Аккумулятор для китайских шахтерских фонарей

Как зарядить шахтерский фонарь и какими они бывают?

Эти налобные фонари популярны не только среди шахтеров. Ими пользуются спелеологи, работники метро и просто туристы, рыбаки и охотники. Шахтерский фонарь (коногонка) – хороший помощник дома и на даче, на работе и на отдыхе. Сегодня мы узнаем, какими бывают шахтерские фонари, а также научимся их правильно заряжать.

Особенности

Основной особенностью такого типа фонарей является, конечно, налобная конструкция, освобождающая руки. Далее, практически все модели приборов аккумуляторные, что выгодно отличает их от конструкций с гальваническими элементами. Им не нужно менять батарейки, достаточно просто зарядить. Из остальных характеристик хотелось бы отметить:

1. Длительный срок службы (до 500 циклов заряд/разряд).
2. Хороший световой поток (до 60 лм и выше).
3. Длительное время работы без подзарядки (до 10-20 часов).
4. Хорошие массогабаритные показатели.
5. Существуют модификации, которые можно использовать во взрывоопасных помещениях.

Все это обеспечивает широкое применение шахтерских фонарей как на производстве, так и в быту.

Виды и модели

На сегодняшний день существует более десятка моделей шахтерских фонарей, которые различаются в первую очередь по конструкции и типу аккумуляторной батареи (АКБ). По типу АКБ разделяются на:

1. Свинцово-кислотные.
2. Железоникелевые (щелочные).
3. Никель-кадмиевые (щелочные).

Первые, пожалуй, самый простой вариант. Такие аккумуляторы использовались в первых моделях шахтерских фонарей. Практически все они обслуживаемые (об этом ниже), имеют относительно небольшие срок службы и соотношение масса/энергоемкость.

Железоникелевые АКБ стали устанавливаться в шахтерских фонарях более поздних модификаций. Такие батареи имеют лучшие, чем у кислотных характеристики, но есть у них весьма существенный недостаток – большой ток саморазряда.

Никель-кадмиевые батареи до недавнего времени были самыми подходящими для шахтерского фонаря. Популярны АКБ этого типа и сейчас. Они имеют среднюю электрическую емкость при малом весе, легко обслуживаются и эксплуатируются. Ресурс работы довольно большой. Единственный, пожалуй, их недостаток – высокая стоимость.

По конструкции шахтерские фонари разделяют на:

1. Обслуживаемые (доливные).
2. Необслуживаемые.

В первые в процессе эксплуатации доливают дистиллированную воду, вторые же требуют только периодичной зарядки. Обслуживаемые более выносливы в плане перезаряд/переразряд, но в жестких условиях эксплуатации могут «подтекать». Визуально обслуживаемые фонари от другого типа отличают три доливные пробки (по числу банок) на боковой стенке блока аккумуляторов. Наиболее распространенные модели доливных шахтерских фонарей: СГД-5 и СГД-5-1 (Светильник Головной Доливной).

Шахтерский фонарик СГД-5

Необслуживаемые имеют герметичную конструкцию и могут работать в любом положении без «подтекания». Но такие приборы очень критичны к перезаряду или переразряду. Классические модели необслуживаемых шахтерских фонарей: СГГ-1, СГГ-5, СГГ-5М, СГГ-5М0,5 СГГ-5-1М0,5.(Светильник головной герметичный, М – модифицированный).

Шахтерский фонарь СГГ-5

К отдельной категории можно отнести приборы с повышенной взрывобезопасностью. Имеется в виду не то что они сами не взрываются, а то, что могут работать во взрывоопасных помещениях (угольные шахты, нефтеперерабатывающие предприятия и пр.). Эти фонари имеют специальную конструкцию, исключающую возникновение искры.

Обычно это достигается герметизацией светильника и аккумуляторного блока, использованием толстостенных защитного стекла и лампочки, а также кабеля в двойной изоляции. Пример взрывозащищенного шахтерского фонаря: СГВ-2 (В-взрывозащищенный), который является модифицированным СГГ-5.

