Велоэлектроника и электрика

[technicien]

Йоу-йоу, поцоны, снимайте фары, доставайте паяльники.

Я давно хотел запилить вам небольшое пособие по диагностике и ремонту фар и прочей велоэлектромишуры которая висит на вашем руле, но то забывал то был ленив и угрюм. Теперь, пока идет процесс написания, можете обозначить интересующие вас темы, если это типовуха, то она непременно попадет сюда с вариантами решения.

 

Если фара перестала освещать ваш путь то добро пожаловать под простыню.

 

 

1. Разборка

 

Есть у меня стандартная китайская фара, у тебя скорее всего такая же.

 

Для начала отдираем резиновую прокладку от крепления.

 

Выкручиваем винт который фиксирует рулевой крепеж к корпусу фары.

 

Скручиваем коронку против часовой стрелки.

 

Вынимаем рефлектор.

 

Если после снятия рефлектора видно что светодиодный модуль зафиксирован плоской шайбой с двумя углублениями, то ее надо выкрутить, для этого можно использовать плоскогубцы или прочный пинцет. Если шайбы нет, то вынимаем светодиодный модуль подталкивая провод питания внутрь корпуса фары.

 

Для извлечения драйвера необходимо отпаять провода идущие на подложку светодиода.

 

Чтобы извлечь драйвер из теплоотвода в некоторых случаях достаточно снять соплю припоя, которой он припаян к теплоотводу. Но бывает так что драйвер просто плотно посажен в теплоотвод, тогда берем небольшие плоскогубцы раздвигаем стенки теплоотвода и вынимаем драйвер.

 

Разборка окончена.

 

2. Устройство

 

Драйвер выглядит следующим образом.

 

Типовая схема

 

В большинстве православных фар установлена подобная электронная плата это понижающий преобразователь с ШИМ. Немного расскажу об устройстве драйвера. Самый главный компонент это собственно микросхема-драйвер (на картинке обведено желтым) документацию на эту микросхему я не нашел, но работает аналогично любимой дешевой китайской QX5241A, по соответствию выводов уточню позже. Эта микросхема дергает затвором N-канального полевого транзистора Q1 (на картинке обведен красным) он коммутирует светодиод к минусу питания. При этом она мониторит напряжение на шунте Rcs (обведен зеленым). для поддержания нужного тока через светодиод. Задачей микросхемы является поддержание постоянного напряжения 200мВ на токовом шунте, несложно догадаться что ток через светодиод задается сопротивлением этого шунта, как сказал дядя Ом "I=U/R". Так как при включении и отключении транзистора Q1 ток бы менялся скачками, последовательно со светодиодом установлен дроссель L1 он ограничивает рост тока при включении и в момент отключения отдает запасенную энергию, которая идет по цепи через freewheel диод Dsw (на картинке обведен белым), таким образом происходит сглаживание тока.

Микросхема-драйвер QX5241A включается подачей на вход DIM логической единицы, для регулировки яркости можно подавать ШИМ сигнал на этот вход. Для управления работой QX5241A служит большая восьминогая микросхема - это микроконтроллер, он производит обработку нажатий тактовой кнопки (на картинке обведена синим), включения драйвера, переключение режимов.

 

3. Диагностика и ремонт

 

Для диагностики желательно иметь мультиметр, но постараюсь дать пояснения как обойтись без него. Прежде чем приступать к диагностике очень важно убедиться в полной работоспособности аккумулятора, замерить напряжение мультиметром или подключить другую заведомо исправную фару, возможно причина неработоспособности именно в нем.

 

3.1 Проверяем светодиод

Исправный светодиод должен работать при подаче на него прямого напряжения около 3В. Для это можно использовать две последовательно соединенные пальчиковые батарейки или одну литиевую таблетку CR2032 которая стоит в любой материнской плате компьютера. !Запрещено подключать литиевый аккумулятор!

Я проверяю светодиод мультиметром, выставляю режим проверки диодов и при подключении щупов в прямом направлении к светодиоду вижу слабое свечение, светодиод исправен.

 

Если светодиод не работает и при этом прозванивается мультиметром в обоих направлениях, накоротко, то смело сдуваем паяльным феном светодиод с подложки и отправляем в мусорное ведро и заказываем новый.

