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(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

时间:2017-08-02 14:10来源:数码之家 作者:newnet1234 点击:
马年落下不少功课,这是其中之一,整理来作为羊年第一帖。这回改造的成份多了些,算是对万用表电源部分的打磨吧。之前的“打磨万用表”系列帖: (打磨万用表1)ICL7129系4位半万用表调正振荡频率 (打磨万用表2)ICL7129系万用表进行“表头自检”,并利用自
  马年落下不少功课,这是其中之一,整理来作为羊年第一帖。这回改造的成份多了些,算是对万用表电源部分的打磨吧。之前的“打磨万用表”系列帖:
  (打磨万用表1)ICL7129系4位半万用表调正振荡频率
  (打磨万用表2)ICL7129系万用表进行“表头自检”,并利用自检状态挑选表头电容
  (打磨万用表3)从维修微波炉想到的,赶紧描一描万用表里的压电陶瓷片

  手里“香水”移动电源逐渐多了起来,本次DIY之后还从坛友那里买过一些拆机小电路板:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  除了其中一个改为充电器外,其他都在闲着了。下面是改好的单槽18650充电器,有转灯,用起来挺方便的:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  “香水”电路板比较小巧,而且“五脏俱全”,其上包含锂电保护、充电管理和升压转换等全套必备单元,还带有充电接口。给万用表改装锂电升压电源时如果能用上“香水”电源板,不仅占用空间少,而且功率适当,应该是比较理想的。

  充电口的“选址”
  万用表完整改装锂电,需要配套充电管理部分。“香水”自带Micro USB接口和充电管理,采用5V电压充电具有很好的通用性。充电口也需要考虑万用表在测量高压时的绝缘安全问题,必须给充电口找个合适的安装位置,最好不要外露。根据翻屏式万用表的结构特点,我把Micro USB充电口装到了这里,不但充电方便,而且不充电时也能保证安全。先看一下改装完成后的实拍图片,红LED灯指示充电中:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充
  现在不仅可以说给手机充电,还可以说给万用表充电了,他们可以使用同一个充电头。给万用表充电就像给手机充电一样,你说方便不?

  选用适合的电路板类型
  “香水”品种较多,外观虽然相似,其电路方案却有许多种,并不是都适合万用表改装,需要挑选一下。对于采用9V叠层电池的万用表来说,主要选择升压部分能独立改为输出9V的香水电源板。(对于非9V供电的万用表,不属于本帖要交流的范围。)下图这种是比较适合的。(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  电路板固定及开孔
  选定了“香水”电路板后,经过对万用表内部和外部的综合观察,根据实际情况初步确定了安装位置和开孔位置。
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  往万用表顶端开充电孔也会存在一些问题,比如充电时要卸下保护套、影响电路板升压部分改造、此处外壳塑料太厚影响连接,等等。最终决定将孔开到万用表的正面。先钻个小孔定下位:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  在正面划线定位:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  此处塑料壳较薄易加工,再钻一排孔后,用壁纸刀和什锦锉开成方孔(略带梯形,以与Micro USB座拟合)。开好孔的样子:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  补充说明一下。此时电路板主要用做样板,其上的一些元件要先拆下来,以方便定位和比量开孔:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  用手顶住电路板,插上Micro USB头子试试,不很大的插头都能插上,开孔位置挺合适的:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  由于显示屏下方壳内的空间是倾斜的,所以要把电路板相应整形一下,以保证能把壳子合住,但也不能切多了,因为还要改造升压电路,电路板上的面积是很宝贵的:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  内部固定要设法再加强一下,用挡块、不用螺丝,目标是不仅有强度而且取放自如:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  到此,外壳开孔及电路板固定工作就基本完成了。下面要对电路板进行改造。

