Налобный фонарь не выключается что сгорело
Ремонт налобного фонаря
Фонарь не включается
Поработав около года, мой налобный фонарь LED Headlight XM-L T6 стал включаться через раз, а то и вообще отключаться без команды. Вскоре перестал включаться совсем.
Первым делом я подумал, что отходит аккумулятор в батарейном отсеке.
Сам бокс рассчитан на литий-ионные аккумуляторы типоразмера 18650 с платой защиты. А я использовал аккумуляторы без защиты и заряжал их универсальной зарядкой Turnigy Accucell 6 (аналог IMAX B6).
Поэтому пришлось нарастить контакты каплей припоя. Как известно, припой сплав мягкий и со временем напайка на контакте могла поистереться, а соединение с аккумулятором нарушиться.
Но, после проверки выяснилось, что причина неисправности кроется вовсе не в плохом контакте, а электронной начинке фонаря.
Любой ремонт начинается с диагностики и разборки. Разбирается фонарь легко. Вынимаем литиевый аккумулятор из батарейного отсека. Далее выкручиваем четыре шурупа.
Под поддоном для аккумуляторов смонтирована небольшая печатная плата.
Данная микросхема поддерживает четыре режима управления светодиодом, в том числе строб, от которого все хотят избавиться. Режимы переключаются циклически по команде с тактовой кнопки без фиксации.
Если бы мой фонарь не сломался, то о четвёртом режиме SOS, который активируется долгим нажатием кнопки (около 3 секунд), я бы и не узнал. Когда покупал, на странице продажи упоминалось только три режима.
Когда же стал изучать даташит на FM2819, то оказалось, что эта микросхема поддерживает четыре режима.
О микросхеме FM2819 я расскажу чуть позднее, а пока разберёмся, за что отвечают остальные элементы схемы.
Жёлтый керамический конденсатор запаян вместо родного, который отвалился, когда я разбирал корпус батарейного отсека. Судя по фото аналогичных фонарей ёмкость конденсатора, который установлен между выводом KEY и минусом «-» питания, может быть в довольно больших пределах. В моём был установлен чип-конденсатор на 10pF (100), а в других фонарях могут быть запаяны и на 10nF (103), и на 100nF (104), а то и вовсе отсутствовать.
Функцию силового ключа, который подаёт напряжение питания от литиевого аккумулятора на мощный светодиод, выполняет P-канальный MOSFET транзистор FDS9435A в корпусе SO-8. На фото видно, что на его корпусе указана сокращённая маркировка 9435A.
О том, как соединять резисторы и рассчитывать их общее сопротивление я рассказывал тут.
Для подсветки тылового индикатора LED HEADLIGHT используется обычный SMD-светодиод красного цвета свечения. На плате обозначен, как LED. Он подсвечивает пластину из белого пластика.
Так как батарейный отсек находится с тыльной части головы, то в ночное время суток такой индикатор хорошо заметен.
Явно не помешает при велопрогулках и ходьбе вдоль дорожных трасс.
Через резистор в 100 Ом плюсовой вывод красного SMD-светодиода подключается к стоку MOSFET-транзистора FDS9435A. Таким образом, при включении фонаря напряжение поступает и на основной светодиод Cree XM-L T6 XLamp, и на маломощный SMD-светодиод красного цвета свечения.
С основными детальками разобрались. Теперь расскажу, что же сломалось.
При нажатии на кнопку включения фонаря было видно, что красный SMD светодиод начинает светить, но очень тускло. Работа светодиода соответствовала штатным режимам работы фонаря (максимальная яркость, низкая яркость и стробоскоп). Стало ясно, что управляющая микросхема U1 (FM2819) скорее всего исправна.
Раз она штатно реагирует на нажатие кнопки, то, возможно, проблема кроется в самой нагрузке – мощном белом светодиоде. Отпаяв провода, идущие на светодиод Cree XM-L T6, и подключив его к самодельному блоку питания, я убедился в его исправности.
Далее решил замерить напряжение на самой плате, чтобы узнать, где потерялись драгоценные вольты от аккумулятора.
При замерах оказалось, что в режиме максимальной яркости, на стоке транзистора FDS9435A всего 1,2V. Естественно, этого напряжения не хватало для питания мощного светодиода Cree XM-L T6, а вот красному SMD-светодиоду его было достаточно, чтобы его кристалл начал тускло светиться.