 

Если светодиод не работает и при этом не прозванивается ни в одном направлении, имеем обрыв, то скорее всего его работоспособность удастся восстановить прогревом с помощью паяльного фена.

 

Для этого наносим гелеобразный флюс на места пайки светодиода к подложке.

 

Закрепляем подложку со светодиодом в держатель и подогреваем снизу паяльным феном, температура 300*C, до момента полного расплавления припоя + 10 секунд.

 

Таким образом устраняем возможный дефект непропая светодиода к подложке и наиболее вероятный отвал внутренних соединений светодиода. Я подобным образом поднял 5 светодиодов, которые были в обрыве и пока не было ни одного с которым бы такой способ не сработал.

 

3.2 Проверяем драйвер

Светодиод у нас в порядке, значит неполадки с драйвером. Но если светодиод умер, то перед заказом нового следует убедится в работоспособности драйвера.

 

Для проверки драйвера потребуется эквивалент светодиода, для этого подойдет мощный резистор номиналом 1Ом, я взял резистор на 10Вт, номиналом 1,5Ом

 

Подпаиваем резистор к выводам драйвера которые идут на светодиод. Подключаем штатный аккумулятор и нажимаем кнопку включения. Исправный драйвер будет качать заданный ток через нагрузку только после нажатия на кнопку. На экране мультиметра видно падение напряжения на нагрузке, ток через нагрузку получается 2А, все в норме. Если мультиметра нет, то можно определить работоспособность по нагреву, на максимальном режиме сопротивление должно ощутимо нагреться, а при переключении на минимальный режим нагрев будет слабый.

 

Пока еще мне не встречалось вышедших из строя драйверов, я бы мог пофантазировать, смоделировать неисправности у себя в голове и написать варианты решения. Для ремонта обязательно нужен лазерный глаз, мультиметр и простенькая паяльная станция с термофеном, если публике будет интересно то я напишу об этом.

 

 

 

Выбираем хороший зарядник или дорабатываем плохой.

 

 

 

Начнем с того что вероятней всего попало тебе в руки. Внешне практически все зарядные одинаковы, но внутри отличаются сильно.

 

1. Плохой зарядник.

 

1.1 Устройство.

Типичная плата дешевого зарядного устройства, тут китайцы экономили на все что только можно. Вместо полноценного ШИМ контроллера применен блокинг-генератор, нет предохранителя, нет помехоподавляющего конденсатора, обратная связь (цепь отмечена красным на картинке) на стабилитроне (отмечен желтым, на плате маркируется как ZD1). Зарядник выдает ток 0.5А вместо заявленного 1А и даже провода используются тонкие.

 

1.2 Заряд аккумулятора.

Напряжение на выходе такого устройства обычно около 10В, оно определяется суммой напряжения пробоя стабилитрона + падение напряжение на светодиоде оптопары (0.9-1В) в цепи обратной связи. Для защищенной батареи ничего страшного нет в том что напряжение зарядника выше ее максимального напряжения заряда 8.4В, при превышении этого напряжения плата защиты отключит банки от зарядного, но при этом она не будет полностью заряжена если зарядка выдавала бы хороший ток. Все дело в том что литиевая батарея заряжается методом CC/CV, то есть первая стадия это поддержание постоянного тока, вторая - поддержание постоянного напряжения. Кратко расскажу о сути этого метода. На первой стадии зарядное устройство должно выдавать стабильный ток, при этом по мере заряда напряжение будет расти, когда напряжение достигнет максимальной величины для литиевого элемента оно будет/должно поддерживаться постоянным и ток начнется уменьшаться до 0А пока аккумулятор не вберет в себя максимум энергии. Поняв принцип зарядки несложно догадаться, что второй стадии заряда CV с таким ЗУ не будет, поэтому необходимо стабилизировать напряжение на его выходе не выше максимального напряжения аккумулятора.

 

1.3 Доработка.

В общем то если оставлять батарею заряжаться на ночь, то и доработок никаких не нужно, даже при отсутствии стабилизации напряжения при завершении заряда аккумулятор будет заряжен практически полностью, потому что будет заряжаться малым током относительно своей емкости. А если хочется заряжать батарею быстрее и качественней, то придется включать паяльник

 

1.3.1 Стабилизация напряжения.

