Modyfikacja UltraFire WF-139 – regulowane odcięcie

wf_139_mod2Oczywiście mowa o prawdziwej WF-139, nie o podróbce z trzewiami od TR-001. Dosyć dobra ładowarka w śmiesznej cenie, z odcięciem przy około 4,21V. Coraz więcej jednak ogniw 18650 ładowanych do 4.30V czy nawet 4,35V, i ładowane standardowo do 4,20V osiągną ledwie 90% swojej pojemności. Modyfikacja umożliwia płynne przestawianie progu detekcji naładowania od 4,10V do 4,35V – dla obydwu ogniw jednocześnie.

Uwaga – opis modyfikacji dotyczy tylko płytki widocznej na fotografii. Niestety nie znalazłem na niej nadrukowanej wersji, ale spotkałem się też z całkowicie inną konstrukcją tej samej ładowarki (oryginalnej).

Regulacja prądu

ultrafire_wf_139_lm358

source: www.kansai-event.com/kinomayoi/chg/Li_CHG_W.html

Wzmacniacz operacyjny LM358 (w moim modelu, prawdopodobnie zamiennie stosowany z komparatorem) odpowiada za regulację prądu ładowania oraz wysterowanie tranzystorów końcowych. Z ujemnego bieguna akumulatora na boczniku (rezystor R5, R6 0,22Ω) odkłada się napięcie które podawane jest na wejście nieodwracające LM358 poprzez dzielnik R/R. Na wejście odwracające podawane jest napięcie referencyjne z którym wzmacniacz porównuje to co widzi, i wysterowuje tranzystor. Jeśli chcemy zmienić ilość prądu jaki ładowarka pcha w ogniwo, to powinniśmy zmodyfikować wartość rezystorów w kanale pomiarowym, jednak nie polecam tutaj przeginać bo komponenty użyte w ładowarce mogą tego nie wytrzymać.

Kontrola CC/CV i pomiar napięcia

ultrafire_wf_139_block

source: www.kansai-event.com/kinomayoi/chg/Li_CHG_W.html

Kontrolą CC/CV w tej ładowarce zajmuje się 8 bitowy mikroprocesor S3F9444, napięcie z dodatniego bieguna ogniwa, poprzez prosty filtr RC jest podawane na jego wejście ADC, poddawane obróbce, a następnie procesor ten podaje odpowiednie napięcie na wejście wspomnianego wcześniej LM358. Jako że procesor ten nie posiada żadnego wewnętrznego napięcia referencyjnego dla przetwornika ADC, więc to co dostaje na wejście może porównać jedynie z własnym napięciem zasilania 5V. Niestety jako że nie ma tego napięcia referencyjnego, to nawet nie jest w stanie zmierzyć własnego napięcia zasilania, i zakłada że wynosi ono równo 5V – i tutaj mamy pole do manewru.

Napięcie 5V

TL431

Dostarczaniem napięcia 5V zajmuje się układ scalony TL431, który nie jest stabilizatorem/regulatorem a źródłem napięcia odniesienia dla różnej maści przetworników. Jednak tutaj, nie wiadomo czemu (księgowy już dobrze wie czemu), pracuje on w roli stabilizatora napięcia 5V. Zmieniając wartość dzielnika napięcia z jakim przyszło mu pracować, zmienimy jego napięcie wyjściowe. Dzielnik stanowią dwa rezystory 1K5Ω (R15 i R30). Zmniejszając napięcie procesora, spowodujemy że odczyta on większą wartość z przetwornika, i naładuje ogniwo do mniejszego napięcia, myśląc „że to już” 4,20V. Zwiększając napięcie procesora wywołamy efekt odwrotny. Zakres regulacji jest ogromny, bo procesor może pracować od 2V do 5.5V.

