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ニッケル水素電池充電器(BQ-390)を個別充電表示するように改造

 前回の記事はリチウム電池の充電器でしたが、同じようなネタということで、今回は以前やった、ニッケル水素電池用の充電器の改造をご紹介します。

 ニッケル水素電池の充電器はいろいろある(あった)のですが、今でも愛用しているのは、Panasonic の BQ-390。これは個別充電制御になっているので、消耗度の違う電池でも同時に充電できて具合がいいのですが、充電中を示すLEDが一つしか無いのが不満でした。
 つまり充電中はLEDが点滅し、充電完了でLEDが連続点灯するのですが、どの電池が手間取っているのかなどの情報は全く判らない仕様です。

 この解決策として、気の迷いさんのBQ-380の改造をそっくりマネさせていただきました。ということで、私のオリジナリティは何もありません。単なる工作の事例紹介ということでお読み下さい。

▼改造後の写真
BQ-390充電中(スローシャッター)
 改造前の写真を撮ってなかったもので、いきなり改造後の写真です、汗;
 白色LED4個が改造で追加した部分で、各々の電池の充電時に点灯します。ちなみに、この写真はスローシャターで撮ったので4個のLEDが点灯していますが、実際には同時に点灯するのは一つだけです。

▼配線の引き出し
BQ-390改造、基板を取り付け中

▼LED点灯信号の取り出し部
BQ-390 チップ抵抗から引き出し
 ここのはんだ付けが一番難しいです。

▼LEDの裏側の配線
BQ-390 表示回路
 この上にAC100Vに充電された部分が来るので、できるだけ高さを低く組み立てる必要があります。
 使ったデジトラは、秋月で買ったDTC144ESAです。実は最初は2SC1815と1/8Wの抵抗で作ってみたのですが、サイズが大きくて危なそうなので、デジトラに変更しました。

 使ったLEDは3mmの物ですが、これが上から押されて引っ込んでしまうと、AC100Vの回路とのギャップが減って危険なので、動作確認後はエポキシの接着剤で固定しています。

▼配線の引き回しはこんな感じ
BQ-390 改造配線完了

▼念のために、粘着テープ二枚で絶縁
念のために絶縁テープ貼り

▼LEDの表示面
BQ-390 増設したLED

 この改造で、各々の電池の充電状態が判るようになって具合がいいです。

 電池が1本か2本だと周期0.5秒の二拍子。電池が3本か4本の時は周期1秒の四拍子で充電が行われます。電池が入っていなかったり、充電が完了した場合は、そのタイミングに休符が入るリズムで充電が行われます。つまり簡単なリズムボックスみたいな動作。

 全部の電池の充電を検出(たぶんΔV方式で検出)すると、低い電流による追加の補充電が2.5時間くらい行われます。この時は、周期1秒の4拍子の後に、1.3秒くらいの休みが入ったサイクルを繰り返します。休みも1秒だと、リズムボックスとしては合格だったのですけど(^_^)v、そんなこと考えて設計しないですよね。

 なお、補充電の際の動作については、居酒屋ガレージ日記さんが詳しい解析結果を書かれています。こちらもものすごく参考になりました。

 ちなみに、オリジナルの充電中表示の緑色LEDは、この補充電が始まると充電完了表示になるのですが、実際にはまだ充電は密かに続けられていたようです。僅かな容量の注ぎ足しなので、完了を早く通知しているということなんでしょうね。

 とにかくこれで、個々の電池の状態が判るようになっていい感じです。

▼電池の管理のための道具
ニッケル水素電池の充電器、放電器

 右のメーターみたいな物は、100円ショップのバッテリーチャッカーを改造して作った放電器です。これを使うと電池を痛めずに完全放電状態に持ち込めます。ただ、構造的に電池が接触不良になりやすいので使い勝手が悪く、電池ケースを追加したいと思っているのですが、だましだまし使っています。

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リチウムイオン電池充電器 UltraFire WF-139購入、修理

 懐中電灯用のリチウム電池充電器をDXで買って、見事に初期不良に当たったので紹介します。

 買ったのは、UltraFire 3.6/3.7V Battery Charger

▼充電中のUltraFire WF-139
UltraFire WF-139
 DXで$10.9でした。もちろんこの18650のリチウム電池は含みません。

 で、冒頭に書いた初期不良とは、左側のLEDが緑色に光らない現象(この写真は修理後です)

▼ラベルで仕様などを紹介
WF-139のラベル
 ネットで調べると、Licence No.の行自体が無かったり、数字が記載されていないのもあるらしいです。これが正規品なのかどうか、見分ける術を持ちません。

 LEDの不具合の原因調査のために分解してみます。裏面のネジを2本外せば分解できますが、一本のネジはこのラベルの下にありました。

▼内部の基板(部品面)
WF-139 基板の部品面
 94V0というULの表示といっしょに印刷されているので、TR-0023aというのはプリント板の図面番号でしょうか。2011 8 10というのはこの基板の設計日だと思われるので、比較的新しい設計のもののようです。
 まあ設計といっても、基板メーカが受注した際に自社の工場の事情に合わせるために行う、製造設計なんてのもありますから、回路設計が新しいとは限りません。

▼基板のはんだ面
WF-139 基板のはんだ面
 はんだの状態を見ると、Dipのフローはんだ付けした感じで、自動リードカットされています(これがやたら長い)。

 で、肝心のLEDの点灯不良の件。基板に力を加えるとLEDが点灯したりするので、どこか接触不良になっているっぽいのですが、不良箇所がなかなか特定できませんでした。

▼不良LEDのはんだ付け箇所
不良発生場所
 ここのはんだ付けが一番怪しいのですが、見た限りでは異常ありません。

 仕方がないので、実体顕微鏡で見てみると・・・

▼はんだが、剥がれてます、
はんだ付け不良
 はんだのフィレットの形のまま、基板のパターンからさっくりと剥がれてました。_| ̄|○

 このLEDは2色で、2cmくらいはある3本の長いリードで接続されています。たぶん、ケースと基板の位置ずれなどでリードの根元に大きな力がかかったため、はんだが剥がれたものだと思います。2本足のLEDでこうなると、ぐらぐらするのですぐに判るのですが、3本足だとぐらぐらしないんですよね。

 ところで、ちゃんとはんだ付けされていたら、こんなふうに、はんだが銅パターンから剥がれることは絶対ありません。強い力が掛かった場合、基板のパターンが剥がれるかどこかが変形する、あるいは長い時間がかかってはんだがクリープ変形することになるはずです。

 ということは、この不良発生は、はんだ付けの条件が悪いか、基板の表面処理が悪かったのが原因だと思います。つまり、この基板全体のはんだ付けの品質が怪しい、ということになります。ま、この部分だけ、何か汚れがあったという言い訳もありますが・・・

 やっぱり中華品質は要注意。ちゃんと指導されたメーカーの製品以外は重要な場所には使えないです。

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