Стало ясно, что неисправен транзистор FDS9435A, который задействован в схеме как электронный ключ.
В замену транзистору ничего подбирать не стал, а купил оригинальный P-канальный PowerTrench MOSFET FDS9435A фирмы Fairchild. Вот его внешний вид.
Как видим, на этом транзисторе присутствует полная маркировка и отличительный знак фирмы Fairchild (F), выпустившей данный транзистор.
Сравнив оригинальный транзистор с тем, что установлен на плате, мне в голову закралась мысль о том, что в фонаре установлена подделка или менее мощный транзистор. Возможно, даже брак. Всё-таки фонарь не успел отслужить и года, а силовой элемент уже «отбросил копыта».
Цоколёвка транзистора FDS9435A выглядит следующим образом.
Как видим, внутри корпуса SO-8 находится всего лишь один транзистор. Выводы 5, 6, 7, 8 объединены и являются выводом стока (Drain). Выводы 1, 2, 3 также соединены вместе и являются истоком (Source). 4-ый вывод – это затвор (Gate). Именно на него приходит сигнал с управляющей микросхемы FM2819 (U1).
В качестве замены транзистору FDS9435A можно использовать APM9435, AO9435, SI9435. Всё это аналоги.
Выпаять транзистор можно как привычными методами, так и более экзотическими, например, сплавом Розе. Также можно применить метод грубой силы – подрезать ножом выводы, демонтировать корпус, а затем отпаять оставшиеся на плате выводы.
После замены транзистора FDS9435A налобный фонарь стал работать исправно.
На этом рассказ о ремонте закончен. Но, не будь я любопытным радиомехаником, то так и оставил бы всё, как есть. Работает и ладно. Но мне не давали покоя некоторые моменты.
Так как изначально я не знал, что микросхема с маркировкой 819L (24) это FM2819, то вооружившись осциллографом, я решил посмотреть, какой сигнал подаёт микросхема на затвор транзистора при разных режимах работы. Интересно же.
При этом транзистор полностью открывается и напряжение на светодиоде Cree XM-L T6 достигает 3,4. 3,5V.
В режиме минимального свечения (1/4 яркости) на транзистор FDS9435A с микросхемы U1 приходит около 0,97V. Это если проводить замеры рядовым мультиметром без наворотов.
На самом же деле в этом режиме на транзистор приходит сигнал ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Подключив щупы осциллографа между «+» питания и выводом затвора транзистора FDS9435A, я увидел вот такую картину.
Так как на затвор поступает отрицательное напряжение, то «картинка» на экране осциллографа переворачивается. То есть сейчас на фото в центре экрана показан не импульс, а пауза между ними!
Сама пауза длится около 2,25 миллисекунд (mS) (4,5 деления по 0,5mS). В этот момент транзистор закрыт.
Затем транзистор открывается на 0,75 mS. При этом на светодиод XM-L T6 поступает напряжение. Амплитуда каждого импульса составляет 3V. А, как мы помним, мультиметром я намерил всего лишь 0,97V. В этом нет ничего удивительного, так как мультиметром я мерил постоянное напряжение.
Вот этот момент на экране осциллографа. Переключатель время/деление установил на 0,1, чтобы лучше определить длительность импульса. Транзистор открыт. Не забываем про то, что на затвор приходит минус «-«. Импульс перевёрнут.
Теперь можно посчитать скважность импульсов (S).
S = (2,25mS + 0,75mS) / 0,75mS = 3mS / 0,75mS = 4. Где,
τ- длительность импульса (миллисекунды, mS). У нас это 0,75mS.
Также можно определить коэффициент заполнения (D), который в англоязычной среде называют Duty Cycle (часто встречается во всяких даташитах на электронные компоненты). Обычно он указывается в процентах %.
D = τ/Τ = 0,75/3 = 0,25 (25%). Таким образом, в режиме пониженной яркости светодиод включен лишь на четверть периода.
Когда делал подсчёты первый раз, то коэффициент заполнения у меня вышел 75%. Но потом, увидев в даташите на FM2819 строчку про режим 1/4 яркости, понял, что где-то облажался. Я просто перепутал паузу и длительность импульса местами, поскольку по привычке принял минус «-» на затворе за плюс «+». Поэтому и вышло всё наоборот.
