Коли телефон Samsung Galaxy Note GT-N7000 чесно пропрацював 2 з гаком роки, постало питання про заміну в ньому акумулятора. Однієї зарядки тепер ледь вистачало на добу, а якщо береш його з собою в поїздку, то потрібно було заощаджувати батарею, і завжди брати з собою зарядний пристрій.

При виборі акумулятора відразу виникло багато питань. Як вибрати батарейку, і при цьому не нарватися на підробку? Як при цьому не переплатити зайві гроші? І ще мені було дуже цікаво, ніж фірмова батарейка відрізняється від китайської. Ціною - це зрозуміло, але що всередині, і наскільки при цьому відрізняється якість?

Відразу скажу - покупка акумулятора схожа на гру в лотерею. Мета цієї статті - збільшити Ваші шанси витягнути виграшний квиток.

Для вимірювання дійсної ємності був зібраний найпростіший стенд на основі Arduino Nano. Спочатку я повністю заряджав батарею (в телефоні), а потім підключав до батарею до стенду, де вона розряджалася через резистор 14.4 ома (6 послідовно включених резистора опором 2.4 му кожен). Нижче наведена схема стенду і його модель, створені в системі проектування Fritzing [1].

А ось так стенд виглядає в зібраному вигляді:

Принцип вимірювання ємності акумулятора простий. Послідовно включені резистори R2..R6 і R7 працюють не тільки як навантаження для акумулятора, але і ще як дільник напруги 1/6. З резистора R7 знімається напруга і подається на канал АЦП A0 плати Arduino. Оскільки напруга на акумуляторі змінюється в межах від 4.2 до 2.5 вольт, то на вхід АЦП приходить напруга від 0.7 до 0.41 вольта, тому АЦП переключено на внутрішнє джерело опорного напруги 1.1V. Напруга на батареї в вольтах обчислюється за формулою:

U = (6 * (1.1 * adcraw)) / 1024;

де adcraw це значення, лічений з регістрів АЦП. Струм через батарею в амперах обчислюється за формулою:

Ємність батареї в ампер / годинах вважається як накопичується з кожною секундою інтеграл, поки батарея не розрядиться повністю. Т. е. При запуску розряду лічильник ємності батареї обнуляється, і кожну секунду до нього додається поточне значення струму через батарею в амперах, поділене на 3600 секунд (в годині 60 хвилин, в хвилині 60 секунд, разом в годині 3600 секунд). У момент закінчення розряду в лічильнику виявляється ємність батареї.

Початок заряду визначається по підключенню батареї (стрибка струму від нуля до значення вище 50 мА), а закінчення заряду по спрацьовуванню захисту від перезаряду [2] (при цьому струм через батарею падає до нуля).

Світлодіод використовується тільки для індикації процесу роботи скетчу. У режимі очікування підключення батареї він дає короткі щосекундні спалаху, а коли батарея підключена і починає розряджатися, то шпаруватість мигання змінюється на рівномірну (час включення світлодіода одно часу виключення і дорівнює 500 мс).

/ * Програма-скетч, яка вимірює час повного розряду акумулятора. Використовувалася для тестування акумуляторів смартфона Samsung Galaxy GT-N7000. Акумулятор розряджався струмом близько 250 мА (через резистор 14.4 Ом, що складається з ланцюжка 6 резисторів по 2.4 Ом) з повністю зарядженого стану до повністю розрядженого. 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 GND ---- [] - x - [] ---- [] ---- [] ---- [] ---- [] ---- <- - 3.7V | ADC Початок заряду визначалося по зростанню напруги на частини резистора навантаження. Закінчення розряду визначалося по пропажі напруги на цьому ж резистори, тому що при повному розряді в акумуляторі спрацьовувала вбудований захист від переразряда. * / // Лічильник секунд з моменту початку розряду unsigned long seconds; // Напруга, струм, ємність батареї. float U, I, capacity; void setup () {pinMode (13, OUTPUT); Serial.begin (9600); analogReference (INTERNAL); // опорна напруга для ADC 1.1V Serial.print ( "[Програма тестування ємності Li-Ion акумулятора]"); } // Підпрограма зчитує АЦП і по його значенню обчислює: // U напруга батареї // I струм батареї void readUI (void) {int adcraw; adcraw = analogRead (A0); // У нас 6 послідовно з'єднаних резисторів, і arcraw // зчитується з одного з них. Опорна 1.1V, йому відповідає // 1024 відліку. U = (6 * (1.1 * adcraw)) / 1024; // Ток обчислюється за законом Ома: I = U / R I = (U / 6) / 2.4; } Void loop () {Serial.print ( "\ r \ n Підключіть батарею ..."); // Чекаємо підключення батареї (початку розряду): do {digitalWrite (13, HIGH); delay (100); digitalWrite (13, LOW); delay (900); readUI (); } While (I <0.05); Serial.println ( "\ r \ n Розряд почався"); // Чекаємо закінчення розряду: seconds = 0; capacity = 0; while (true) {digitalWrite (13, HIGH); delay (500); digitalWrite (13, LOW); delay (500); seconds ++; readUI (); capacity + = (I / 3600); if (I <0.05) {Serial.print ( "\ r \ n I <0.05A"); break; } If (U <2.5) {Serial.print ( "\ r \ n U <2.5V"); break; } Serial.print ( "\ r Минуло"); Serial.print (seconds, DEC); Serial.print ( "секунд, U ="); Serial.print (U, 2); Serial.print ( "VI ="); Serial.print (I, 3); Serial.print ( "A ємність ="); Serial.print (capacity, 4); Serial.print ( "A / ч"); } Serial.print ( "\ r \ n Батарея розряджена"); }

Приклад виведення програми в консоль:

На стенді батарейка розряджається практично в "нуль", тому що рівень розряду обмежений тільки захистом в контролері батареї. У реальних умовах експлуатації (в телефоні, смартфоні) зазвичай максимально можлива глибина розряду батареї менше на 15..25%.

[Моя стара батарейка 2500 мА / год]

На мою стару батарейку, поки вона була свіжа, мені було гріх скаржитися. Уже й не пам'ятаю точно, скільки часу вона тримала заряд, але мені на добу з гаком навіть при досить активному використанні вистачало з запасом. До закінчення свого терміну експлуатації виміряна ємність бабусі була всього лише близько 800 мА / год, і заряджати її доводилося щодня.

Стара батарейка точно фірмова, в цьому немає ніяких сумнівів. Справа в тому, що нові телефони, які тільки що з'явилися в продажу, зазвичай завжди продаються з фірмовою батарейкою, і до того ж свою стару батарейку я розібрав, і поцікавився, що в ній всередині. Розбирається фірмова батарея досить просто - відклеюється бічний скотч, і знімаються нижня і верхня пластмасові кришки на торцях батареї. Під верхньою кришкою знаходиться плата контролера на мікросхемі MP24AD [2], що захищає банку від перезарядження, переразряда і інших неприємностей.

Плата контролера:

[Що мені попалося на ринку]

Це самий натуральний фейк, не дивлячись на солідність упаковки і навіть наявність наклеєною голограми. Заявлена місткість 2500 мА / год, а реальна виміряна лише 608 мА / год. Коротше кажучи, ця батарейка працювала ще гірше, ніж моя стара, яку я зібрався міняти, її ледь-ледь вистачало на півдня роботи.

Зовні батарейка виглядала зовсім як оригінальна, так що запідозрити обман досить важко. Для того, щоб помітити проблеми, потрібно її встановити в телефон і уважно придивитися до корпусу. По-перше, на відміну від оригінальної батареї Samsung, на корпусі цієї підробки немає дати виготовлення батареї. На упаковці Ви також не знайдете дати виготовлення - ознака, що батарея явний фейк. По-друге, корпус батареї має вм'ятини. Зверніть увагу - це добре видно на фото нижче. По-третє, розмір корпусу батареї виявився коротшим на міліметр, ніж стандартний. Мені довелося вирізати з пластикової карти вкладиш, щоб батарея нічого випадали і надійно прилягала до контактів:

Коли я розібрав батарею, то стало зрозуміло, звідки вм'ятини, і почасти стала ясна причина малої місткості.

Як Ви бачите, енергоносій має зменшені габарити. Заводське маркування енергоячейкі абсолютно невиразна, немає ні ємності, ні дати виготовлення.

Все порожній простір залито еластичною пластмасою, схожою на тверду гуму. Цим пояснюються вм'ятини на корпусі. Маленька банку ніяк не може давати повної заявленої ємності, і швидше за все це просто некондиция - відбраковування виробництва.

На жаль, контролер теж був залитий пластиком, і я не відразу зрозумів, що його можна легко відшарувати феном. Тому плату контролера через недосвідченість я повністю розламав. Там була застосована мікросхема контролера захисту Li-Ion батарей S-8205A / B [3]. До речі, контролер був дуже схожий на контролер батареї Tiger Energy (див. Далі).

Таку батарейку точно купувати не варто!

Ємність нижче заявленої, але що Ви хотіли за 400 рублів? Отримуйте 2070 мА / год замість 2500 мА / год:

Tiger Energy намагається чомусь в усьому наслідувати Infinity, але упаковка у Infinity виглядає більш якісно. За цю батарейку часто просять 500 рублів, але можна сторгуватися і за 400.

