Як я переробляв свій ліхтар на Li-Ion і ледь не спалив його: Історія одного ремонту

Початок історії: Зимова посилка від друга

Все почалося взимку. Мій друг надіслав мені посилкою свій старий ліхтар із лаконічним проханням: "Він не працює, можливо, ти щось з ним зробиш". Я, звісно, відповів: "Та без проблем!", адже люблю копирсатися в електроніці, і одразу взявся до діагностики, щоб зрозуміти, що з ним не так.

Отримавши пацієнта, я одразу почав його розкручувати. Мені було цікаво подивитися, що там всередині: як реалізована схема, які плати встановлені та, найголовніше, в якому стані елементи живлення. Розтин показав, що всередині стояли два свинцево-кислотних акумулятори, які від часу та експлуатації помітно здулися.

Діагностика та пошук рішення

Я деякий час покрутив акумулятор у руках. На ньому не було жодних даних — просто чорний корпус без написів. Довелося звертатися до Google. Пошук підказав, що це стандартний 6-вольтовий акумулятор з ємністю приблизно 6000 мА·год (6Ah).

Оглянувши сам ліхтар, я помітив два гнізда: одне під мережу 220В (для вбудованої зарядки), а інше — вхід під 6В. Я почав розмірковувати: якщо купувати такий самий свинцевий акумулятор, то з часом його спіткає та ж сама доля — він здується. До того ж, у таких батарей мала кількість циклів заряду-розряду, а діапазон робочої напруги від повного заряду до розряду досить вузький.

Тоді майнула думка: а що, якщо поставити сучасні літієві акумулятори? Довго не вагаючись, я заліз у свої запаси вживаних компонентів, знайшов пару тестових банок 18650, під'єднав їх послідовно та накинув дроти на контакти ліхтаря. І сталося диво — він запрацював, хоча до цього був абсолютно "мертвий".

Закупівля компонентів та фатальна помилка

Натхненний успіхом, я одразу зайшов на сайт інтернет-магазину "Мій Проект". Моє замовлення складалося з:

1. Чотирьох нових літієвих акумуляторів.
2. Універсальної плати, яка вміє заряджати літій (до 4.2В) і одночасно підвищувати напругу до потрібного рівня.

Мій план був таким: з'єднати всі акумулятори паралельно, щоб отримати максимальну ємність при напрузі 4.2В (стандарт 1S), підключити їх до плати, на якій я виставлю вихідну напругу 6 Вольтів. Це мало б ідеально замінити старий 6-вольтовий акумулятор.

Я все спаяв, підключив, вмикаю... І бачу, як з-під регулятора починає йти тоненька цівка диму. У той момент вираз мого обличчя був приблизно таким:

Робота над помилками та "Франкенштейн"

Я миттєво все вимкнув. Перша думка: "Напевно, напруга занадто висока". Спробував зменшити її до мінімуму, але мінімум на моїй платі якраз і складав 6 вольтів. Значить, проблема була не в напрузі, а у відсутності тієї плати керування, яку я необачно викинув.

Довелося повертати рідну плату на місце. Попередньо я взяв ацетон і ретельно промив регулятор яскравості, бо йому добряче "дісталося на горіхи" від мого експерименту. Зібрав нову схему: моя підвищувальна плата подає 6В на вхід рідної плати ліхтаря. Увімкнув — усе працює! Але виявився нюанс: моя плата заряджала акумулятори струмом лише в 1 Ампер. Враховуючи ємність збірки, зарядка тривала б дуже довго.

Нестандартне технічне рішення

Я провів тест-драйв: зарядив ліхтар і залишив його увімкненим. Він пропрацював 5 годин на максимальній яскравості. Проте під кінець світло стало тьмяним. Виявилося, що стабільні 6 Вольтів разом із рідною платою — це все ще не ідеальний режим роботи.

Тому я прийняв рішення, яке декому може здатися дивним: я купив додаткову знижувальну (Buck) плату. Ви спитаєте: "Навіщо ставити знижувальну плату після підвищувальної? Це ж нерозумно!". Так, я згоден, це втрата ККД. Але на моїй підвищувальній платі мінімальний вихід був 6В, а мені потрібно було менше. Я втомився шукати ідеальну плату "все в одному", тому вирішив зібрати систему з того, що було доступно.

Результат та висновки

У результаті я маю надійний ліхтар із величезним запасом енергії. Він світить стабільно рівно завдяки зниженню напруги до 3.15В. BMS плата надійно захищає акумулятори від передчасної смерті. Тепер ліхтар може світити всю ніч безперервно, якщо поставити його в економний режим.

До речі, зовсім скоро планую встановити ще й індикатор заряду — тоді це буде "повний фарш".

Окремо хочу подякувати магазину "Мій Проект". Завдяки вашому прекрасному асортименту я зміг реалізувати цей проєкт (нехай і з другої спроби). А менеджери у вас просто чудові — дали можливість змінити компоненти в замовленні вже під час підтвердження, так би мовити, в останній момент, коли я зрозумів, що мені потрібно щось інше.