Простой бюджетный вариант переделки питания РУ игрушек на литий
1.JPG» />
- Цена: $1,22
Несколько месяцев назад я выкладывал небольшой обзорчик о переделке РУ модельки (ментовская машинка) на основе повышающего преобразователя MT3608, платы зарядки TP4056 со встроенной защитой и одного Li-Ion аккумулятора. Суть была проста: с аккумулятора с помощью преобразователя MT3608 поднималось напряжение до необходимого уровня, а «народная» платка TP4056 позволяла зарядить аккумулятор от любого источника с USB выходом. Схема соединений была очень простая: 
В спаянном виде и с фиксацией термоклеем выглядело это следующим образом: 
Зарядка машинки была простой и удобной: 
Но в процессе эксплуатации выявились некоторые недочеты, а именно, при потреблении тока РУ моделькой более 1,5А отрабатывала защита и кратковременно пропадало питание. Это касалось, в основном, серьезных РУ моделек с более-менее мощными двигателями. В моем варианте, машинка в максимуме потребляла около 0,9А и сбоев в работе не было. Но при значительном снижении напряжения аккумулятора, у меня наблюдалась именно такая же ситуация – в пике нагрузки машинка дергалась. Поскольку машинкой пользовались нечасто, емкость встроенного АКБ была приличная, да и было банально лень заниматься этой темой, то все было оставлено как есть. При первых симптомах «дерганья», машинка просто ставилась на зарядку. Совсем недавно появилось свободное время и был придуман другой способ переделки. По затратам он чуть накладнее предыдущего, зато имеет некоторые преимущества, о которых будет рассказано ниже.
Для начала напомню о преимуществах литиевых источников питания (Li-Ion/Li-Pol) над никелевыми (NiCd). В нашем случае сравнение только с NiCd, ибо только они могут отдавать высокий ток. Для примера сравним родную батарею машинки и вариант после переделки:
— высокая плотность энергии. В машинке стоит одна кадмиевая батарея 5S 6V 700mah запасенная энергия 6*0,7=4,2Wh, а в варианте после переделки будут два литиевых аккумулятора 18650 3,7V 3350mah, соединенных последовательно. Запасенная энергия будет равняться соответственно 7,4*3,35=24,8Wh. Как мы видим, запасенная энергия в несколько раз выше, что позволяет работать машинке значительно дольше. Если сравнить лицом к лицу один NiCd и один Li-Ion/Li-Pol аккумулятор, то разница просто огромная
— отсутствие эффекта памяти, т.е. можно заряжать их в любой момент, не дожидаясь полного разряда
— меньшие габариты при одинаковых параметрах с NiCd (в сравнении со сборкой никеля)
— быстрое время заряда (не боятся больших токов заряда) и понятная индикация
— низкий саморазряд
Из минусов Li-Ion можно отметить только:
— низкая морозостойкость аккумуляторов (боятся отрицательных температур)
— требуется балансировка банок при заряде (в случае 2S и более) и наличие защиты от переразряда
Как видим, преимущества лития налицо, особенно для применения в домашних условиях, поэтому смысл переделки есть.
Коротко о переделываемой РУ модели:
Для тех, кто не видел прошлый обзор, коротко расскажу о машинке. На полицейском жаргоне она называется «линейка» и служит для доставки опергруппы (следственной бригады) к месту преступления, доставки задержанных к ОВД и для выполнения других распоряжений дежурного: 
Несмотря на приятный внешний вид снаружи, внутри все уныло, провода тонкие и всё держится на соплях: 
Питание стандартное для такого рода устройств – съемная батарея NiCd аккумуляторов 5S 6V 700mah (пять последовательно соединенных пальчиков по 1,2V 700mah): 
Аккумулятор крупным планом: 
Адаптер самый простой, рассчитанный на 6V 250ma, хотя тут бы не помешал на 500-600ma, ибо стоковым ЗУ аккум заряжается достаточно долго: 
При заряде комплектным зарядным устройством нет индикации окончания заряда, да и вкупе с паразитным эффектом памяти использовать стоковые аккумуляторы и ЗУ очень неудобно, а иногда и опасно, особенно детям. Никакой защиты от перезаряда нет: 
Питание пульта ДУ от 9V кроны, т.е. 6S АААА – 6 минибаночек по 1,5V каждая: 
Итак, с описанием основных элементов и их недостатков разобрались, плавно переходим к доработке.
Итак, дубль два
Я не стал наступать на те же грабли, поэтому сразу определился на схеме из двух последовательно соединенных Li-Ion аккумуляторов с применением платы защиты 2S BMS. Основными минусами данной схемы является неравномерный разряд аккумуляторов в зависимости от их состояния и малая распространенность зарядных устройств под такое соединение, а также возможное повреждение электроники РУ модели от завышенного питающего напряжения. Плата BMS здесь обязательна, т.к. защищает аккумуляторы от переразряда, поэтому рекомендую не пренебрегать ей. А вот ситуация с зарядом на сей день, несколько улучшилась. Существует два простых бюджетных способа заряда литиевой 2S батареи:
1) Дикий колхоз в виде двух платок заряда TP4056 на каждый аккумулятор и два сетевых адаптера/БП для их зарядки. Если в хозяйстве имеются два более-менее нормальных адаптера с выходом 0,5-1А, то вариант вполне пригодный. Нужно будет немного потратиться на платки TP4056, но опять же, заряжать будет не очень удобно. Если в наличие нет сетевых адаптеров/БП, то как говорится, шкурка выделки не стоит и лучше отказаться от данного метода
2) Используем специализированные ЗУ для 2S-3S сборок. На площадках их сейчас предостаточно, стоят в районе $5. При этом в дальнейшем могут пригодиться, например, для одновременной зарядки различных Li-Ion/Li-Pol аккумуляторов, для переделки электроинструмента и т.д.
Необходимые компоненты для доработки:
Как можно заметить, каких-либо дорогих компонентов не требуется: 
Главным мозгом системы является 2S BMS плата защиты XWS8232FR4, стоимостью около одного доллара: 
Не трудно догадаться, что выполнена она на основе того же контроллера Seiko S8232U и силового мосфета: 
Самым дорогим из всех компонентов является ЗУ 2S-3S ImaxRC B3, который стоит около 5 долларов: 
Он представляет собой копию известного зарядника SkyRC e3, но с более скромными зарядными характеристиками: 
У меня есть оригинал и еще один вариант, но на 4S, о которых я расскажу и сравню лицом к лицу в будущих статьях. К слову, данных копий достаточно много, по крайней мере, я видел 3 штучки, но на мой взгляд, схемотехника там похожая.
Следующим немаловажным звеном являются аккумуляторы. Я применил Li-Ion аккумуляторы Panasonic NCR18650BF из ПБ Xiaomi 10000mah, емкостью 3350mah каждый: 
В данной реализации желательно применять современные высокоемкие банки, имеющие заниженный порог разряда в 2,5V. Моделей достаточно много (высокоемкие банки Sanyo/Panasonic/Samsung/LG), все что выше 2800mah обычно идет именно с порогом разряда в 2,5V. Народные Sanyo/Samsung 2600mah не очень подходят к данной платке, т.к. имеют несколько «завышенный» порог разряда в районе 2,75V. Небольшая трудность – подпайка питающих проводов к контактам аккумуляторов. Если заморачиваться с пайкой нет желания, то можно приделать одно/двухслотовый холдер/держатель под ф/ф 18650, например такой.
Для зарядки будущей РУ модельки понадобятся по одному разъему USB (папа и мама), а также 3-х контактный разъемчик для подключения к заряднику. Он часто встречается в процессорных кулерах. У меня в загашнике нашлись эти компоненты, USB «папа» откусил он наихудшего витого зарядного кабеля: 
Все эти компоненты стоят копейки и возможно найдутся в чулане.
Тестирование платки:
Пара слов о платке защиты. Подключение очень простое, единственная трудность заключается в том, что ее размеры небольшие, поэтому припаивать провода нужно аккуратно. Схема подключения следующая: 
Коротко поясню: зеленым цветом обозначены соединения, отвечающие за работу платы, а синим – места подключения к зарядному устройству. Желательно выходы от ЗУ подпаивать именно к контактам аккумулятора, во избежание дополнительных потерь, но в случае невозможности это сделать, сойдет и вариант подключения к плате защиты.