На батарейці написано 2700 мА / год, але насправді витягує вона тільки 2037 мА / год.

Під жовтою наклейкою ховається батарея із заводською маркуванням 2500 мА / год. На маркуванні також проставлена ​​дата виготовлення осередки (січень 2014 року). Можливо, батарея втратила частину своєї ємності з-за довгого зберігання на складі, але все одно вона ніяк не може бути на 2700 мА / год просто фізично:

Контролер KLX-PACi9000 був за китайською традицією залитий чорним еластичним пластиком, але мені вдалося його вдало відшарувати за допомогою фена:

На платі контролера добре видно мікросхема захисту Li-Ion батарей FS8205A [3].

Упаковка якісна, на обробку і голограми не поскупилися. На ринку її рекламували як найкращий варіант ( "довго тримає!").

На жаль, дати виготовлення не упаковці і Копусов батареї я не знайшов.

Після випробувань виявилося, що реальна ємність 2417 мА / год майже збігається з заявленою 2550 мА / год. Це найкраща батарея з усіх, що я протестував.

Цілком гідна за якістю і ціною батарейка.

[Поради при покупці акумулятора]

Багато що з усього цього чисто моє ІМХО, так що не претендую на те, що в усьому прав.

1. Не буває в продажу фірмових батарейок на заміну. Тому навіть не шукайте фірмову батарейку, все одно не знайдете, або Вам підсунуть замість неї ту ж китайську, але втридорога. Якщо продавець клянеться, що батарейка фірмова, то відразу йдіть.

2. Купувати батарейку найкраще на радіоринку, де продавців багато і є вибір і за ціною, і за якістю. Не купуйте в Інтернет-магазинах, тому що у Вас не буде можливості перевірити, що купуєте саме те, що потрібно, і до того ж доведеться доплатити за доставку. Виняток може бути для Інтернет-магазину тільки в тому випадку, якщо Ви точно впевнені в репутації магазину, і знаєте що саме Вам треба купити.

3. Шукайте продавця, у якого є кілька варіантів батарейок для Вашого телефону. Чесний і знає продавець відразу скаже, яка батарейка краще, і наскільки вона краще. Зазвичай у такого продавця вітрина завалена акумуляторами самого різного виду та розміру, і більш-менш нормальні ціни.

4. Перш ніж купувати батарейку, попросіть її дістати з упаковки, спробуйте як вона працює на вашому телефоні. Li-Ion батареї повинні зберігатися в полузаряженном стані, тому Ваш смартфон повинен відразу заробити, і показати приблизно половину заряду. Якщо телефон не включається, або показує заряд близько нуля, то не купуйте, краще спробуйте знайти інший варіант батареї.

5. Уважно огляньте корпус батарейки. Не повинно бути здуття і провалів на корпусі, боки батарейки повинні бути рівні і гладкі, на дотик корпус батарейки не повинен проминатися при натисканні. Провали або вм'ятини в на корпусі батарейки можуть бути, якщо батарейка полуфейковая - в неї вбудований дешевий, малоємкий енергоносій. Така батарейка має ємність набагато менше, ніж нормальна, і довго тримати заряд не буде.

6. На корпусі батареї повинна бути відштампованих дата виготовлення. Якщо її немає, є привід задуматися. І само собою, батарея не повинна бути сильно прострочена - бажано не більше року.

7. Батарейка повинна легко встановлюватися на своє посадочне місце, надійно фіксуватися і не бовтатися. Зверніть увагу, як контакти підходять і пружинять при установці батареї. На неякісної китайської батареї контакти приєднувалися ненадійно - через те, що були занадто втоплені в корпус, і батарея по довжині була на півміліметра коротше.

[UPD190129]

Батарейка TIGER Energy i9220 чесно протрималася 4 роки, а потім стала швидко разряжатся, не витягуючи один день. Це говорить про гідну якість китайських акумуляторів. Замінив її на Infinity Energy, яку тестував при написанні цієї статті також 4 роки тому. Поки працює, хоча пролежала вона без роботи ті ж 4 роки.

Моєму телефону Samsung Galaxy Note GT-N7000 вже не менше 7 років, дивно як довго він ще дихає.

[Посилання]

1. Fritzing: як перестати боятися електроніки (болгарка для новачка) .
2. Мікросхема захисту акумулятора MP24AD .
3. S-8205A / B Series BATTERY PROTECTION IC site: sii-ic.com.
4. 150214smartfone-accum.zip - даташіта, фотографії, вихідний код скетчу Arduino для стенду.