В режиме «STROBE» мне не удалось посмотреть ШИМ сигнал, так как осциллограф аналоговый и довольно старый. Синхронизировать сигнал на экране и получить чёткое изображение импульсов мне не удалось, хотя было видно его наличие.
Типовая схема включения и цоколёвка микросхемы FM2819. Может, кому пригодится.
Не давали мне покоя и некоторые моменты, связанные с работой светодиода. Со светодиодными фонарями я раньше, как-то не имел дела, а тут захотелось разобраться.
Когда я полистал даташит на светодиод Cree XM-L T6, который установлен в фонаре, то понял, что номинал токоограничительного резистора маловат (0,13 Ом). Да, и на плате одно посадочное место под резистор было свободно.
Когда шерстил по интернетам в поисках информации о микросхеме FM2819, то видел фото нескольких печатных плат аналогичных фонарей. На одних были запаяны четыре резистора по 1 Ому, а на некоторых вообще SMD-резистор с маркировкой «0» (перемычка), что, на мой взгляд, вообще является преступлением.
Светодиод – это нелинейный элемент, и, поэтому, последовательно с ним необходимо включать токоограничивающий резистор.
Если заглянуть в даташит на светодиоды серии Cree XLamp XM-L, то можно обнаружить, что их максимальное напряжение питания составляет 3,5V, а номинальное 2,9V. При этом ток через светодиод может достигать величины в 3А. Вот график из даташита.
Номинальным током для таких светодиодов считается ток в 700 mA при напряжении в 2,9V.
Конкретно в моём фонаре ток через светодиод составил 1,2 A при напряжении на нём в 3,4. 3,5V, что явно многовато.
Чтобы уменьшить прямой ток через светодиод я запаял вместо прежних резисторов четыре новых номиналом в 2,4 Ом (типоразмер 1206). Получил общее сопротивление в 0,6 Ом (мощность рассеивания 0,125W * 4 = 0,5W).
После замены резисторов прямой ток через светодиод составил 800 mA при напряжении в 3,15V. Так светодиод будет работать при более мягком тепловом режиме, и, надеюсь, прослужит долго.
Поскольку резисторы типоразмера 1206 рассчитаны на мощность рассеивания в 1/8W (0,125 Вт), а в режиме максимальной яркости на четырёх токоограничивающих резисторах рассеивается мощность около 0,5Вт, то от них желательно отвести излишнее тепло.
Для этого зачистил от зелёного лака медный полигон рядом с резисторами и напаял на него каплю припоя. Такой приём частенько применяется на печатных платах бытовой электронной аппаратуры.
После доработки электронной начинки фонаря покрыл печатную плату лаком PLASTIK-71 (электроизоляционный акриловый лак) для защиты от конденсата и влаги.
При расчётах токоограничительного резистора я столкнулся с некоторыми тонкостями. За напряжение питания светодиода стоит принимать напряжение на стоке MOSFET транзистора. Дело в том, что на открытом канале MOSFET-транзистора теряется часть напряжения из-за сопротивления канала (R(ds)on).
Чем выше ток, тем большее напряжение «оседает» по пути Исток-Сток транзистора. У меня при токе в 1,2А оно составило 0,33V, а при 0,8А – 0,08V. Также часть напряжения падает на соединительных проводах, которые идут с клемм аккумулятора на плату (0,04V). Казалось бы, такая мелочь, а в сумме набегает 0,12V. Так как под нагрузкой напряжение на Li-ion аккумуляторе проседает до 3,67. 3,75V, то на стоке MOSFET’а уже 3,55. 3,63V.
Ещё 0,5. 0,52V гасит цепь из четырёх параллельных резисторов. В итоге на светодиод приходит напряжение в районе 3-ёх с небольшим вольт.
На момент написания этой статьи в продаже появилась обновлённая версия рассмотренного налобного фонаря. В нём уже встроена плата контроля заряда/разряда Li-ion аккумулятора, а также добавлен оптический датчик, который позволяет включать фонарь жестом ладони.
Налобный фонарь не выключается что сгорело
у меня, вроде бы, две платых новых похожих валяется. я их сразу снял с фонаря, чтоб потом выкинуть, но пока еще не выкинул. могу отдать.
одна точно есть, валяется, вижу. может и вторую найду. адрес в лс.
это бесплатно, если по России.
ну вот, и вторая нашлась
Последний раз редактировалось BlackKilkennyCat Сб дек 05, 2020 15:15:58, всего редактировалось 1 раз.
Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc
musor  | ||||
Карма: 109 | ||||
| ||||
| anton2887 | |||
Зарегистрирован: Сб дек 05, 2020 14:11:24 |
| ||
| |||
| 9hammet |
| |
| ||
| gsmart | ||||
Карма: 102 |
| |||
| ||||
| anton2887 | |||
Зарегистрирован: Сб дек 05, 2020 14:11:24 |
| ||
| |||
| Dik13 | ||||
Карма: 84 |
| |||
| ||||
  | Страница 1 из 1 | [ Сообщений: 8 ] |
Часовой пояс: UTC + 3 часа
Кто сейчас на форуме
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 6
Зачетный налобный фонарик (брать ТОЛЬКО без допов)
Профи обзоров
Обновлено: 9 июня 2017
Сегодня я расскажу про одно из самых важных для меня приобретений. Для тех, кто не в курсе – после основной работы я занимаюсь всякими мелкими мужначасными шабашками. При чем работать приходится зачастую в достаточно неприветливых условиях со стороны стечения обстоятельств.
Одним из таких обстоятельств является недостаточная освещенность. Освещенность иногда бывает настолько недостаточной, что даже лампочку поменять не представляется возможным. От части именно поэтому я купил себе налобный фонарик.
Повторюсь он в основном приобретался для того, чтоб помогать мне работать в слабо освещенных помещениях. Таким помещением вполне может оказаться ванная, в которой нет окна, а дверь в нее смотрит на входную дверь, которая смотрит в сторону стены, которая смотрит в сторону окна. Т.е. сначала свет проходит через окно, отражается от стены, затем от входной двери, и только потом проникает в ванную через дверной проем. При этом в ванной нет окна, а основной свет включать нельзя, т.к. как размена светильника и требуется. Просто великолепные световые условия! Ранее я просил принести настольную лампу, потом начиналась возня с проводами и удлинителями, т.е. потеря времени.
Ну да ладно, причина приобретения фонарика, думаю, вполне понятна. Теперь давайте его осмотрим.
Выключатель обозначен салатово-зеленой кнопкой.
Первым нажатием включается максимально яркий режим, вторым – более тусклый, третьим – моргалка (нафига она на НАЛОБНОМ фонарике?!), четвертым – выключается. Не удобно, но я с этим уже смирился. Привык.
Далее – линза. Ее можно двигать вперед-назад, тем самым меняя фокус светового пучка.
Пучок света я всегда делаю максимально широким, мне так удобнее.
Так же линзу можно еще и наклонить.
Так что, думаю, данный фонарик будет полезен еще и велосипедистам, которые любят кататься по своей деревне (или городу) ночью. Ну или если Вам приспичило быстренько прокатиться в соседнюю деревню вдоль шоссе. Немного наклонили линзу – оно и видно лучше, и водители встречных автомобилей (если таковые будут) не станут Вам моргать, мол, слепишь.
Мне же на шабашках тоже иногда приходилось наклонять линзу для выполнения каких-то мелких работ.
Кстати, есть еще один интересный момент. Сзади есть красный огонь (он всегда горит одновременно с фонариком).
Т.е. если Вы на велосипеде едите вдоль дороги и Вас (не дай Бог) собьет автомобиль наездом сзади, то водителю автомобиля отвертеться не получится, т.к. Вы по сути предприняли все меты, чтоб достаточно точно обозначить свое местоположение, при чем сделать это таким образом, чтоб было видно издалека.
На этом же блоке (я про блок с красным огнем) располагается аккумуляторный отсек. Сюда можно вставить 1 или 2 литий-ионных аккумулятора типоразмера 18650. Аккумуляторы с защитой, кстати, сюда тоже помещаются. Чтоб это доказать – я вставил 2 аккумулятора с защитой. Кому интересно – это полуфейковые аккумуляторы Untracell на 4200 mAh. Я уже делал на них обзор. Так вот, они нормально встали.
Установка аккумуляторов тут допускается только параллельная, поэтому я и сказал «1 или 2 аккумулятора». Т.е. оба плюса с одной стороны и оба минуса тоже.
