То есть сейчас на фото в центре экрана показан не импульс, а пауза между ними!
Сама пауза длится около 2,25 миллисекунд (mS) (4,5 деления по 0,5mS). В этот момент транзистор закрыт.
Затем транзистор открывается на 0,75 mS. При этом на светодиод XM-L T6 поступает напряжение. Амплитуда каждого импульса составляет 3V. А, как мы помним, мультиметром я намерил всего лишь 0,97V. В этом нет ничего удивительного, так как мультиметром я мерил постоянное напряжение.
Вот этот момент на экране осциллографа. Переключатель время/деление установил на 0,1, чтобы лучше определить длительность импульса. Транзистор открыт. Не забываем про то, что на затвор приходит минус «-«. Импульс перевёрнут.
Теперь можно посчитать скважность импульсов (S).
S = (2,25mS + 0,75mS) / 0,75mS = 3mS / 0,75mS = 4. Где,
τ- длительность импульса (миллисекунды, mS). У нас это 0,75mS.
Также можно определить коэффициент заполнения (D), который в англоязычной среде называют Duty Cycle (часто встречается во всяких даташитах на электронные компоненты). Обычно он указывается в процентах %.
D = τ/Τ = 0,75/3 = 0,25 (25%). Таким образом, в режиме пониженной яркости светодиод включен лишь на четверть периода.
Когда делал подсчёты первый раз, то коэффициент заполнения у меня вышел 75%. Но потом, увидев в даташите на FM2819 строчку про режим 1/4 яркости, понял, что где-то облажался. Я просто перепутал паузу и длительность импульса местами, поскольку по привычке принял минус «-» на затворе за плюс «+». Поэтому и вышло всё наоборот.
В режиме «STROBE» мне не удалось посмотреть ШИМ сигнал, так как осциллограф аналоговый и довольно старый. Синхронизировать сигнал на экране и получить чёткое изображение импульсов мне не удалось, хотя было видно его наличие.
Типовая схема включения и цоколёвка микросхемы FM2819. Может, кому пригодится.
Не давали мне покоя и некоторые моменты, связанные с работой светодиода. Со светодиодными фонарями я раньше, как-то не имел дела, а тут захотелось разобраться.
Когда я полистал даташит на светодиод Cree XM-L T6, который установлен в фонаре, то понял, что номинал токоограничительного резистора маловат (0,13 Ом). Да, и на плате одно посадочное место под резистор было свободно.
Когда шерстил по интернетам в поисках информации о микросхеме FM2819, то видел фото нескольких печатных плат аналогичных фонарей. На одних были запаяны четыре резистора по 1 Ому, а на некоторых вообще SMD-резистор с маркировкой «0» (перемычка), что, на мой взгляд, вообще является преступлением.
Светодиод – это нелинейный элемент, и, поэтому, последовательно с ним необходимо включать токоограничивающий резистор.
Если заглянуть в даташит на светодиоды серии Cree XLamp XM-L, то можно обнаружить, что их максимальное напряжение питания составляет 3,5V, а номинальное 2,9V. При этом ток через светодиод может достигать величины в 3А. Вот график из даташита.
Номинальным током для таких светодиодов считается ток в 700 mA при напряжении в 2,9V.
Конкретно в моём фонаре ток через светодиод составил 1,2 A при напряжении на нём в 3,4. 3,5V, что явно многовато.
Чтобы уменьшить прямой ток через светодиод я запаял вместо прежних резисторов четыре новых номиналом в 2,4 Ом (типоразмер 1206). Получил общее сопротивление в 0,6 Ом (мощность рассеивания 0,125W * 4 = 0,5W).
После замены резисторов прямой ток через светодиод составил 800 mA при напряжении в 3,15V. Так светодиод будет работать при более мягком тепловом режиме, и, надеюсь, прослужит долго.
Поскольку резисторы типоразмера 1206 рассчитаны на мощность рассеивания в 1/8W (0,125 Вт), а в режиме максимальной яркости на четырёх токоограничивающих резисторах рассеивается мощность около 0,5Вт, то от них желательно отвести излишнее тепло.
Для этого зачистил от зелёного лака медный полигон рядом с резисторами и напаял на него каплю припоя. Такой приём частенько применяется на печатных платах бытовой электронной аппаратуры.
После доработки электронной начинки фонаря покрыл печатную плату лаком PLASTIK-71 (электроизоляционный акриловый лак) для защиты от конденсата и влаги.
При расчётах токоограничительного резистора я столкнулся с некоторыми тонкостями. За напряжение питания светодиода стоит принимать напряжение на стоке MOSFET транзистора. Дело в том, что на открытом канале MOSFET-транзистора теряется часть напряжения из-за сопротивления канала (R(ds)on).
Чем выше ток, тем большее напряжение «оседает» по пути Исток-Сток транзистора. У меня при токе в 1,2А оно составило 0,33V, а при 0,8А – 0,08V. Также часть напряжения падает на соединительных проводах, которые идут с клемм аккумулятора на плату (0,04V). Казалось бы, такая мелочь, а в сумме набегает 0,12V. Так как под нагрузкой напряжение на Li-ion аккумуляторе проседает до 3,67. 3,75V, то на стоке MOSFET’а уже 3,55. 3,63V.
