четверг, 16 октября 2014 г.

Возможно, худшая подделка Imax B6


Прикупил относительно дёшево универсальное любительское устройство для зарядки большинства распространённых типов аккумуляторов. К сожалению, прибор оказался непригоден для использования по прямому назначению, хотя был полностью исправлен. Проблема в плохой или неверной реализации буквально всех его функций.

Подробности работы собственно Imax B6 разбирать не буду, в сети доступно руководство пользователя, да и зарядка настолько популярна, что можно легко найти множество обзоров по ней. Опишу только особенности этой подделки.

Погнался за дешевизной, получил соответствующий результат. Хотя сейчас и за 30-40 баксов можно легко получить ровно то же самое, китайцы хорошо освоили этот тип подделки. Рецепт его прост - поставить свой микроконтроллер марки Nuvoton, иногда перебитый на Atmel, и запилить туда микропрограмму, максимально внешне похожую на оригинальную. Проблема в том, что программа эта только визуально (по меню) похожа на оригинальную, реализация же функций отвратительна.

Посмотрим на устройство со всех сторон и заглянем внутрь.







Возможно, в дальнем левом углу должен находиться чип, отвечающий за соединение с компом. Забавно, что вместо дорожек всё это место оставлено единым полигоном, а вот шелкографию с маской убрать забыли. Вариант со связью с компом здесь не предусмотрен изначально. Микроконтроллер находится под дисплеем.

Далее разберу большинство функций устройства и то, как они реализованы в этой подделке.

Разряд никеля (NiCd, NiMh)

При разряде никеля напряжение измеряется под нагрузкой. Не знаю, как у остальных, но у моих даже хороших (но старых) аккумуляторов довольно высокое внутреннее сопротивление. В итоге при разряде большим током процесс может даже не начаться из-за сильного проседания напряжения батареи. В принципе, это нормально. В этом режиме можно выбрать напряжение разряда, скомпенсировать эту просадку.

Разряд лития (Li-Ion, Li-Po, Li-Fe)

Программы для всех типов лития идентичны, различаются только пороговые напряжения, при достижении которых разряд прекращается. Это напряжение нельзя установить вручную, оно зависит от выставленного напряжения заряда, которое тоже жёстко прошито и зависит только от выбранного типа аккумулятора.

Для лития программа снижает в конце ток, но из-за каких-то проблем с измерениями не может довести процесс до конца, высасывает последние капли часами, причем нижний порог очень часто игнорируется. Зарядник может легко увести напряжение ниже безопасного уровня, что портит литиевые батареи.

При подключении батарейной сборки может сильно разрядиться только часть ячеек, прибор никак не учитывает возможность такого исхода, балансировочное подключение для оценки состояния отдельных ячеек не используется. Можно быстро испортить дорогую липольку даже при разряде до безопасного уровня всей сборки. В единственной попытке полностью разрядить сборку для измерения её ёмкости разброс напряжений ячеек в конце разряда оказался 2,5-3,6 В при безопасном уровне около 3 В.

После переразряда сам зарядник уже не может зарядить батарею обратно, выдавая ошибку "малое напряжение".

У оригинального Imax B6 есть ограничение на мощность разряда в 5 Вт, здесь это ограничение повышено примерно до 7-8 Вт. Вероятно, поэтому устройство при разряде батарей сильно греется, вентилятора внутри нет, всё охлаждение производится за счёт передачи тепла в корпус. Но я не держал в руках оригинальный B6, у него могут быть такие же проблемы и на 5 Вт.

Зарядка никеля

Производитель заявляет зарядку большими токами, 1-2 C вплоть до 5 А. Но в этой подделке в большинстве случаев можно рискнуть поставить лишь 0,2 А. Если установить большее значение, то с большой вероятностью устройство будет считать, что подключено несколько ячеек последовательно и будет подавать повышенное напряжение, что приводит к порче аккумуляторов. Причём излишнее напряжение будет подаваться не сразу, а после небольшой подзарядки и переоценки, т.е. можно подключить батарею, увидеть, что всё вроде в порядке, уйти заниматься другими делами и вернуться в сгоревший дом.

