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.

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 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 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 бо льшим 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 . 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 . 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 , 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.

Имеется в виду не самодельное, а готовое китайское. С одной стороны, в продаже есть немало нарозеточных адаптеров с отсеком под 4 АА или ААА элемента. А с другой - литиевые аккумуляторы всё больше и больше задействуют в гаджетах и электронных игрушках, так что нужно выбирать с прицелом на будущее. В общем после долгих размышлений остановился на универсальном программируемом ЗУ imax b6. В продаже есть оригинальные, и есть китайские копии. Чем они отличаются трудно сказать, но мой коллега купил копию и уже почти год успешно гоняет её по полной. Выбор сделан.

Особенности ЗУ imax b6

• Управляется ЗУ микропроцессором
• Отдельная балансировка каждой банки
• Совместимость с Li-ion, LiPo и LiFe батареями
• Совместимость с Ni-Cd, Pb и NiMH батареями
• Широкий диапазон тока зарядки
• Заряд/разряд до напряжения хранения аккумуляторов
• Функция ограничения по времени зараяда
• Мониторинг входного напряжения
• Хранение до 5 наборов параметров батарей в памяти
• Хранение даты ввода батареи в эксплуатацию и срока службы.

Технические характеристики

• Входное напряжение: 11~18v
• Максимальная мощность зарядки: 60W
• Диапазон тока заряда: 0.1~6.0A
• Диапазон тока разряда: 0.1~2.0A
• Ni-MH/NiCd: 1~15 банок
• Li-ion/LiPo: 1~6 банок
• Напряжение Pb батарей: 2~20v
• Габариты: 133x87x33мм
• Цена: около 1500р.

Это зарядное не подойдёт тем, кто привык всунуть - нажать, и после нескольких часов снять аккумуляторы. Во-первых к нему требуется дополнительный адаптер (сетевой блок питания) на 12-18 вольт, а во-вторых у него нет отсека подключения АКБ - только два крокодила, которыми цепляем куда требуется. Поэтому для работы с обычными 1,5 В пальчиковыми батареями нужно достать блочок - кассетницу. Но это не проблема - стоят они копейки.

Хотя в комплекте идёт ещё несколько различных шнуров с разъёмами - может когда-нибудь и понадобятся.

Инструкция по использованию

Подключаем питание, тут же загорается экран с надписью SkyRc Imax-B6. Кнопки включения/выключения устройства не предусмотрено. После этого попадаем в главное меню.

Перемещаться по нему можно кнопками "Stop" и "<". В главном меню находятся: выбор программы зарядки в зависимости от типа аккумулятора, меню настроек. Вот алгоритм управления:

А так же пункты сохранения и загрузки пользовательских настроек. Выбрать пункт можно нажатием "Enter". Вот, для примера пункт меню заряда Li-Ion:

Еще одним нажатием "Enter" переходим в режим редактирования параметров. Изменяемый параметр в это время мигает. Можно изменить максимальный ток, и напряжение. То же самое и с никель-кадмиевыми.

На каждом этапе работает защита. Зарядка не начнется, если: перепутана полярность батареи, слишком низкое или слишком высокое напряжение, напряжение не соответствует типу батареи или количеству банок, и т. д.

Есть возможность задать ток разряда и заряда, а также количество данных циклов - это такая процедура восстановления подуставших АКБ. После выставления всех параметров, длительным нажатием "Enter" можно начать зарядку.

Пример обозначения на экране: NiCd — никелевый аккумулятор. 0,1 А — текущий ток заряда, 3,02 В — текущее напряжение,DHG — сокращенно от Discharging, заряд. 000:35 — время в минутах и секундах с момента начала программы, 00000 — «емкость» в миллиампер-часах «влитая» в батарею во время зарядки, или полученная из батареи при разрядке. Естественно, вторая цифра будет меньше, и на нее и надо ориентироваться при замере емкости батареи. Описание процесса на фото далее.

Более подробно читайте в прилагаемой к устройству инструкции или скачайте вот этот русскоязычный мануал .

Ещё пару слов про БП. В принципе подойдёт любой блок питания, не обязательно 5-ти амперный (если конечно вам не понадобилось заряжать что-то очень мощное). Для большинства АКБ зарядный ток редко превышает 0,5 А, так что первый попавшийся под руку блок на 12 В, 1 А оказался и последним - с ним imax b6 работает уже второй месяц.

