在電子DIY與維修領域,創意往往源于對日常設備局限性的思考。以常見的無線鼠標為例,其通常依賴一次性干電池或標準可充電電池供電,不僅增加了使用成本,也可能因電池耗盡而中斷工作。本文將探討一個實用且富有創意的改造方案:為無線鼠標更換一個內置的鋰離子充電電池,并巧妙設計電路,使其在通電狀態下仍能方便地進行電壓測量與維護,這尤其適用于注重環保與便捷的電子發燒友和維修愛好者。
一、項目構思與優勢
傳統無線鼠標在電池電量耗盡時需要開蓋更換,過程繁瑣。本創意旨在將鼠標改造為內置一體化可充電設計,通過微型USB或Type-C接口進行充電。其核心亮點在于,通過簡單的電路設計,在充電或正常使用期間(即“通電狀況下”),用戶無需拆卸鼠標即可安全、便捷地測量電池電壓,實時監控電池健康狀態,從而延長設備壽命,提升使用體驗。
二、所需材料與核心組件
- 無線鼠標一個:選擇結構空間相對寬松的型號以便改造。
- 小型鋰離子充電電池:推薦3.7V、200-500mAh的軟包電池,體積小,適合鼠標內部空間。
- 微型充電管理模塊:如TP4056芯片模塊,負責電池的安全充電。
- 升壓穩壓模塊:因鋰電池電壓范圍為3.0V-4.2V,而無線鼠標通常需要3V(兩節干電池)穩定供電,故需一個微型升壓/穩壓電路(例如使用FP6291或類似芯片),輸出穩定3V。
- 測量接口與電路:關鍵創意部分。可在電池正負極引出兩條細導線,連接一個微型雙針插座(或測試點),并串聯一個低阻值電阻(如10歐姆)作為簡單保護。該接口可巧妙設計在鼠標底部或側邊不顯眼處,使用時可插入電壓表筆進行測量。
- 基本工具:電烙鐵、焊錫、導線、熱縮管、萬用表、可能需要的塑料改造工具等。
三、改造步驟與電路設計要點
- 拆解與評估:小心拆開鼠標,測繪內部空間,確定電池、充電模塊和升壓模塊的安裝位置。移除原有的電池倉。
- 電源系統連接:
- 將充電管理模塊的輸入接至鼠標外殼上安裝的充電接口(Micro-USB等)。
- 充電模塊的輸出(B+和B-)連接至鋰電池的正負極。
- 鋰電池的正負極同時連接到升壓穩壓模塊的輸入端。
- 升壓模塊的輸出端(穩定3V)連接到鼠標主板原來的電源輸入點(即原電池觸點)。
- 實現“通電下測量電壓”的創意設計:
- 安全隔離設計:為了在鼠標工作(電池通過升壓電路向主板供電)或充電時安全測量電池電壓,需要從電池的正負極直接引出測量線。關鍵在于,這個引出口不能影響主電路工作。建議在引出的正極路徑上串聯一個小的貼片電阻(如10Ω),并在測量點處并聯一個0.1μF電容濾波,以減少對主電路的干擾。這樣,當萬用表表筆接觸測量點時,由于萬用表電壓檔內阻極高(通常兆歐姆級),流過測量回路的電流微乎其微,不會影響鼠標正常工作或充電過程,實現了安全的“在線測量”。
- 接口設計:將這兩根引出線連接到一個極小的、埋入鼠標外殼的2針連接器(或僅僅是兩個裸露的金屬觸點),并標注正負極。測量時,將萬用表調至直流電壓檔,表筆輕觸觸點即可讀取電池實時電壓,從而判斷電量(例如,4.2V為滿電,3.3V左右需充電)。
- 組裝與測試:將所有模塊用雙面膠或熱熔膠妥善固定,確保導線不會干擾鼠標內部機械結構(如滾輪、微動)。組裝前,先單獨測試充電功能和升壓輸出是否正常。組裝后,測試鼠標功能,并驗證在鼠標工作和充電過程中,通過測量接口讀取的電壓值是否準確、穩定。
四、安全注意事項與創意延伸
- 安全第一:鋰電池改造需謹慎。務必確保充電管理模塊工作正常,防止過充過放。改造后的鼠標避免長時間無人值守充電。
- 絕緣與保護:所有焊接點必須做好絕緣處理,防止短路。電池最好用青稞紙或絕緣膠帶包裹。
- 創意延伸:此設計理念可擴展至其他小型無線設備(如鍵盤、遙控器)。對于更高階的玩家,甚至可以考慮集成一個微型電壓表頭或LED指示燈(通過電壓比較器),直接在鼠標上直觀顯示電量狀態。
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通過這個創意改造,我們不僅賦予了無線鼠標更環保、更便捷的供電方式,還巧妙地融入了“通電狀況下測量電壓”的實用功能,充分體現了DIY精神中“創意無極限”的精髓。它不僅是電源產品的一個微型創意實踐,也為電子產品維修安裝愛好者提供了關于電源管理、在線監測與空間利用的寶貴經驗。在動手過程中,請始終將安全與精細放在首位,享受電子改造帶來的樂趣與成就感。