Witam wszystkich.
Tym razem chciałbym zaprezentować bardzo prosty układ przetwornicy na MCP1624 służącej do zasilania LED znicza elektrycznego Subito. Jej działanie polega na podniesieniu napięcia jednej lub dwu równolegle połączonych baterii R6 do poziomu odpowiedniego do zasilania LED znicza. Również ta przetwornica umożliwia wyładowanie zasilających baterii praktycznie "do zera", wykorzystując praktycznie cały zmagazynowany w nich ładunek elektryczny.
Szukając sposobu wydłużenia czasu działania tych zniczy, zwróciłem uwagę na układ scalony tej przetwornicy. Na początek zbudowałem ją na uniwersalnej PCB celem obserwacji jej pracy i wykonywania stosownych pomiarów. Efekty okazały się na tyle zachęcające, że zdecydowałem się zaprojektować gotowy układ elektroniki tej przetwornicy celem wbudowania jej do znicza. W ramach testowania tej przetwornicy, pokusiłem się o zasilanie jej z jednej, kupionej najtańszej w sklepie baterii cynkowo-węglowej. Od nowości do całkowitego jej wyczerpania czas świecenia LED zasilanej z tej przetwornicy wyniósł niespełna miesiąc (zabrakło 3 dni do miesiąca).
Przetwornica podnosi napięcie baterii (1,5V) do napięcia 2,1V lub 2,8V do zasilania LED (zależnie od usytuowania rezystorów R1 i R2 w pętli sprzężenia zwrotnego -> patrz schemat ideowy). Wielkość tego napięcia wyjściowego zależna jest od napięcia progowego użytej LED w oryginalnym zniczu -> trzeba to sobie sprawdzić przed wyborem budowy odpowiedniej wersji przetwornicy.
Wbudowanie do znicza Subito polega na wciśnięciu poskładanej PCB do kołnierza w pokrywce znicza po uprzednim wykonaniu odpowiednich połączeń elektrycznych. Ale zanim to nastąpi, należy znicz odpowiednio przygotować:
1. wyjąć z tego kołnierza w pokrywce plastykowy krążek z osadzoną LED.
2. z tego krążka wyjąć LED i pousuwać wszystkie wystające elementy ponad jego powierzchnię. Ma być zupełnie płaski (później będzie przekładką izolacyjną)
3. wyjętą LED wlutować z zachowaniem właściwej biegunowości do poskładanej PCB przetwornicy od strony laminatu, jak widać na jednym ze zdjęć
4. przylutować cienkie przewody do padów "+BT' i "-BT" od strony druku
5. do kołnierza włożyć najpierw przygotowany wcześniej plastykowy krążek
6. przeciągnąć przylutowane wcześniej przewody przez odpowiednie otwory w pokrywce i wycięcia w krążku na drugą stronę pokrywki (w moich zniczach już te otwory i wycięcia były)
7. i następnie wcisnąć PCB stroną druku i podzespołów do kołnierza w pokrywce. Wciśnięcie wykonać, opierając PCB laminatem na rozchylonych szczękach imadła i naciskając ręką pokrywkę znicza. Gdyby PCB nie chciała dać się wcisnąć do kołnierza, należy ją odpowiednio opiłować iglakiem na obwodzie, tak by w efekcie dała się wcisnąć.
8. styki baterii w pokrywce złączyć ze sobą i dołączyć do nich przewód uprzednio przylutowany do pada "+BT"
9. Drugi przewód, przylutowany do pada "-BT" przylutować do blaszki ze sprężynkami stykowymi. W tym celu wyjąć z dna znicza tę blaszkę, w bocznej ściance wewnętrznego koszyka baterii wypalić odpowiednio wygiętym grotem lutownicy transformatorowej otwór na przewód, przeciągnąć go przez ten otwór, przylutować do blaszki ze sprężynkami i całość z powrotem osadzić na dnie znicza.
10. Sprawdzić działanie i możliwość wyłączania / włączania znicza poprzez przekręcanie jego pokrywki zgodnie z oznaczeniami na jego obudowie.
Uwaga: w niektórych modelach tego znicza możliwe jest wyjęcie tego koszyka na baterie z obudowy znicza. W tym przypadku zdecydowanie łatwiej będzie podłączyć przewód "-BT" do blaszki ze sprężynkami.
Układ, z racji swoich niewielkich wymiarów, może posłużyć do usprawnienia innych rodzajów zniczy. U mnie posłużył do usprawnienia większego znicza, który też przygotowałem do zasilania z jednej baterii R14 poprzez przymocowanie trytytkami koszyka na tę baterię do już istniejącego koszyka w wyjmowalnym dnie obudowy znicza. Po przymocowaniu i wykonaniu odpowiednich połączeń znicz również pracuje, jak widać na jednym ze zdjęć.
Uzyskane wyniki (zasilanie z dwóch najtańszych alkalicznych R6; https://www.tme.eu/pl/details/bat-lr6/baterie/panasonic/powerline-lr6/):
Gotowe znicze z nowymi bateriami umieściłem na cmentarzu w dniu 20 września. Następnie, co jakiś czas sprawdzałem napięcie zasilających baterii:
10 października: napięcie równolegle połączonych baterii 1,41V; znicz świeci. Napięcie szeregowo połączonych baterii 2,76V; znicz świeci.
21 października: napięcie równolegle połączonych baterii 1,36V; znicz świeci. Napięcie szeregowo połączonych baterii 2,65V; znicz świeci.
31 października: napięcie równolegle połączonych baterii 1,33V; znicz świeci. Napięcie szeregowo połączonych baterii 2,60V; znicz świeci.
21 listopada: napięcie równolegle połączonych baterii 1,26V; znicz świeci. Napięcie szeregowo połączonych baterii 2,43V; znicz świeci.
10 grudnia: napięcie równolegle połączonych baterii 1,06V; znicz świeci. Napięcie szeregowo połączonych baterii 2,06V; znicz świeci.
21 grudnia: znicz NIE świecił; po poprawieniu kontaktu baterii, napięcie równolegle połączonych baterii 1,19V; znicz znów świeci. Napięcie szeregowo połączonych baterii 0,18V; znicz NIE świeci.
24 grudnia: napięcie równolegle połączonych baterii 1,20V; znicz świeci. Napięcie równolegle połączonych baterii po ich wymianie na nowe 1,55V; znicz świeci.
28 grudnia: napięcie równolegle połączonych baterii 1,16V; znicz świeci. Napięcie równolegle połączonych baterii 1,46V; znicz świeci.
Krótkiego omówienia wymaga przyjęty sposób łączenia baterii. W pierwszej wersji sposób łączenia uzależniłem od napięcia progowej LED: równoległe połączenie dla LED z Uprogowym 2,1V; oraz szeregowe połączenie dla LED z Uprogowym 2,8V. Jednak okazało się, że szeregowe połączenie na krócej starcza (jakieś 2,5 miesiąca) w porównaniu z równoległym połączeniem baterii. Co ciekawe, jedna z tych szeregowo połączonych baterii tak głęboko się rozładowała, że już odwróciła swoją biegunowość.
Stąd przyjąłem już równoległe łączenie baterii, niezależnie od Uprogowego zastosowanej LED.
Jakiś czas temu udało mi się kupić w miarę tanio leżakujące u kogoś baterie litowe R14 (data ich produkcji listopad 2015) i włożyłem je do kolejnych zniczy Subito, w których dało się wyjąć fabryczne koszyki baterii z ich obudowy.
Wyniki (zasilanie z jednej, leżakującej litowej R14; typu ER26500M):
4 listopada (uruchomienie): znicz z czerwoną LED, Ubat = 3,60V. Znicz z żółtą LED, Ubat = 3,61V.
15 listopada: znicz z czerwoną LED, Ubat = 3,55V. Znicz z żółtą LED, Ubat = 3,56V.
21 listopada (cmentarz): znicz z czerwoną LED, Ubat = 3,56V. Znicz z żółtą LED, Ubat = 3,56V.
10 grudnia: znicz z czerwoną LED, Ubat = 3,42V. Znicz z żółtą LED, Ubat = 3,43V.
21 grudnia: znicz z czerwoną LED, Ubat = 3,24V. Znicz z żółtą LED, Ubat = 3,29V.
24 grudnia: znicz z czerwoną LED, Ubat = 3,14V. Znicz z żółtą LED, Ubat = 3,17V.
28 grudnia: znicz z czerwoną LED, Ubat = 3,09V. Znicz z żółtą LED, Ubat = 3,13V.
Po zużyciu tych litowych baterii można będzie wstawić zwykłe alkaliczne R14.
Koszty przeróbki:
1. Wykonanie zamówionych 10szt PCB 45zł (przy czym dorzucili mi gratis 2 PCB więcej
)
2. części z TME: 53zł / 10 kompletów podzespołów do 10 PCB.
Lista podzespołów z TME do przeróbki jednego znicza:
1. rezystor 243kohm 0805; nr ERJ6ENF2433V
2. rezystor 330kohm 0805; nr WR08X3303FTL
3. rezystor 100ohm 0805; nr RCA0805100RFKEA
4. dławik 4,7uH 0805; nr LQM21PN4R7NGRD
5. kondensator 10uF 1206; nr CL31B106KOHNNNE (2szt/PCB)
6. układ przetwornicy nr MCP1624T-I/CHY
7. bateria alkaliczna R6 nr BAT-LR6 (2szt/znicz)
Podsumowując: Realnym jest uzyskanie 3 miesięcy ciągłej pracy tych zniczy przy zastosowaniu przedstawionego układu przetwornicy i zasilaniu jej z dwóch równolegle połączonych alkalicznych paluszków R6. Nawet możliwe jest ich dalsze świecenie na jednym komplecie baterii, jak widać po przedstawionych wynikach.
Natomiast znicze zasilane z baterii litowych świecą już trochę ponad miesiąc na cmentarzu i wydaje się, że też mogą jeszcze długo poświecić.
W dokumentacji jest schemat ideowy, projekt PCB i Gerbery, wykonane w Protelu 99 SE.
Szczęśliwości i spokojności w nadchodzącym Nowym Roku
Pozdrawiam, KT
Fajne? Ranking DIY
i pare drobnych elementów.