Окончание заряда по Delta Peak реализовано неверно, либо не реализовано вообще, из-за чего батарея часто оказывается недозаряженной. Ещё при запуске программы вылезают ошибки типа "короткое замыкание", "недостаточное напряжение" и "избыточное напряжение", приходится перезапускать несколько раз, пока не заработает.

Зарядка лития (нормальная, быстрая, хранение)

Зарядка литиевой батареи обычно делится на два этапа. На первом происходит зарядка постоянным током заданной величины, здесь зарядка может выдать до 5 А, и проблем с этим нет. На втором этапе производится дозарядка аккумулятора источником напряжения.

И этот, второй, этап почему-то работает очень медленно, иногда затягивая процесс на часы, причин этому я не обнаружил. Вероятно, это как-то связано с ошибочным конечным напряжением для некоторых аккумуляторов. Если заряжать 4,2-В банку до 4,1 В, то зарядка происходит всегда в приемлемые сроки.

В устройстве есть три отдельных программы зарядки - нормальная, быстрая и для хранения. Никаких существенных различий между ними в этом варианте B6 не нашёл. Режим хранения в оригинальной зарядке должен доводить батарею до 3,85 В, разряжая или заряжая её, здесь этот режим всегда просто заряжает батарею до максимума, но в опциях этого режима осталось ограничение от оригинальной программы - ток заряда не может быть больше 1 А. Вообще, разряжать батарею для хранения - плохая идея. И заряжать можно до 100%, хотя уровень 3,85 В, наверное, более предпочтителен, не зря с завода аккумуляторы приходят заряженными примерно до этого напряжения.

Зарядка лития с балансировкой

Ещё больше ерунды происходит при зарядке литий-полимерной сборки с подключением балансировочного кабеля. Подделка B6 действительно умеет балансировать ячейки, но только если одна из ячеек не превышает максимально допустимого значения, например из-за зарядки в другом зарядном устройстве с большим конечным напряжением зарядки. В этом случае этот "B6" начинает тормозить, вероятно из-за того, что просто не умеет в таких случаях делать разряд перезаряженной ячейки, из-за чего процесс балансировки просто останавливается. Решение проблемы: разрядить немного всю батарею, после чего запустить балансировку заново.

Балансировка здесь заканчивается при достижении разницы напряжений не более 0,01 В, например после балансировки сборки 4S на 16,8 В (4,2 В на ячейку) напряжения всех ячеек будет в диапазоне 4,19-4,20 В. Поправочка: если батарея, провода или контакты в плохом состоянии, то в итоге можно получить намного больший разброс.

Как и в случае с зарядкой одной ячейки, уменьшение напряжения зарядки до 4,1 В заметно ускоряет процесс.

Еще некоторые особенности

Работу со свинцовыми аккумуляторами не проверял. Эта функция изначально сделана по принципу "лишь бы было", и дорогие аккумуляторы портить для теста я не собираюсь, особенно учитывая склонность этой зарядки разряжать батарею ниже безопасного порога, что для свинца актуально, как и для лития.

Напряжение, отображаемое на дисплее в процессе заряда или разряда, имеет мало общего с напряжением на батарее. Это какое-то внутреннее оценочное значение, никак не интересное пользователю. Если на основе подобных непонятных значений происходит измерение ёмкости, то этой функции, считай, тоже нет. Возможно, проблема в плохих проводах и контактах.

Блок питания в комплект не входит, нужен блок на 11-18 В с отдачей не менее 50 Вт. Если хочется взять модель с блоком питания, ищите B6AC. Я использовал адаптер питания от старого ноутбука на 16 В / 4,5 А (72 Вт), он отлично подошёл. В комплект входят провода с крокодилами для питания от автомобильного аккумулятора.

Оригинальный B6 можно подключить к компу с помощью преобразователя USB-RS232. В этой подделке такой функции и соответствующего пункта меню нет. Я также очень рассчитывал и на эту функцию. Также, в отличие от оригинала, в этой подделке нет функции калибровки.

Иногда на экране остаются буквы от предыдущих сообщений.

Оригинальный Imax B6

Так как в этой подделке все функции оригинального B6 скопированы как можно более точно, то можно получить некоторое впечатление и об оригинальном устройстве.

Зарядное устройство имеет неотключаемые функции защиты от короткого замыкания, низкого и высокого напряжений. При практическом использовании эта защита только мешает, являясь лишь слабой реализацией защиты от дурака, запускающего, например, программу для лития на никеле. С проблемными батареями защита также усложняют работу, например, приходится держать под рукой ещё один зарядник для подзарядки банок до приемлемого уровня, если они были переразряжены. Но есть и полезный тип защиты - остановка при разрыве цепи, причём она срабатывает и для всех входов балансировочных разъёмов.

Переключение между типами лития выполнено как пользовательская настройка, для которой нужно перебирать всё меню устройства. Очень неудобно. Также при работе с литием нет возможности самому указывать уровни заряда и разряда. Отсутствует возможность зарядки до 4,35 В.

За цену оригинального B6 здесь мог бы быть куда более продвинутый дисплей. Монохромный дисплей из двух строчек по 16 символов в таком непростом устройстве выглядит просто смешно. Микропрограмма устройства тоже не блещет информативностью, выдаёт по большей части бесполезную информацию.

Выводы

Устройством пользовался недолго, но уже понял, что из всех программ можно использовать только 1-2, да и то только в случае отсутствия под рукой нормального устройства и наличия кучи свободного времени.

Так как этот тип подделки на основе чипа от Nuvoton уже очень популярен, есть шанс, что для него придумают альтернативные прошивки, как это было сделано с оригинальным B6 и более точными копиями. Главное, чтобы железо позволяло делать все те вещи, что делает оригинальное устройство.

Чего я хотел от этой зарядки? Всего понемногу и в рабочем состоянии: быструю зарядку никеля, зарядку с балансировкой, измеритель ёмкости, подключение к ПК, функцию зарядки для хранения. Из этого всего я получил только зарядку с балансировкой, да и ту с существенным ограничением и очень долгим временем работы. Подделка не стоит даже потраченных на неё $19.

Меня не очень волнует тот факт, что вместо известного микроконтроллера установлен какой-то малоизвестный другой, лишь бы работало, но увы, это не так. Возможно, альтернативный микроконтроллер хуже по характеристикам, и аналогичную оригинальной программу для него написать нельзя, но более вероятно, что виноват какой-то конкретный программист. Вообще, замена выглядит более интересной хотя бы уже большей точностью АЦП (12 бит против 10 у ATmega32 у оригинала), но точных данных пока нет, даташит не удалось найти даже на сайте производителя, данные по АЦП взяты из общего описания серии M051.

Из всех функций действительно полезной оказалась только зарядка с балансировкой, но только если заряжать аккумуляторы до 4,1 В (выбрать в настройках тип лития LiIo). Буду заряжать ею самодельную батарею для дрели-шуруповёрта. Для этой батареи я сначала планировал купить отдельный балансировочный зарядник на 1 А, который обошёлся бы мне примерно в 12 долларов, Этот зарядник с учётом частичного возврата в ходе диспута с продавцом обошелся мне ещё дешевле, причём ток зарядки здесь может быть до 3,3 А (для аккумуляторных сборок с меньшим напряжением до 5 А).

Если хотите попробовать найти оригинальное зарядное устройство, попробуйте поискать по ключевым фразам "genuine imax b6" и "original imax b6". После покупки лучше вскрыть и убедиться, что внутри стоит микроконтроллер от Atmel, причём проверять надо не только маркировку, она может быть перебита, но и распиновку чипа. (не уверен, что во всех оригиналах всех годов выпуска будут стоять один и тот же микроконтроллер) Лучше брать на eBay, где с контрафактом борются жёстко. Я брал на AliExpress лот с большим числом заказов и кучей положительных отзывов, купился.

Дополнение от 5 октября 2015 года

На одной из фоток выше видно, что силовые и балансировочные разъёмы стоят кривовато. Если с силовыми это не доставляет проблем, то балансировочные можно случайно вставить не до конца, поэтому решил их поправить. Балансировочные разъёмы припаяны к отдельной небольшой плате, которая вставляется в прорезь основной и там к ней припаивается. Чтобы исправить положение разъёмов пришлось сильно вытащить плату из прорези, что уменьшило площадь пайки с обратной стороны, что несколько снизило прочность соединения. Сам принцип такой фиксации кажется очень ненадежным, можно повредить пайку-крепление при частом использовании разъёмов.