Схема и детали

А как же без разборки? Как настоящий радиолюбитель первым делом отвинтил несколько боковых шурупов и взглянул на схему. Тут можно увидеть буззер, стандартный ЖК дисплей, несколько планарных микросхем и другую рассыпуху. Не сомневаюсь, что некоторые умельцы без проблем повторят сей девайс, но для большинства будет оправданным купить готовый, тем более 30 долларов не такие уж большие деньги - покупка деталей уже съест половину суммы.

Зарядный день

Сразу же после покупки устроил такой себе день зарядки - пособирал все аккумуляторы, коих накопилось пару десятков, и назначив по 3-5 разрядно-зарядных циклов стал их восстанавливать. В конце цикла раздаётся мелодичный звуковой сигнал, и на экране показывается примерная ёмкость АКБ. Имеет смысл переписать её маркером на корпуса аккумуляторных батарей, чтоб в будущем знать, чего от них можно получить.

Да, плохие банки оно даже не возьмётся заряжать - смело выкидываем их. В общем прикольная и удобная штука, после которой пользоваться обычными ЗУ уже не захочется! Всем пока, материал подготовлен специально для сайта Радиосхемы .

Обсудить статью ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО IMAX B6

Воистину говорят: лень - двигатель прогресса! Вот и мне, взбудоражила голову мысль, автоматизировать процесс измерения и тренировки кислотных аккумуляторных батарей. Ведь кто, в здравом уме, будет, в наш век умных микросхем, корпеть над аккумулятором с мультиметрами и секундомером? Наверняка, многие знают «народное» зарядное устройство Imax B6. На хабре есть про него (и даже не одна). Ниже я напишу, что я с ней сделал и зачем.

Точность

В начале, моей целью было увеличение разрядной мощности, чтобы измерить свои батареи для бесперебойника и, в перспективе, тренировать их, не подвергаясь риску преждевременной старости (меня, а, не аккумуляторов). Погонял устройство в разобранном виде.

Внутри оно щедро нашпиговано множеством дифференциальных усилителей, мультиплексором, buck-boost регулятором с высоким КПД, имеет хороший корпус, а в сети можно найти открытый исходный код очень неплохой прошивки. При токе зарядки до 5 ампер, им можно заряжать даже автомобильные аккумуляторы на 50А/ч (ток 0.1C). При всем, при этом этом, богатстве, в качестве датчиков тока, здесь используются обычные 1 Вт резисторы, которые, ко всему прочему, работают на пределе своей мощности, а значит, их сопротивление значительно уплывает под нагрузкой. Можно ли доверять такому измерительному прибору? Подув и потрогав руками эти «датчики» сомнения ушли - хочу переделать на шунты из манганина!

Манганин (есть еще константан) - специальный сплав для шунтов, который практически не изменяют своего сопротивления от нагрева. Но его сопротивление на порядок меньше заменяемых резисторов. Так же, в схеме прибора используются операционные усилители для усиления напряжения с датчика до читабельных микроконтроллером значений (я полагаю, верхняя граница оцифровки - опорное напряжение с TL431, около 2,495 вольт).

Моя доработка заключается в том, чтобы впаять шунты вместо резисторов, а разницу в уровнях компенсировать, изменив коэффициент усиления операционных усилителей на LM2904: DA2:1 и DA1:1 (см. схему).

Схема

Для переделки нам понадобятся: само устройство оригинал (я описываю переделку оригинала), манганиновые шунты (я взял от китайских мультиметров), ISP программатор, прошивка cheali-charger (для возможности калибровки), Atmel Studio для ее сборки (не обязательно), eXtreme Burner AVR для ее прошивки и опыт по созданию кирпичей успешной прошивке атмеги (Все ссылки есть в конце статьи).
А так же: умение паять SMD и непреодолимое желание восстановить справедливость.