Взрывозащищенный шахтерский фонарь СГВ-2

Важно! Нередко взрывозащищенные фонари маркируются не букой В, а буквами РП, П или И. Каждая из букв обозначает защиту фонаря от разных сред (горючая пыль, пары, газ).

Большинство профессиональных шахтерских фонарей снабжаются двухнитевыми лампами накаливания P3.75-1+0.5, причем мощность одной нити в два раза ниже мощности другой. Это позволяет не только убавить свет при необходимости, увеличивая время работы фонаря без подзарядки вдвое, но и в случае перегорания одной из спиралей покинуть темный объект хоть при каком-то свете.

Двуспиральная лампочка для шахтерского фонаря

Технические характеристики

Основными техническими характеристиками шахтерского фонаря являются:

1. Создаваемый световой поток.
2. Время непрерывной работы без подзарядки.
3. Срок эксплуатации.
4. Масса.

Световой поток напрямую зависит от мощности используемой лампы. Как я указывал выше, наиболее часто светильники шахтерских фонарей оснащаются двуспиральными лампами на рабочее напряжение 3.75 В (для кислотных аккумуляторов – на 6, 3 В) и током 1 + 0.5 А (0.5–0.25 А). Световой поток таких ламп составляет 30–60 лм в зависимости от модификации прибора.

Время непрерывной работы зависит от емкости АКБ. К примеру, полностью заряженная батарея емкостью 6 А/ч обеспечит нас «дальним светом» в течение 6 (емкость АКБ)/1 (ток потребления мощной спирали лампы)= 6 ч. При “ближнем свете” энергии АКБ хватит уже на 12 ч.

Важно! Расчеты приведены для исправного, по сути, нового аккумулятора. Со временем емкость любой батареи уменьшается, а время непрерывной работы без подзарядки сокращается.

Срок эксплуатации. Этот показатель зависит в основном от типа и качества используемого аккумулятора. Измеряется он в количестве циклов заряд/разряд. Никель-кадмиевые аккумуляторы легко выдерживают до 500 циклов, свинцово-кислотные несколько меньше.

Как зарядить шахтерский фонарь

О характеристиках вроде все, пора поговорить о правильной зарядке шахтерского фонаря. Ведь от этого будет зависеть длительность срока жизни АКБ.

Итак, определимся с основными режимами зарядки.

Ток зарядки должен быть около 10% от емкости заряжаемой батареи (кислотной) или 15-20% (щелочной). Время зарядки примерно можно рассчитать по следующей формуле:

Время = емкость АКБ * 1.5/ зарядный ток, где время измеряется в часах, емкость – в ампер/часах, ток – в амперах.

Обычно время полной зарядки составляет 10-13 часов при правильно выбранном токе заряда. Расчет времени производился для полностью разряженной батареи. Если АКБ разряжена не полностью, то время заряда сократится.

Во время зарядки необходимо постоянно контролировать напряжение на клеммах, поскольку перезаряд АКБ почти всегда ведет к выходу ее из строя. Для щелочной батареи напряжение на полностью заряженном аккумуляторе должно быть около 4.7 В, для кислотной – 7.2 В.

Если аккумулятор доливной, то перед каждой зарядкой необходимо контролировать уровень электролита в каждой из банок (их три). Для этого отворачиваем крышки доливных отверстий и измеряем уровень тонкой палочкой. Если количество электролита снизилось на четверть, необходимо долить дистиллированную воду, которую можно приобрести в любой аптеке или изготовить самому, выпарив обычную воду и собрав конденсат.

