Как я переделывал свой фонарь на Li-Ion и чуть не сжег его: История одного ремонта

Начало истории: Зимняя посылка от друга

Все началось зимой. Мой друг прислал мне посылкой свой старый фонарь с лаконичной просьбой: "Он не работает, возможно, ты что-то с ним сделаешь". Я, конечно, ответил: "Да без проблем!", ведь люблю ковыряться в электронике, и сразу взялся за диагностику, чтобы понять, что с ним не так.

Получив пациента, я сразу начал его раскручивать. Мне было интересно посмотреть, что там внутри: как реализована схема, какие платы установлены и, самое главное, в каком состоянии элементы питания. Вскрытие показало, что внутри стояли два свинцово-кислотных аккумулятора, которые от времени и эксплуатации заметно вздулись.

Диагностика и поиск решения

Я некоторое время покрутил аккумулятор в руках. На нем не было никаких данных — просто черный корпус без надписей. Пришлось обращаться к Google. Поиск подсказал, что это стандартный 6-вольтовый аккумулятор с емкостью примерно 6000 мА·ч (6Ah).

Осмотрев сам фонарь, я заметил два гнезда: одно под сеть 220В (для встроенной зарядки), а другое — вход под 6В. Я начал размышлять: если покупать такой же свинцовый аккумулятор, то со временем его постигнет та же участь — он вздуется. К тому же, у таких батарей малое количество циклов заряда-разряда, а диапазон рабочего напряжения от полного заряда до разряда довольно узкий.

Тогда мелькнула мысль: а что, если поставить современные литиевые аккумуляторы? Долго не раздумывая, я залез в свои запасы подержанных компонентов, нашел пару тестовых банок 18650, подключил их последовательно и накинул провода на контакты фонаря. И произошло чудо — он заработал, хотя до этого был абсолютно "мертвый".

Закупка компонентов и фатальная ошибка

Вдохновленный успехом, я сразу зашел на сайт интернет-магазина "Мой Проект". Мой заказ состоял из:

1. Четырех новых литиевых аккумуляторов.
2. Универсальной платы, которая умеет заряжать литий (до 4.2В) и одновременно повышать напряжение до нужного уровня.

Мой план был таким: соединить все аккумуляторы параллельно, чтобы получить максимальную емкость при напряжении 4.2В (стандарт 1S), подключить их к плате, на которой я выставлю выходное напряжение 6 Вольт. Это должно было идеально заменить старый 6-вольтовый аккумулятор.

Я все спаял, подключил, включаю... И вижу, как из-под регулятора начинает идти тоненькая струйка дыма. В тот момент выражение моего лица было примерно таким:

Работа над ошибками и "Франкенштейн"

Я мгновенно все выключил. Первая мысль: "Наверное, напряжение слишком высокое". Попробовал уменьшить его до минимума, но минимум на моей плате как раз и составлял 6 вольт. Значит, проблема была не в напряжении, а в отсутствии той платы управления, которую я неосмотрительно выбросил.

Пришлось возвращать родную плату на место. Предварительно я взял ацетон и тщательно промыл регулятор яркости, потому что ему здорово "досталось" от моего эксперимента. Собрал новую схему: моя повышающая плата подает 6В на вход родной платы фонаря. Включил — все работает! Но выявился нюанс: моя плата заряжала аккумуляторы током лишь в 1 Ампер. Учитывая емкость сборки, зарядка длилась бы очень долго.

Нестандартное техническое решение

Я провел тест-драйв: зарядил фонарь и оставил его включенным. Он проработал 5 часов на максимальной яркости. Однако под конец свет стал тусклым. Оказалось, что стабильные 6 Вольт вместе с родной платой — это все еще не идеальный режим работы.

Поэтому я принял решение, которое некоторым может показаться странным: я купил дополнительную понижающую (Buck) плату. Вы спросите: "Зачем ставить понижающую плату после повышающей? Это же неразумно!". Да, я согласен, это потеря КПД. Но на моей повышающей плате минимальный выход был 6В, а мне нужно было меньше. Я устал искать идеальную плату "все в одном", поэтому решил собрать систему из того, что было доступно.

Результат и выводы

В результате я имею надежный фонарь с огромным запасом энергии. Он светит стабильно ровно благодаря снижению напряжения до 3.15В. BMS плата надежно защищает аккумуляторы от преждевременной смерти. Теперь фонарь может светить всю ночь непрерывно, если поставить его в экономный режим.

Кстати, совсем скоро планирую установить еще и индикатор заряда — тогда это будет "полный фарш".

Отдельно хочу поблагодарить магазин "Мой Проект". Благодаря вашему прекрасному ассортименту я смог реализовать этот проект (пусть и со второй попытки). А менеджеры у вас просто замечательные — дали возможность изменить компоненты в заказе уже во время подтверждения, так сказать, в последний момент, когда я понял, что мне нужно что-то другое.