Данная платка является самой простой, поэтому если требуется аналог, то ищите на интернет-площадках по наименованию «2S bms» или «2S Li-ion Lithium Battery Protection Board»: 
Самым важным для меня в платке был порог отключения АКБ. Для этого я сварганил небольшой стенд. Здесь в качестве одного АКБ выступает БП Gophert CPS-3010, обзор на который я недавно делал и обычный Li-Ion аккумулятор. Меняя напряжение на регулируемом блоке питания, можно узнать точный порог срабатывания платки. Напряжение второго АКБ 3,8V: 
Если установить на БП выходное напряжение 4,2V, то на выходе получим 8V (4,2V + 3,8V), что можно увидеть на левом скрине. Мультиметр здесь замеряет напряжение на выходе с платы 2S BMS. Если выставить на БП 3,8V, то на выходе получим 7,6V (правый скрин): 
Все работает в штатном режиме. Теперь смотрим порог срабатывания защиты. При установке 2,41V платка продолжает работать и на выходе суммарное напряжение с обоих банок (левый скрин), но как-только снижаем до 2,4V – срабатывает защита и платка отключает выходное напряжение (правый скрин): 
Итого, порог срабатывания защиты по любому из двух аккумуляторов – 2,4V. Вот почему я писал, что «народные» аккумуляторы на 2600mah здесь не очень подходят. Присутствует блокировка, т.е. платка не «восстанавливается» сама. Ток защиты, к сожалению, не измерял, но он должен быть в районе 3А.
Непосредственная сборка:
Когда все необходимые компоненты в наличии, можно приступать. Первым делом собираем 2S сборку Li-Ion аккумуляторов. Это вариант для тех, кому не подходит вариант с держателями под 18650 банки, например, из-за габаритов. Для этого наклеиваем по две полоски изоленты на каждый АКБ. Это нужно для подстраховки от защиты КЗ, поскольку термоусадка аккумуляторов достаточно тонкая и может повредиться. Учитывая тот факт, что РУ модели обычно подвержены ударам, тряске и т.д. – лишней перестраховка не будет. После этого соединяем аккумуляторы полосками друг к другу и обматываем слоем изоленты (можно использовать другие изоляторы): 
Далее можно приступить к пайке контактов. Я уже неоднократно описывал как это делать, поэтому повторяться не буду (будет подробное видео в обзоре переделки шуруповерта). Особого вреда пайка не приносит, главное долго не держать жало паяльника, ну и пользоваться активным флюсом, например паяльной или ортофосфорной кислотой. После нее не забываем протереть место пайки спиртиком!
Далее берем провод, по желанию зачищаем как на фото слева (можно и двумя проводами сделать) и спаиваем воедино соединение аккумуляторов и вход платки. Должно примерно получиться вот так: 
Я не буду здесь подробно останавливаться, поскольку вариантов может быть много. Мне ближе вариант, когда аккумуляторы и платка защиты вместе, поскольку потери в проводах минимальны. Далее подпаиваем оставшиеся проводки согласно все той же схеме (см. выше): 
На этом сборка 2S батареи завершена, но ведь ее еще нужно как-то заряжать. Для этого воспользуемся готовым недорогим зарядником, представляющим из себя аналог трех линейных зарядных контроллеров с независимым питанием на каждое плечо. Поскольку зарядник может заряжать сборки как 2S, так и 3S (оптимально для шурика), то он может пригодиться в дальнейшем не только для зарядки РУ моделек. Для заряда 2S сборки, нам нужен левый разъем: 
В подтверждение замеры полярности: 
На холостом ходу напряжение немного прыгает, но при зарядке АКБ, ограничение точно 4,2V на банку.
Для удобного подключения к заряднику, я спаял переходник из разъема USB «папа» и трехконтактного разъема, место пайки заизолировал термоусадкой: 
Поскольку проводки хилые, то для повышения механической прочности обмотал все изолентой: 
Разъем USB «мама» предназначен для РУ модели. Для этого проделываем соответствующее отверстие и вставляем USB разъем до упора (на конце разъем имеет упоры): 
Для более надежной фиксации припаиваем три провода достаточной длины и фискируем термоклеем: 
Далее один из важных этапов – соединение получившейся 2S сборки АКБ с контактами зарядника согласно схеме из раздела «Тестирование платки». Здесь следуем пословице — семь раз отмерь, один раз отрежь. Сверяем распиновку всех разъемов и припаиваем провода. Я не буду путать вас своими «соплями», ибо у всех они будут отличаться. Еще раз все проверяем и подключаем. Если все хорошо, укладываем все хозяйство и собираем РУ модельку. Сам аккумулятор оставляем в батарейном отсеке. Для предотвращения бултыхания аккумулятора кладем рядом пупырку или изолон. У меня получилось вот так: 
Открываем дверцу машинки и подключаем зарядник. Если АКБ разряжены, то ЗУ начинает заряд, индикаторы при этом красного цвета. Если присутствует разбалансировка и какая-то из двух банок зарядится быстрее, ее заряд прекращается и индикатор меняется на зеленый (правый скрин): 
Как только будут заряжены оба аккумулятора, все индикаторы будут зелеными: 
По опыту эксплуатации могу сказать следующее, что данная бюджетная зарядка неплоха, ток заряда на плечо около 900ma (при 2S), плюс есть возможность заряжать как 2S, так и 3S сборки. Более подробные характеристики и сравнения с другими моделями, смотрите в будущих обзорах.
Реализация зарядки машинки получилась такая же, как и в прошлом варианте. Для зарядки сдвигаем дверь и подключаем, ничего разбирать не нужно: 
Теперь о потребляемых токах.
В ждущем режиме плата машинки кушает 56ma: 
Обычная езда – в районе 300ma: 
Максимальный ток потребления – около 900ma: 
Запускаем – все летает. Данный вариант нисколько не сложнее предыдущего, зато характеристики РУ модельки вырастут. Единственная опасность – сможет ли электроника игрушки переварить 8,4V.
На этом у меня все…
Дополнение 1:
Поскольку не все РУ модельки рассчитаны на высокое напряжение питания, то по желанию можно снизить напряжение отличным понижающим DC-DC преобразователем MP1584EN: 
Единственное замечание – подстроечный резистор после регулировки необходимо зафиксировать лаком или клеем. Данный преобразователь имеет компактные размеры, высокий КПД и приличный рабочий ток около 3А. На площадках можно также найти другие варианты преобразователей. Гуглим по «DC-DC step down».
Второй вариант, как правильно заметили в комментариях, заключается в ограничении рабочего тока простым токоограничивающим резистором. Это необходимо для защиты двигателей от чрезмерного тока. Поскольку у меня вроде работает отлично, то я ничего переделывать не стал. Для тех, кому это необходимо, предлагаю небольшой расчет резистора для моего варианта. Для этого необходимо определиться с номиналами:
— U (пит) – напряжение питания со сборки. В нашем случае пусть будет 8V (два аккумулятора)
— U (электр) – напряжение питания электроники машинки (РУ модели). В нашем случае стандартное было 6V (5 последовательных NiCd АКБ )
— U (гасящ) – разница между «новым» питанием и «стандартным» до переделки
— I (раб) – ограничительный ток, т.е. максимальный для машинки. В моем варианте в максимуме машинка кушает 0,9А. Для защиты движков можно установить, предположим, 0,5А
— R (гасящ) – сопротивление токоограничивающего резистора (см. расчет)
— P (гасящ) – мощность резистора (см. расчет)
Итак, рассчитываем все согласно закону Ома: I = U / R
U (гасящ) = U (пит) — U (электр) = 8 – 6 = 2V
R (гасящ) = U (гасящ) / I (раб) = 2 / 0,5 = 4 Ohm
P (гасящ) = I (раб) * I (раб) * R (гасящ) = 0,5 * 0,5 * 4 = 1 W
Исходя из расчетов, нам нужен резистор на 4 Ohm и мощностью не менее 1 W. Лучше взять с запасом на 5 W, чтобы не перегревался: 
Как переделать игрушку на батарейках от сети
Войти
Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal
Замена четырех батареек D (R20) блоком питания в кресле-качели
За сим подтверждаю, что устройства работающие от четырех батареек размера D (или R20, как их еще называют) могут работать от простого блока питания на 6 вольт и 500 миллиампер.
Задача:
Имеется детское кресло-качель Graco Lovin Hug Swing, которое при интенсивном использовании жрет 4 дорогущие батарейки в две недели. Требуется уменьшить давление на семейный бюджет, заменив дорогие батарейки дешевым блоком питания.
