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 только 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 радиоэлементов
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
---|---|---|---|---|---|---|
R1, R11, R23 | Резистор | 0 Ом | 3 | 1206 | Поиск в магазине Отрон | |
R2 | Резистор | 10 кОм | 1 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | |
R3 | Резистор | 1 МОм | 1 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | |
R4 | Резистор | 5.1 кОм | 1 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | |
R5, R18, R21 | Резистор | 300 Ом | 3 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | |
R8 | Резистор | 300 Ом | 1 | 1206 | Поиск в магазине Отрон | |
R6, R7, R15 | Резистор | 100 кОм | 3 | 1206 | Поиск в магазине Отрон | |
R13, R19 | Резистор | 100 кОм | 2 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | |
R9 | Резистор | 6.8 кОм | 1 | 1206 | Поиск в магазине Отрон | |
R10 | Резистор | 3.6 кОм | 1 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | |
R14 | Резистор | 330 Ом | 1 | 1206 | Поиск в магазине Отрон | |
R16 | Резистор | 3 кОм | 1 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | |
R17 | Резистор | 1 кОм | 1 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | |
R22 | Резистор | 1 кОм | 1 | 1206 | Поиск в магазине Отрон | |
R20 | Резистор | 20 кОм | 1 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | |
R24 | Резистор | 100 Ом | 1 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | |
C1, C3, C9, C13 | Конденсатор | 10 мкФ 10 В | 4 | 1206 | Поиск в магазине Отрон | |
C2, C4, C6, C8, C11, C15, C16 | Конденсатор | 100 нФ 10В | 7 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | |
C5, C7, C10, C12 | Конденсатор | 1 мкФ 10В | 4 | 0805 | Поиск в магазине Отрон | |
C14 | Конденсатор танталовый | 47 мкФ 10В | 1 | D | Поиск в магазине Отрон | |
DA1 | Линейный регулятор | AMS1117-ADJ | 1 | SOT-223 | Поиск в магазине Отрон | |
DA2 | Операционный усилитель | LM358 | 1 | SOIC-8 | Поиск в магазине Отрон | |
DA3 | Контроллер заряда | TP4056 | 1 | SOIC-8EP | Поиск в магазине Отрон | |
DA4 | Контроллер защиты | DW01p | 1 | SOT-23-6 | Поиск в магазине Отрон | |
DD1 | Десятичный счётчик | HEF4017 | 1 | SOIC-16 | Поиск в магазине Отрон | |
VT1 | MOSFET-транзистор | IRLML6401 | 1 | SOT-23 | Поиск в магазине Отрон | |
VT2 | Биполярный транзистор | PMBS3904 | 1 | SOT-23 | Поиск в магазине Отрон | |
VT3 | Транзистор | FS8205 | 1 | SOT-23-6 | Поиск в магазине Отрон | |
VD1, VD2, VD3 | Выпрямительный диод | LL4148 | 3 | SOD-80 | Поиск в магазине Отрон | |
HL1 | Светодиод | Красный | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
HL2 | Светодиод | Жёлтый | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
HL3 | Светодиод | Зелёный | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
G1 | Литий-ионный аккумулятор | 18650 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
SB1 | Кнопка | Без фиксации | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
XS2 | Гнездо | USB-B | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- Плата.lay (51 Кб)
Комментарии (50) | Я собрал (0) | Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
ПС. Под такую крутую электронику просится не менее крутой корпус.
[Автор]
Не могли бы сказать о ТТХ полученного устройства.
1. Время полной зарядки
2. Время непрерывной работы до полной разрядки аккумулятора
3. Потребляемый ток
Еще бы внести дополнение - регулировку яркости, можно даже просто, банально - ступенчатую...
[Автор]
1) Время полной зарядки зависит от ёмкости аккумулятора. В статье использовал Panasonic NCR18650B, полная ёмкость 3400 мА*ч. Задействуется часть ёмкости - около 2500 мА*ч. Ток зарядки 400 мА. Время зарядки примерно 7 часов.
2) Время работы около 16 часов. При такой автономности регулировку яркости считаю не целесообразной. В быту этот фонарик будет включаться интервалами по 1-2 минуты, поэтому заряжать надо будет 1 раз в 3-4 месяца.
3) Ток через каждый светодиод около 10 мА, суммарно около 150 мА. При таком токе светит не слишком ярко, но вполне приемлемо для бытовых нужд. Да и светодиоды проживут дольше.
[Автор]
[Автор]
1117 легко найти на старых материнских платах, модемах, дисководах... легко купить, всегда в наличии в магазинах, стоит дёшево.
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Конкретно эту схему невозможно адаптировать под управление тумблером.
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Характеристики должны быть такие:
* P-канальный
* Ток - не менее 500 мА
* Напряжение Сток/Исток - не менее 10В
* Открытие напряжением 3В
[Автор]
[Автор]
В вашем варианте не было стабильного отключения фонаря по однократному нажатию кнопки
Тема актуальная, но для народа, скажем прямо - сложновато.
[Автор]
Но в целом работа очень хорошая, понравилась, хоть это и слишком жирно для такого корпуса, за работу однозначно плюс.
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]