Теперь давайте разберем батарейный отсек. Там внутри установлена плата. Очевидно, плата управления, являющаяся своего рода отвечающая как раз за переключение между ярким, тусклым и моргательным освещением. Распайка сделана таким образом, что внешнее питание идет напрямую на аккумуляторы, т.е. без какого-то контроллера.
Это очень серьезный минус. Если вы подадите на аккумуляторы классическое USB-шное 5,2В, а потом забудете про фонарик, то аккумуляторы гарантированно будут адски перезаряжены. В лучшем случае это будет вести к их деградации – потере емкости и снижению токоотдаче. В среднем случае они могут просто взорваться. А в худшем – они могут взорваться в тот момент, когда фонарик у Вас на голове. Поэтому подключать к фонарику внешнее питание имеет только в 1 случае – если у Вас нет 18650 аккумуляторов, а питание обеспечивается с помощью повербанка и каким-то образом откуда-то взявшегося подходящего кабеля.
Да, я не спорю, можно туда встроить плату, которая будет контролировать заряд-разряд аккумуляторов – она уже не позволит перезарядить и переразрядить аккумуляторы. Кстати, на сайте есть обзор набора из таких плат. «До кучи» можно переделать вход питания под micro-USB, чтоб не искать каждый раз нужный кабель. А почему нет? Место позволяет! Но это больше рекомендация для Вас, т.к. у меня есть чем заряжать литий-ионные аккумуляторы.
Теперь давайте померяем потребляемый ток! Для этих целей я воспользуюсь трехамперным блоком питания Itian K6, на который обязательно будет отдельный обзор. К нему подключаем USB-тестер Keweisi V20, который будем использовать для замера тока.
Итак, включаем самый яркий режим и получаем ток в 0.73 Амперf.
Т.е. если туда вставить аккумулятор емкостью 3000mAh, то фонарик его посадит за 4 часf. Если же Вы попали в беду и с помощью моргалки попытаетесь привлечь помощь, то время работы увеличивается вдвое, т.к. яркость остается такой же – просто добавятся «паузы». Примерно 2 паузы и 2 моргания за одну секунду.
Далее включаем тусклый режим и получаем ток 0.17 Ампер.
Т.е. тот же аккумулятор будет посажен за 15-17 часов.
Отдельное слово про резинки, которые обхватывают голову. Они достаточно эластичны, их можно регулировать по длине, однако, в моем случае я их сразу отрегулировал на максимальную длину, чтоб они не повышали мое внутричерепное давление. Думаю, укорачивание резинок (для их дальнейшего более сильного натяжения) имеет смысл только в том случае, если Вы будете одевать этот фонарик на каску.
Ну и последнее – по яркости освещения.
Для велосипедных ночных поездок я бы рекомендовал максимальную яркость – этого будет вполне достаточно, чтоб ехать вперед на нормальной скорости и вовремя объезжать все ухабы, камни, и прочие препятствия.
Для моих задач вполне хватает и тусклого освещения, т.к. этого достаточно, чтоб увидеть «спрятавшийся» саморез, который нужно выкрутить для демонтажа светильника с потолка. Так же мне нужно видеть провода, чтоб меня не дай Бог не шарахнуло током. Работаю, я, разумеется, в перчатках, но «раз в вечность и палка стреляет», т.е. лучше все-таки перестрахуюсь. Да и просто заменить лампочку в ванной или туалете с налобным фонариком гораздо быстрее и удобнее, чем без него.
Итак, подведем черту. Что мы имеем?
1) фонарик светит достаточно ярко, вполне может осветить около 3-4м впереди себя
2) резинки регулируются по длине, но смысла в этом я не вижу
3) потребляет не супер-большой ток, так что емкого аккумулятора хватит достаточно надолго
4) сзади есть красный «габаритный» огонь, в помощь велосипедистам
5) может работать от 1 или 2 литий-ионных аккумуляторов типоразмера 18650
6) есть вход внешнего питания, чтоб можно было запитать от повербанка (кстати, кабеля в комплекте нет)
7) не очень удобное переключение режимов. Мне по сути нужен только один – тусклый. Но «добраться» до него – «тот еще квест», но смирился.
Вобщем, за свои деньги фонарик вполне зачетный.