Решение:
Вближайшем магазине «Радиодетали» покупаем типичный блок питания на 6 V и 500 mA (я купил на 600 mA, это многовато: уже на третьей скорости качель качается в полную силу, но это, впрочем, не страшно). Желательно, чтоб в блоке питания присутствовал стабилизатор, иначе, как говорят специалисты, музыка может «хрипеть».
Стоит это навороченное устройство 33 гривны — меньше комплекта хороших батареек.
Отрезаем разъем на конце шнура блока питания. Провода присоединяем к контактам в отсеке батареек (отмечены красным и синим кружочками на рисунке): плюс к пльсу, минус к минусу. Если не уверены, где у блока питания плюс, а где минус — подключайте наугад. Если ошибетесь — качели просто не включатся (я еще не встречал устройств, которые испортились бы от неправильной установки батареек), поменяйте провода местами и все заработает.
Конечно, при определенных навыках можно сделать намного лучше: купить в тех же «Радиодеталях» подходящее гнездо для блока питания (я заплатил за такое 3 гривны), припаять его проводками к контактам в отсеке батареек и подключать блок питания через этот разъем. Это и эстетичнее, у надежнее, и удобнее.
Вот так это получилось у меня.
После замены батареек блоком питания (кстати, благодаря разъему осталась возможность при необходимости отсоединить блок питания и использовать батарейки) упала гора с плеч: не нужно «экономить электроэнергию», выжимать капли из севших батареек и постоянно бегать в магазин за новыми, можно использовать качели на любой мощности и с любой громкостью музыки.
Адаптер вместо батареек к китайской игрушке!
Вчера малому подарили автотрек. ну неважно какой. работает на трех батарейках. батарейки в быту называются средний боченок. это по длине как пальчик только толстенькая. они сейчас не очень распространенные. .
Суть задачи: дома валяеться штук 15 разного рода, зарядок, блоков питания от старых игрушек. можно ли их использовать для того чтобы игрушка работала от сети. Питаеться от трех батареек таких характеристик 1, 5 вольт. потом еще какойто показатель LR 14. какие могут быть параметры у блока питания.. и что будет если они будут превышать эти показатели? Их как плсовать надо эти вольты или как? Сгорят ли машинки если превысить?
практически любой зарядник от сотового напряжением 5 вольт и током не менее 500 миллиампер
Вольты от батареек обычно плюсуются: 1.5 + 1,5 + 1,5 = 4,5 Вольт. Чтобы батарейки стояли параллельно ни разу не видел!
То есть: если блок питания выдаёт напряжение 4,5 или 5 Вольт (на нём должно быть написано) , то его можно применять. 6 Вольт тоже можно, но мотор будет больше греться.
Ещё нужно обращать внимание на ток, который может отдать блок питания/зарядник.
Судя по размеру батареек, игрушка рассчитана на довольно большой ток потребления (наверное, около 1 Ампера в максимуме) . Допустимый отдаваемый ток можно посмотреть там же на корпусе блока питания, где указано и напряжение. Если он меньше 1 Ампера, попробовать применить можно, но не факт, что после некоторого времени не сгорит. Если 1 Ампер или больше, то смело применяйте. И ещё учтите, что без нагрузки, при неподключенной игрушке, напряжение на выходе блока может быть больше, чем написано на его корпусе. Это не страшно.
И ещё не забудьте, что при остановке мотора ток резко возрастёт, отчего блок может сгореть. Так что обязательно поставьте предохранитель на 1 Ампер.
берёш блок питания 6-15 вольт и собираеш схему-штоб на выходе было 4.5 вольта
Как подключить проточную газовую колонку через розетку
Блок питания на 3 вольта вместо батареек позволяет пользоваться газовой колонкой и не заботиться об их своевременной замене. В результате доработки нагреватель может работать не только от съёмного источника питания, но и от розетки, что гарантирует круглосуточное наличие горячей воды.
Преимущество блока питания как аналога батареек
Установка газовой колонки – отличная перспектива перехода на метод индивидуального нагрева воды. Кроме того, это позволяет существенно сэкономить на оплате коммунальных услуг. Монтаж газового проточного нагревателя делает вас независимым от котельной и водоканала и позволяет получить горячую воду в любой момент. Так, регулярное отключение горячей воды из-за летних профилактических работ будет уже не страшно.