  香水电路板改造
  对于将香水电源板改造用于万用表,本人之前做过一些失败的试验,感兴趣的坛友可以移步这里拍砖:
  香水越狱!固定5V电压的三端开关升压IC调高到9V,可以给万用表用吗?
  下面是本人试验改升压输出电压过程中的一个图:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  还有坛友@邓穿石关于香水改造的优秀帖子:
  香水越狱续集,香水电源板改输出电压,新成果是包括降压
  本次需要结合内部空间具体情况,主要针对升压部分进行改造,要改为9V输出,同时要避开万用表壳内的固定立柱。把升压部分元件全部拆掉:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  然后要对电路板进行移植改造,使“香水”完成兑变。

【楼下继续】
【续主楼】
  升压电路主要元件将取自另一块移动电源板。这是之前从坛友处购买的原料板,这板的充电部分仅用8055,而升压部分很不错:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充
  原料板上的升压单元采用了一粒5PIN的可调压PWM IC 75GK驱动一只3400的NMOS开关管,功率强劲(这对于万用表并不重要),总体积也还能接受,再有一点重要的是已验证过可以正常调压输出9V:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充
  没有找到那个印字75GK的升压IC的准确资料,不过这种SOT23-5封装的外置MOS升压IC应用大同小异,容易找到参考电路图:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  下面对电路板进行移植和重组。万用表的正常工作电流一般小于100mA,升压电路不需要输出很大的电流,电感L的电感量换大一些有利于提高转换效率和可靠性。所以把那个电感线圈重绕了。原电感量印字为4R7,即4.7uH,拆开线圈数过原来有13匝。再用细一些的线重绕,选用节能灯电路板上高频扼流圈的漆包线正合适,绕满后有40匝。此时电感量大约是原来的9.5倍:4.7uH*9.5=45uH。
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  当然,电感的电阻要越小越好,线也就不能太细,而空间关系磁芯又不能换大,电感量也就无法再大,不过45uH还是很合适的。绕好了,把改绕前与改绕后的图拼到一起看:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  改造后的电路板A面(通电试验中,LED发绿光):
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充
  为避开壳内的固定柱,把电感L移了个位置。把充电指示灯换成双色LED、外置并用导线连接,以便在面板上做充电指示。

  改造后的电路板B面: 
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充
  升压IC、NMOS管和肖特基管(最上边那个3脚的)都放到这面了。

  总体布局和接线,没有占用原来的电池仓,万用表厚度方向有足够的空间放置锂电池:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充
  给电池贴PVC片的作用是加强内部绝缘,万用表测量高压时,内部也会有高压。红白线是锂电池的线,暂时没剪短,留长点方便电池放置。

  内部全景:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充
  那根绿线是贴在PVC片上的屏蔽层的接地引线,用来防止来自开关电源的干扰。关于这个蜂鸣片为什么是红色的,请移步这里:(打磨万用表3)

  原来电池仓的位置空下了,以后可以用来添加其他功能电路。局部特写:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  表壳的前面还要再开个2.5mm的小孔,装个导光柱将LED的光透出去,用来指示充电的状态:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充
  采用导光柱的方式与直接将LED管露出的方式相比,可以使电源板取放自如,不受定位限制,并且开孔尺寸和露出高度都可以小一些。

  装好后可以用了,充电时是红灯,完成时就绿灯了:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  与只将叠层电池改为锂电升压9V电池不同的是,这个在充电时不必取下电池,只要不是在测量高压,就可以边充边用:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  万用表改为开关电源供电后会影响精度吗?要采取些屏蔽措施的,在上面内部全景图中可以看到给电池上加了屏蔽层。各位可以看到图中现在电压档位,屏上显示是0000。

  总电路图
  整理出采用这个“香水”电路板改装后的整体电路图,供参考:
(打磨万用表4)利用“香水”电源给翻屏万用表改装锂电和安全充

  “香水”品种繁多,但万变不离其宗,改装时因地制宜,把电源接口、充电管理、LED指示、锂电保护、升压9V、电源开关等这些功能单元适当组合在一起即可。而升压IC若能采用TPS61040、XR2204等等内置MOS的高压IC则能使电路简化一些。

  充电的时候只需抬起摇头屏,不充电的时候摇头屏可以放平,与手机的充电头通用——方便吧?感到不错的话,就请给评几个M吧。
(责任编辑:admin)
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