Заряжаются шахтерские фонари специальным зарядным устройством. Если такового нет, то можно собрать его самостоятельно. Для этого понадобится понижающий трансформатор, выдерживающий ток 2 А с выходным напряжением 5 В для щелочных и 7 В для кислотных батарей, диодный мост на тот же ток, реостат (проволочный переменный резистор) мощностью не менее 10 Вт и с сопротивлением 3-4 Ома, амперметр и вольтметр с пределами измерений 2-5 А и 5-10 В соответственно. Сама же схема будет выглядеть следующим образом:

Простая схема зарядного устройства для шахтерского фонаря

Рассмотрим принцип работы этого зарядного устройства. Сетевое напряжение поступает на сетевой трансформатор VT1, понижается и подается на выпрямительный мост VD1-VD4. Выпрямленное напряжение через реостат R1, амперметр РА1 и клемму X1 подключается к плюсу аккумуляторной батареи шахтерского фонаря. Клемма X2 служит для подключения к минусовой клемме АКБ.

Работают с прибором так: выводят движок реостата в крайнее правое по схеме положение, подключают заряжаемую батарею, а само устройство включают в сеть. При помощи реостата выставляют необходимый зарядный ток, контролируя его по показаниям амперметра.

В процессе зарядки при необходимости корректируют ток (он будет меняться) и постоянно следят за показаниями вольтметра. Как только напряжение на клеммах достигнет 4.7 В (для щелочного аккумулятора), АКБ снимают с зарядки.

Избегай бестрансформаторных конструкций со всевозможными гасящими лампочками, спиральками от электроплит и конденсаторами. В этом случае на всех элементах зарядного устройства и на клеммах самого аккумулятора будет опасное для жизни напряжение!

Теперь ты знаешь, какие типы шахтерских фонарей существуют, и умеешь правильно их заряжать. А при необходимости сумеешь собрать и самодельное зарядное устройство.

Источник

Китайские свинцовые аккумуляторы для фонарей. Обзор и эксплуатация

Довольно много китайских фонарей оснащены свинцово-кислотными AGM аккумуляторами. Даже если надпись на упаковке гордо гласит, что там литий ионный аккумулятор. И лишь только вскрывая коробку, и, обнаруживая вместо маломощного БП обычный сетевой кабель, в голову начинают закрадываться сомнения. В данной заметке я собрал свой опыт ремонта данных фонарей и прочей техники на таких аккумуляторах.

Определение типа аккумулятора

У вас есть условный фонарь со сдохшим в ноль аккумулятором без маркировки, который уже даже не берет заряд. Напомню, что AGM — это обычные свинцово кислотные аккумуляторные батареи, только вместо раствора электролита там гель. А там где батареи, там и ячейки. Напряжение одной ячейки свинцово-кислотного аккумулятора составляет примено 2.1 В. Таким образом чтобы понять, что за чудо жило у вас в фонаре, можно просто посчитать количество ячеек, которое равно числу пробок под крышечкой(см. рис. ниже) и умножить на 2.1 . Или померять напряжение на клеммах от зарядного устройства идущих к батарее. Или пытататься запитывать устройство от 2 В, 4 В, 6 В, 9 В — пока не заработает как надо. Почему последняя цифра 9 В, а не 8? Потому что найти блок питания на 9 В или батарею типа Крона гораздо проще, а китайщине погрешность в 1 вольт в принципе по барабану.

Если у вас осталось живое зарядное устройство, то меряйте напряжение на клеммах аккумулятора в момент когда оно включено. Повторяю, аккумулятора, не зарядного устройства.

Чаще всего вам придется иметь дело с аккумулятором на 4 Вольта и 1.2 Ампер час. Они самые частые немаркированные гости в китайских фонарях. Назовем их условно типоразмером DT 401, если брать у нас. И «4v 1200 mAh» — если брать на алиэкспрессе. Уточняйте габариты в миллиметрах, на всякий случай. Они обычно отличаются не сильно, но если есть жесткое посадочное место под аккумулятор, то проверьте дважды.

Чего ожидать от аккумулятора

По моему опыту, китайские нонеймовые DT 401 дохнут примерно через год-полтора после покупки устройства. Это не зависит от количества циклов заряда-разряда, частоты пользования устройством. Не знаю правильно ли это назвать, но аккумуляторы «высыхают», но об этом позже. Или у них внутри просто отваливается пластина или что там есть.

Стоит ли покупать устройства с такими аккумуляторами? Да, вполне. Что касается фонарей, то там порой даже встречаются нормальные схемы запитки диодов через ШИМ. Сами устройства в принципе иногда даже неплохи и эргономичны. И если оно вам нравится и вы им планируете пользоваться долго, то переделка устройства под литиевые банки типоразмера 18650 и зарядную плату к ним — отличный выбор. Платы гуглятся на алиэкспрессе по «lithium microusb charge», с сортировкой цены по возрастанию и стоят копейки. Тем более внутренности некоторых устройств как будто намекают — корпус лился из расчета как под литий так и под AGM.

Однако переделка изделий со сдохшим свинцовым АКБ под литий не всегда экономически оправдана. В общем случае — это переделка места под разъем mini/micro usb, который обычно уже есть на платах-контроллерах заряда Li-Ion аккумуляторов. К тому же сама литиевая банка. Если вы из разряда тыжпрограммист, которому все знакомые носят на ремонт такой китайский шлак, то целесообразней затариться несколькими DT 401 и просто их менять. Или восстанавливать.

Восстановление свинцового аккумулятора для фонаря

Я не призываю вас это делать. Возможно этот метод неправильный и даже опасный, но я пользовался им десятки раз и он работает. Он продлевает жизнь нерабочего аккумулятора минимум на полгода при тех же условиях эксплуатации(емкость не замерял, но верить что там изначально были честные 1200 mAH тоже смешно). Работет как на аккумуляторах показывающих напряжение 0 вольт(не всегда) так и на вроде бы еще живых. Все делаете на свой страх и риск. Вздутые аккумуляторы восстанавливать не следует — из-за деформации могли появиться малозаметные трещины, через которые доливаемая вода можно отправиться гулять по корпусу, что недопустимо для переносного устройства со встроенным «блоком питания» без гальванической развязки.

Последовательность действий для аккумулятора 4v 1200 mAh:

Отключить зарядное устройство. По возможности отпаять аккумулятор от цепи устройства.

Отодрать крышечку аккумулятора чем-то острым. Снять резиновые пробки.

Взять дистилированную воду, если устройство вам не очень дорого, то можно и обычную, какое-то время тоже поработает. В каждое из отверстий влить по одному 3 кубовому шприцу воды. Делать это нужно с иголкой. Если вы просто начнете лить в верх отверстия, вода сразу пойдет наружу. Вам нужно несильно надавливая найти место, куда игла относительно легко проскочит примерно на треть-половину высоты аккумулятор. Теперь медленно вливайте воду.

Желательно закрыть аккумулятор пробками и дать постоять сутки. Если этого не сделать, то он будет сильнее кипеть при первой зарядке и разбрызгивать воду.

Первая зарядка с открытыми пробками. В вертикальном положении. Из дырочек может выходить вода и пузырьки. Отсасывайте ее иглой шприца и из ванночки вокруг отверстий. Примерно через 3 часа отключите аккумулятор от зарядки. Переверните, чтобы слить лишнюю воду емкость и постучите сверху пару раз, убедившись что из батареи больше не капает. Насухо вытрите ванночку и аккумулятор. Закройте отверстия пробками, поверх них поставьте крышечку.

Внимательно проверяете концы проводов что были припаяны к клеммам. Они сильно корродируют, от серной кислоты, сделайте зачистку перед пайкой. Впаиваете аккумулятор обратно в фонарь. Устройство готово к эксплуатации.

Почему в 21 веке у нас AGM в фонариках?

Штош, хороший вопрос. Пока теслы уже отказываются от 18650 как наборных элементов батареи в пользу более новых, мы все еще имеем кучу дешевой электроники на базе свинца. AGM сравнимой емкости все еще раза в полтора дешевле лития. В отличие от лития зарядное устройство для AGM гораздо примитивнее и собирается на обычной рассыпухе, в простейшем случае на одних конденасаторах, резисторах и диодах . Типоразмер AGM в 2 раза больше 18650, но для многих устройств это не критично. Так и живем.

Источник