Próba reanimacji akumulatora w Dymo LabelManager PnP

Dymo LabelManager PnP to dość zgrabna i tania drukarka etykiet na taśmach o szerokości do pół cala, a więc znalazła się i na moim biurku do etykietowania pojemników z elektroniką, podpisywania kabli czy puszek z herbatą (stworzyłem nawet generator etykiet na puszki – DymoTeaLabel). Jest z nią jednak pewien problem – akumulator. W tym artykule opiszę diagnozę problemu, próbę naprawy, odkrycie powszechności problemu i jego hackerskie obejście.

Diagnoza i plan reanimacji

Akumulator po okresie względnie losowego używania (urządzenie nie było cały czas podłączone do komputera) w pewnym momencie zaczął słabnąć co objawiało się komunikatem Not charging. Battery level low. i odmową drukowania.

Model pracy drukarki jest dość specyficzny gdyż kompensowany fakt, że niektóre komputery i laptopy zgodnie ze specyfikacją USB dostarczają max 500mA, co jest zbyt małym prądem do druku termotransferowego i poruszania napędu. Akumulator jest zatem buforem. Dodatkowo łatwo producentowi rozszerzyć urządzenie o tryb bezprzewodowej pracy (gdzie akumulator jest niezbędny).

Urządzenie niestety odmawia pracy bez akumulatora, który znamionowo ma 7.4V 650mAh i jest typu typ Li-Ion – nawet gdy podłączone jest do portu USB dostarczającego 2A.

Zacząłem od pomiaru akumulatora wyjętego z obwodu – wskazywał około 7.5V co jest OK, lecz po chwili pracy napięcie spadało niemal do zera.

Kolejnym krokiem był demontaż całego urządzenia w poszukiwaniu potencjalnie uszkodzonych komponentów, ale wizualnie i zapachowo wszystko się zgadzało, sekcja ładowania także trzymała parametry, a sam układ dawał około 8.5V na zaciskach baterii – także wszystko w normie.

Cena nowego akumulatora to około 70zł – zasugerowało mi to potrzebę zakupu 4 razy droższego zasilacza laboratoryjnego (bo jeszcze takowego nie posiadałem) i podjęcie próby reanimacji 😉

Reanimacja zakładała naładowanie „ręczne” akumulatora które powinno spowodować, że ładowarka w drukarce uzna iż ten jest wystarczająco sprawny, a nie martwy ze względu na charakterystykę napięcia pod obciążeniem.

Mój lab na potrzeby reanimacji

• regulowany zasilacz laboratoryjny dający do 10V 1A, ja do tego celu nabyłem Zhaoxin TRK-325D (0-32V, 0-5A) bowiem urzekł mnie sposobem sterowania wartościami prądu i napięcia
• multimetr – żeby wygodniej badać zmiany w czasie warto żeby miał interfejs szeregowy albo USB – na przykład UNI-T UT61C
• trochę przewodów do multimetru w tym z aligatorkami, w moim wypadku:
  • banan-banan z dodatkowymi gniazdami na wtykach (UNI-T UT-L10) – łączące zasilacz z multimetrem
  • banany-aligatorki łączące multimetr ze złączami drukarki etykiet
  • banany-aligatorki łączące zasilacz z akumulatorem
  • przydały się jeszcze tymczasowo dolutowane kable do samego akumulatora gdyż żadne aligatorki nie były w stanie stabilnie złapać jego złączy

Wstępne ładowanie

Powoli zwiększając napięcie ładowania z 7.4V do 8.5V (od znamionowego do zmierzonego jako to, którym próbuje ładować drukarka) i stosując limit prądu na 100mA ładowałem akumulator około 4-5h.

Napięcie zwiększałem gdy prąd płynący przez akumulator spadał (max 40mA, min 4mA).

Następnie podłączyłem akumulator do drukarki etykiet i monitorowałem co wskaże oprogramowanie – firmware uznał że są 2 z 3 kresek, ale nie ładuje akumulatora. Całość pozostawiłem na noc (około 10 godzin). Efektów niestety brak, pomiar po odciążeniu na kilka minut: 7.4V

Drugie ładowanie

1. Przez około godzinę: 8.2V, pobór prądu średnio 130mA, limitowany do 150mA
2. Przez około godzinę: 8.4V, pobór prąd średnio 100mA
3. Przez około godzinę: 8.6V , pobór prądu średnio 120mA
4. Przez kilkanaście minut: Spadek poboru prądu do około 50mA utrzymujący się przy zwiększeniu napięcia 8.7V
5. Na dwóch różnych komputerach „ładowanie nie odbywa się”

Przy okazji zbadałem napięcia wedle których software zwraca ilość „kresek” baterii.

Napięcie	<5.2V	5.2V-6.1V	6.1V-8.6V	>8.6V
Ilość „kresek”	0	1	2	3

Review na amazonie

Po eweidentnym braku sukcesu postanowiłem sprawdzić czy tylko ja mam taki problem. Otóż okazuje się że nie bardzo, poniżej kilka co ciekawszych review z amazona:

• https://www.amazon.com/gp/customer-reviews/R1X9IT256W0NOL/ref=cm_cr_arp_d_rvw_ttl?ie=UTF8&ASIN=B00464E5P2
• https://www.amazon.com/gp/customer-reviews/R3NJJ4COCTB1LO/ref=cm_cr_arp_d_rvw_ttl?ie=UTF8&ASIN=B00464E5P2
• https://www.amazon.com/gp/customer-reviews/R37WZ32UO8Y5U5/ref=cm_cr_getr_d_rvw_ttl?ie=UTF8&ASIN=B00464E5P2 – tutaj autor zrealizował zasilacz sieciowy
• https://www.amazon.com/gp/customer-reviews/R5D4P9BEXZVKH/ref=cm_cr_arp_d_rvw_ttl?ie=UTF8&ASIN=B00464E5P2 – ten z kolei hackersko wlutował gniazdo baterii 9V

Co kryje wnętrze akumulatora i celowe postarzanie

Może nieco w tonie teorii spiskowej o celowym postarzaniu sprzętu postanowiłem sprawdzić co znajduje się w akumulatorze – może jakiś podejrzanie wyglądający kondensator…

Płytka podłączona do ogniw 3.7V jest opisana jako SP-PCM-0025 to wedle tego co udało mi się znaleźć na starej aukcji z allegro – układ zabezpieczający i balansujący ładowanie/rozładowanie ogniw, czyli coś czego by się można było spodziewać.

Są na niej dwa scalaki – dwukanałowy tranzystor MOSFET D2017A (http://m.dzsc.com/product/915939-2018119113831455.html) i dwukanałowy wzmacniacz operacyjny PADK (http://www.ti.com/lit/pdf/slos475).

Wszystkie elementy pasywne trzymały parametry więc to chyba rzeczywiście zużycie samych ogniw – co nie zmienia faktu że ich obowiązkowa obecność wygląda mocno na próbę ustawienia limitu życia dla bardziej konsumenckiego produktu od Dymo.

Obejście i zakończenie historii

Problem można obejść montując zwykłą baterię 9V (6LR61).

Tolerancja napięć jest naprawdę duża jeśli tylko są wyższe, a nie niższe, montaż łatwy (wystarczy złożona kilka razy karta papieru żeby bateria się trzymała), a można też hack sprzętowy ulepszyć stosując akumulator zamiast baterii (choć mało kto posiada tak egzotyczne akumulatorki i ładowarki do nich).

Cała historia skończyła się wystawieniem na aukcji starego urządzenia i zakupem bardziej profesjonalnego – LabelWriter 4500 Duo, które póki co mogę polecić gdyż poza drukarką etykiet na taśmie aż do 1 cala ma też drukarkę zwykłych etykiet w formie naklejek aż do 59x190mm. No i zasilanie sieciowe bez żadnych akumulatorków.