Существующие газовые колонки работают при наличии подключенного газа и батареек:
- D-R-20 – солевые.
- D-LR20 – щелочные.
Наличие независимого источника делает их независимыми от того, есть ли в доме электричество или нет. Горячая вода будет всегда, даже в том случае, если будет отключено центральное электроснабжение.
Недостаток метода заключается в возникновении необходимости регулярной замены комплекта батареек. Причём качественные щелочные элементы стоят около 200 руб, а хватает их не более, чем на 12 месяцев. Дешевые солевые приходят в негодность ещё раньше. Кроме того, в большинстве случаев, батарейки «садятся» в самый неподходящий момент. Например, вечером или в выходные, когда вы планировали отдохнуть, а не бежать в ближайший магазин.
Важно! Предложение установить блок питания на 3 вольта вместо батареек подойдёт тем, кто не хочет ежегодно покупать и менять дорогие элементы питания.
Причины быстрого разряда батареек
Как уже упоминалось, срок службы батареек зависит от их вида, солевые – 2-5 недель, алкалиновые – до 1 года. Тем не менее, существует несколько причин, существенно сказывающихся на их быстром разряде:
- Повышенная влажность. Чаще всего наблюдается на устройствах, установленных в ванных и санузлах. На контактах образуется влага, способствующая окислению и ухудшению токопропускной способности.
- Неверная работа ионизационного сенсора. В большинстве случаев он просто смещается в сторону, искра вырабатывается долго, что приводит к тому, что энергия заряда расходуется напрасно.
- Смещение расположения разжигающего электрода. Причина аналогична, решается корректировкой контакта
- Сбой в работе блока управления. При проблемах данного характера рекомендуется вызвать мастера.
Подключение блока питания
Возможно 2 варианта: приобретение готового блока питания для газовых колонок в магазине или самостоятельная сборка из зарядного устройства с аналогичными характеристиками.
Подключение магазинного блока
Преимущество такого способа заключается в том, что вам не понадобится отрезать конец со штекером и напаивать вместо него специальные разъёмы. Импульсный блок разработан непосредственно для этих целей и имеет всё необходимое для быстрого подключения. Проводка уже имеет полюсную маркировку. Например, в модели Robiton IR3-1000S полосатый провод соединяется с плюсовым выходом
Полезно! Стоимость блока питания на 3V для газовой колонки варьируется в диапазоне от 250 до 350 руб.
Всё что останется сделать для его подключения – удалить батарейки, отсоединить идущих от них провод им подключить блок питания.
Изготовление и подключение самодельного
Чтобы сделать блок питания для газовой колонки на 3 вольта своими руками, понадобится следующее:
- Подходящее по техническим характеристикам зарядное устройство (блок питания).
- Клемма «папа» — 2 штуки.
- Изолента или термоусадочная трубка.
- Паяльник.
- Порядок работ заключается в следующем:
- Извлечь из корпуса батарейки.
- Отсоединить провод, идущий от них в колонку. На его концах уже имеются клеммы типа «мама», поэтому подключение нового питания происходит без проблем.
- Соединить (с учётом полярности) провод от блока питания с тем, от которого отключен батареечный.
- Соединить проводку.
- Установить штекер 220V в розетку и проверить работу газовой колонки.
Выбор подходящего адаптера
Процесс изготовления прост, единственное, на что следует обратить пристальное внимание, параметры блока питания. Основные, интересующие нас, характеристики адаптера указываются под надписью «Output» — выход. Естественно в разных устройствах они могут иметь различные значения. В данной ситуации они должны соответствовать следующим показателям:
- Входное питание – 220V.
- Выходное питание – 3V.
- Мощность 500 мА.
Полезно! Выходное напряжение большинства зарядников для мобильных телефонов равно 5V. Чтобы понизить его нужного значения, воспользуйтесь регулируемым стабилизатором LM 2596.
Другая ситуация затрагивает момент, определения полярности. Найти «плюс» и «минус» на уходящих проводах зарядного устройства несложно. Для этого нужно подключить устройство к сети 220V, и поочерёдно проверить контакты (внутренний и наружный) индикатором. Тот, при прикосновении к которому лампочка инструмента загорится и будет «плюсовым».