1. Ustalenie przyczyny awarii baterii - software
Jeżeli dysponujemy laptopem obsługującym daną baterię, warto podłączyć ją pod laptopa w celu sprawdzenia co jest głównym powodem braku działania baterii lub spadku jej pojemności. W tym celu należy wsadzić baterię do gniazda laptopa, podłączyć zasilacz oraz uruchomić system operacyjny. Następnie należy zainstalować oprogramowanie, które dostarczy nam niezbędnych, podstawowych informacji o baterii. Najczęściej używanym programem do tego celu jest aplikacja BatteryMon, którą bez problemu można znaleźć w Internecie w wersji demo. Aplikacja ta umożliwia przede wszystkim sporządzenie wykresu ładowania oraz rozładowania baterii, dzięki któremu możemy się dowiedzieć w którym momencie naładowania występują problemy z baterią. BatteryMon umożliwia między innymi poznanie jaka jest aktualna, maksymalna pojemność baterii, a także jakie jest aktualnie napięcie na baterii.
- batterymon.jpg (51.56 KiB) Przejrzano 2663 razy
Teraz czas na test sterownika. Proces ten jest niezbędny w celu sprawdzenia, czy do regeneracji baterii wystarczy sama wymiana ogniw, czy też może będzie potrzebny reset sterownika, który nie jest już łatwą czynnością i wymaga "nieco?"większych wydatków i zaangażowania. W celu sprawdzenia, czy układ baterii jest zablokowany musimy zminimalizować ilość pobieranej przez laptopa energii. W tym celu ładujemy baterię do pełna, przyciemniamy maksymalnie ekran, odłączamy muszkę oraz inne urządzenia, które czerpią energię z USB, a następnie odłączamy zasilacz. Jeżeli laptop gwałtownie się wyłączył tzn., że najprawdopodobniej sterownik uległ zablokowaniu. Jeżeli laptop się nie wyłączył, to podłączamy ponownie zasilacz.
Sam fakt, że sterownik nie uległ zablokowaniu nie oznacza jednocześnie, że sterownik ten nie wymaga zresetowania. Sterownik baterii jest swoistego rodzaju pośrednikiem pomiędzy ogniwami baterii oraz laptopem. Sterownik ten zapisuje między innymi informacje ile cykli pełnego naładowania oraz rozładowania było w baterii oraz jaka jest data produkcji baterii. Niektóre rodzaje sterowników przeliczają te informację i określają jaka jest szacunkowa pojemność baterii oraz jej żywotność. Tym samym samo stwierdzenie, że sterownik nie jest zablokowany oraz wymiana ogniw może nie wystarczyć do pełnej regeneracji, gdyż może się bowiem okazać, że po wymianie ogniw bateria nadal będzie miała niską pojemność, albo przestanie działać po kilku kolejnych cyklach.
rodzaj kontrolera stosowany w bateriach do laptopów - sterownik BQ3060
(Sterownik baterii BQ 3060)
Co zatem należy zrobić? Potrzebujemy wiecej informacji niżeli dostarcza nam BatteryMon. Potrzebujemy informacji dot. daty produkcji baterii oraz liczby cykli. Przydatne w tym celu mogą okazać się aplikacje dostarczone przez producentów laptopów. Przykładowo firma lenovo udostępnia do swoich laptopów aplikację Lenovo Battery Manager, która dostarcza nam informację między innymi o liczbie cykli na baterii oraz dacie jej produkcji.
parametry baterii odczytane za pomocą programu Lenovo Energy Manager
Jak wydać na załączonym screenie bateria została wyprodukowana 27 października 2007 r. oraz posiada aż 1750 cykli (sic!), a więc bezwątpienia wymaga zresetowania.
1a. Ustalenie przyczyny awarii baterii - hardware
Jeżeli z jakiegoś powodu nie możesz sprawdzić baterii w laptopie, bądź też obawiasz się, że może ona uszkodzić laptopa, proponujemy sprawdzenie baterii sposobem tradycyjnym. Metoda ta co prawda nie pozwoli nam oszacować aktualnej pojemności baterii, ale pozwoli określić prawdopodobną przyczynę awarii.
