пятница, 15 ноября 2013 г.

Nanjg 105c. Драйвер для фонаря


Драйвер был взят для UltraFire C8. Модуль у моего фонаря заточен для 20-мм драйвера, поэтому требуется доработка крепления нового драйвера. Схема построена на микроконтроллере ATtiny13A и 8 стабилизаторах AMC7135.

С помощью этого драйвера можно убрать мигающие режимы и получить более интересный набор режимов. Попользовавшись долгое время другим подобным драйвером, захотелось иметь минимум режимов, поэтому в данном случае я сразу решил установить группу из двух режимов 10%-100%. Для такого яркого фонаря одного, максимального, режима недостаточно, но два покрывают уже большинство применений.

Параметры драйвера:
  • постоянный ток (защита от перегрузки по току)
  • защита от неверной полярности
  • максимальный ток 2,8А
  • 4 группы режимов: 5%-100%-строб, 5%-30%-100%, 10%-100%, 5%-30%-100%-строб-SOS, переключаются замыканием контактов
  • запоминание последнего режима
  • предупреждение о разряде батареи на уровне 2,9-3,0 В
  • диаметр 17 мм

При таком большом максимальном токе на работу цепи начинают влиять малейшие нюансы соединений. Достаточно сопротивления 0,1 Ом, чтобы потерять на нем 280 мВ. Если не обеспечить разницу хотя бы в 120 мВ между напряжением на батарее, которое может существенно проседать на больших токах, и падением напряжения на диоде, то драйвер не будет обеспечивать стабилизацию, то есть световой поток будет падать с разрядом батареи.

Далее кратко опишу процесс замены драйвера.



Сначала снимем старый драйвер. Для этого достаточно подцепить его чем-нибудь острым. Дешевые фонари здесь обычно не имеют дополнительного крепления. У 502B плата дополнительно была припаяна к модулю, но там он был латунным. Провода можно оставить старые или подключить те, что припаяны к новому модулю. Еще лучше - найти что-нибудь попрочнее, учитывая нагрузки при сборе/разборе и высокие температуры в рабочем режиме.


Модуль освободили, теперь проблема несовместимости диаметров драйвера и модуля отлично видна. Нужно либо уменьшить диаметр модуля, либо нарастить диаметр драйвера. Лучший вариант - купить новый модуль с поддержкой 17-мм драйвером, но при этом может также понадобиться заменить и светодиод, так как старый светодиод, как правило, крепко сидит на теплопроводящем клее, в итоге это может обойтись в половину цены нового фонаря.


Внутреннюю часть модуля можно уменьшить разными способами, фактически нужно просто утолщить стенки, оставив отверстия для проводов. Нужно только учесть, что требуется электрический контакт между контактным кольцом, проходящим по периметру драйвера, и стенкой модуля.


Я выбрал вариант с увеличением диаметра драйвера. Нужно устранить зазор в 1,5 мм между драйвером и модулем. Подходящего кольца или трубы у меня не было, так что я просто решил припаять к драйверу снаружи кольцо из 1-мм проволоки. Плата драйвера довольно толстая, так что для надежности припаял рядом два таких кольца. По периметру драйвера с обеих сторон проходит дорожка, что облегчает задачу. Внешний вид, конечно, заметно портится, но эта та часть фонаря, которая всегда в тени. Кольца удобно наматывать на аккумулятор 18650, заранее залудив проволоку. В кольце может оставаться небольшой зазор, существенного влияния на прочность всей конструкции он не внесет.

На всякий случай перепаял провода так, чтобы они смотрели в центр, иначе казалось, что они будут опасно близко расположены к стенкам.

Чтобы обеспечить надежный контакт внешнего кольца модуля со стенкой модуля, я решил спаять их. Пайка алюминия - та еще задачка, но на удачу в хозяйстве оказался безотмывочный флюс для пайки алюминия, что сильно упростило задачу, вернее - вообще сделало возможным ее решение. Залудил модуль в двух местах, этого должно быть достаточно, и при этом останется возможность отпаять модуль, с тремя точками спайки отпаять модуль будет уже проблематично. Сопля на четвертой звезде поставлена для установки четвертой группы режимов.


В итоге получилась довольно монолитная конструкция, в то же время разборная, обеспечивающая отличный электрический контакт между драйвером и модулем. Прочность проверится только временем.

Дополнение (январь 2015 г.)

Походил с этим и подобными драйверами достаточное время, чтобы выявить некоторые недостатки.

В этом драйвере пружина установлена слишком жёсткая, по крайней мере для аккумуляторов с плоским плюсом, лучше заменить её на более мягкую, иначе она будет мять плюсовой контакт батареи. Можно установить обычную конусообразную пружину задом наперёд.

Самая противная часть драйвера - определение разряда батареи. Разряд вычисляется по падению напряжения на батарее до некоторого значения, которое на обычных аккумуляторах может проседать просто под нагрузкой, особенно на максимальном режиме. С другой стороны, использование подобных аккумуляторов исключает возможность стабилизации тока на больших токах, так как теряется запас разности напряжений между батареей и падением напряжения на светодиоде. То есть если берёте такой драйвер, то и аккумуляторы должны быть низкоомными, рассчитанными на большой ток (от 10 А и выше). Мне с моими Sanyo UR18650FM пришлось убрать пару чипов-стабилизаторов, чтобы опустить максимальный ток до 2,1 А, иначе фонарём пользоваться сложно, он постоянно соскакивает в режим индикации разряда батареи. Альтернативная прошивка, вероятно, может улучшить эту функцию, но она не поможет с потерей стабилизации.

10 комментариев:

  1. Драйвер соскакивает в режим разряда батареи не из-за падения напряжения в следствие просадки аккума, а из-за плохого контакта (обычно между драйвером и корпусом, но если у тебя там пайка, ищи проблему в кнопке!). И аккумуляторы тут ни при чем. Даже с максимальным драйвером на 2800 mA можно пользоваться дешевыми аккумами ултрафаер, и никакого перехода в режим разряда не будет - проверено!!!

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Похоже на правду, с кнопкой были частые проблемы.

      Расчёт также показывает, что напряжение падает где-то ещё, т.к. теряется около 0,25 В на аккумуляторе и 0,12 В на драйвере, что недостаточно.

      Удалить
    2. Почему "проблемы были"? Теперь их нет?

      Удалить
    3. Смазал контакты внутри кнопки силиконовой смазкой (см. http://skubr.ru/2013/10/c8-switch-repair.html , дополнение от 7 октября), теперь кнопка не выгорает, контакт всегда чёткий.

      Решило ли это проблему с высоким сопротивлением (плохим контактом), не знаю, так как временно вернулся на старый драйвер без стабилизации и сигнализации разряда.

      То есть проблема в большей степени решилась удалением этого драйвера :) Но я ещё попробую вернуть его на место.

      Удалить
  • Ясно) Драйвер хороший на самом деле) Например, именно такие стоят в фонарях convoy и там никаких проблем с преждевременным переходом в режим сигнализации разряда не наблюдается)

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. А мне он как-то разонравился, по крайней мере в изначальном виде.
      1. Он основан на линейном стабилизаторе тока, у которого КПД здесь в среднем процентов 80, хуже на полностью заряженной батарее, лучше - на разряженной, что на практике приводит к ещё худшему КПД.
      2. Жесткая пружина мнёт аккумуляторы.
      3. Топология платы сомнительная, есть дорожки, идущие под средними контактами чипов AMC7135, изоляция только лаком.
      4. Глюки прошивки. Например, для срабатывания памяти нужно выключить фонарь секунд на 5. Возможно, сейчас заливают прошивку получше.
      5. Есть до 8 каналов управления яркостью, но она управляется ШИМ-ом, что приводит к противному писку в некоторых режимах, да и вообще это менее энергоэффективно.

      Часть проблем решается альтернативной прошивкой и доработкой. При этом доработки в целом настолько большие, что проще было бы собрать этот драйвер с нуля.

      Удалить
  • 1. У стандартного драйвера КПД еже хуже, на нем теряется ≈ 0.5А!
    2. Защищенные стоят на 50 руб дороже, почему бы не использовать их? И кстати, на али полно таких драйверов диаметром 20мм, там пружина больше и мягче) Стоят они чуть дороже.
    3. Вообще не проблема, изоляция лаком прочна и достаточна. Обычные трансформаторы с медной проволокой с изоляцией из лака это доказали))
    4. Да, сейчас память срабатывает когда режим включен на 3 сек.
    5. В минимальном режиме писк, так? Иногда замечал тоже))

    С удовольствием бы собирал этот драйвер самостоятельно, без учета платы и пружинки он обходился бы в 2 раза дешевле чем покупать в китае. Но у меня нет возможности вытравливать плату для него(((

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. 1. Сравниваю вообще со всеми вариантами за сравнимые деньги, включая самоделки.
      2. Защищенные, наверное, тоже сомнёт, у меня довольно жесткие напайки на плюсах смяло.
      3. Возможно, многого хочу. На плате мало места для нормальной разводки.
      5. У меня в минимальном и среднем, то есть там, где ШИМ включается. Во всех подобных драйверах от Nanjg.

      Я подсчитывал, что 105C получается по себестоимости как детали, если не брать их десятками или даже сотнями.

      Удалить