【實作實驗室】儀器故障找不到鈕扣電池?搶救特殊規格電池大作戰

作者:實作派

最近阿信助教發現有一台儀器每次設定時,面板的背光都不亮,RS232 的速率也不對,還花了一些時間才找到選項將設定弄對,但重新上電後背光又不亮了、RS232 也無法連線,真是傷腦筋,該不會是儀器電池沒電了吧。

設定遺失,儀器的電池嫌疑最大(圖片來源:實作派提供)

設定遺失

當我檢查設定時,發現面板背光與 Baud rate 設定已經不是當初的值了,看來之前的設定都遺失了,這種現象大家應該不陌生,只要有組裝 PC 的經驗,應該不難推測這就是電池沒電的現象。

所以接下來的工作就是要更換電池!講起來很簡單,但實際上跟我想的有些不一樣。原先我以為我要找的是像下圖主機板這樣的鈕扣電池,但實際上在儀器內的電路板上,我怎麼找就是找不到這樣閃亮亮的鈕扣電池。

儀器的電池和照片中主機板的電池不一樣(圖片來源:實作派提供)

特殊規格的儀器電池

我在想該不會是儀器的電池有不同的樣貌吧!因此我又仔細找一遍,終於在電路板的某個角落發現一個顏色很搶眼,外觀有點類似橡皮擦的方塊,仔細一看上面寫著 Lithium cell,沒錯!就是它了,但是它似乎是個 SMD 元件,你看下面的照片有 20 幾根腳,這樣是要怎麼更換?

儀器的電池長這個樣子(圖片來源:實作派提供)

它上面寫著 Time keeper,我猜這個方塊裡面應該包含了時鐘 Real Time Clock(RTC)的電路吧,但我想不通為什麼有人要把電池跟時鐘包在一起,這樣以後是要怎麼換電池?

儀器電池資料查詢

基於好奇,我根據型號 M4T28-BR12SH1 查了一下網路的 datasheet,還好我有查,因為跟我想的不一樣。如下圖,原來這顆黃色方塊裡面只含了晶體振盪器 Crystal 與鋰電池,所以它有四根腳,我在電路板上看到很多腳是因為它騎在另一顆 IC 上面,如果是這樣就很好處理了。

儀器的電池概要(圖片來源:實作派提供)

你看原先像下圖這樣,實在是看不出該怎麼下手,還好有找到 Datasheet,我才知道它可以拔下來,於是拿了拔 IC 的小工具處理它。

黃色方塊是鋰電池和 Crystal 的合體包裝(圖片來源:實作派提供)

如下圖,把黃色方塊拔走後,原來下方的 IC 長這樣,這顆就是 Real Time Clock(RTC),它的腳位很多,還好我們只是沒電而已,這次不需動到 RTC。剩下的問題就是,我該用什麼來取代原來的黃色方塊?

移除儀器的電池後,真正的時鐘才露出來(圖片來源:實作派提供)

土炮上陣複製儀器電池

當然,這個黃色方塊的零件可以在網路上買到,一顆要價 200 多元,以電池與晶體振盪器來說是有點貴,可能因為用的人少,價格就高,但對我來說,我不是很想花這個錢,因為它只是用來維持時間與設定,而且這台儀器已經過保固了,基於省小錢與個人好奇心作祟,所以我決定採用土炮維修法。

所謂土炮維修法就是自己拿電池與 Crystal 來湊合著用,如下圖我準備了鈕扣電池盒、晶體振盪器 32.768 KHz、OK 線外加圓形腳的 IC 插座,這樣就可以複製一個黃色方塊了。由於時鐘 RTC 上方有 4 個插座孔,我特別找了這種 IC 腳座,它的針腳剛剛好可以插入 RTC。

替換儀器電池的材料(圖片來源:實作派提供)

按照 Datasheet 的說明,左邊兩根腳是 Crystal,右邊兩根腳是鈕扣電池,正負極別搞錯,四根腳全焊在剝下來的 IC 腳座上,然後小心地插在 RTC 上面,理論上這樣就能搞定了;電池的部分,原先的黃色方塊能提供的電壓是 2.8 V,而鈕扣電池的電壓有兩種:

  • CR2032 – 3.0 V
  • BR2032 – 2.8 V

但我實際去購買的結果是 BR2032 似乎沒人聽過,因此我就以 CR2032 來替代,雖然多了 0.2 V 但我想應該不至於燒壞 RTC。

我最擔心的是 32.768 KHz 的振盪器是否能順利的起振,因為嚴格來說每種廠牌的 Crystal 都有自己搭配的匹配電容值,這顆坊間隨便買來的振盪晶體到底能不能沿用現有的匹配電容,我也不知道,這個要賭賭看,基本上時鐘用的 XTAL 很普遍,頻率又低,我猜應該是大眾規格應該不會出問題吧。

取代黃色鋰電與晶振的土炮裝置(圖片來源:實作派提供)

又是一尾活龍

蓋上機殼之前一定要測試一下,把電池裝好、時間設定好,重新上電後再看看時間是否還維持著。

緊張的時刻來了,重開機之後發現時間正確、背光也有出現,真是太好了,所以接著就是把機殼鎖上打完收工。

重新安裝電池後,又是一尾活龍(圖片來源:實作派提供)

(本文經同意轉載自實作派電子實驗室原文連結;責任編輯:賴佩萱)

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