Każda bateria do laptopa posiada szynę SMBus, przy pomocy której odbywa się komunikacja baterii z laptopem. Szyna ta to nic innego jak konektor baterii, który wchodzi w laptopa. Konektor ten składa się z od kilku do kilkunastu PINów, kóre są osłonięte plastikowymi ściankami. W celu sprawdzenia baterii należy przede wszystkim zbadać jakie bateria ma napięcie wyjściowe, ale wcześniej musimy ustalić jej polaryzację. Plus i minus baterii usytuowane się zazwyczaj na dwóch skrajnych pinach. W celu sprawdzenia na nich napięcia należy wsadzić w dwa skrajne piny cienką blaszkę, albo drucik tak żeby wyprowadzić z nich napięcie na zewnątrz baterii. Przy pomocy multimetra sprawdzamy, czy jest napięcie na baterii. W przypadku, gdy napięcie jest mniejsze niż 9V (dla baterii z nominalnym napięciem 10,8V oraz 11,1V) albo mniejsze niż 13,8V (dla baterii z nominalnym napięcien 14,4V oraz 14,6V), to sterownik najprawdopodobniej uległ zablokowaniu z powodu zbyt głębokiego rozładowania baterii). Brak napięcia na wyjściu baterii nie zawsze jest równoznaczne z tym, że bateria jest uszkodzona. Niektóre rodzaje baterii posiadają PIN ID, który podłączony z masą baterii aktywuje baterie uwalniając prąd na konektorze baterii. Niestety PIN ID można znaleźć tylko metodą prób i błędów poprzez podłączenie multimetra do skrajnych pinów baterii i równoczesnego podłączenia rezystora 100 Ohm do masy baterii z po kolei innymi pinami np. PIN 1 z PINem 4 PIN 1 z PINem 5. Zazwyczaj PIN ID jest zlokalizowany w środku baterii pomiędzy PINami Data i Clock. Jeżeli powyższa metoda nie pomoże i nadal nie ma napięcia na baterii to możliwe, że bateria została trwale zakodowana przez producenta i dopiero po jej podłączeniu do laptopa napięcie jest wyprowadzane na zewnątrz baterii (co jest raczej mało prawdopodobne) albo poza zablokowaniem sterownika uległ również przepaleniu bezpiecznik baterii, który odciął odpływ prądu z baterii.
Po dokonaniu wstępnej oceny możliwych przyczyn uszkodzenia baterii należy się zastanowić nad koniecznością wymiany ogniw. W obecnie sprzedawanych bateriach do laptopów występują dwa rodzaje ogniw - ogniwa litowo-jonowe oraz litowo-polimerowe. Dla potrzeb niniejszego poradnika przyjrzymy się jednak wyłącznie ogniwom lit-ion, gdyż są one używane w 90% baterii do laptopów. Ogniwa lit-ion używane w bateriach do laptopów mają oznaczenie 1865. Oznaczenie to wskazuje na nic innego jak rozmiar ogniwa - 18mm średnicy oraz 65mm wysokości ogniwa. Ogniwa te występują w dwóch rodzajach napięć nominalnych - 3,6V oraz 3,7V. Należy pamiętać, iż dla potrzeb budowy baterii do laptopa należy stosować ogniwa o tym samym napięciu tj. albo wszystkie ogniwa o napięciu 3,6V albo o napięciu 3,7V. Maksymalne napięcie ogniwa lit-ion wynosi 4,2V.
