Ford Fusion 1.6I, МКПП, Frozen White › Бортжурнал › Переделываем мультиметр под литий-ионную банку 3.7В вместо надоевшей кроны
Делал себе такое в гаражик, поделюсь изобретением, раз интересно.
Итак, что имеем? Мультик электронный на кроне, которую регулярно надо менять. А стоит она, зараза, нынче прилично! Но даже это не самое противное, а вот гадость в том, что может сесть она в самый неподходящий момент! Когда копаешься в гаражике с чем-то и интенсивно используешь прибор и вдруг замечаешь, что что-то идет не так… Какие-то показания странные, завышенные. Можно убить на мозговой штурм ситуации час, два… А ларчик-то просто открывается! У тебя банально САДИТСЯ долбаная крона в приборе! И тот начинает «плыть», брехать! Надо срочно бросать все и телепать за новой батареей. Облом работе.
В общем, надоело мне как-то все это дело и я задался целью: УЙТИ от кроны! Более того, перейти с батареи на аккумуляторы, благо их сейчас навалом, каких хочешь. Нужен контроллер заряда-разряда батареи — это не вопрос, на Али их аки грязи за копейки. Но 3.4В для прибора не вариант, а ставить 2 банки как-то не алё…
Плюс останется проблема №2 — прибор будет брехать при просадке напруги на батарее.
Выход я нашел вполне простой: Бустер! Он-то и превратит 3.4В с контроллера в 9В, так необходимые нашему прибору.
Попробовал слепить «на коленке» эту систему — и ДА, оно работает отлично! Надо делать!
Что нам понадобится для реализации этой затеи?
1. Прибор — тут все ясно. Любой, который у вас есть и живет жил на «Кроне».
2. Li-Ion батарейка. В идеале я хотел поставить 18650, но. в моем приборе (он маленький) она никак не влазила и пришлось применить первую попавшуюся батарейку от мобильника, которая еще имеет вменяемую емкость. В моем случае под руку попалась NOKIA BL-4C.
3. Контроллер заряда/разряда банки. Я у китайцев беру вот такие:
На чипах 4056, под MicroUSB, с защитой. Ценник — $1.4 за 5 штук.
Кому интересно, например, ТУТ
Ну по факту их выгоднее брать по 10 или 20шт — будет дешевле. Если вы, конечно, будете их использовать не только для прибора. Можно и 1шт купить. Все «по нуждам», у китайцев выбор этих контроллеров очень большой.
4. Бустер DC-DC. Я использую 3608, вот такие:
Ценник — $1.9 за 5 штук. То же самое, цена гуляет от количества, продавца и т.д.
Например, ВОТ
У этого производителя есть плата за доставку. Но есть такой момент: если будете брать несколько лотов у него, то доставка будет одна за все и считается она обычно исходя из «минимальной»! Например, вы заказали 3 лота: у первого доставка $0.75, у второго 0.35, у третьего 0.68. В конечном заказе будет одна доставка за 3 позиции и она будет в нашем случае $0.35! В общем, разберетесь. Или купите у другого продавца. Win-Win мне просто понравился. Я у него брал не один раз всякие штуки и проблем не было ни разу.
5. Руки, голова, инструменты, желание, время…
Если все это в наличии, приступаем!
Первое, что нужно определить (после вскрытия прибора), куда все это воткнуть. Если прибор большой — там попроще… В маленькие, типа моего DT-830, к примеру, 18650 не влезет так просто, поэтому я решил от него отказаться и поставить плоскую батарею от старой Нокии. Тут сразу ремарка. ЕСЛИ вы используете 18650 — все гут, если аккум от телефона или еще чего-то, то сначала «верх» батареи нужно разобрать и удалить встроенный контроллер! Вам нужна ТОЛЬКО БАТАРЕЯ, ее «+» и «-» и ничего лишнего, т.к. контроллер у вас уже есть!
В донышке (это верх, морда прибора), на месте кроны, я термоклеем закрепил контроллер, предварительно подпаяв к нему 4 провода и прорезав в бочине прибора отверстие для разъема MicroUSB и световодов к индикаторам.
Затем подпаиваем «на весу» (пока так!) хвосты в такой последовательности:
1. +/- «V IN» бустера к +/- (соответственно) «OUT» контроллера.
2. +/- батареи к «B+/B-» (соответственно) контроллера.
и выставляем бустер (батарею желательно предварительно подзарядить), вот так:
Это напруга на входе бустера. Все хорошо. Теперь перекидываем щупы на выход бустера и подстроечником выставляем нужные прибору 9В. После этого можно подкинуть прибор к выходу бустера и включить его — дабы пошла нагрузка и выставить напругу на выходе уже «в рабочем состоянии», если это потребуется.