Я нигде не учился разработке схем и вообще радиолюбительству, поэтому вносить такие изменения в работающее устройство вот так с ходу, было лениво боязно. И тут на помощь пришел мультисим! В нем возможно, не прикасаясь к паяльнику: реализовать задумку, отладить ее, исправить ошибки и понять, будет ли она вообще работать. В данном примере, я смоделировал кусок схемы, с операционным усилителем, для цепи, обеспечивающей режим заряда:

Резистор R77 создает отрицательную обратную связь. Вместе с R70 они образуют делитель, который задает коэффициент усиления, который можно посчитать примерно так (R77+R70)/R70 = коэффициент усиления. У меня шунт получился около 6,5 мОм, что при токе 5 А составит падение напряжения нем 32,5 мВ, а нам нужно получить 1,96 В, чтобы соответствовать логике работы схемы и ожиданиям её разработчика. Я взял резисторы 1 кОм и 57 кОм в качестве R70 и R77 соответственно. По симулятору получилось 1,88 вольт на выходе, что вполне приемлемо. Так же я выкинул резисторы R55 и R7, как снижающие линейность, на фото они не используются (возможно, это ошибка), а сам шунт подключил выделенными проводами к низу R70, C18, а верх шунта напрямую к "+" входу ОУ.

Лишние дорожки подрезаны, в том числе, и с обратной стороны платы. Важно хорошо припаять проводки, чтобы они не отвалились, со временем, от шунта или платы, потому что с этого датчика запитывается не только АЦП микроконтроллера, но и обратная связь по току импульсного регулятора, который, при пропадании сигнала, может перейти в максимальный режим и угробиться.

Схема для режима разрядки принципиально не отличается, но, так как я сажаю полевик VT7 на радиатор, и увеличиваю мощность разрядки до предела полевика (94Вт по даташиту), хотелось бы и максимальный ток разряда выставить по-больше.

В результате я получил: R50 – шунт 5,7 мОм, R8 и R14 - 430 Ом и 22 кОм соответственно, что дает требуемые 1,5 вольт на выходе при токе через шунт 5 А. Впрочем, я экспериментировал и с большим током - максимум вышло 5,555 А, так что зашил в прошивку ограничение до 5,5 А (в файле «cheali-charger\src\hardware\atmega32\targets\imaxB6-original\HardwareConfig.h»).

По ходу вылезла проблема - зарядник отказался признавать, что он откалиброван (i discharge). Связано это с тем, что для проверки используется не макроопределение MAX_DISCHARGE_I в файле «HardwareConfig.h», а вторая точка калибровки для проверки первой (точки описаны в файле «GlobalConfig.h»). Я не стал вникать в эти тонкости хитросплетения кода и просто вырезал эту проверку в функции checkAll() в файле «Calibrate.cpp».

В результате переделок, получился прибор, который обеспечил приемлемую линейность измерений в диапазоне от 100mA до 5А и который можно было бы назвать измерительным, если бы не одно но: так как я оставил мощный разрядный полевик внутри корпуса (несмотря на улучшенное охлаждение), нагрев платы от него все равно вносит искажение в результат измерения, и измерения немного «плывут» в сторону занижения… Не уверен, кто именно виноват в этом: усилитель ошибки или АЦП микроконтроллера. В любом случае, ИМХО, стоит вынести этот полевик за пределы корпуса и обеспечить там ему достаточное охлаждение (до 94Вт или заменить его на другой подходящий N-канальный).

Прошивка

Не хотел я писать про это, но меня заставили.

Немного про мою доработку охлаждения

Полевик VT7, на новом месте, приклеен на термоклей, а его теплоотвод - припаян к медной пластинке:

Охлаждение решил сделать из ненужного радиатора на тепловой трубке от мат-платы. На фото видно подходящую по размерам прижимную пластину и площадку транзистора, по периметру которой проложена изолирующая пластмасса - на всякий случай. Пяточек из жала паяльника припаян прямо к плате, к общему проводу - будет играть роль дополнительного теплоотвода от преобразователя:

Собранная конструкция не помешает стоять прибору на ножках:

Готовы к прошивке:

Я испытал эту переделку в пассивном режиме охлаждения: разряд 20 минут 6-вольтовой Pb-батареи максимальным током 5,5А. Мощность высветилась 30...31Вт. Температура на тепловой трубке, по термопаре, дошла до 91°C, корпус тоже раскалился и, в какой-то момент, экран начал становиться фиолетовым. Я, конечно, сразу прервал испытание. Экран долго не мог прийти в норму, но потом его отпустило.