Ещё 0,5. 0,52V гасит цепь из четырёх параллельных резисторов. В итоге на светодиод приходит напряжение в районе 3-ёх с небольшим вольт.
На момент написания этой статьи в продаже появилась обновлённая версия рассмотренного налобного фонаря. В нём уже встроена плата контроля заряда/разряда Li-ion аккумулятора, а также добавлен оптический датчик, который позволяет включать фонарь жестом ладони.
Как заряжать аккумулятор налобного фонаря правильно
Как зарядить налобный фонарь на аккумуляторе? Казалось бы, ничего сложного, однако, тем не менее, здесь существуют определенные правила. Использование аккумуляторных батарей – удобный и экологически чистый способ автономного питания электрической техники. Обычные перезаряжаемые аккумуляторы можно заряжать сотни раз. Такие источники питания прослужат три-четыре года, а то и целых десять лет. Эффективность работы батарей зависит от того, насколько правильно вы их используете, как внимательны вы при их зарядке. Рассмотрим, к примеру, как зарядить аккумулятор фонаря.
Что из себя представляет зарядное устройство для аккумуляторов и как оно работает
Что происходит внутри обычной батарейки, такой как в фонарике? Когда вы включаете свет, вы вызываете химическую реакцию внутри источников питания, в результате которой под воздействием электролита начинают действовать электроды, вырабатывающие электричество, которое по цепи передается к лампочкам. Но такая реакция не может длиться бесконечно. Происходит постепенное ее угасание и лампа потухает.
Батареи как дорожные сумки: чем больше вы в них загружаете, тем сложнее в нее уложить что-то еще. Чрезмерная зарядка батарей, как правило, хуже, чем недостаточная. Избыточный ток приводит к нагреванию батарей, росту уровня давления внутри, выделению химических веществ и даже взрыву. Существуют зарядные устройства с таймером, что помогает предотвратить перегрузку батарей.
Как заряжать аккумулятор налобного фонаря или другого электрического прибора
Как правильно заряжать аккумулятор фонаря можно узнать в инструкциях к прибору, элементу питания и зарядному устройству. Различные зарядные устройства предназначены для использования с соответствующими им элементами питания. Это главное правило. Если вы задались вопросом, как заряжать налобный фонарь на аккумуляторе 18650, то ответ: только при помощи подходящего зарядного устройства. Некоторые фонари уже оборудованы встроенным зарядным устройством или такой прибор поставляется дополнительно в комплекте с осветительным прибором. Своей специфической зарядкой оборудована вся сложная электроника: смартфоны, ноутбуки, mp3-плееры и др. При покупке перезаряжаемых элементов питания обращайте внимание на указанные на батарейках уровни напряжения и силы тока. Зарядное устройство должно соответствовать этим параметрам. Некоторые производители зарядных адаптеров дополнительно указывают с элементами питания, с какими производителями совместима их продукция. Существует возможность покупки и зарядного устройства, и элементов питания в одном комплекте.
Как правильно заряжать аккумулятор фонаря:
Теперь вы знаете, как правильно зарядить аккумулятор фонаря и сможете продлить срок работы элементов питания или даже целого осветительного прибора.
Как просто поменять батарейки в фонарике
Как поменять батарейки в ручке-фонарике для планшета Герои СветаПодробнее
Как поменять батарейку на фонарикиПодробнее
Терен 4 с фонариком. Как поменять батарейку в Терен 4. Газовый балончикПодробнее
Самый дешевый фонарик 9 LED (9 светодиодов, три батарейки ААА)Подробнее
Разбираем фонарик. Какой аккумулятор?Подробнее
Доработка налобного фонарика XPE COB 18650 LED HeadlampПодробнее
Переделка светодиодного фонаря Pb на LI-ONПодробнее
Li-ion аккумуляторы 18650. Ваши ошибкиПодробнее
Переделка фонарика на питание от аккумулятора 18650 вместо трех батареек ААА.Подробнее
Переделываем на литиевый аккумулятор дешевый налобный фонарикПодробнее
Фонарик не включается. Не светит.Подробнее
Как я восстановил аккумулятор от фонаря.Подробнее
как убрать мигающие режимы на китайском фонарике / how to remove flashing modes on a Chinese lanternПодробнее
🔋🔦В поисках идеального аккумулятора для фонаря!Подробнее
Как переделать фонарик с батареек на аккумулятор 18650Подробнее
Решение проблем бюджетных фонарей (subtitles available)Подробнее
КАК ВЫБРАТЬ li-ion АККУМУЛЯТОРЫ 18650 И ГДЕ ИХ КУПИТЬПодробнее
КАКОЙ АККУМУЛЯТОР ЛУЧШЕ ДЛЯ LED ФОНАРЯ.ТЕСТЫ ЗАРЯДОК ФОНАРЕЙ.Подробнее
Замена батареек в фонарике на акб от старого телефона можно новый но выгодно )))Подробнее
Как заменить батарейки в фонарике Космолуч Герои СветаПодробнее
Налобный фонарик LED XP G Q5 на 2 светодиода с аккумулятором 18650 за 4 USDПодробнее