Замена аккумулятора и ремонт схемы Smoant Pasito 2

Автор не поощряет курение; это может навредить вашему здоровью. Этот ремонт рассматривается только с точки зрения схемотехники. Отремонтированное устройство впоследствии можно использовать для других целей, например для тестирования аккумуляторов или компонентов.

Фотография в прологе взята с официального промо-сайта Smoant Pasito 2.

Для выполнения этого ремонта вам понадобятся: набор отвёрток, плоскогубцы, лабораторный блок питания 0–15 В и паяльная станция для SMD с нагнетателем воздуха. Ваши навыки должны включать работу с лабораторным источником питания и базовые навыки пайки SMD-компонентов с использованием теплового фена.

Основная проблема устройства заключалась в повреждённом разъёме USB, что впоследствии привело к полной неисправности устройства (аккумулятор и схема вышли из строя поочерёдно). Это устройство принес мне друг, который даже не мог его открыть.

Чтобы открыть устройство, сначала извлеките картридж с жидкостью, как показано в инструкции к устройству.

Далее снимите боковые этикетки (наклейки) и выкрутите четыре мелких винта (по два с каждой стороны), удерживающих рамку.

Затем вытащите основную рамку устройства из металлического корпуса. Этот шаг может быть сложным. У меня из‑за вздутого аккумулятора уходит почти час, чтобы вытянуть рамку, и я полностью повредил пластик плоскогубцами.

Можно помочь себе, приложив усилие к отверстиям для боковых винтов через металлические вырезы. Делайте это только со стороны усиленного пластика. Не пытайтесь тянуть рамку через нижние отверстия или разъём USB — это может привести к взрыву, так как аккумулятор не в корпусе и расположен над этими отверстиями (см. фото).

Снимите четыре маленьких винта, крепящие плату к рамке.

Далее отпаивайте провода, идущие к аккумулятору и разъёму испарителя. (Мощность вашего паяльника должна быть 60 Вт или выше; плата имеет много медных слоёв и её трудно прогреть.) Будьте осторожны, чтобы не повредить экран и кнопки при первоначальном отпаивании.

Позднее я отпаивал вырванный разъём USB с помощью SMD-паяльного фена. Мой друг при попытке вытащить рамку также вырвал небольшой резистор, который я отметил синим кругом. Я впаивал его обратно, но он впоследствии вызвал дополнительные проблемы, см. step 5.

Когда я подал 3.7 В от лабораторного блока питания для тестирования схемы, это показало, что входная линия VBAT полностью замкнута.

Предполагая, что микроконтроллер редко выходит из строя при питании от батареи (поскольку напряжения не слишком высокие), я прощупал нагревающиеся элементы пальцем. Две маленькие микросхемы в корпусе DFN8 (с маркировкой ELA...) были горячими.

Я провёл обратную разработку этих корпусов и пришёл к выводу, что это небольшие контроллеры заряда (аналогичные TP4056 и т.п.), установленные параллельно. Они были напрямую подключены только к VCC (вход USB), VBAT и земле, без связи или передачи данных главному MCU.

Поэтому схема может запуститься после удаления этих микросхем. Я аккуратно отпаивал их с помощью теплового фена. Рекомендую сначала удалить весь окружающий компаунд, потому что некоторые боковые компоненты могут оторваться от платы вместе с основной микросхемой.

На поиск и удаление всех повреждённых компонентов заряда у меня ушло почти два часа.

После выпаивания контроллеров зарядки схема пыталась загрузиться, но показывала ошибку «Low Battery» и затем отключалась. Отладка этой проблемы оказалась сложной и заняла четыре часа обратной разработки.

Сначала я предположил, что входное напряжение измеряется CPU — либо внутренне, либо через внешний АЦП. Я распечатал страницу даташита MCU (приложенную в статье) и отметил возможные входы АЦП.

Измерения питания показали, что основное ядро CPU питалось от 3.0 В через линейный стабилизатор 3.0 В в корпусе SOT-23, расположенный между удалёнными контроллерами зарядки. После этих измерений схема вовсе отказалась запускаться. Оказалось, что компаунд при предыдущей пайке поднял корпус SOT-23. Перепайка этой микросхемы исправила ошибку питания.

Но ошибка низкого заряда осталась. Я открыл даташит MCU (BAT32G137 в корпусе 48-LQFP). После повторной проверки напряжений на всех контактах я всё ещё ничего не нашёл.

Я пришёл к выводу, что напряжение измеряется только при нажатии кнопки, а не постоянно. Поэтому я не вижу его мультиметром на контактах MCU. Напряжение на паре делителя резисторов появляется ТОЛЬКО во время измерения, когда где‑то открывается FET.

Я почти решил сдаться, но обратился к боту OpenAI ChatGPT с даташитом моего контроллера, чтобы помочь найти точки, где может быть проблема. ChatGPT предложил несколько советов, включая пробу разных входных напряжений. По совпадению это сработало — когда я подал 5 В вместо 4.2 В, ошибка аккумулятора исчезла.

Стало ясно, что где‑то был плохой контакт, скорее всего рядом с резисторами. Помня правило «чаще всего проблему создаёт сам пользователь», я проверил резистор возле верхней кнопки, который я ранее паял.

До перепайки его сопротивление было 1 кОм. Я проверил его на предмет трещины при пайке. После перепайки его сопротивление выросло до 1.5 кОм, что достаточно нарушило работу делителя напряжения. Я отметил эти резисторы синим на фото. Выпаянный резистор — это вышедший из строя (верхний) резистор; второй — нижний. Нормальное напряжение в средней точке составляет 1 В.

Самая трудная часть была позади. Теперь нужно было установить запасные детали.

Я припаял 6-контактный разъём USB Type-C с помощью фена для пайки горячим воздухом и паяльника. Пайка далась нелегко, потому что плату было трудно нагреть. Из-за этого расплавились две кнопки размером 3,2×4,2×2,5 мм, но они остались работоспособными и могут быть заменены позже.

Пакеты зарядных устройств DFN8 было НЕВОЗМОЖНО найти, поэтому я заменил их на плату с микросхемой BQ24090 (проще говоря, немного «настроил» схему). Плату когда‑то заказывали из Китая, она называлась «Easy Chip Charger» (ECC), ссылка в описании статьи. Я подсоединил VCC, VBAT и GND тонкими проводами.

Для замены повреждённого резистора 1 кОм я использовал один из соединений в корпусе DFN‑8, которые больше не требовались.

Внутренний аккумулятор разбух и лопнул корпус, из‑за чего сначала его было невозможно открыть. Это произошло потому, что аккумулятор был разряжен до 0 В коротким замыканием и не имел дополнительной защиты из‑за схемотехники и предназначения устройства.

Оригинальные параметры аккумулятора: K23500D 3,7 В 9,25 Вт·ч HTKJ 21102803AP. Размеры: диаметр ~22 мм (24 мм после разбухания), длина ~50–52 мм. Я заменил его на элемент формата 18500.

После пайки появилась ошибка «Check Atomizer». Когда я замкнул выход платы, показалась ошибка «Shorted».

Далее я проверил напряжение VBAT, чтобы удостовериться, что аккумулятор заряжается. Также синий светодиод на плате контроллера указывал на работу зарядного контроллера BQ.

Для тестирования нагрузки на выход я подключил набор керамических резисторов 3,5 Ом к выходу. Резисторы нагрелись, что доказало окончательный ремонт цепи.

Через некоторое время после сборки снова стала появляться ошибка «shorted», или контроллер просто начинал циклически перезагружаться. Устройство работало от лабораторного блока питания, но не хотело работать от аккумулятора.

Такое поведение было странным, но я выяснил, что проблема заключалась в подключении лабораторного блока питания. Когда я нажимал щупом, я деформировал плату и ошибка исчезала. Я переприпаивал плату — и ошибка исчезла. Это означает, что где‑то сохраняется плохой контакт, и устройство может выйти из строя в любой момент.

Припайка выводов микроконтроллера решила проблему, но неизвестно, на сколько надолго.

Некоторые напряжения были сняты на контрольных точках — керамические конденсаторы. Я также отметил компоненты, которые осматривал во время ремонта (с двух сторон).