Розбирайте та аналізуйте бритви OpenUp

Бритви OpenUp розбирають та аналізують роздруківки

Під маркою “OpenUp” ми хочемо демонтувати та аналізувати електронні пристрої в майбутньому.
Це має допомогти краще зрозуміти пристрої та на перший погляд побачити, які компоненти (групи) на друкованій платі виконують які завдання.

Почнемо з електричної акумуляторної бритви, яка працює на нікель-кадмієвих елементах (Ni-Cd).

До речі: якщо ви хочете відремонтувати таку бритву, оскільки батареї більше не працюватимуть належним чином протягом свого життя, ви можете легко використовувати нікель-металеві гідридні елементи (Ni-Mh), що використовуються сьогодні.

Потрібно лише переконатись, що вихідний струм акумуляторів мА не надто віддалений від оригіналів, інакше повний заряд, звичайно, займе набагато більше часу. З іншого боку, звичайно, у вас також є більший термін. 🙂

Будова бритви

Конструкція цих бритв завжди однакова. Двигун, вимикач, можливо діод, резистор навантаження, можливо світлодіод і послідовний резистор і, звичайно, акумуляторні елементи.

Ви можете побачити структуру на наступному малюнку:

Клацніть на зображення, щоб збільшити

Увімкнутий вимикач можна побачити внизу ліворуч, за ним слід діод, який служить захистом від зміни полярності, і резистор навантаження, до якого ми повернемося пізніше.

Між двома жовтими батареями (1,2 В, 600 мАг) ви можете побачити послідовний резистор і відповідний червоний світлодіод під червоним кабелем.

Потім двигун зліва і контакти для зарядки справа.

Чорний блок внизу - друкований трансформатор - служить джерелом живлення. Може бути підключений на первинній стороні до змінної напруги 220-240 В і на вторинній стороні, тобто постійний струм 2,1 В у кінцевого споживача з максимальною навантажувальною здатністю 0,1 ампера.

Зачекайте хвилинку, якщо ми підрахуємо: дві батареї на 1,2 В виробляють 2,4 В? Але згідно з друком, наш блок живлення подає лише 2,1 В? Не вистачає 0,3 В?

Давайте виміряємо "джерело живлення" мультиметром:

Клацніть на зображення, щоб збільшити

Ми бачимо, що він забезпечує вихідну напругу 2,9 В - 3,0 В без розвантаження. Щільний розрахунок виробника, але цього досить.

Вимірювання опору навантаження

Подивимось, чи правильно розрахували опір навантаження.
Для цього існує формула:

RLast = (джерело енергії - споживач/акумулятор)/споживачі

Струм споживача відомий від блоку живлення, який подає 0,1 А.
Обчислимо:

Останнє = (2,9 В - 2,4 В)/0,1 А = 5 Ом

Опір - сподіваємось, це можна побачити на фотографії - трохи більше звичайних резисторів з вуглецевої плівки 1/4 Вт (250 мВт).

Оскільки навантажувальний резистор перетворює надлишок енергії в тепло під час зарядки, він, природно, стає теплим або гарячим.

Існує також формула, за допомогою якої можна заздалегідь розрахувати, скільки ват повинен споживати навантажувальний резистор:

U * I = ват

З цим ми мали б:

2,9 В х 0,1 А = 0,29 Вт

Отже, ми б нагріли максимальне значення резистора 0,25 Вт додатково на 0,09 Вт. Це не триватиме задовго до того, як воно зламається.
Отже, нам потрібен принаймні резистор 0,5 Вт. Ми накладаємо на нього трохи більше 50% на 0,29 Вт, і тому він залишається в межах норми з точки зору температури.

Невелика добавка:
Зазвичай зарядна напруга Ni-Cd акумулятора становить 1,45 В (2 осередки = 2,9 В, а не лише 2,4 В). Тут напруга при зарядці після резистора 5 Ом становить рівно 2,4 В.

Розміри послідовного резистора світлодіода

Послідовний резистор для світлодіода має значення 220 Ом.
Як ми це обчислюємо?
Знову ж, закон Ома:

R = U/I

Світлодіод підключається до плюсового полюса зарядного штифта і загоряється, коли перемикач знаходиться в положенні ВИМК.
За допомогою мультиметра ми можемо перевірити, чи протікає струм на плюсовій ділянці світлодіода до плюсового зарядного штифта (справа на малюнку). Якщо він це зробить, мультиметр показує "0", інакше дисплей рухається до нескінченності (лівий малюнок).

Клацніть на зображення, щоб збільшити

Отже, наша напруга U = 2,9 В.
Світлодіод повинен споживати 20 мА, як правило, тобто I = 0,020 А.

R = 2,9 В/0,02 A = 145 Ом

Встановлений резистор 220 Ом.
Це означає, що виробник не дозволяє світлодіоду світити на межі. Великі пальці вгору, це має бути 13, 14 мА, за допомогою яких працює світлодіод.

Використовуваний двигун повинен працювати з напругою в діапазоні 2 В - 6 В.

І в цьому увесь секрет внутрішньої роботи бритви.

Сучасні пристрої, що працюють на літій-іонних акумуляторах, працюють точно так само. Єдина відмінність: Існує також додатковий зарядний літій-іонний ланцюг, так що елементи не заряджаються далі, коли вони повністю заряджені, щоб вони не вибухнули.