Теперь ОТПАИВАЕМ батарею и крепим на свои места батарею и бустер. Для прочности я сделал так: провода к батарее и прибору мягкие, а вот от контроллера к бустеру два штыря жестких (ножки от каких-то радиоэлементов). Их впаял в контроллер, укрепил его. Потом насадил на них бустер, припаял на нужной высоте и обрезал лишнее. И потом уже бустер по краям закрепил термоклеем. Им же прихватил и батарею. Теперь укорачиваем на нужную длину провода от прибора к бустеру и припаиваем их. То же самое делаем с проводами от контроллера к батарее.
Остается уложить аккуратно провода и собрать прибор.
У меня получилось вот так:
Питание мультиметра. Li-ion вместо кроны. Защита от разряда, таймер
Долгое время пользовался мультиметром DT9202A, в очередной раз села «крона», а покупать новую было в лом. Решил купить новый мультиметр. В качестве замены выбрал Fluke 15B+. Ну а старый мультиметр бросил в коробку с хламом. Пролежал он там пару лет, пока я в очередной раз не наткнулся на него.
Вроде бы и выкинуть жалко, и пользоваться нельзя, и на запчасти разобрать рука не поднимается, ведь мультиметр исправно служил мне в течении нескольких лет. Было решено сделать ему новую систему питания. Хотелось подойти к делу основательно, а не гнать вот такую халтуру:
Хотелось запитать мультиметр от Li-ion аккумулятора, но возник ряд проблем:
- Напряжение питания мультиметра 9 вольт, нужен повышающий преобразователь;
- Штатная система автоотключения перестанет работать, нужно городить свою;
- Необходимо защитить аккумулятор от переразряда;
- Нужно чтобы на борту был контроллер зарядки аккумулятора с индикацией.
Кроме того, хотелось собрать конструкцию из дешевых и доступных деталей, и главное — без использования микроконтроллеров. Решать такую простейшую задачу на микроконтроллере как-то скучно и не интересно. Да и радиолюбители-новички будут не против «прокачать» свои мультиметры, используя радиодетали с помойки 😉
После нескольких вечеров, проведённых с паяльником и макетной платой, родился такой вот монстр:
Основные характеристики:
- Выходное напряжение 9 В
- Напряжение питания 3,6. 4,2 В
- Напряжение срабатывания защиты от разряда 3,6 В
- Ток заряда аккумулятора 250 мА
- Таймер автоотключения 5 мин
А так выглядит устройство в сборе:
На одной стороне платы расположены SMD компоненты, а на другой стороне находится аккумулятор от старого мобильника. Изначально я хотел поставить аккумулятор Nokia BL-5C, но он оказался на 2 мм длиннее отсека и не влез по размерам.
Пришлось ставить мелкий аккумулятор Nokia BL-4B. Закрепил его при помощи двустороннего скотча.
Для внедрения новой системы питания в мультиметр, необходимо:
- Превратить штатный выключатель в тактовую кнопку, удалив фиксирующий элемент;
- Продолбить необходимые отверстия, разместить плату в корпусе;
- Соединить плату питания с платой мультиметра.
1. Модификация кнопки
Так как штатная кнопка включения имеет фиксацию, пришлось немного доработать её. Для этого нужно вскрыть корпус кнопки, удалить оттуда фиксирующий элемент, и собрать всё как было 😉
Теперь кнопка не фиксируется при нажатии, и работает как обычная тактовая кнопка.
2. Сверление отверстий, размещение платы в корпусе
Плата питания содержит контроллер зарядки аккумулятора. Подзарядка осуществляется через разъём USB-B, который был весьма уютно размещён в корпусе мультиметра.
В батарейном отсеке пришлось уменьшить высоту стенок, чтобы они не мешали плате.
В верхней части корпуса были вырезаны отверстия для разъёма USB и для светодиода, отображающего процесс зарядки.
Во время зарядки светодиод горит, по окончании зарядки — гаснет.
Плата фиксируется в корпусе мультиметра без единого болта. Продавить USB гнездо мешает ступенька в корпусе. Достать гнездо наружу мешает форма платы, повторяющая внутреннюю часть корпуса. Шевелить плату влево-вправо мешают стенки батарейного отсека. Наклонить плату вверх мешает аккумулятор, наклон вниз блокирует стенка батарейного отсека. Плата сидит внутри крепко, как влитая.
3. Подключение платы питания к мультиметру
Ниже представлена штатная схема автоотключения мультиметра. Отрубает питание примерно через 10 минут работы.
При использования мультиметра совместно с моей платой питания, штатную схему нужно немного модернизировать:
Так как на моей плате для питания мультиметра использован DC-DC преобразователь, таймер автоотключения должен обесточивать питание до преобразователя. Родной таймер автоотключения стоит в самом мультиметре, то есть после преобразователя. При срабатывании автоотключения, родная схема обесточит мультиметр, а преобразователь продолжит работать, разряжая аккумулятор. Поэтому такой вариант не годится. Пришлось сделать свою систему автоотключения, а штатную обойти, подав питание непосредственно на измерительную часть схемы (цепь V+). Также необходимо демонтировать штатную колодку «кроны» и конденсатор C19.