Допилинг можно сделать просто заменив стабилитрон в цепи обратной связи, я бы рекомендовал использовать стабилитрон типа BZX55B с напряжением пробоя 7.5В, также можно взять стабилитрон российского производства на 6.8В так как они имеют большой разброс и обычно в большую сторону. В конечном счете подобрав правильный стабилитрон ты должен получить на выходе напряжение от 8.2В до 8.4В.

Есть вариант посложнее, но напряжение будет настолько чотким насколько мы захотим, для этого необходимо необходимо выкинуть нафиг стабилитрон и заменить его на TL431 это управляемый стабилитрон с очень хорошей точностью, все подробности замены будут позже.

 

 

1.3.1 Стабилизация тока.

Тут будем стабилизировать ток до нормальных значений, как только появится время

 

1.3.3 Провода.

Осталось решить проблему с тонкими проводами, так как они имеют приличное сопротивление, то заметная часть энергии которая должна была попасть в аккумулятор рассеивается на них в виде тепла, при этом увеличивается время заряда. А ведь тебе не терпится катать! Смело откусывай от этого провода лишнее, оставь кусок сантиметров 30 и припаяй к плате.

 

2. Хороший зарядник.

 

Хороший зарядник и выглядит хорошо.

 

Как видно на картинке напичкан он чуть менее чем полностью. На выходе 8.4В и честный 1А, короткий провод с проводниками приличной толщины. В хорошем ЗУ как минимум должны присутствовать предохранитель (отмечен красным), помехоподавляющий Y-конденсатор (отмечен желтым) и цепь обратной связи с применением микросхемы TL431. Хорошее ЗУ в доработке не нуждается.

 

Для справки привожу фотку этикетки с указанием модели.

 

 

 

 

Пилим драйвер с покером и девицами.

Трехрежимный драйвер без строба. Драйвер с ШИМ, для монтажа в народную супервелофару, мощность режимов можно запрограммировать под каждого индивидуально. Также будет предусмотрено уменьшение яркости при разряде батареи, плюс возможность работать от аккумуляторов без платы защиты, драйвер сам отключит нагрузку при уменьшении напряжения ниже порогового ~5,5V Прошивка уже написана, элементная база выбрана. Старт производства через 45-60 дней, как придут комплектующие, сборка будет ручная и качественная. Ориентировочная стоимость около 500 рублей. [/b]

 

Набралось 6 желающих на драйвер, заказываю партию деталей на 10 драйверов.

Изменено 8 июля, 2015 пользователем technicien

[FAZer]

Контроллер с кастомной логикой для ХТЯ ди2 хочу

[NaiGeR]

как из говна и палок аккумуляторов и подручных средств собрать вторую батарею для китайской народной велофары?

[technicien]

Контроллер с кастомной логикой для ХТЯ ди2 хочу

А в родной что не устраивает? :) К сожалению производители счас сплошную проприетарщину лепят, протоколы закрытые, прошивки нечитаемы. проще построить свой лунапарк <_<

[FAZer]

эт я так, в рамках поддержания беседы! :)

а по делу - таки да, присоединюсь к NaiGeR'у насчёт отработанных конструкционных/схемотехнических решений для кастомных батареек!

[Bepx]

в догонку, можно ли сделать доп режим для "велофары Энакина", допустим 50% или 75% мощности, а не 30% как по дефолту?

[S@ruman]

Хочу выпилить строб из режимов велофары :)

[FAZer]

в догонку, можно ли сделать доп режим для "велофары Энакина", допустим 50% или 75% мощности, а не 30% как по дефолту?

от драйвера зависит, через замену драйвера - легко!

[Bepx]

ааа, ну это как в анекдоте "...с деньгами и я могу за сигартеами сходить, задание ведь сложное" )))

[Серьга]

Хочу бокс на 2 аккума для фары недорго!

[U-man]

в догонку, можно ли сделать доп режим для "велофары Энакина", допустим 50% или 75% мощности, а не 30% как по дефолту?

от драйвера зависит, через замену драйвера - легко!

есть драйвера, в которых количество режимов определяется секретной перемычкой у меня на кастомной вот такой например .

