Caricabatteria UV3-R

Modifica caricabatteria Baofeng UV3R
IZ3HAE Davide Melchiori ARI Sez. Verona
Esiste in circolazione da qualche tempo questo ricetrasmettitore portatile (vedi foto 1), prodotto
dalla Vero Telecomuncations in Cina, http://www.verotelecom.com/ ,e venduto tramite Ebay e vari
negozi on-line in quel di Honk Kong, oltre che dai noti importatori Italiani.
E' sostanzialmente la copia dei già noti ed apprezzati Yaesu Vx2 e Vx3.
Questo articolo non vuole analizzare il ricetrasmettitore, ognuno potrà provarlo ed apprezzarlo o
meno, ma bensì il suo caricabatteria da tavolo.
Generalità
Questa apparecchiatura è dotata di accumulatore agli ioni di litio, a singola cella (3,7V) da
1500mAh.
Come noto a tutti, le grandi performance di questo tipo di accumulatori hanno come controaltare
una batteria che non deve essere sovrascaricata o, specialmente, sovracaricata, pena il guasto dello
stesso, od al limite la sua esplosione con piccolo incendio.
Il litio è infatti estremamente infiammabile ed anche in piccole quantità può essere pericoloso.
All'interno dell'apparecchio è previsto l'apposito circuito per la carica della batteria, mentre ilsuo
modello da tavolo ne è sprovvisto, per cui è meglio astenersi dal caricare l'accumulatore con questo
oggetto.
A quanto pare i progettisti Cinesi fanno affidamento sulla protezione termica prevista all'interno
della batteria, che dovrebbe impedirne la sovvracarica e quindi il conseguente danneggiamento.
Specifiche per il progetto
Ho modificato il caricabatteria adottando un circuito intelligente di ricarica, della Linear
Technology, http://www.linear.com, per una cella al litio, LTC4053EMSE-4.2#PBF.
In generale, le celle al litio vanno caricate con il sistema denominato I-W/V, quindi la prima parte di
ricarica viene eseguita a corrente costante/potenza costante, la seconda parte a tensione costante, la
carica viene interrotta quando la corrente cade al di sotto di una soglia preimpostata, molto vicino
allo zero.
La corrente di carica, al contrario degli accumulatori piombo/acido o nickel/cadmio non deve essere
troppo bassa, ad esempio una buona carica per le piombo/acido si ottiene con una corrente pari
ad1/8 od 1/10 della capacità (carica in 8/10 ore), questo non va molto bene per questi accumulatori,
che gradiscono una carica più rapida.
Esempio di una curva di carica:
Il problema nell'impostare una corrente di carica troppo alta può essere l'incremento di temperatura
della cella, per cui diventa necessario gestire un sensore di temperatura per evitare questa
situazione.
Il chip della Linear può gestire sia l'ingresso da PTC per la compensazione di temperatura, che un
timer per lo spegimento. In considerazione di quanto impostato sul circuito di ricarica interno
all'RTX si è deciso di impostare la corrente di carica a 375mA, tempo di carica teorico di 4 ore,
compromesso tra una carica rapida, quindi soggetta a riscaldare eccessivamente la batteria, ed una
più lenta, che può degradare le prestazioni dell'accumulatore, e programmare il timer di time-out a 6
ore, così da fermare in ogni caso il carica batteria. L'uscita dell'adattatore in dotazione all'RTX è di
5V, quindi non necessita nessun adattamento. L'altra ragione della scelata di una corrente inferiore a
500ma è di rendere possibile il collegamento anche con la porta USB di un computer, per attingerne
potenza.
Progetto
Per le funzioni del chip si rimanda al sito della Linear Technology.
Quindi riassumendo:
– Timer a 6 ore, quindi due condensatori da 100nF in parallelo
– Attivare il chip, quindi /SHDN a +5V.
– No compensazione di temperatura, quindi NTC a massa
– Resistenza programmazione a 4K Rprog= 1500V/Ichg=1500V/0,375A
– Uscita di carica in corso /CHRG collegata ad un LED
Oltre a questo, un fusibile ripristinabile, tipo Polyfuse Raychem da 500mA per la protezione del
circuito. Questi sono dei fusibili basati su tecnologia PTC, che interrompono il circuito in caso di
sovvracarico e lo ripristinano automaticamente all'interruzione dell'alimentazione.
La scelta della tecnica SMD è oramai una strada obbligata, tutti i componenti innovativi si
reperiscono solo in questi formati.
A molti spaventa il montaggio SMD, ma vi assicuro che alla fine risulta più semplice di quello che
sembra. Esistono parecchie guide su internet, vi consiglio di guardare e, sopratutto, provare.
Elenco componenti:
– 1pz
LTC4053EMSE-4.2#PBF
– 1pz Resistenza 0805 1kOhm 1% 0,25W
– 2pz Condensarore 100nF/10V 0805
– 1pz Resistenza 0805 4kOhm 0,1% 0,25W
– 1pz Led SMD 0805
– 1pz 1812L075/33DR 500mA
– 1pz Condensatore tantalio SMB 4,7uF/16V
Lo schema ed il circuito stampato:
Cod. Farnell 1663727
Cod. Farnell 1576459
Cod. Farnell 1160174
Il progetto è stato sviluppato utilizzando il CAD Eagle nella versione free, per chi lo desidera metto
a disposizione i files.
Montaggio
La parte più difficile da installare è il chip U1, stagnare la prima piazzola (1), allineare il chip,
scaldare leggermente per bloccarlo sulla piazzola, dopo di che riverificare il perfetto allineamento di
tutti i pin, saldare quindi il pin 5. Ora un lato del chip è bloccato, bisogna stagnare la solder pad sul
lato inferiore al circuito stampato, in quanto la struttura che si vede sotto lo stesso è l'aletta di
raffreddamento. Quindi stagnare con una modesta quantità sul CS sotto il chip e scaldando la pista
abbassare lo stesso.
Fatto questo procediamo a saldare tutti i pin assieme, abbondando con il flussante liquido.
Fatto questo si rimuove lo stagno in eccesso con le strisce di rame per la dissaldatura (solder wick).
Verificare che non ci siano ponti tra i pin. Il resto dei componenti è di facile saldatura.
Installare la scheda all'interno del contenitore originale, curando di connettere j1-1 al positivo in
arrivo dall'alimentatore, prestando attenzione, in quanto, contrariamente all'uso comune, il positivo
è il polo esterno del connettore.
Connettere quindi j1-2 al negativo alimentatore, j2-1 al positivo batteria e j2-2 al negativo batteria.
Tra j3-1 e j3-2 connettere il diodo led da installare mediante un piccolo foro sul contenitore. Il tutto
risulta come in foto.
Collaudo
Inserire un tester in funzione amperometro in serie alla batteria, accertare che la corrente di carica
della batteria scarica sia quella impostata sul regolatore (375mA).
Verso la fine della carica accertare che la tensione massima sia quella indicata sul grafico 4,5V.
Bibliografia:
-Linear technology data sheet e sito internet
-Vero telecomunications, schema RTX UV3R