Napięcie procesora vs napięcie odcięcia

wf_139_charging

Zależność napięcia procesora do napięcia końcowego ogniwa, jak się okazało, jest bardzo liniowa. Powyższe dane pochodzą z testów jakie wykonałem ładując ogniwo przystosowane do napięcia 4,30V – trochę mu się dostało, ale co tam :) Jak widać interesuje nas przedział napięć z zakresu od 4,85V dla napięcia końcowego 4,11V (ogniwa 3,6V), do 5,12V dla napięcia końcowego 4,35V. Wyniki powinny być powtarzalne w każdym egzemplarzu, ponieważ w torze pomiarowym napięcia nie ma żadnych elementów pasywnych oprócz filtra RC, więc żaden rozrzut wartości elementów nie zmienia wyników pomiaru przez procesor. Napięcie z TL431 siada o około 10-20mV podczas ładowania akumulatora więc można wziąć na to poprawkę. Aby móc regulować to napięcie, musimy stworzyć regulowany w wąskim zakresie dzielnik napięcia dla układu TL431.

Modyfikacja

wf_139_testMiejsca w obudowie na potencjometr niewiele, więc szukamy/kupujemy jak najmniejszy ze standardową osią, ściętą lub moletowaną, tak aby można było założyć nań gałkę. Mi się udało znaleźć malutki potencjometr z osią, co prawda nie przeznaczony do montażu w obudowie, ale to nie problem. Z deklarowanej wartości 500Ω zmierzona to 466Ω, ale działa płynnie. Co ważne, potencjometr musi być liniowy bo inaczej ciężko będzie go wyskalować – ustawiamy oś po środku i mierzymy czy po obydwu stronach są podobne wartości – jeśli tak, jest to potencjometr liniowy – jeśli nie, jest to potencjometr logarytmiczny lub inny wynalazek. Wartość potencjometru to maksymalnie 1KΩ, dobry będzie np 100Ω, tak aby pozostałe wartości rezystancji nie były zbyt wysokie ponieważ źródło napięcia będzie bardziej podatne na zakłócenia.


wf_139_mod1Wylutowujemy R30 i R15. Należy teraz dobrać dwa rezystory tak, aby rezystancja jednego od drugiego była mniejsza o połowę wartości rezystancji potencjometru, a wartość samego potencjometru stanowiła około 12% tego większego rezystora. Ok, namieszałem, wiem. Wszystko należy dobrać tak, aby dzielnik był bliski 1:1 z bardzo wąskim zakresem regulacji, można dobierać eksperymentalnie. Teraz na przykładzie mojego przypadku: R15 to 3900Ω, a R30 to zestaw 3300Ω + 330Ω + 466Ω potencjometru, więc zakres jego regulacji wynosi od 3630Ω do 4096Ω. Taka regulacja pozwala na zmianę napięcia TL431 w zakresie od 4,84V do 5,13V – wstrzeliłem się idealnie. Kopiując powyższe u siebie nie koniecznie uda się uzyskać dokładnie taki sam zakres, i trzeba będzie poeksperymentować. Napięcie może zejść niżej, ale nigdy powyżej 4,35V i tego należy dopilnować. W przypadku potencjometru 1KΩ można wziąć powyższe wartości i przemnożyć przez 2,14, ponieważ potencjometr 1KΩ ma 2,14 raza większą wartość niż mój 466Ω.

Sam potencjometr wyskalujemy sobie już po zamontowaniu w obudowę wg powyższej charakterystyki. Czyli ustawiamy napięcie 4,85V na procesorze, i odrysowujemy linię z wartością w miejscu gdzie jest ustawiony wskaźnik gałki, i tak dla każdego punktu.

Uwaga – przed podaniem napięcia należy zmierzyć czy nasz dzielnik wynosi mniej więcej 1:1, ponieważ jeśli na procesor popłynie napięcie wyższe niż 6,5V to bezpowrotnie pożegnamy się z ładowarką.

wf_139_mod2

Ale to nie wszystko

wf_139_mod3W ładowarce jest co poprawiać. Między innymi kiepskie blaszki który dają znikomy kontakt z ogniwem. Położenie na nie ładnych kulek cyny poprawi ten kontakt (miękka cyna lepiej będzie przylegać do biegunów), no i w ogóle umożliwi bezproblemowe ładowanie ogniw niezabezpieczonych, z którymi normalnie jest kłopot bo kontakt plusowy jest schowany. Jest (było) to zabezpieczenie przed odwrotnym włożeniem ogniwa, teraz trzeba będzie uważać, najlepiej machnąć sobie na ogniwie wyraźne oznaczenie.

5.00 avg. rating (96% score) - 1 vote

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Proszę pozostawić te dwa pola tak jak są: