Как разобрать китайский налобный фонарик с usb зарядкой

Обновлено: 04.07.2024

Китайские фонарики заполонили рынок, став важной частью быта множества людей. Они дешевы, функциональны и не требуют обслуживания. Однако есть риск неожиданного выхода аппарата из строя. На помощь придет знание, как разобрать и осуществить ремонт светодиодного фонарика.

Какие бывают неисправности фонарика

К распространенным причинам поломки относят следующие факторы:

окисление и засорение контактов элементов питания;
нарушение целостности проводов;
неисправность выключателя;
отсутствие питания в цепи;
проблемы с зарядкой аккумуляторов;
поломка светодиодов.

Видео по теме: 3 основные поломки налобных фонарей

Часто нарушение работы связано с окислением. Особенно это характерно для старых устройств, использующихся в сложных погодных условиях с высокой влажностью или перепадами температур. Продукты окисления остаются на металлических контактах и не позволяют току проходить от одного элемента к другому. При этом аппарат может мигать или не включаться.

Как разобрать фонарик своими руками

Первый этап ремонта - разборка. Большая часть моделей имеет сходную конструкцию и разбирается по одним принципам. Отдельно стоит рассмотреть ручные и налобные устройства.

Ручной

Рукоятка откручивается от основной части. Иногда корпус состоит из трех частей и тогда придется отсоединить сначала верхнюю часть с линзой, а затем рукоятку.
Из оставшейся части выталкивается микросхема с диодом.
Для получения доступа к светодиоду и драйверу может потребоваться открутить шайбу пинцетом.
Вынимается сама плата со светодиодным элементом.

Собирается конструкция в обратном порядке.

Налобный

Инструкция по разборке:

Открывается отсек с элементами питания.
Извлекаются батарейки или аккумуляторы.
В открывшейся области потребуется открутить шурупы отверткой.
Непосредственно под поддоном для батарей находится печатная плата со светодиодом и всеми сопутствующими элементами.

Обычно после откручивания винтов плату можно извлечь из корпуса лампы для последующего рассмотрения или ремонта. Иногда может потребоваться отсоединить защелки или крепления.

Сборка осуществляется в обратном порядке по тем же правилам.

Как починить фонарик

Если фонарик перестает работать, нередко проблема решается своими силами без особых знаний и инструментов. Первым делом необходимо проверить источники питания. Лучше попробовать вставить заведомо заряженные батареи.

Далее нужно внимательно осмотреть контакты. Желательно очистить все доступные места спиртом, чтобы устранить продукты окисления.

Отдельно проверяется состояние уплотнительного кольца. Если оно износилось, лучше произвести замену. При этом не стоит забывать о силиконовой смазке всех соединений. Уплотнитель особенно важен для приборов, эксплуатирующихся в условиях повышенной влажности.

Будет полезно ознакомиться: Заметки о ремонте фонариков

В переключателе не должно быть никаких посторонних предметов или загрязнений. Докрутите резьбу, обеспечив таким образом более плотный контакт. Если это не помогло, можно попробовать припаять переключатель от другого фонарика с аналогичной конструкцией.

В ряде случаев причиной неисправности является перегорание элементов микросхемы. Иногда проблему можно решить прозвоном и последующей перепайкой вышедших из строя деталей. Но такая работа достаточно сложна и требует от пользователя определенных навыков. С учетом невысокой стоимости китайских моделей процедура и вовсе бессмысленна.

Рекомендуем к просмотру: Доработка фонарика

Как не допустить поломку

Чтобы фонарь мог прослужить максимально долго без неполадок, рекомендуется придерживаться некоторых правил:

Покупать изделия только от надежных изготовителей с хорошей репутацией. Выбор в пользу дешевых китайских моделей с высокой долей вероятности приведет к быстрому выходу из строя.
Условия эксплуатации прибора должны соответствовать конструкции. Если не предусмотрено качественной защиты от влаги или пыли, подвергать аппарат воздействию этих сред не рекомендуется. Это же касается температурного режима.
Аккумуляторы или батареи питания должны быть также высокого качества. Любые перепады напряжения или тока негативно влияют на ресурс изделия.
Желательно не оставлять устройство на долгое время включенным, если это не требуется. Каждая минута работы ускоряет деградацию кристалла, а также снижает емкость элемента питания.
Желательно избегать физического воздействия на устройство и минимизировать риски разрушения корпуса.

Соблюдение описанных рекомендаций позволит обеспечить стабильную работу фонарика с сохранением всех его эксплуатационных характеристик. При этом деградация осветительного прибора неизбежна, однако она займет гораздо больше времени.

Отремонтировать вышедший из строя фонарик в ряде случаев можно своими силами без обращения к специалистам. Это связано с простотой конструкции и широкими возможностями по замене компонентов.

Предисловие

Началось все с предновогодних распродаж, когда, лазая по многочисленным скидкам, я случайно увидел этот фонарик за 150 руб. У меня есть в хозяйстве Nitecor Tini и Convoy S2+ и я представляю себе, как должен светить фонарик. От этой железки я света не ожидал от слова «совсем», а взять решил ради батарейки и встроенного в корпус USB штекера. Если совсем плохо, даже выкинуть не жалко. Когда же получил его, решил, что он вполне сгодится как «фонарик для ребенка». Внутри литиевый, а не кадмиевый аккумулятор, корпус неломучий, крышка на USB металлическая, есть даже темляк на руку. Решил подарить ребенку — заряжать сам сможет, худо бедно, но светит. Но, конечно, не с родным синюшным диодом. Его надо заменить. А вот на что, я сам боюсь ошибиться с выбором, поэтому прошу у читателей помощи. Вот, например, нашел такой лот, но не уверен подойдет ли… Кто разбирается, киньте ссылку в комментах на доступный по цене, среднего качества диодик с белым или теплым белым светом и подходящий по размерам для перепайки.
Спасибо!

А теперь посмеемся

Характеристики с сайта продавца:
Супер яркий, ослепляющий…
Световой поток — 2000 лм
Режимы — hi/mid/strob (SOS по долгому нажатию)
Время жизни — 100 000 часов
Расстояние — 100 м
Диод — Q5
Батарея — 2000 мА/ч
Водонепроницаемый
Размеры — 26 х 93. 105 мм
Что-ж, с размерами продавец не обманул

Что мы имеем

«Голова» с выпуклой линзой фокусирует свет от диода без всяких рефлекторов. Рефлектор, к слову, есть, но он плоский и отражает лишь свет, падающий в фонарик извне. Голова с линзой просто елозит за счет резинового уплотнительного кольца и может быть вытащена на любое положение (в пределах 93-105 мм) без всяких ступенек. Выглядит так:

При этом пятно света (не обращайте внимание на яркое пятно на кругах засветки — это отражение от гладкой стены, глазами засветка равномерная по всему кругу) от довольно широкого сужается до проекции излучающего диода:

Вот последний кадр крупно:

Как видите, все бы ничего, если бы не цвет… освещал, кстати, белую стену.

Разборка

Фонарик развинчивается без особых усилий. Голова и попа на резьбе, кнопка прижимается кольцом, которое просто впрессовано в корпус. Все детали корпуса из алюминия, часть крашеная в черный, часть без покрытия. Ну и резиновая кнопка.

Изнутри вынимается пластиковый тубус, в котором собраны USB разъем, аккумулятор и плата управления.

Плата управления двусторонняя, со стороны АКБ микросхема II7T1, найти даташита не смог. Положим, что это контроллер заряда.

Со стороны диода микросхемка еще смешнее, с маркировкой 17. Это стало быть драйвер светодиода.

Ну и диод с рефлектором, на плате и под микроскопом. Теплоотвод происходит за счет контакта подложки диода с алюминиевым цилиндром, который тоже контачит с корпусом фонарика.

Диаметр самой подложки 16 мм, диаметр капельки диода 2.5 мм

Энергопотребление

Режим HI
Напряжение на диоде: 3 В
Ток: 0.5 А
Мощность: 1.5 Вт
В этом режиме фонарик в руках греется примерно до 38°, работает минут 40.
Режим MED (тут все таки ШИМ, измерения цифровым прибором приблизительны)
Напряжение на диоде: 2 В
Ток 120 мА
Мощность: 250 мВт
В этом режиме фонарик почти не греется, если положить на стол, становится холоднее руки, примерно градусов 30°…
Режим зарядки
Ток заряда АКБ: 0.55 А
Фонарик никак не показывает разряд АКБ, просто становится тусклее свет. В процессе заряда на плате под кнопкой включения горит красным светодиод, по окончании зеленым. Зарядка длится меньше часа, так как АКБ в фонарике на 300 мА/ч. Режим максимальной яркости

Режим средней яркости

Заряд аккумулятора

в общем купил еще по весне этого 2016 года китайский фонарик, рублей так за 150.
ооочень понравился, хорошо светит мощно, не раз выручал в гараже, и так по улице так же, использовался прилично почти каждый день, удобный легкий несколько режимов, удобный ремень.
и вооот. на днях включил его засветился проработал секунд 5 и потух!
причем если нажать кнопку и держать светит во весь накал, отпускаешь потух.
на плате кроме капельки есть ключик пару резисторов и еще наверное смд кондерчик.
в общем что делать? кто сталкивался?

Ремонтировать или переделывать, что еще ему можно делать если всего три детали ?
Под каплей стоит что то типа CX2812 или AMC7135, Доработок этих фонарей в сети валом.

nickolay130978, так что посоветуешь сделать?
проверил ключик с виду вроде все окей.
относительно минуса становлюсь управление при включение ниче не показывает, нажимаю кнопку относительно плюса там появляется -1.3 в

Там 100% стоит контроллер т.к. у фонаря несколько режимов работы,

CX2812 это и есть контроллер, да еще очень не надёжный. Как бы не странно, но бывают случаи что достаточно просто поменять полярность на плате фонарика , видимо в этом контроллере что то обрывается. Пару раз с таким явлением сталкивался , фонарь был собран на CX2812.

ну я полярность точно не менял, да и питаю я его от акб на которых максимум 1.3 в.
т.е. не батарейками где у новых по 1.6 в. тоесть в легком режиме и сгорел он выходит?
но на кнопку то реагирует, пока держишь -светится выходит как будто нет фиксации.

Я говорю о том, что бывали случаи когда переставляешь полярность питания и фонарь начинает работать.

А в фонаре есть еще что то кроме контроллера что может сгореть ??

nickolay130978, есть кондер неизвестного номинала и неизвестно зачем он выведен, может с ними проблемы?
или транзистор как правильно он должен управляться? может импульсы правильные и недо знать что должно быть по базе?

или транзистор как правильно он должен управляться? может импульсы правильные и недо знать что должно быть по базе?

Там полевик стоит. Можешь параллельно затвору поставить конденсатор танталовый , или на вывод кнопки в счетном включении триггер прицепить. Может ещё кнопка сама выделываться, если сопротивления контактов в кнопке велико то он включатся не будет.

Поработав около года, мой налобный фонарь LED Headlight XM-L T6 стал включаться через раз, а то и вообще отключаться без команды. Вскоре перестал включаться совсем.

Первым делом я подумал, что отходит аккумулятор в батарейном отсеке.

Сам бокс рассчитан на литий-ионные аккумуляторы типоразмера 18650 с платой защиты. А я использовал аккумуляторы без защиты и заряжал их универсальной зарядкой Turnigy Accucell 6 (аналог IMAX B6).

Поэтому пришлось нарастить контакты каплей припоя. Как известно, припой сплав мягкий и со временем напайка на контакте могла поистереться, а соединение с аккумулятором нарушиться.

Но, после проверки выяснилось, что причина неисправности кроется вовсе не в плохом контакте, а электронной начинке фонаря.

Любой ремонт начинается с диагностики и разборки. Разбирается фонарь легко. Вынимаем литиевый аккумулятор из батарейного отсека. Далее выкручиваем четыре шурупа.

Под поддоном для аккумуляторов смонтирована небольшая печатная плата.

На печатке всего десять элементов. Функцию управления выполняет миниатюрная микросхема в корпусе SOT-23-6 с маркировкой 819L 24 (U1). Как оказалось, это микросхема FM2819 - специализированный контроллер (не драйвер!) для светодиодов. Называть эту микросхему драйвером как-то язык не поворачивается.

Данная микросхема поддерживает четыре режима управления светодиодом, в том числе строб, от которого все хотят избавиться. Режимы переключаются циклически по команде с тактовой кнопки без фиксации.

Если бы мой фонарь не сломался, то о четвёртом режиме SOS, который активируется долгим нажатием кнопки (около 3 секунд), я бы и не узнал. Когда покупал, на странице продажи упоминалось только три режима.

Когда же стал изучать даташит на FM2819, то оказалось, что эта микросхема поддерживает четыре режима.

О микросхеме FM2819 я расскажу чуть позднее, а пока разберёмся, за что отвечают остальные элементы схемы.

Жёлтый керамический конденсатор запаян вместо родного, который отвалился, когда я разбирал корпус батарейного отсека. Судя по фото аналогичных фонарей ёмкость конденсатора, который установлен между выводом KEY и минусом "-" питания, может быть в довольно больших пределах. В моём был установлен чип-конденсатор на 10pF (100), а в других фонарях могут быть запаяны и на 10nF (103), и на 100nF (104), а то и вовсе отсутствовать.

Функцию силового ключа, который подаёт напряжение питания от литиевого аккумулятора на мощный светодиод, выполняет P-канальный MOSFET транзистор FDS9435A в корпусе SO-8. На фото видно, что на его корпусе указана сокращённая маркировка 9435A.

Плюс питания со стока транзистора FDS9435A подаётся на мощный светодиод не напрямую, а через три токоограничивающих резистора (R200 - 0,2 Ом; R500 - 0,5 Ом; 2R0 - 2 Ом). Они соединены параллельно. Их общее сопротивление меньше наименьшего сопротивления в цепи (т.е. меньше 0,2 Ом). Если посчитать, то оно равно 0,13 Ом.

О том, как соединять резисторы и рассчитывать их общее сопротивление я рассказывал тут.

Для подсветки тылового индикатора LED HEADLIGHT используется обычный SMD-светодиод красного цвета свечения. На плате обозначен, как LED. Он подсвечивает пластину из белого пластика.

Так как батарейный отсек находится с тыльной части головы, то в ночное время суток такой индикатор хорошо заметен.

Явно не помешает при велопрогулках и ходьбе вдоль дорожных трасс.

Через резистор в 100 Ом плюсовой вывод красного SMD-светодиода подключается к стоку MOSFET-транзистора FDS9435A. Таким образом, при включении фонаря напряжение поступает и на основной светодиод Cree XM-L T6 XLamp, и на маломощный SMD-светодиод красного цвета свечения.

С основными детальками разобрались. Теперь расскажу, что же сломалось.

При нажатии на кнопку включения фонаря было видно, что красный SMD светодиод начинает светить, но очень тускло. Работа светодиода соответствовала штатным режимам работы фонаря (максимальная яркость, низкая яркость и стробоскоп). Стало ясно, что управляющая микросхема U1 (FM2819) скорее всего исправна.

Раз она штатно реагирует на нажатие кнопки, то, возможно, проблема кроется в самой нагрузке – мощном белом светодиоде. Отпаяв провода, идущие на светодиод Cree XM-L T6, и подключив его к самодельному блоку питания, я убедился в его исправности.

Далее решил замерить напряжение на самой плате, чтобы узнать, где потерялись драгоценные вольты от аккумулятора.

При замерах оказалось, что в режиме максимальной яркости, на стоке транзистора FDS9435A всего 1,2V. Естественно, этого напряжения не хватало для питания мощного светодиода Cree XM-L T6, а вот красному SMD-светодиоду его было достаточно, чтобы его кристалл начал тускло светиться.

Стало ясно, что неисправен транзистор FDS9435A, который задействован в схеме как электронный ключ.

В замену транзистору ничего подбирать не стал, а купил оригинальный P-канальный PowerTrench MOSFET FDS9435A фирмы Fairchild. Вот его внешний вид.

Как видим, на этом транзисторе присутствует полная маркировка и отличительный знак фирмы Fairchild (F), выпустившей данный транзистор.

Сравнив оригинальный транзистор с тем, что установлен на плате, мне в голову закралась мысль о том, что в фонаре установлена подделка или менее мощный транзистор. Возможно, даже брак. Всё-таки фонарь не успел отслужить и года, а силовой элемент уже "отбросил копыта".

Цоколёвка транзистора FDS9435A выглядит следующим образом.

Как видим, внутри корпуса SO-8 находится всего лишь один транзистор. Выводы 5, 6, 7, 8 объединены и являются выводом стока (Drain). Выводы 1, 2, 3 также соединены вместе и являются истоком (Source). 4-ый вывод – это затвор (Gate). Именно на него приходит сигнал с управляющей микросхемы FM2819 (U1).

В качестве замены транзистору FDS9435A можно использовать APM9435, AO9435, SI9435. Всё это аналоги.

Выпаять транзистор можно как привычными методами, так и более экзотическими, например, сплавом Розе. Также можно применить метод грубой силы – подрезать ножом выводы, демонтировать корпус, а затем отпаять оставшиеся на плате выводы.

После замены транзистора FDS9435A налобный фонарь стал работать исправно.

На этом рассказ о ремонте закончен. Но, не будь я любопытным радиомехаником, то так и оставил бы всё, как есть. Работает и ладно. Но мне не давали покоя некоторые моменты.

Так как изначально я не знал, что микросхема с маркировкой 819L (24) это FM2819, то вооружившись осциллографом, я решил посмотреть, какой сигнал подаёт микросхема на затвор транзистора при разных режимах работы. Интересно же.

При включении первого режима на затвор транзистора FDS9435A с микросхемы FM2819 подаётся -3,4. 3,8V, которое практически соответствует напряжению на аккумуляторе (3,75. 3,8V). Естественно, на затвор транзистора подаётся отрицательное напряжение, так как он P-канальный.

При этом транзистор полностью открывается и напряжение на светодиоде Cree XM-L T6 достигает 3,4. 3,5V.

В режиме минимального свечения (1/4 яркости) на транзистор FDS9435A с микросхемы U1 приходит около 0,97V. Это если проводить замеры рядовым мультиметром без наворотов.

На самом же деле в этом режиме на транзистор приходит сигнал ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Подключив щупы осциллографа между "+" питания и выводом затвора транзистора FDS9435A, я увидел вот такую картину.

Картинка ШИМ-сигнала на экране осциллографа (время/деление - 0,5; V/деление - 0,5). Время развёртки - mS (миллисекунды).

Так как на затвор поступает отрицательное напряжение, то "картинка" на экране осциллографа переворачивается. То есть сейчас на фото в центре экрана показан не импульс, а пауза между ними!

Сама пауза длится около 2,25 миллисекунд (mS) (4,5 деления по 0,5mS). В этот момент транзистор закрыт.

Затем транзистор открывается на 0,75 mS. При этом на светодиод XM-L T6 поступает напряжение. Амплитуда каждого импульса составляет 3V. А, как мы помним, мультиметром я намерил всего лишь 0,97V. В этом нет ничего удивительного, так как мультиметром я мерил постоянное напряжение.

Вот этот момент на экране осциллографа. Переключатель время/деление установил на 0,1, чтобы лучше определить длительность импульса. Транзистор открыт. Не забываем про то, что на затвор приходит минус "-". Импульс перевёрнут.

Теперь можно посчитать скважность импульсов (S).

S = (2,25mS + 0,75mS) / 0,75mS = 3mS / 0,75mS = 4. Где,

S - скважность (безразмерная величина);

Τ - период следования (миллисекунды, mS). В нашем случае период равен сумме включения (0,75 mS) и паузы (2,25 mS);

τ- длительность импульса (миллисекунды, mS). У нас это 0,75mS.

Также можно определить коэффициент заполнения (D), который в англоязычной среде называют Duty Cycle (часто встречается во всяких даташитах на электронные компоненты). Обычно он указывается в процентах %.

D = τ/Τ = 0,75/3 = 0,25 (25%). Таким образом, в режиме пониженной яркости светодиод включен лишь на четверть периода.

Когда делал подсчёты первый раз, то коэффициент заполнения у меня вышел 75%. Но потом, увидев в даташите на FM2819 строчку про режим 1/4 яркости, понял, что где-то облажался. Я просто перепутал паузу и длительность импульса местами, поскольку по привычке принял минус "-" на затворе за плюс "+". Поэтому и вышло всё наоборот.

В режиме "STROBE" мне не удалось посмотреть ШИМ сигнал, так как осциллограф аналоговый и довольно старый. Синхронизировать сигнал на экране и получить чёткое изображение импульсов мне не удалось, хотя было видно его наличие.

Типовая схема включения и цоколёвка микросхемы FM2819. Может, кому пригодится.

Не давали мне покоя и некоторые моменты, связанные с работой светодиода. Со светодиодными фонарями я раньше, как-то не имел дела, а тут захотелось разобраться.

Когда я полистал даташит на светодиод Cree XM-L T6, который установлен в фонаре, то понял, что номинал токоограничительного резистора маловат (0,13 Ом). Да, и на плате одно посадочное место под резистор было свободно.

Когда шерстил по интернетам в поисках информации о микросхеме FM2819, то видел фото нескольких печатных плат аналогичных фонарей. На одних были запаяны четыре резистора по 1 Ому, а на некоторых вообще SMD-резистор с маркировкой "0" (перемычка), что, на мой взгляд, вообще является преступлением.

Светодиод – это нелинейный элемент, и, поэтому, последовательно с ним необходимо включать токоограничивающий резистор.

Если заглянуть в даташит на светодиоды серии Cree XLamp XM-L, то можно обнаружить, что их максимальное напряжение питания составляет 3,5V, а номинальное 2,9V. При этом ток через светодиод может достигать величины в 3А. Вот график из даташита.

Номинальным током для таких светодиодов считается ток в 700 mA при напряжении в 2,9V.

Конкретно в моём фонаре ток через светодиод составил 1,2 A при напряжении на нём в 3,4. 3,5V, что явно многовато.

Чтобы уменьшить прямой ток через светодиод я запаял вместо прежних резисторов четыре новых номиналом в 2,4 Ом (типоразмер 1206). Получил общее сопротивление в 0,6 Ом (мощность рассеивания 0,125W * 4 = 0,5W).

После замены резисторов прямой ток через светодиод составил 800 mA при напряжении в 3,15V. Так светодиод будет работать при более мягком тепловом режиме, и, надеюсь, прослужит долго.

Поскольку резисторы типоразмера 1206 рассчитаны на мощность рассеивания в 1/8W (0,125 Вт), а в режиме максимальной яркости на четырёх токоограничивающих резисторах рассеивается мощность около 0,5Вт, то от них желательно отвести излишнее тепло.

Для этого зачистил от зелёного лака медный полигон рядом с резисторами и напаял на него каплю припоя. Такой приём частенько применяется на печатных платах бытовой электронной аппаратуры.

После доработки электронной начинки фонаря покрыл печатную плату лаком PLASTIK-71 (электроизоляционный акриловый лак) для защиты от конденсата и влаги.

При расчётах токоограничительного резистора я столкнулся с некоторыми тонкостями. За напряжение питания светодиода стоит принимать напряжение на стоке MOSFET транзистора. Дело в том, что на открытом канале MOSFET-транзистора теряется часть напряжения из-за сопротивления канала (R_(ds)on).

Чем выше ток, тем большее напряжение "оседает" по пути Исток-Сток транзистора. У меня при токе в 1,2А оно составило 0,33V, а при 0,8А – 0,08V. Также часть напряжения падает на соединительных проводах, которые идут с клемм аккумулятора на плату (0,04V). Казалось бы, такая мелочь, а в сумме набегает 0,12V. Так как под нагрузкой напряжение на Li-ion аккумуляторе проседает до 3,67. 3,75V, то на стоке MOSFET'а уже 3,55. 3,63V.

Ещё 0,5. 0,52V гасит цепь из четырёх параллельных резисторов. В итоге на светодиод приходит напряжение в районе 3-ёх с небольшим вольт.

На момент написания этой статьи в продаже появилась обновлённая версия рассмотренного налобного фонаря. В нём уже встроена плата контроля заряда/разряда Li-ion аккумулятора, а также добавлен оптический датчик, который позволяет включать фонарь жестом ладони.

Читайте также: