Oprava prodlužovačky s Wattmetrem EMOS KFZ02S-05

Varování a disclaimer

Toto není návod! Tento text je pouze pár mých poznámek během opravy wattmetru zabudovaného v prodlužovačce, protože jsem si nedal pokoj a zkoumal důkladněji, než si toto zařízení zasloužilo. Když zohledním věnovaný čas a cenu použitého materiálu, mohl jsem si snadno koupit několik nových.

Jelikož se jedná o zařízení pracující přímo s životu nebezpečným napětím, rozhodně nedoporučuji komukoli bez elektrotechnického vzdělání takové zařízení otevírat. Pokud přesto zařízení otevřete, nepřipojujte ho k rozvodné síti a neprovádějte v zapojení změny. Riskujete nejenom své zdraví, ale i majetek v případě požáru.

Pokud vás takové věci baví, klidně čtěte dál. Nevěřte všemu na internetu, ani tomuto textu. Mohu se fatálně mýlit. Mohu psát bludy. Pokud se tímto přesto budete inspirovat a způsobíte si škodu, já vás varoval. Je to pouze vaše riziko.

Jak se vada projevovala?

Prodlužovačku jsem používal několik let. Převážně jsem ji měl v koutě stolu, abych do ní mohl snadno připojovat notebooky a zároveň viděl na displej wattmetru. Bylo to užitečné a praktické zařízení, ale postupem času přestávaly být znaky na displeji kontrastní až přestaly být čitelné zcela. Wattmetr se stal nepoužitelným. Zásuvky samozřejmě fungovaly dál, ty vada nijak ovlivnit nemohla.

Zkoumání a hledání závady.

Prodlužovačka je sešroubovaná bezpečnostními šrouby. Nemaje patřičný šroubovák, vyrobil jsem si ho. Ale pro neelektrotechniky budiž taková překážka varováním, kterou by neměli překonávat.

Po prvním otevření jsem nezjistil nic viditelně vadného, žádné vyhřezlé kondenzátory, žádná koroze, žádné spálené spoje. Nezbylo než měřit a pochopit, jak to funguje.

Elektrolytické kondenzátory jsem samozřejmě zkontroloval první, ale byly víceméně ok, ani výměna za nové lepší nic neovlivnila. Nečekal jsem, že to pomůže, ale když už se v něčem vrtám a věnuji tomu čas, žralo by mě svědomí nechat uvnitř potenciální poruchu.

Zálohovací NiMH baterie se ukázala být vybitá. Koupil jsem podobnou náhradní, stejný počet článků v sérii, jen s nepatrně větší kapacitou 40mAh místo 19mAh. To není na škodu, fyzicky se větší kapacita ještě stále vešla. Kromě toho, že vydrží déle nabitá, tak by nabíjení a vybíjení stejně malými proudy mělo být vůči větší kapacitě vlastně šetrnější.

Výměna baterie pomohla jen z části. Po výměně začal fungovat LCD displej. Stiskem tlačítka bylo možné wattmetr probudit, ale zobrazoval trvale nulové napětí i proud. Tj. začala fungovat část wattmetru, která zobrazovala údaje.

A všiml jsem si, že se po připojení k rozvodné síti akumulátor přesto nenabíjí. Napětí na něm velmi pomalu, ale přesto klesalo bez ohledu na situaci.

Udělal jsem si pár fotek a jednu jsem použil jako podklad v Gimpu, do další vrstvy jsem si začal čmárat poznámky. Hodně to usnadňuje.

Uvnitř jsou jen tři integrované obvody, modul displeje nepočítaje, ten se ukázal být funkčním. Je tam malá I2C EEPROM pravděpodobně s firmwarem pro LCD displej, opět, vzhledem k funkčnosti displeje na 99% v pořádku. Je tam malý lineární stabilizátor 7805 a je tam čip Cirrus Logic CS5460A, který je jádrem celého zapojení. To je ten čip, který měří napětí i proud a získané údaje předává zobrazovacímu modulu. A když to neměří, co jiného by mohlo být vadné?

Jenomže v tuto chvíli mi do toho vlezly jiné povinnosti a celé jsem to musel odložit. Stihl jsem ještě z eBaye objednat modul s náhradním čipem CS5460A za nějakou velmi nízkou částku, ale potom jsem na to tak trochu zapomněl a prodlužovačka zůstala odložená v "šuplíku" celé měsíce.

Náhradní čip dorazil a taky si nějaký čas poležel odložený, než jsem se donutil se tím znovu zabývat. Přeci to nezahodím, když už mám náhradní součástku. No ne?

Tentokrát jsem se do toho pustil důkladněji, wattmetr jsem vymontoval ven, aby se s ním dalo lépe manipulovat a dokonce jsem si nakreslil celé schéma. Datasheet k čipu Cirrus Logic CS5460A se mi podařilo najít už při prvním zkoumání. Připojení k bočníku na kterém se měří proud je shodné s datasheetem, připojení pro měření napětí se liší zanedbatelně. Kromě toho je tam komplikovaněji zapojená část, kterou se získává 5V. A úplně navíc část s displejem, EEPROM a baterií.

Tam se ukázalo, že nízké napětí za stabilizátorem 7805 jsem ignorovat neměl. Nejenže se jím napájí CS5460A, ale hlavně se z něj nabíjí baterie.

Taky se ukázalo, že napájení LCD displeje je přímo závislé na napětí baterie. Proto začal modul displeje po výměně baterie fungovat i když naměřené hodnoty byly nulové.

Protože rezistory jsem ověřil několikrát a jejich odpor odpovídal popisu, štěstí, že se na ně ještě ta čísla vešla, být menší než 0805, hodnot bych se nedopátral, tak mi zbyla jediná součástka, která by mohla být vadná. Kondenzátor C1 zapojený paralelně k R1 a R25.

Vypájel jsem ho, změřil a ejhle, měl kapacitu pouhých 41nF místo 330nF. tedy i násobně menší impedanci a tedy i napětí za ním (za R2 atd...) muselo nutně být menší, pro stabilizátor 7805 nedostačující. U nově koupeného jsem naměřil kapacitu taky o maličko nižší, ale pořád v 10% toleranci (bezpečnostní třída X2). A hlavně se po výměně výrazně zvýšilo napětí před 7805, za stabilizátorem najednou bylo téměř 5V, jak mělo být, akumulátor se začal nabíjet a hlavně CS5460A začal měřit. Na displeji se začaly ukazovat smysluplné hodnoty.

Problém tedy vyřešen. Znovu jsem vše zkontroloval po cca 2 dnech trvalého provozu, napětí na baterii se ustálilo těsně pod 4,2V (3 články po 1.4V, tj. tak jak NiMh mají mít bezprostředně po odpojení od nabíječky).

Opravovat takové věci se fakt nevyplatí, ale byla to zajímavá zkušenost.

Download

• datasheet_Cirrus_Logic_C5460A-bsz.pdf - dokumentace k čipu CS5460A
• prodluzovacka_s_wattmetrem_EMOS_KFZ02S-05.tar.bz2 - schéma prodlužovačky do Eagle 6.4

Historie změn článku

• 2020-11-12 - zveřejněno