Перевод триммера Philips BT1216 на 18650 литий-ионный аккумулятор, из серии "оптимизм - наше всё"

Приветствую! Расскажу как перевел компактный триммер на довольно емкий для него 18650 элемент. Если интересно — добро пожаловать под кат.


Немного предыстории.

Было время когда я брился станками практически каждый день, делал это я на автомате и даже как-то особо не задумывался что можно как-то иначе. Казалось, что это часть жизни и с этим ничего не поделаешь — покупка кассет для станка Mach 3 было таким же обыденным делом, как и покупка стирального порошка в большом пакете. Так было до тех пор, пока в какой-то жизненный отрезок (или отпуск, или еще что-то) я на бритье подзабил и обнаружил, что борода это мое! Так я понял, что станочная реальность отодвигается на задний план.

Вскоре заказал с TMall'а компактный триммер Philips BT1216, как раз для таких случаев.
Некачественные АКБ в брендовой технике?

Казалось бы, бренд с историей, к качеству которого с моей стороны прежде претензий не было, что могло здесь пойти не так? А вот что. Спустя буквально полгода не самого частого использования, триммер приходилось заряжать все чаще, пока заряда стало хватать буквально на одно использование. Хотя в описании заявлено до 60 минут работы от одного заряда. Такое положение вещей меня конечно несколько ввело в недоумение. Как так то, Philips? Даже дешевые китайские Flyco ставят гораздо более долговеченые аккумуляторы.

Ну а поскольку мне только дай повод залезть в потроха какой-нибудь электроники — пациент вскоре был вскрыт и внутри были обнаружены два мизинчиковых NiMH аккумулятора и один из них с подтекающим электролитом. Проблема ясна, решение понятно — на место родных зеленых банок с посредственным качеством были впаяны свежие Navigator 1000 mAh.

И все бы хорошо, но без минуса не обошлось — при напряжении, которое возникает при остаточном заряде где-то %-в в 50, триммер работал ну очень вяло. А это ранило моего внутреннего перфекциониста и рано или поздно это должно было обернуться бунтом! Какое-то время, чтобы не снизилась емкость новых элементов, периодически разряжал триммер до полной остановки. Была конечно мысль поменять бюджетные Navigator'ы на продвинутые Eneloop'ы, которые гораздо меньше просаживаются по напряжениию под нагрузкой и это решило бы проблему, но! Меня не оставляла в покое мысль, а вместится ли туда 18650 элемент, ведь все выглядило так, что шансы есть, если только к этому как следует приложить руки!
Да будет Li-ion!

Получается, что с одной стороны, если удастся каким-то причудливым образом подружить это весьма компактное устройство с таким тяжеловесом как 18650 элемент, то автономность будет в разы превосходить новое устройство, ну а с другой можно купить Eneloop'ы и обойтись без лишних проблем. По названию обзора вы уже поняли, что перспектива получить впечатляющую автономность и любопытство «получится ли?» — взяли вверх.

Задача ясна, осталось сообразить как все будет выглядеть и «поскрести по сусекам» в поисках необходимых компонентов.
Отдельно отмечу, что Li-ion имеет более высокое напряжение (3.6В), чем 2 последовательно соединенных NiMH (2.4В), из-за чего моторчик крутится намного быстрее, поэтому необходимо каким-то образом снизить напряжение. А поскольку свободного пространства в моем случае «в обрез», использовал самое компактное и простое решение — рассеять часть мощности с помощью обыкновенных диодов. Таким образом удалось снизить напряжение на ~0,9 Вольт, что дало на моторчике при максимальном уровне заряда чуть больше 3-х Вольт, а при минимальном — чуть больше 2-х Вольт. Это наиболее оптимальный диапазон, поскольку позволяет использовать практически всю емкость АКБ, при этом работать моторчик будет на штатных оборотах.
Что использовалось:
— Аккумуляторов 18650 EAIEP 2600mAh (Один из самых популярных);
— PCB защита от переразряда/перезаряда от старого 18650 Sanyo (Для таких переделок проще сразу купить АКБ с защитой, но у меня не было такого нового);
— Плата зарядки Li-ion (Какая-то простецкая, с алиэкспресса давно покупал, там таких много. Есть подобные платы с защитой, но они больше по размеру, может быть проблемой когда все впритык);
— Два диода, выпаянных со старого неработающего японского телевизора (на 4А каждый, запараллелил их для более равномерного рассеивания тепла);
— Переключатель для включения триммера (выпаял со старой платы).
Собственно, это все. В тот же вечер эти компоненты были найдены и выпаяны.

Борьба за каждый миллиметр

Первым делом конечно же были удалены и максимально обрезаны все структурные перегородки в пластике, которые мешали сесть 18650 элементу. После того, как это было сделано, верхняя часть не закрывалась миллиметров на 5. Затем были аккуратно подплавлены паяльником верхние направляющие переключателя и прочие элементы в которые упирался аккумулятор. Но даже после этого все еще оставались критичные 2-3 миллиметра, которые не давали корпусу сойтись. Что делать — выплавливаем на низких температурах паяльника аккуратно слои пластика в критичных местах (да, инструмент только такой под рукой был). Кое-как не проплавив насквозь пластик, 1-1,5 миллиметра я все-же отвовевал. Также была снята термоусадочная пленка с аккумулятора.
В таких условиях выключатель конечно же не помещался, поскольку находиться при стандартном режиме работы он должен сверху на аккумуляторе. Категорически не хотелось ставить другой выключатель где-то на корпусе, все-же это был бы компромисс. Поэтому немного поразмыслив нашел решение — зафиксировал выключатель под механизмом пластикового переключателя на корпусе, благо он разбираемый и места как раз хватило.
И лишь после всех этих манипуляций корпус стал собираться с 18650 элементом, хоть и в натяг! Победа? Почти.
Осталось как-то разместить оставшиеся элементы.
MicroUSB порт был выпаян с платы зарядки, поскольку та не помещалась в месте где расположен выход Micro-USB. Плату поместил под аккумулятор в средней части корпуса, где было минимальной пространство как раз под нее. MicroUSB порт посадил на термоклей, двумя проводами соединил с платой зарядки. В месте, где на плате находятся светодиоды, отображающие состояние заряда, сделал отверстие на корпусе и залил его термоклеем для матовости индикатора. Можно было конечно светодиоды выпаять и разместить их отдельно на родном индикаторе, но мне показалось что оно того не стоило, слишком много телодвижений с минимальной пользой на выходе. PCB защиту спрятал слева от моторчика. Диоды расположил в крайних местах в середине корпуса, там как раз есть немного места — подальше от АКБ и моторчика, все-таки в таких тесных условиях и ~0,5 Ватта, которые они будут рассеивать, это не так уж и мало.
Итоги
Перевод устройств на Li-ion чаще всего оправдан, поскольку это повышает автономность и данный вид аккумуляторов практически не подвержен таким негативным явлениям как эффект памяти и саморазряд, что присуще NiCd и технологически устаревшим NiMH (не LSD, которые в качестве комплектных АКБ и не ставят).
Однако в моем случае все было не так однозначно — успех был под вопросом, я мог просто потратить время и остаться на том же месте, если бы мне не был интересен сам процесс. Могу ли я посоветовать владельцам похожих по компактности устройств делать подобное? Конечно, но если вам не в напряг колупаться часами с электроникой и запах горящей канифоли вам более чем знаком, в противном случае велик шанс все бросить на полпути, слишком уж муторно компановать в столь стесненных условиях такую банку.
Но если что, результат будет оправдан — вы забудете о том, что такое разряженная бритва или триммер, как забуду об этом я, вспоминая об этом не чаще, чем раз в несколько месяцев — устройство потребляет около 0,7А под нагрузкой, а это более 3-х часов работы.

Всем спасибо за внимание!

UPDATE 18.12.23

Регулярно в личку люди пишут сообщения с вопросами на эту тему, значит запись постоянно читается, поэтому решил дополнить к чему в итоге пришел.

Триммер работает по сию пору, заряжаю не чаще чем раз в пару месяцев. Решил убрать диоды, без них работает эффективнее и заряда хватает на дольше. Немного повышенное напряжение в сравнении с изначальным для моторчика не критично.