Теперь уже очевидно, что выносной блок нагрузки, с разъемным соединением, был бы наилучшим решением: в нем нет ограничений на размер радиатора и вентилятора, а сама зарядка получилась бы более компактной и легкой (в поле разряд не нужен).

Надеюсь, что эта статья поможет новичкам быть смелее в экспериментах над беспомощными железяками.
Замечания и дополнения приветствуются.

Предупреждение : описанные модификации, при неумелом применении, могут повредить компоненты зарядки, превратить ее в необратимый «кирпич», а так же привести к снижению надежности устройства и создать риск пожара. Автор снимает с себя ответственность за возможный ущерб, в том числе за зря потраченное время.

Ссылки

Альтернативная прошивка cheali-charger: https://github.com/stawel/cheali-charger (Её обзор на youtube: раз , два).
Для компиляции прошивки: Atmel Studio и CMake
Программа-прошивальщик: eXtreme Burner AVR
ISP программатор:

Вот я и сделал схему и печатку зарядного устройства. В основном упирал на оформление схемы, печатка получилась так себе. Правда, качество разводки и в оригинале не блещет. Мне не очень интересная оригинальная разводка, ведь я рассматриваю переделку всей печатки.

Есть небольшие отличия от оригинала, потому что я поленился из рисовать. Я не стал рисовать USB-порт, и кварц. Долгое время уже сижу на PIC24, там кварц обычно нафиг не нужен.

Прошу помощи по прохождению нормоконтроля по ГОСТ в оформлении схемы (pdf , p-cad2006). Где есть косяки(кроме того, что нумерация компонентов не по порядку)? Уж сильно много времени убил на оформлении, буквально каждый компонент перерисовывал из своей библиотеки. Получилось красиво, но хочется ещё красивее. Для сравнения, чья-то схема IMAX B6 . Нормоконтролировать картинки в посте не надо, на картинках может быть старая версия.

Вот ещё печатка (тоже P-CAD 2006)

Переченя элементов пока так же нет, почти все номиналы на схеме.

А теперь я расскажу как работает схема. Она весьма интересная.

1. Защита от переполюсовки по питанию

Защита сделана на N-канальном MOSFET транзисторе. Такое решение позволяет обеспечить почти нулевое падение напряжения, по сравнению с защитой на диоде. Например, при токе 3А 12В диод довольно сильно грелся бы, более Ватта.
У этой схемы есть небольшой недостаток: для повышенного напряжения, более 20В, резистор R6 надо заменить на 10-вольтовый стабилитрон.

2. DC-DC преобразователь
Для работы зарядного устройства необходимо наличие регулируемого источника питания. Источника, способного из 12 В сделать как 2В, так и 25В. Вот его схема:


Управляется преобразователь тремя линиями:
1) Линия DCDC/ON_OFF - это запрет работы преобразователя. Подавая на линию 5V, выключается как VT26 (ключ для STEP-UP режима), так и VT27 (ключ для STEP-DOWN режима).
2) Линия STEPDOWN_FREQ двойного назначения: в STEP-UP режиме на этой линии должно быть 5V, иначе питание на катушку L1 не поступит, в step-down на этой линии должна быть частота. Регулируя скважность меняем выходное напряжение.
3) Линия SETDISCURR_STEPUPFREQ. В повышающем режиме на этой линии ШИМ, в понижающем - 0V
Дополнительно реализована защита от КЗ по линии аккумулятора: при превышении зарядного тока сработает VT8, и питание с преобразователя будет снято, транзистор VT26 разомкнётся. Как точно это работает, я не разобрался, можете сами поизучать схему.

Вопрос залу: что делают R114+R115+C20?

Силовые MOSFET ключи VT26 и VT27 управляются двухтактный эмиттерным повторителем: VT13-VT14 и VT17-VT18.

Частота работы преобразователя 31250кГц.

Данный преобразователь нельзя включать без минимальной нагрузки, в качестве которой выступает R128. Причём, в моей версии зарядки, он припаян напаян он поверх других элементов - ошибка разработчиков.

