2024-05-28
Modificando una luz de emergencia.
Desmontando la luz de emergencia.
La luz de emergencias no llega ningún tornillo, tan solo tiene presillas y con ayuda de un destornillador plano podemos quitar la tapa transparente y accederemos a la placa de leds.
Dicha placa simplemente va apoyada y no está sujeta con nada. Al levantarla veremos que hay un cable con un conector JST XH a una placa de circuito, desconectamos y ya hemos soltado la tapa del panel de leds.
Si queremos soltar la PCB de los led tenemos que tener cuidado con las presillas que lleva. Hay que intentar hacerlo con movimientos suaves para que no se rompan.
Ya podemos ver la placa de circuito impreso, y la batería de Litio. La batería está conectada a la placa mediante otro conector JST siendo fácil de quitar.
La batería "se supone" es de 1200mA y 3.2 voltios, pero antes de hacer nada se comprueba que tiene una tensión buena y se le ha dado un carga usando un módulo TP4056.
En la parte superior de la PCB encontraremos algunos condensadores, los conectores de la batería y del panel de leds, otro conector que no sé su utilidad y el conector donde se conecta la alimentación de 220VAC.
Esta luz posee dos modos de funcionamiento: normal, solo se enciende cuando se produce un corte de luz; y permanente, siempre está encendida aunque haya corriente.
En la parte inferior esta el resto de la circuitería. Entre ellas destacar el chip HX6612A que se encarga de todo lo relacionado con la batería y el panel de leds.
La idea de una nueva luz de emergencia.
Si la batería de litio se encuentra en buen estado podemos reutilizarla para fabricar nuestra luz de emergencia.
Para ello necesitamos: una fuente de alimentación, un cargador de baterías de litio. una lampara hecha a base de leds y un sistema por el cual se encienda la lampara cuando la alimentación cese.
La fuente de alimentación debe ser pequeña y que quepa dentro de nuestra carcasa, la mejor opción es una fuente para PCB. La fuente de alimentación más barata que vamos a encontrar de manera fácil es el HLK-PM01 que nos da una tensión de 5V y una potencia de 3W (unos 600mA).
El módulo cargador de baterías de litio más fácil de encontrar es el TP4056, que escogeremos con protección de tensión de la batería. La elección tampoco ha sido arbitraria, ya que este módulo es capaz de cargar celdas de litio a partir de una fuente de 5V y hasta con 1A de corriente, pero la podemos modificar fácilmente para reducir dicha corriente a lo que nuestra fuente puede soportar.
A la salida del TP4056 pondremos nuestra lámpara de leds y nuestro sistema para que solo se encienda cuando no hay corriente. Lo más sencillo es utilizar un relé de 5V que este conectado a la salida de la fuente. Usando el contacto normalmente cerrado cuando no haya tensión en la fuente el relé dejará pasar la corriente de la batería a la lámpara.
Un posible esquema sería el siguiente:
El panel de leds.
Otro elemento que nos falta es la lámpara led que se encenderá en ausencia de línea, pero disponemos de una que es la misma lámpara que viene con la luz de emergencia. Tan solo hay que ver si se puede conectar o no.
Echando un vistazo a la placa podemos ver que existen 18 leds blancos que son los que se encienden para dar luz. También hay un led verde y otro rojo, además de un pulsador.
En la parte inferior hay unos puntos de soldadura donde van conectado el conector JST que va a la PCB. Viene etiquetado con LED+, LED-, LED-R, P6 y LED-G.
Ahora hemos de ver como están conectados los leds. Con ayuda del polímetro y aprovechando que las pistas se pueden apreciar relativamente bien seguimos la línea LED+ localizando que va al diodo superior de la izquierda.
Ese diodo está conectado al siguiente (a la izquierda de él) y así sucesivamente, dando como resultado un total de 18 diodos en serie. Con la fuente de alimentación le vamos "metiendo" tensión a un diodo hasta que este se enciende en condiciones. Así medimos la caída de tensión de cada diodo. Cada led tiene una caída de tensión de 2.7V y un consumo de unos 10mA. Eso quiere decir que para que el panel se encienda debemos dar una tensión de 48.6V.
En la siguiente imagen vemos como están conectados los leds y el circuito que hacen, siendo LED+ el ánodo del primer diodo y LED- el cátodo del último.
Por otro lado tenemos el botón y los leds de señalización, haciendo unas comprobaciones vía polímetro/pistas vemos que los dos leds están en serie y tienen una configuración un tanto extraña como podemos apreciar en el siguiente esquema:
Modificando el panel led.
Nos encontramos con un dilema: los leds necesitan casi 50V para poder encenderse, pero tenemos una batería de 3.2V. Además de fuente, cargador y relé vamos a necesitar un convertidor elevador de tensión.
El problema radica en que los módulos elevadores de tensión simple y baratos no son capaces de dar tanta tensión, si no que como mucho llegan a los 25-30V, así que hay dos opciones: montar un elevador casero complicando mucho el circuito, o bien, usar un módulo barato y reducir el número de diodos en serie.
Hemos optado por la segunda opción, haciendo que el circuito tenga dos grupos de 9 leds en serie. Eso nos deja que la tensión necesaria para que funcionen los leds sea de 24.3V.
Para lograr esto hay que cortar la pista que uno al noveno y decimo diodo y hacer unos puentes hacia LED+ y LED-. En el circuito hay que eliminar la película protectora con la dremel y tendremos acceso a la pista, que cortaremos con la misma dremel y llevaremos los cables a donde corresponde:
Montando un prototipo.
Para probar el comportamiento del circuito se ha montado un prototipo en una placa de pruebas, posteriormente diseñaremos una PCB para "mejorar" el proyecto.
Al HLK-PM01 se le ha montado un fusible y un varistor para proteger la entrada de sobretensiones y se ha añadido un condensador de filtro. Si tuviéramos problemas con las EMI deberíamos colocar un filtro para ellas.
Para hacer la conmutación hemos usado un relé TQ2-5V de 5V, que generalmente se usan en comunicaciones pero el relé de 5V que disponemos a mano. El "pero" de este relé es que tiene polaridad, aunque es capaz de soportar 30V en continua y una corriente de hasta un amperio.
Otro detalle es que hemos modificado la placa del TP4056 para limitar la corriente a 120mA dado que el HLK-PM01 no es capaz de suministrar 1A de corriente.
El elevador usado ha sido un MT3608 que es capaz de suministrar hasta 28V y puede funcionar con tensiones de 2V hacia arriba.
Se puede observar que se han utilizado los conectores JST de la placa para realizar la conexión de la batería y el panel led.
Del panel led hemos aprovechado el led verde que indicará que esta conectado a la red y se conecta a la salida de la fuente.
Montaje final.
Como en una placa de prototipos es muy fácil meter errores y viendo el correcto funcionamiento del circuito se ha diseñado una placa para la otra luz de emergencia que está averiada.
Aquí la vista de componentes de la placa ya montada:
Y aquí la vista de pistas:
