Чем заменить аккумулятор в фонарике
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?
Вниз
Есть у меня фонарик «Яркий луч» на элементах 3хAAA, которому лет уже с десяток наверное. Лежит он на полке быстрого реагирования. Т.е. когда нужен быстро фонарик, берется именно он. В ту пору когда он покупался, не ходили еще по улицам люди укутанные паром с душком апельсина и вишни, мало кто знал о литиевых 18650, поэтому фонарь на трех мизинчиковых батарейках был очень распространен, как удобный, компактный и в тоже время относительно мощный. Ну и вообще мне нравился его пухлый алюминиевый бочок, яркий свет (на свежих батарейках) и тугая резиновая кнопка)) Время идет, в обиход вошли литиевые элементы питания почти без саморазряда и довольно мощные. И пришла мне мысль как-то заманстырить в мой любимый дежурный фонарик литиевую батарейку. Потому что вечно возьмешь его, а казалось бы новые батарейки уже разряжены. 18650 в него не полезет, значит надо бы что-то компактнее. Скажу сразу, что идеальным вариантом были бы 14500, а лучше 18500 (да-да, есть и такие, потом уже узнал), но на момент, когда мысль о перделке переделке посетила мою голову, пригрезилось мне, что наиболее подходит для этого именно 16340, которые и были заказаны. Для начала дешевые Trustfire (с защитой), на пробу так казать.
Аккумы пришли через 25 дней после заказа и были упакованы очень неплохо: в картонную коробку, затем в пузырчатый пакет и потом уже в маленький зип-пакетик.
Теперь перейдем к нашему несравненному фонарику. Итак. Алюминиевый корпус, сборка из 3хААА, намек на водозащиту, 1 режим свечения, 9 убогих диодов и темлячок — красота:
Многие скажут, на кой тебе это убожество, ведь можно пойти и купить за пару баксов фонарик на литие с ярким диодом и фокусировкой. И будут правы. Все так, да, но я привыкаю к вещам, да и просто жалко выбрасывать этот фонарик, предавать его забвению. К тому же этот уже есть, а другой надо все же покупать. Ну короче что есть, то есть.
Тем более, если вы дочитали до этой строчки, значит и у вас есть такой дома фонарик, который жалко выбросить, ровно как и жаль на него постоянно покупать батарейки 🙂 Сказать по правде никакого особого DIY не будет, вынужден вас разочаровать. Будет ровно то, что указано в заголовке. Ну… начнем, помолясь.
Первым делом хочу показать, как светит этот фонарь со старыми ГП и новыми Энерджайзерами. (Далее все замеры будут со сборкой на старых и новых батарейках.) Ну на фото трудно это передать, но так чтобы было понятно… со старыми батарейками можно смотреть непосредственно на диоды, с новыми — нет:
Напряжение выдаваемое сборками соединенными последовательно соответственно 3.66 и 4.74 вольт:
А вот сколько тока кушает фонарь: 60 и 670 мА. Как я понимаю, драйвера никакого просто нет, ток напрямую идет на светодиоды. Точно не знаю, не разбирал. Ну т.е. пока батарейки новые фонарь жарит по полной, но со временем накал все жиже и жиже
Тут надо вернуться к началу обзора, где я говорил про то, что вместо казалось бы подходящих 14500 я выбрал 16340. Было это продиктовано тем, что тогда еще я думал, что мне придется запихать в фонарик стабилизатор напряжения — ну типа такой мелкой платки, понижающей напряжение с переменным резистором. При этом я знал, что в LED фонарях стоят драйверы, поддерживающие определенный ток. Но тут светодиоды другие и вообще я не силен в этих электроделах. Кстати, попробовал вставить один новый Энерджайзер АА (1.5в) и потасканный АА Ni-MH аккум ГП на 2100 мАч (1.2в). Ни с тем, ни с другим фонарь не зажегся. А может там все же есть драйвер. ))
Короче после замеров мне пришла в голову мысль, что если уж напряжение так гуляет в этом фонаре, почему бы не попробовать просто тупо вставить в него литиевую батарейку, напряжение в которой меняется где-то от 4.2 до 2.5 в. Так и порешил — просто вместо сборки 3хААА поставил полностью заряженный элемент 16340:
О как! Неплохое попадание по току — 570 мА. Так тому и быть. Теперь надо организовать плотное прилегание составных частей друг к другу. Для этого нам понадобится кусок картона и винтик М5х25
Сворачиваем картон трубочкой, чтобы аккум не болтался внутри фонаря и попадал своим довольно узким плюсом в пружинку. Также эта картонка убережет при необходимости от замыкания на корпус болтика-удлинителя торцевой пружинки:
Винтик мы просто ввинчиваем в пружинку на нужную длину:
Все. Заворачиваем крышку и идем тестировать фонарь — оставляем на некоторое время включенным. Поначалу был несильный нагрев, который постепенно почти сошел на нет. Как вы догадались по току, светил он поначалу примерно также, как с новыми ААА, постепенно угасая, пока не достиг яркости, при которой можно смотреть на светодиоды — аккум за 2 часа достаточно сел:
И снова попадание в 60 мА. Ну не красота ли)) Т.е. литиевый аккум почти 100% точно повторил питание от трех ААА батареек. Точно не могу сказать, сколько фонарь живет на новых батарейках ААА (типичная емкость щелочной ААА — 1000 мАч), но точно могу сказать, что большая часть заряда уходит у меня просто, пока фонарь лежит без дела. Надеюсь литий исправит эту проблему.
