Как-то давно подарили мне вот такой китайский фонарь
Спустя полгода эксплуатации он перестал включаться. Вскрываю корпус, чтобы установить причину выхода из строя.
Фонарь после использования забыли отключить. Ввиду отсутствия каких-либо цепей защиты, свинцовые аккумуляторы были разряжены в ноль. Видимо произошла сульфатация пластин, и при постановке на зарядку аккумуляторы практически не потребляли ток. Затем сетевое напряжение от бестрансформаторной зарядки, через включенный тумблер, кинулось на светодиоды. В результате все 15 светодиодов вышли из строя, а в рабочем состоянии остался лишь корпус.
Посмотрев на внутренности этого китайского фонарика, сразу отмечу его основные недостатки:
- нет защиты от глубокого разряда АКБ (разряжается в ноль)
- отсутствует контроль процесса зарядки АКБ (заряжается до бесконечности)
- нет индикации низкого заряда АКБ
- ужасная конструкция выдвижной сетевой вилки
Я решил отремонтировать фонарик, сделав полную модернизацию с заменой всех внутренностей. Итак, что хотелось бы получить в итоге:
- питание от литий-ионного аккумулятора (для облегчения веса)
- зарядка АКБ через специализированный контроллер (с индикацией и автоматическим отключением)
- включение/отключение фонаря тактовой кнопкой
- индикация скорого разряда АКБ (напряжение 3,7В)
- отключение при полном разряде АКБ (напряжение 3,6В)
- возможность зарядки от USB
- автоматическое отключение фонаря при постановке на зарядку
- конструкция без применения редких, дорогостоящих компонентов и микроконтроллеров
Сказано — сделано. Схема блока управления.
Вкратце опишу основные узлы схемы:
- Компоненты DA4, VT3, R17, R24, C16 образуют узел вторичной защиты от разряда АКБ. Этот узел отключает нагрузку от АКБ при снижении напряжения до 2,5 Вольт. Узел вторичной защиты можно не устанавливать, при этом потребуется установка перемычки R12.
- Компоненты DA3, R16, R18, R21, HL2, HL3, C9, C13 образуют узел зарядки АКБ с автоматическим отключением, контролем тока, и индикацией процесса зарядки.
- Компоненты DD1, C11, R19, VD1 образуют триггер, необходимый для управления фонарём при помощи тактовой кнопки.
- На компонентах C12, R20, R22 собрана схема подавления дребезга контактов кнопки SB1.
- Цепь R15, VD3 сбрасывает триггер при постановке фонаря на зарядку.
- Компоненты VT1, VT2, R13, R14 организуют подачу питания на схему и светодиоды.
- Компоненты DA1, C1, C3, R5, R6, R7, C4, C5 образуют источник опорного напряжения 1,25 Вольт.
- Компоненты DA2, HL1, C2, R2, R3, R4, R8 образуют узел индикации низкого заряда АКБ.
- Компоненты DA2, R9, R10, C8, VD2 образуют узел первичной защиты от разряда АКБ.
- Резисторы R1, R11, R23 выполняют роль предохранителей.
Переходим к железу. Для начала займусь восстановлением светодиодного блока. Откручиваю отражатель.
Демонтирую сгоревшие светодиоды.
Запаиваю исправные светодиоды, взятые со старого неисправного фонарика. Также меняю все резисторы на номинал 100 Ом.
Светодиодный блок восстановлен. Схема блока.
Теперь займусь изготовлением платы управления. Для этого снимаю все размеры и печатаю импровизированную плату на принтере.
Развожу печатную плату, изготавливаю её при помощи ЛУТ-технологии, запаиваю компоненты.
Слева видно, что узел вторичной защиты от разряда АКБ не запаян на плату, вместо него установлена перемычка R12.
Теперь необходимо превратить выключатель в тактовую кнопку. Разбираю выключатель.
Штатный вырез закрываю куском чёрного пластика.
Cверлю отверстия.
Закрепляю мелкую платку с тактовой кнопкой.
Кнопка готова.
Изначально фонарик был снабжён единственным индикатором, который загорался при включении в сеть. По сути данный индикатор был абсолютно бесполезен. Модернизированная плата содержит три индикатора — красный, зелёный, жёлтый.
В пластиковой вставке необходимо просверлить отверстия для световодов.
Световоды снял со старого ЭЛТ монитора.
Модернизированная пластиковая вставка со световодами.
Устанавливаю плату с аккумулятором в корпус фонаря. Аккумулятор крепится к плате при помощи двустороннего скотча.
Внутри корпуса плата чувствует себя как родная.
Возвращаю на место пластиковые вставки.
Собираю корпус.
Фонарик стал надёжным, и удобным. Пользоваться им — одно удовольствие.
Красный индикатор означает, что аккумулятор практически разряжен, и фонарик скоро отключится.
При постановке на зарядку загорается жёлтый индикатор.
По окончании процесса зарядки загорается зелёный индикатор.
Напоследок предлагаю посмотреть небольшое видео.
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
R1, R11, R23
Резистор0 Ом3
1206R2
Резистор10 кОм1
0805R3
Резистор1 МОм1
0805R4
Резистор5.1 кОм1
0805R5, R18, R21
Резистор300 Ом3
0805R8
Резистор300 Ом1
1206R6, R7, R15
Резистор100 кОм3
1206R13, R19
Резистор100 кОм2
0805R9
Резистор6.8 кОм1
1206R10
Резистор3.6 кОм1
0805R14
Резистор330 Ом1
1206R16
Резистор3 кОм1
0805R17
Резистор1 кОм1
0805R22
Резистор1 кОм1
1206R20
Резистор20 кОм1
0805R24
Резистор100 Ом1
0805C1, C3, C9, C13
Конденсатор10 мкФ 10 В4
1206C2, C4, C6, C8, C11, C15, C16
Конденсатор100 нФ 10В7
0805C5, C7, C10, C12
Конденсатор1 мкФ 10В4
0805C14
Конденсатор танталовый47 мкФ 10В1
DDA1
Линейный регуляторAMS1117-ADJ1
SOT-223DA2
Операционный усилительLM3581
SOIC-8DA3
Контроллер зарядаTP40561
SOIC-8EPDA4
Контроллер защитыDW01p1
SOT-23-6DD1
Десятичный счётчикHEF40171
SOIC-16VT1
MOSFET-транзисторIRLML64011
SOT-23VT2
Биполярный транзисторPMBS39041
SOT-23VT3
ТранзисторFS82051
SOT-23-6VD1, VD2, VD3
Выпрямительный диодLL41483
SOD-80HL1
СветодиодКрасный1
HL2
СветодиодЖёлтый1
HL3
СветодиодЗелёный1
G1
Литий-ионный аккумулятор186501
SB1
КнопкаБез фиксации1
XS2
ГнездоUSB-B1
Добавить все
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- Плата.lay (51 Кб)