3. Включение аккумулятора

Ни один вывод аккумулятора не подключен на землю напрямую. Это касается как силовых цепей, так и балансировочного разъёма. Плюс аккумулятора подключен на DC-DC преобразователь, минус - к зарядному транзистору. Включив Charge transistor, а также регулируя напряжение на DC-DC, устаналивается необходимый зарядный ток.

4. Защита от дурака при переполюсовке аккумулятора


Включением заряда управляет DA4.2, и заряд идёт лишь при правильном подключении аккумулятора. Запретить же заряд может и контроллер, транзистором VT9.

5: Схема разряда


Схема разряда построена на транзисторе VT24 и двух операционниках. Для включения разряда надо открыть VT12. VT24 - разрядный транзистор. Именно он рассеивает тепло при разряде. Управляет им два операционных усилителя.
Посылая на вход двух RC-цепочек меандр,


контроллер формирует напряжение на In+ DA3.2:

DA3.2 - это схема интегратора(фильтр низких частот). Он будет увеличивать напряжение на выходе (и на затворе разрядного транзистора VT24), а значит и разрядный ток до тех пор, пока напряжение на выводах In+ и In-(красные цепи) не сравняются. На In+ подаётся опорный сигнал от контроллера, на In- сигнал со схемы обратной связи на DA3.1. Результат - ток плавно нарастает до номинального
Коричневый провод - запрет разряда. Если на нём 5 Вольт - разряд запрещён.
По синей линии можно проконтролировать фактический разрядный ток.

6. Схема балансировки и измерения напряжения на ячейках


Как, например измерить напряжение шестой ячейки? Напряжение BAL6 и BAL5 с шестой ячейки подаётся на дифференциальный усилитель DA1.1, который из 25В на шестой ячейки вычитает 21В на пятой. На выходе - 4В.
Нижние ячейки измеряются без участия дифференциального усилителя, делителем. Особо отмечу, что измеряется даже "земля"(BAL0).
Выход коммутируется мультиплексором HEF4051BT на контроллер. Без мультиплексора - никак, ног не хватит.

Балансировочная схема сделана на двух транзисторах. Применительно к шестой ячейке это VT22 и VT23. VT22 - цифровой транзистор, в нём уже встроены резисторы, и он подключается напрямую к выводу контроллера. Если микроконтроллер замечает, что какая-то ячейка перезарядилась, он остановит заряд, включит соответствующую перезаряженной ячейке схему, и через резисторы побежит ток около 200мА. Как только ячейка немного разрядилась, вновь включается заряд всей батареи аккумуляторов.

7. Цифровые цепи


Контроллер измеряет контроллером напряжения на плюсе и минусе аккумулятора. Если произойдёт переполюсовка - на экран будет выведено предупреждение.
Подсветка индикатора зачем-то запитана от транзистора, сам индикатор включен в 4-битном режиме.
Ещё из интересного - источник опорного напряжения TL431.

Ещё вопрос к залу про кварц: неужели для ATMEGA кварц обязателен?

Сегодня в наших домах в изобилии различной портативной техники, работающей от элементов питания. В свою очередь элементы питания могут быть различной конфигурации и по размерам, и по напряжению, и по технологии, применяемой для долговременного сохранения запаса электроэнергии. Элементы питания могут быть как одноразовые (солевые батарейки, например), так и многоразово перезаряжаемые элементы питания - аккумуляторы. Следом часто встает вопрос о том, что аккумуляторы для дальнейшего использования необходимо заряжать, хотя производители портативной электроники часто заботятся, о том, чтобы к таким устройствам в комплекте шли специальные зарядные устройства, но на практике не раз случается, что либо для таких аккумуляторов просто нет зарядного устройства (имеется ввиду в комплекте с каким-либо устройством), или покупая пальчиковые аккумуляторы, например, для фотоаппарата не всегда покупается сразу и зарядное устройство (которое как правило всегда приобретается отдельно в таких случаях), либо просто и банально стандартное зарядное устройство потерялось, ну или же наконец в радиолюбительской практике часто приходится заряжать какие-нибудь аккумуляторы, которым охота дать жизнь в каком-нибудь своем устройстве. Так вот, проблему перезарядки аккумуляторов можно решить приобретением специального зарядного устройства для них. Ну а рассмотрим мы сегодня не самое простое зарядное устройство, а всеядное IMAX B6, а точнее его 80 ваттную копию.