В общем не ругайте строго за представленный колхоз и минусов не ставьте)) Всем мира и бобра!)
Модернизация светодиодного фонаря
Как заменить свинцовый аккумулятор литий-ионным
В статье «Ремонт и модернизация светодиодных фонарей» подробно рассмотрен вопрос ремонта и доработки электрических схем китайских светодиодных фонарей, замены вышедшего из строя кислотного аккумулятора аналогом.
Но есть еще один вариант замены аккумулятора при ремонте фонаря – замена его литий-ионным аккумулятором от неисправных электронных устройств. Например, сотового телефона, фотоаппарата, ноутбука или шуруповерта. Подойдут также аккумуляторы, которые уже не обеспечивают необходимую продолжительность работы устройства, но еще работоспособны.
Первый литий-ионный аккумулятор был выпущен в 1991 году японской корпорацией Sony. Номинальное напряжение одного элемента аккумулятора составляет 3,7 В. Минимально-допустимое – 2,75 В. Напряжение заряда не должно превышать 4,2 В при токе заряда от 0,1 до 1 емкости аккумулятора (С). Литий-ионные аккумуляторы практически не обладают эффектом памяти и имеют малый ток саморазряда, при комнатной температуре не более 20% за год. На текущий момент по техническим характеристикам являются самыми лучшими.
Ранее мне пришлось ремонтировать и модернизировать LED фонарь, в котором перегорели все светодиоды. После ремонта через несколько лет работы он перестал светить по причине выхода из строя свинцового аккумулятора. Как видно на фотографии корпус его вздулся.
Так фонарь и пылился на полке, пока не вышел из строя литий-ионный аккумулятор от фотоаппарата. Анализ показал, что в аккумуляторе отказал контроллер балансировки и заряда. Два элемента аккумулятора были в хорошем техническом состоянии, которые я и решил установить в фонарь вместо кислотного аккумулятора.
Штатное зарядное устройство фонаря для зарядки литий-ионного аккумулятора не подходило, так как оно обеспечивало постоянство тока заряда с неконтролируемым напряжением. А для литий-ионного аккумулятора при зарядке необходимо обеспечить ток зарядки величиной 0,1-1С при напряжении, не превышающем 4,2 В на один элемент.
Выбор контроллера
для зарядки литий-ионного аккумулятора
Можно изготовить контроллер самостоятельно, но в продаже, например, на Алиэкспресс, продаются готовые по цене 0,2-0,3 цента, собранные на микросхеме TP4056 или ее аналогах (ACE4054, BL4054, CX9058, CYT5026, EC49016, MCP73831, LTC4054, LC6000, LP4054, LN5060, TP4054, SGM4054, U4054, WPM4054, IT4504, PT6102, PT6181, Y1880, VS6102, HX6001, Q7051).
На Алиэкспресс был куплен самый простой модуль контроллера, технические характеристики которого полностью удовлетворяют требованиям для зарядки литий-ионного аккумулятора, установленного в фонаре. Его внешний вид представлен на фотографии.
Контроллер собран по приведенной выше электрической схеме. Изменяя номинал резистора, идущего со второго вывода микросхемы на общий провод можно ограничить максимальный ток зарядки.
Зависимость максимального тока зарядки от величины R контроллера TP4056 | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Номинал резистора, кОм | 30 | 20 | 10 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1,66 | 1,5 | 1,33 | 1,2 |
Ток зарядки, мА | 50 | 70 | 130 | 250 | 300 | 400 | 580 | 690 | 780 | 900 | 1000 |
Выбор величины тока зарядки Li-ion аккумулятора определяется исходя из двух ограничений. Величина тока должна находиться в пределах 0,1-1 от емкости аккумулятора (принято обозначать буквой С). Например, для аккумулятора емкостью 600 мА×час ток не должен превышать 0,6 А. Следовательно, нужно, чтобы номинал токозадающего резистора составил 2 кОм (на резисторе должна стоять маркировка 202). И не превышать величины тока, который способно обеспечить зарядное устройство. Для данного случая ток должен быть более 0,6 А. Ток всегда указывается на этикетке ЗУ.
Технические характеристики контроллера TP4056 | ||
---|---|---|
Наименование | Значение | Примечание |
Входное напряжение, В | 4,5-8,0 | Более 5,5 В не рекомендуется |
Выходное напряжение, В | 4,2 | |
Максимальный ток заряда, А | 1,0 | Можно изменять величиной R с вывода 2 |
Минимальный ток заряда, А | 0,03 | При меньшем токе уйдет в сон |
Автоотключение | есть | При токе зарядки |
Задать вопрос автору статьи, оставить комментарий
Здравствуйте.
Прочитал статью «Модернизация светодиодного фонаря. Как заменить свинцовый аккумулятор литий-ионным». Заменил аккумулятор на литий-ионный. Использовал контроллер, имеющий защиту от переполюсовки при подключении аккумулятора и короткого замыкания выхода. В режиме сна контроллер разряжает аккумулятор (ток 0,02 А). Подскажите это нормально или нет. Если нет, какая причина?
Здравствуйте, Андрей!
Ток потребления платой защиты при отключённой нагрузке должен быть равен нулю. На практике же он составляет не более несколько микроампер. Специально измерял в своем фонаре и наушниках, в которые устанавливал литиевые аккумуляторы. Амперметр показал ноль.
Таким образом ток потреблять может схема фонаря или контроллер зарядки. Для проверки нужно полностью отключить все от платы, кроме аккумулятора. Если ток потребления останется прежним, значит неисправна плата контроллера и подлежит замене.