Ставим перемычку на резистор R53.
Подключаем плату питания к мультиметру при помощи трёх проводов:
Внедрение новой системы питания прошло безболезненно. Даже не пришлось резать ни одной дорожки на плате мультиметра. Устройство не требует настройки и начинает работать сразу после сборки.
Описание работы схемы.
На операционном усилителе DA2.1 собран узел защиты от разряда аккумулятора. Напряжение отключения задаётся номиналами делителя R4R7. В качестве источника опорного напряжения используется микросхема линейного стабилизатора DA1 (LM1117). Стабилизатор нагружен резистором R3, так как не умеет работать без нагрузки.
На операционном усилителе DA2.2 собран таймер автоотключения. При включении питания заряжается конденсатор C3, затем он постепенно разряжается через резистор R10. Время срабатывания таймера задаётся номиналами C3R10. При срабатывании таймера открывается транзистор VT3, заставляя сработать схему защиты от разряда.
Операционный усилитель DA2 (LM358) работает как компаратор, поэтому может быть заменён на микросхему компаратора LM393.
На микросхеме DA4 (MC34063) собран импульсный повышающий преобразователь, который выдаёт напряжение 9 вольт для питания мультиметра.
На микросхеме DA3 (TP4056) собран узел автоматической зарядки аккумулятора. Во время зарядки светодиод HL1 светится, по окончании зарядки — гаснет.
На схеме есть кнопка отключения, но я её не использовал, т.к. хватает таймера. Питание отключается автоматически по таймеру, время задаётся номиналами C3R10. Желающие могут для отключения питания задействовать кнопку «HOLD», всёравно толку от неё никакого.
В конце статьи можно скачать Excel файл со всеми необходимыми расчётами.
Напоследок прилагаю видео работы мультиметра с новой системой питания.
ПЕРЕДЕЛКА ТЕСТЕРА НА ЛИТИЕВЫЕ АКБ
В своем обзоре тестера Т4 полупроводников/измерителе индуктивности и ESR я, как и многие пользователи прибора, отметил его требовательность к уровню питающего напряжения.
В качестве источника питания здесь применяется «Крона» на 9 Вольт. Так как аппетит у тестера Т4 оказался очень хорошим, то элементов питания хватает не надолго. Кроме того, мой экземпляр тестера при снижении напряжения на «Кроне» до 7,5 Вольта требовал заменить батарею.
Пару раз приходилось прерывать работу и идти в магазин за новым элементом питания. Как и отмечал в обзоре, сразу планировал заменить Крону литиевым аккумулятором, повышающим преобразователем и контроллером заряда аккумулятора.
По случаю появился в закромах литиевый аккумулятор от IPhone. Аккумулятор достался мне уже без родного контроллера по причине его выхода из строя. АКБ слегка не обычная – не 3,7, а 3,8 Вольта номинального напряжения и 4,3 Вольта в полностью заряженном состоянии. Для моих целей подойдет, но Яблоко как всегда выделилось).
К сожалению, контроллер дарителем АКБ был варварски выдран и в качестве контактов остались лишь жалкие огрызки, которые к тому же оказались алюминиевыми и ни как не хотели лудиться.
Пришлось купить специальный флюс Ф-59А.
Схема аккумуляторного питания тестера
В конечном итоге родилась не сложная схема:
О ставшем уже «народным» контроллере заряда литиевых аккумуляторов много говорить не вижу смысла, лишь отмечу, что производитель чипа TP4056 рекомендует производить заряд аккумуляторов током 0,37С, где С – емкость аккумулятора. В моем случае 1560 мА. Таким образом, зарядный ток должен быть на уровне 577 мА. В данном модуле зарядный ток регулируется резистором R3.
Таблица зависимости зарядного тока от величины резистора R3
R3, кОм 30 20 10 5 4 3 2 1,66 1,5 1,33 1,2
Ibat, мА 50 70 130 250 300 400 580 690 780 900 1000
То есть для установки тока заряда на уровне 580 мА, нужно заменить резистор R3 номиналом 1,2 кОм на резистор номиналом 2 кОм. Импульсный повышающий преобразователь МТ3608 способен из 2-24 В на входе выдать 2-28 В на выходе при максимальном токе 2 А. Частота преобразования составляет 1,2 МГц. КПД 93%. Размеры устройства 36*17*14 мм, что позволяет инсталлировать его в массу вещей. В первых партиях таких преобразователей часто встречались платы с допущенной ошибкой при проектировании:
Подстроечный регулятор напряжения работал только в половине диапазона и для устранения данного дефекта необходимо лишь добавить перемычку на плату.
Как видно из схемы преобразователя, на его входе и выходе стоят конденсаторы по 22 мкФ, что мне показалось не достаточным, и на его выходе установил дополнительно конденсатор емкостью 100 мкФ – все-же преобразователь импульсный и лишняя емкость не повредит. Теперь переходим к изготовлению корпуса.