Приобрести его можно на торговых интернет площадках или AliExpress . Цена на копию начинается от 20 условных единиц, что до 1,5 - 2 раз дешевле оригинала и к тому же мощнее на 30 Вт. Но копия есть копия - нужно держать глаз пистолетом при покупке, ведь скопировать может и дядя Ляо в подвале. В моем случае продавец оказался и вправду порядочным (отзывы штука полезная) - получил зарядное устройство минимально отличающееся от оригинала - единственное просто сборка корпуса не очень порадовала, а печатная плата изготовлена на высоком качественном уровне.

Характеристики зарядного устройства:

• Напряжение питания 11 - 18 вольт
• Зарядный ток от 0,1 до 6 ампер
• Максимальная мощность заряда 80 ватт
• Разрядный ток до 2 ампер
• Максимальная мощность разряда 10 ватт
• Функции зарядного и разрядного устройства
• Зарядка NiMH/NiCd аккумуляторов от 1 банки до 15 последовательно
• Зарядка Li-ion/Polimer аккумуляторов от 1 до 6 банок последовательно
• Масса зарядного устройства 227 г
• Габаритные размеры 133х87х33 мм

Повертим пришедшую посылку в руках и рассмотрим с разных сторон.

Днище корпуса без голограммы, которая должна присутствовать именно в оригинальном устройстве, и такие сякие китайцы приклеили криво ножку, будут наказаны!

Корпус зарядного устройства сам по себе является радиатором. К слову корпус весь полностью изготовлен из алюминия.

Вот в такой разъем необходимо подключить внешний источник питания 11 -18 вольт. Вообще есть варианты копий со встроенным внутрь источником питания, но я не думаю, что это лучше, компактнее да, а вот греться может больше, что не есть хорошо. В отверстии с уголком, рядом с градусником на самом деле разъем - подключать можно или USB, или термометр (в инструкции не сказано, но вроде как это LM35) для контроля температуры заряжаемых аккумуляторов.

С другой стороны разъемы для балансного заряда Li батарей и основной выход плюс минус на все аккумуляторы.

Комплект поставки это инструкция и комплект проводов (блок питания в набор не входит и его нужно покупать отдельно):

При заказе попросил продавца укомплектовать проводами вот с такими разъемами, по умолчанию это будут T-коннекторы.

Вот такая инструкция идет в комплекте на английском и в глянце. Датирована инструкция 2008 годом.

Отдельно к зарядному устройству приобрел 120 Вт универсальный блок питания (правда предназначенный для ноутбуков). Хотя и тут китайцы схитрили и блок оказался на 96 Вт, а 120 всего лишь максимальная.

В комплекте к блоку идет набор разъемов для различных ноутбуков:

Для зарядного устройства идеально подходит штекер под номером три слева с белым колечком.

Напряжение блока питания можно регулировать от 12 вольт до 24 вольт.

Ну что же, внешне все оценили, приступим к разборке!

Откручиваем боковые крышки и достаем днище корпуса, к которому прикручена плата.

Как сразу можно заметить, плата изготовлена очень качественно, все элементы для поверхностного монтажа стоят ровно (электролитические конденсаторы не в счет), флюс отмыт, нигде нет никаких загрязнений, пайка блестит, все запаяно аккуратно. Даже глаза радуются! Преобразователь напряжения в устройстве используется импульсный - это только для заряда аккумуляторов, Стабилизатор для микроконтроллера устройства расположен на обратной стороне платы. Перенесем свой взор туда.

Как видно, все теплонагруженные элементы расположены на обратной стороне печатной платы и прижимаются к корпусу устройства, который, как вы помните, является как раз и радиатором по совместительству.

Прижимается все к корпусу через терморезинки.

Порадовала штамповка якобы для вентиляции, которая практически не имеет щелей для циркуляции воздуха.

Пожалуй один из самых интересных вопросов это на базе чего построено зарядное устройство. Но тут разочарование - мы этого не узнаем, так как надпись затерта на корпусе микросхемы микроконтроллера. Вообще на глаз очень похоже на микроконтроллер Atmega16.