Odłączanie starych ogniw od baterii
Wbrew powszechnej ocenie odłączanie starego pakietu ogniw jest równie ważne jak podłączanie nowego, gdyż niezachowanie odpowiedniej kolejności może doprowadzić do zablokowania sterownika baterii, a w niektórych przypadkach nawet do jego trwałego uszkodzenia. Przede wszystkim należy pamiętać, żeby odłączać od elektroniki cały pakiet ogniw bez wcześniejszego rozdzielania go na poszczególne ogniwa. Jest to konieczne w celu zachowania na odłączanym pakiecie odpowiedniego napięcia, a tym samym uniknięcia zablokowania sterownika baterii. Najważniejszą czynnością przy odłączaniu zużytego pakietu ogniw jest zachowanie odpowiedniej kolejności odłączania przewodów łączących elektronikę z ogniwami. Przewody te należy odcinać w odpowiedniej kolejności tj. od największego plusa (czerwony przewód) poprzez dwa kabelki o mniejszym napięciu (niebieski oraz biały (ew. żółty)), aż do minusa (czarny kabelek). Z doświadczenia podpowiem, że kabelki najlepiej jest odłączać krótkim przecięciem przewodu przy samym łączeniu z pakietem ogniw. Oczywiście osoby bardziej wytrwałe w lutowaniu mogą się również pokusić o odłączanie kabelków przy pomocy lutownicy, jednak osobiście nie polecam tego rozwiązania z uwagi na wyższe ryzyko powstania przepięcia, a tym samym zablokowaniu sterownika. Pomiędzy kabelkami łączącymi ogniwa z elektroniką może się również pojawić termometr, który będzie przyklejony do ogniw taśmą, bądź klejem. Termometr ten oczywiście ma za zadanie mierzenie temperatury ogniw w czasie ich pracy. Dla potrzeb regeneracji baterii możemy go odłączyć w dowolnym momencie, zarówno przez jak po odłączeniu ogniw od elektroniki.
zdjęcie przedstawia rozłączony pakiet ogniw lit-ion
Podłączanie nowych ogniw do baterii
W bateriach do laptopów ogniwa są łączone w pakiety. Łączenie ogniw jest niezbędne w celu uzyskania pożądanego napięcia oraz pojemności. W celu zobrazowania sposobu łączenia ogniw postaramy się opisać sposób ich łączenia w standardowej baterii o pojemności 4400mAh oraz napięciu 10,8V. W celu zwiększenia pojemności akumulatora ogniwa trzeba połączyć równolegle tj. plus z plusem oraz minus z minusem. W przypadku połączenia w powyższy sposób dwóch ogniw o standardowej pojemności 2200mAh uzyskamy pojemność akumulatora 4400mAh, lecz z napięciem jedynie 3,6V. Napięcie to jest oczywiście zbyt małe, żeby ogniwa mogły pełnić rolę baterii do laptopa. Jak zatem zwiększyć napięcie? To proste - wystarczy połączyć pakiety ogniw w sposób szeregowy tj. łącząc plus jednego pakietu z minusem drugiego. Łącząc w powyższy sposób trzy pakiety ogniw uzyskamy baterie o pojemności 4400mAh (po dwa ogniwa łączone równolegle) oraz o napięciu 10,8V (trzy pakiety łączone w sposób szeregowy). Ogniwa lit-ion łączy się przy pomocy zgrzanych do poszczególnych ogniw blaszek. Należy pamiętać, że zgrzania blaszek nie można zastąpić lutowaniem, dlatego iż w przypadku lutowania temperatura jest zbyt wysoka i rozkłada się ona na znacznie większą objętość ogniwa, niżeli w przypadku punktowego zgrzewania. Zbyt duże podgrzanie ogniw w wyniku lutowania może spowodować ich uszkodzenie, a nawet wybuch. Należy pamiętać, że przed podłączeniem gotowego pakietu ogniw należy przeprowadzić test ich jakości. Najważniejszym aspektem jakościowym ogniw, jest ich napięcie. Wszystkie ogniwa lit-ion połączone w pakiet muszą mieć zbliżone (prawie identyczne) napięcie. Przyjmuje się, że ogniwa mogą zostać połączone w pakiet, jeżeli nie występują na nich różnice w napięciu większe niż 50mV. Drugim aspektem jest konieczność podłączania ogniw o zbliżonej rezystencji wewnętrznej. Warunek ten jest konieczny w celu uniknięcia sytuacji, że jedno ogniwo będzie ładowało się szybciej od innego, a tym sterownik baterii będzie wystawiał szybciej flagę "full charge" dla baterii. Przykładowo pierwsza sekcja będzie miała napięcie maksymalne tj. 4,2V, gdy druga i trzecia sekcja będzie w napięciu 3,9V. Niewyrównana rezystencja wewnętrzna prowadzi również do zwiększenia różnic w napięciu na poszczególnych sekcjach (zawsze któraś sekcja będzie niedoładowana), a tym samym może spowodować w przyszłości zablokowanie sterownika baterii, a w niektórych przypadkach także przepalenie bezpiecznika. Jeżeli jesteśmy pewni, że ogniwa mają zbliżone napięcie oraz podobną rezystencję wewnętrzną, łączmy je w identyczny pakiet, jak pakiet odłączony - w naszym przypadku będą to trzy pakiety połączone równolegle, gdzie pakiet to dwa ogniwa łączone równolegle (10,8V 4400mAh). Przy podłączaniu ogniw do elektroniki, podobnie jak przy odłączaniu, najważniejsza jest kolejność podłączanych przewodów. Podczas podłączania należy zachować odwrotną kolejność niżeli przy odłączaniu. Tak wiec w pierwszej kolejności należy podłączyć minus baterii (czarny przewód), następnie pierwszy plus (biały albo żółty przewód), kolejny plus (niebieski przewód) oraz oczywiście napięcie całego pakietu (czerwony przewód). Na koniec należy oczywiście pamiętać o podłączeniu termometru do ogniwa. Tak złożone ogniwa podłączone do płytki elektronicznej wsadzamy ostrożnie w opakowanie baterii, które następnie sklejamy.
Inicjowanie baterii
W przypadku, gdy prawidłowo podłączyliśmy ogniwa, baterie należy zainicjować. W tym celu wsadzamy baterie do laptopa i podłączamy zasilacz. Kontrolka ładowania baterii początkowo może pokazywać błąd baterii jednak po pewnym czasie powinna się zapalić kontrolka ładowania. Odłączamy zasilacz i wsadzamy go ponownie. Jeżeli kontrolka ładowania świeci się poprawnie, wtedy włączamy komputer i obserwujemy proces ładowania w systemie operacyjnym, bądź przy użyciu specjalistycznej aplikacji np.: BatteryMon. Pamiętaj żeby przy pierwszym ładowaniu nie pozostawiać laptopa samemu sobie. Obserwuj poziom naładowania oraz w miarę możliwości napięcie baterii. Sprawdzaj również co jakiś czas, czy bateria podczas ładowanie nie grzeje się. Jeżeli zauważysz jakieś podejrzane zjawisko, to niezwłocznie odłącz zasilacz.
Kalibracja baterii
Jeżeli mamy już podłączoną baterię, którą nasz laptop wykrywa i poprawnie ładuje, to pozostaje nam ostatni, równie ważny, etap ? kalibracja baterii. Kalibracja to nic innego jak "zmuszenie" elektroniki baterii do nauczenia się pojemności ogniw. Dzięki temu procesowi elektronika baterii będzie poprawnie wysyłała do laptopa informacje dot. całkowitej pojemności baterii i pozostałego czasu do pełnego rozładowania. Jak zatem przeprowadzić proces kalibracji? Dla jasności postaramy się opisać to w kilku punktach:
1. Wsadzamy baterię do wyłączonego laptopa.
2. Wyciągamy zasilanie z gniazda ładowania, włączamy laptopa i uruchamiamy system operacyjny.
3. Pracować na laptopie, aż do sygnału o niskim poziomie baterii.
4. Uruchamiamy ponownie komputer i przechodzimy do BIOSU w celu całkowitego rozładowania baterii i wyłączenia się komputera (Uwaga! W BIOSie nie wykonujemy żadnych czynności)
4. Wyciągamy baterię z laptopa i pozostawiamy ją na 2-3 godzin tzw. relaks baterii.
5. Wsadzamy baterię do laptopa, podłączamy zasilanie do gniazda i włączamy komputer.
6. Kontrolujemy proces ładowania pod systemem operacyjnym.
7. Kiedy system operacyjny zasygnalizuje 100% naładowania baterii, pozostawiamy podłączone zasilanie jeszcze przez godzinę.
8. Odłączamy zasilanie i możemy już normalnie używać baterii.