Пришлось также полностью снять основную плату с корпуса, и сразу показалась ещё пара проблем. В отличие от верхней стороны, сзади плата вся испачкана остатками флюса, пришлось отмывать. Силовые транзисторы через прокладку и слой термопасты прижимаются к корпусу. Проблема в том, что термопаста уже вся высохла, пришлось всё счищать и смазывать заново.

При сборке не была убрана защитная плёнка с экрана. Она выглядит очень коряво (см. фото выше), так как приклеена не к самому экрану, а к его рамке. Плёнку эту я снял и поставил новую, но уже только на поверхность экрана. Плёнка здесь лишней точно не будет, так как устройство может эксплуатироваться в полевых условиях.

Литий-полимерную сборку с предельным напряжением 4,2 В заряжаю с балансировкой до 4,1 В (режим Li-Ion). Так процесс завершается довольно быстро, хотя батарея оказывается заряженной не до конца. До 4,1 В заряжаю и другие свои аккумуляторы. Из-за относительно большого зарядного тока у этого зарядного устройства так получается быстрее, чем на старых полуамперных зарядках, пытающихся добить батарею до 4,25 В независимо от её возможностей.

Проверил работу на автомобильном свинцовом аккумуляторе. Зарядка ведёт себя примерно так же неадекватно, как и в случае с никелем. Например, я заряжал наполовину разряженный аккумулятор, конечное напряжение показывалось что-то вроде 13,8 В. Для моего аккумулятора такое напряжение даже не вызовет кипения электролита. Подключив уже почти заряженный аккумулятор, зарядник показал, что будет добивать батарею до 14,5 В (точно не помню). Не критично, но уже приходится следить за пузырьками. Затем я ещё раз подключил зарядку, и конечное напряжение поднялось уже до 15,5 В (примерно), текущее напряжение также повысилось, примерно до 14,5 В (снова не помню точно), что привело к закипанию электролита. В общем, заряжать можно, но только под наблюдением, как в случае с любой обычной автомобильной зарядкой, никаких преимуществ здесь нет. Максимальный ток заряда 4,2 А, маловато.

10 комментариев:

  1. На GitHub есть исходники под контроллер Nuvoton!
    Только вот не понятно как их собрать в прошивку и как ее зашить в контроллер??

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Я сразу начал искать альтернативные прошивки, нашёл cheali-charger. Но создалось впечатление, что разработка под этот чип ещё на ранней стадии, и у меня недостаточно опыта, чтобы быть первопроходцем.

      Удалить
    2. Аналогично опыта маловато!
      Мне интересно где можно пообщаться с автором данного проекта? На каком форуме?

      Удалить
    3. Если есть конкретная проблема, то можно добавить её в Issues на гитхабе:
      https://github.com/stawel/cheali-charger/issues

      Убедитесь сначала, что её там ещё нет.

      Там же в readme написано, что есть группа для общения:
      https://groups.google.com/forum/#!forum/cheali-charger

      Удалить
  • Есть проблема, горит 2ватное сопротивление, которое находится возле выхода, при разряде причем даже малым током.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. В этом варианте копии B6 или только у вас?
      У меня нет даже следов перегрева, но я почти не пользовался этой функцией (нерабочая она у меня изначально).

      Удалить
    2. Наверное только у меня.Да и вообще 2 ватта это слишком мало что бы рассеять энергию в 6.6Вт, т.к.разряжаю током 2А аккумулятор 3.3В,или я не правильно считаю.Видел оригинал,там одно сопротивление гораздо большего размера и шунт еще стоит.Может, думаю, шунт какой нить поставить или мощное сопротивление?

      Удалить
    3. Скорее всего, разряд идёт через транзистор (или что посложнее), а резистор - просто измерительный шунт. На эту мысль наводит то, что разряд происходит постоянным током.

      Если транзистор подох (закоротило), то никакого управления током нет, вся мощь прёт только на шунт, отчего он и подыхает. Если прошивка не умеет определять такую проблему, то и проблемы показывать не будет.

      Быстрый поиск показывает вот такую интересную статью по теме этих шунтов: https://geektimes.ru/post/255400/

      На схеме из статьи ваше проблемное место, кажется, - транзистор VT8. У разных вариантов B6 есть какие-то отличия в схеме, но сориентироваться, думаю, можно.

      Удалить