Соберем все обратно и попробуем включить, надеюсь ничего не было сломано во время разборки..)

При включении питания появится в самом начале надпись с названием устройства. И далее можно приступать к работе с устройством, выбрать нужный режим, задать параметры тока зарядки и нажать старт, после проверки аккумулятора начнется процесс заряда аккумулятора по заданному алгоритму в зависимости от выбранного типа. В случае неправильного выбора, например поставить NiMH аккумулятор вместо Li-ion, устройство выдаст ошибку и заряд не начнется, аналогично в случае отсутствия аккумулятора вовсе или большего или меньшего количества аккумуляторов подключенных к зарядному устройству по сравнению с выбранными параметрами меню зарядки.

Подключаем провода к зарядному устройству и крокодилами подключаемся к аккумулятору. Стоит предусмотреть держатели для аккумуляторов, так как просто крокодилами не то что не удобно, а иногда невозможно соединиться.

Попробуем зарядить старый аккумулятор от мобильного телефона.

Задаем параметры.

Жмем старт и устройство проверяет аккумулятор.

Заряд пошел. В верхней строке указа тип и количество аккумуляторов, зарядный ток (аккумулятор 700 мАч, однако он убитый и его емкость несколько меньше, в процессе зарядки ток снизится до 300 мА и постепенно снизится до 0 в конце зарядного цикла) и напряжение на аккумуляторе. В нижней строке указывается запущенный процесс зарядки или разрядки, время которое протекает зарядка и емкость заряда вкачанная или выкачанная из аккумулятора.

В конце зарядки раздастся звуковой сигнал и зарядка прекратится. По итогам старенький аккумулятор зарядился за 1 час и его емкость составила почти 200 мАч. И все же значение емкости может быть слегка завышена, судя по всему этот расчет происходит по принципу текущего зарядного тока, перемноженного на время протекания этого тока.

Для различных типов аккумуляторов напряжение задается автоматически (номинальное напряжение плюс напряжение полностью заряженного аккумулятора, так для LiPo номинальное значение 3,7 В, а заряженный аккумулятор даст напряжение в 4,2 В). Номинальное напряжение для NiMH и NiCd 1,2 В, для Li-ion 3,6 В, для LiPo 3,7 В, для LiFe 3,3 В.

Зарядное устройство работает по 4 алгоритмам по умолчанию: Li аккумуляторы (обычная зарядка, балансная зарядка (используются разъемы справа от основного выхода зарядки с многочисленными штырьками), быстрая зарядка, хранение, разрядка), NiMH аккумуляторы (устанавливаем ток зарядки, ток разрядки, количество циклов зарядки-разрядки), NiCd аккумуляторы (устанавливаем ток зарядки, ток разрядки, количество циклов зарядки-разрядки ), свинцовые аккумуляторы (разрядка и зарядка). Также можно сохранить свои данные по некоторым своим комбинациям зарядки аккумуляторов, например 4 аккумулятора NiMH такой-то емкости заряжать таким-то током и по таким-то циклам, чтобы не настраивать каждый раз все это перед зарядкой.

Далее в зарядном устройстве есть меню настроек, где можно задать тип Li аккумулятора , время проверки аккумулятора, настройка D.Peak чувствительности, управление и настройка разъема для USB или термометра и прочее, схема меню на фото:

Для подключения к компьютеру по USB потребуется UART-USB переходник. Выгружаемая зарядным устройством информация содержит лог зарядки или разрядки. Для визуализации полученных данным можно использовать программу Log View от компании SCYRC, разработанную для оригинальных зарядных устройств.

Ну что же, зарядное устройство IMAX B6 вполне себе не плохой агрегат, грамотно заряжает практически все, что используется в портативной технике в качестве элементов питания. Причем заряжать можно все от пальчиковых аккумуляторов до небольших автомобильных аккумуляторов. Единственный недостаток, которой можно отметить, это то, что он заряжает по несколько аккумуляторов только в соединении последовательно. Если бы была реализована раздельная зарядка нескольких аккумуляторов (для Li аккумуляторов балансный режим не в счет), прибор бы был, наверное, лучшим выбором в данном ценовом диапазоне.