Rotate the four stars to the bottom of the PCB:

 

Connect the 2nd star from the left to ground: 3-mode: Lo (5%) > Hi (100%) > Strobe

Connect the 3rd star from the left to ground: 3-mode: Lo (5%) > Mid (30%) > Hi (100%)

Connect the 4th star from the left to ground: 2-mode: Lo (10%) > Hi (100%)

Default (shorting no star): 5-mode: Lo (5%) > Mid (30%) > Hi (100%) > Strobe > SOS

себе избрал этот вариант "3-mode: Lo (5%) > Mid (30%) > Hi (100%)"

 

Хочу бокс на 2 аккума для фары недорго!

https://www.fasttech.com/products/0/10003498/1258801-218650-battery-holder-case-box

 

Хочу выпилить строб из режимов велофары :)

на SS x2 строб включается долгим нажатием на капу, а потому при переборке режимов на него не наткнёшся. или у тебя она какая-то особенная?

[technicien]

от драйвера зависит, через замену драйвера - легко!

Мы не будем менять драйвер, мы сделаем свой! :)

[S@ruman]

на SS x2 строб включается долгим нажатием на капу, а потому при переборке режимов на него не наткнёшся. или у тебя она какая-то особенная?

У меня UniqueFire 3 диодная с режимами 1 диод, 2 диода, 3 диода, строб.

[Andrew55]

а у меня разъем фары в аккумах хреново держится.

Ни че на ум кроме синей изоленты не приходит! ;)

На мотать каждый раз лениво! ;)

[technicien]

На мотать каждый раз лениво! ;)

Лень мотать учись паять! :) http://www.youtube.com/results?search_query=l

[Alex_C]

А как разобрать фару? На моей переломился провод, прямо у корпуса, под корень. С паяльником дружу со школы.

[technicien]

Alex_C, как минимум при помощи отвертки! Китайская промышленность выпускает огромный ассортимент разнообразных фар, покажите какая у вас.

[MrRISKCHIP]

Велофара вольтаж 3,7В была сожжена микросхема аккумом 8,4В, светодиод проверил батарейкой - рабочий, можно ли сделать так чтобы фара вкл и выкл кнопкой

[technicien]

MrRISKCHIP, вангую драйвер на линейных регуляторах тока 7135, микросхема сожжена контроллер который дает енабл и шимит для половинных режимов, требуется проверка целостности регуляторов и Т-триггер на енабл вывод регулятора. Следующий! :)

Изменено 15 июня, 2015 пользователем technicien

[Andrew55]

На мотать каждый раз лениво! ;)

Лень мотать учись паять! :) http://www.youtube.com/results?search_query=l

Пайка эт то чем я полжизни занималсо!

Припаяно там насмерть!

Вот тока сами разъемы какие то хлипкие.

Где взять такие, что б крепкие как кремень!? ;)

[technicien]

Китай, Дан, Кулибин или у меня. Разъемы там как правило обычный DC jack 5,5x2,5

[Andrew55]

Китай, Дан, Кулибин или у меня. Разъемы там как правило обычный DC jack 5,5x2,5

Вот с велофарой разъем на проволке тот ништяк. Крепкий. А в дане продается голая железяка, вот скока их не брал - фуфло.

А залитые пластиком в продаже не видел. :angry:

 

В дане они какие то короткие и нихрена в них не держится ;)

Изменено 15 июня, 2015 пользователем Andrew55

[technicien]

Внимание вопрос! Есть ли желающие приобрести трехрежимный драйвер без строба? Драйвер с ШИМ, для монтажа в народную супервелофару, мощность режимов можно запрограммировать под каждого индивидуально. Также будет предусмотрено уменьшение яркости при разряде батареи, плюс возможность работать от аккумуляторов без платы защиты, драйвер сам отключит нагрузку при уменьшении напряжения ниже порогового ~5,5V Прошивка уже написана, элементная база выбрана. Старт производства через 45-60 дней, как придут комплектующие, сборка будет ручная и качественная. Ориентировочная стоимость около 500 рублей.

[aBuaTop]

technicien,я буду заказать!

[technicien]

Отличне=) Ждем неделю, подсчитываем количество желающих и заказываем детальки.