Делаем вечный аккумулятор для шуруповерта
Поставленная задача очень проста: сделать такой аккумулятор, чтобы его было довольно просто заряжать и заменять элементы внутри с помощью простых манипуляций.
В начале рассмотрим внутренности обычного аккумулятора шуруповерта. Внутри большинства шуруповертов находится много «банок» 1.2 Вольта, изготовленные по технологии Ni-Cd или Ni-MH. В шуруповерте сверху таких банок 12, т.е. итоговое напряжение аккумулятора примерно 12*1.2=14.4 В. Емкость не превышает 1.5 А/ч. Сами аккумуляторы служат довольно долго, но среди 12 штук часто находится 1-2, которые перестают работать намного раньше своих коллег. Получается, что через некоторое время батарея умирает из-за малой части своих внутренностей. Существует рецепт: заменить банку, которая не работает, а остальное оставить без изменений. Но при это эти банки сложно найти и если менять, то лучше все. Еще плюс паять их очень сложно, нужно иметь сварочный аппарат. В итоге я пришел к следующим выводам:
— надо чтобы емкость аккумулятора была больше, чтобы реже заряжать
— замена банок происходила за пару минут
— не покупать зарядку
Реализация
Современная технология аккумуляторов, которая используется повсеместно — это Литиевая (Li-Ion). Она используется в телефонах, ноутбуках, плеерах, фонариках и много еще где. Доступным решением является батарея 18650. Если разобрать обычный аккумулятор ноутбука, то там их можно найти:
Эти акб можно купить или достать из старого ноутбука. Если будете покупать рекомендую по соотношению цена/качество «Sanyo 2400 Ma/h red». Имейте ввиду, что они должны быть незащищенные. В противном случае они будут отключаться при возникновении тока 2А, что бывает часто в шуруповерте. Я недавно покупал россыпь оных на ebay, к сожалению мой продавец уже не доступен, т.к. ссылку не привожу.
Чтобы их удобно было менять нам еще понадобится так называемый пружинный держатель для 18650:
Многие такие видели для обычных батареек АА. Бывают на 1-4 АКБ. Что странно, в радио магазине или на рынке такие найти сложно, проще заказать в интернете на сайтах с дешевыми китайскими вещами по запросу «18650 holder». Стоимость последнего около 1-2$.
Последняя важная вещь для самодельного АКБ — это умная зарядка. У меня такая под боком была, очень рекомендую «Imax B6» или аналоги:Теперь есть два способа подключения:
1) Просто соединяем последовательно все акб с помощью держателей и к концам подсоединяем клемы умного зарядного. Плюс этой систему- простота. Минус- банки должны быть одинаковыми иначе все могут испортиться. Дело в том, что если на любой банке 18650 напряжение упадет ниже 3х вольт, то ее можно будет вскоре выбрасывать. Если ваши АКБ разные, то вы не сможете проконтролировать этот ньюанс. Если что-то произойдет с одной банкой, нужно будет менять все вместе, иначе будут проблемы.
Этот вход рассчитан от двух АКБ до шести (в моем зарядном). Для этого варианта надо собрать более сложную цепь внутри АКБ шуруповерта:
Т.е. кроме провода питания от концов батареи нужно еще подвести их и места соединения аккумуляторов разъему балансировки.
Вы можете просмотреть более подробно, как у меня это получилось в видео чуть ниже.
s-kadr.by
Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
В прошлый раз я рассказал как правильно переделать батарею для аккумуляторного инструмента. Также я писал, что расскажу об особенностях заряда, а предметом обзора на этот раз выступит плата DC-DC преобразователя.Кому интересно, прошу в гости.
Изначально я планировал ограничиться двумя частями, переделкой батареи и зарядного. Но пока готовил обзор, в голове созрела идея для третьей части обзора, более сложной.
А в этой части я расскажу как можно переделать родное трансформаторное зарядное, если оно еще работает, ну или если еще жив силовой трансформатор.
Платка преобразователя была заказана довольно давно в количестве нескольких штук (про запас), заказывалась специально для этой переделки, потому как имеет некоторые особенности, впрочем не буду забегать далеко, бем последовательны.
Для начала я разделю зарядные устройства не три основных типа:
1. Самые простые — трансформатор, диодный мост и несколько деталей. Такими зарядными комплектуют ультрабюджетный инструмент.
3. «Продвинутые» — импульсный блок питания, контроллер заряда, иногда заряд нескльких батарей одновременно.
Инструмент из первой категории редко попадает под переделку, так как часто проще (и дешевле) купить новый, а третья категория обычно имеет свои сложности по переделке. В принципе можно переделать и устройства третьей группы, но не в рамках статьи, так как типов таких зарядных очень много и к каждой нужен индивидуальный подход.
В этот раз я буду переделывать зарядное устройство из второй группы, фирменное, хотя и простое. Но при этот переделка имеет много общего и с первой группой, потому будет полезна большему количеству читателей.
Для того, чтобы зарядить аккумулятор надо не просто подключить его к блоку питания, такой эксперимент обычно заканчивается не очень хорошо. Надо подключить его к зарядному устройству. И здесь наступает небольшое непонимание, так как довольно много людей привыкло называть зарядными устройствами небольшие блоки питания от которых они заряжают свои смартфоны, планшеты и ноутбуки. Это не зарядные устройства, а блоки питания.
Чем же отличается зарядное устройство от блока питания.
Блок питания предназначен выдавать стабилизированное напряжение в диапазоне заявленных токов нагрузки.
Зарядное устройство обычно сложнее, так как выходное напряжение у него зависит от тока нагрузки, который в свою очередь ограничен. При этом в зарядном устройстве находится узел прекращающий заряд в конце, а также иногда и защита от подключения аккумулятора в неправильной полярности.
Самое простое зарядное устройство это просто блок питания и резистор (иногда лампа накаливания, что даже лучше) последовательно с аккумулятором. Такая схема ограничивает тока заряда, но как вы понимаете ничего больше она сделать не может.
Чуть сложнее, когда ставят еще и таймер, отключающий заряд после определенного времени, но такой принцип быстро «убивает» аккумуляторы.
Например так сделано в одном из недорогих зарядных для шуруповертов (фото не мое).
Следующим классом идут более «умные » зарядные устройства, хотя по сути они не на много лучше предыдущего.
Например вот фото фирменного зарядного устройства Bosch, предназначенного для заряда NiCd аккумуляторов.
Но все эти зарядные устройства кажутся очень простыми после взгляда на современные варианты для заряда литиевых аккумуляторов.
Конечно последний вариант не совсем вписывается в нашу концепцию переделки, так как на желательно чтобы наше зарядное не только заряжало правильно, а и стоило при этом минимальных денег.
Зарядные устройства китайских шуруповертов выглядят конечно не в пример проще, но опять же, делать с нуля такое устройство вряд ли кто то захочет, хотя именно это я и планирую сделать в третьей части, правда корректнее.
И так, для начала предположим что у нас на руках имеется зарядное устройство которое просто не подходит под новый тип аккумуляторов, но является исправным. Ну или по крайней мере у него исправен трансформатор.
Условная схема типичного недорогого зарядного устройства выглядит примерно так:
Трансформатор, диодный мост, тиристор и схема управления. Правда иногда вместо тиристора стоит реле, ток никак не ограничивается и может присутствовать схема термоконтроля от перегрева (хотя и она не всегда спасает.
Но нам от этой схемы нужно только трансформатор и диодный мост, правда придется добавить еще конденсатор, так мы получим некую исходную неизменную часть, она отмечена красным и дальше меняться не будет.
Диодный мост обычно находится на плате и при необходимости его можно использовать (если он исправен). Т.е. по большому счету можно выпаять из платы все радиоэлементы, оставив только четыре диода и клеммы для подключения батареи, а саму плату использовать как основу.
Катод у диодов помечен полоской, точка, где соединяются два вывода помеченные полоской — плюс, соответственно точка соединения «не меченных» выводов — минус. К двум другим точкам соединения подключается трансформатор.
Правда открыв зарядное устройство вы можете увидеть и такую картину (не обращайте внимание на отсутствие трансформатора):
В этом случае придется выпаивать все.
Диоды на плате удобно заменить на готовый диодный мост, к выводам АС подключается трансформатор, + и — соответственно идут дальше в схему.
Можно конечно сказать как подобрать конденсатор, но я советую не заморачиваться и поставить такой как на фото, емкость 1000мкФ, напряжение 35 Вольт. Емкость можно и больше, например 2200, а напряжение 50 или 63 Вольта, большая емкость и напряжение смысла не имеют, а только увеличат габарит конденсатора.
Конденсатор можно любой, подойдет даже «нонейм». Да, ставить его надо в любом случае, независимо от исправности диодного моста.
Теперь переходим к самому зарядному, а точнее к его вариантам, этот узел помечен на последней схеме прямоугольником.
Самый простой и при этом относительно правильный способ, поставить микросхему стабилизатора напряжения LM317.
Но как я писал выше, ток заряда надо ограничивать. Да, многие схемы могут не только ограничивать, а и стабилизировать его, но по большому счету аккумуляторам неважно, будет ток заряда 1, 2 или 3 Ампера, неважно будет ли он стабилен в процессе заряда или «плавать», важно чтобы ток заряда не превышал установленный для аккумуляторов. Хотя для аккумуляторов, которые ставят в шуруповерты превысить его тяжело, так как они могут работать не только при больших токах разряда, но и заряда.
Простейшее решение, перевести микросхему LM317 из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока, а если говорить точнее, то добавить режим стабилизации тока.
Достигается это добавлением одного резистора, как показано на схеме.
Номинал резистора рассчитать очень просто: 1.25/I (ток в Амперах) = R (номинал резистора в Омах).
Например нужен ток 1.5 Ампера, тогда будет 1.25/1.5= 0.83 Ома.
Номиналы резисторов делителя напряжения также рассчитать довольно просто, но я бы советовал последовательно с верхним резистором поставить подстроечный, чтобы точно выставить напряжение, так как в отличии от тока здесь точность важна.
Можно воспользоваться специальным калькулятором, но он не очень удобен, потому предложу номиналы без него, для напряжения 12.6 Вольта (3 последовательных аккумулятора 3.7 Вольта) верхний резистор нужен 1.5кОм, последовательно с ним подстроечный 200 Ом, а нижний резистор 13кОм.
Я специально указал, что подстроечный резистор ставится последовательно с верхним резистором. В случае обрыва на выходе будет минимальное напряжение. Если оборвать нижний резистор, то на выходе будет максимальное напряжение. Кстати, в распространенных платах DC-DC преобразователей сделано наоборот, в случае обрыва подстроечного резистора они дадут на выход максимальное напряжение.
Все хорошо в вышеприведенной схеме, простота, цена, но большая выделяемая мощность сводит на нет все преимущества, так как радиатор будет нужен весьма внушительный, потому для больших токов заряда она не очень подходит.
Более правильным вариантом будет применить понижающий DC-DC преобразователь. Например такой:
Конечно в исходном виде он не будет ограничивать ток, но при желании его можно доработать (на тот случай если он уже есть).
Доработка проста и я ее уже описывал в одном из своих обзоров, правда там в конце я применял ее как драйвер светодиодов, но по сути это неважно.
Надо:
1 транзистор типа BC557 или любой аналог (да хоть известный КТ361 или КТ3107)
2 резистора номиналом 33-200 Ом любой мощности.
1 резистор в качестве токового шунта
1 керамический конденсатор 0.1мкФ.
Токоизмерительный резистор рассчитывается очень просто, как и в случае с LM317, только значения чуть другие.
0,6/I (ток в Амперах) = R (номинал резистора в Омах).
Например нужен ток 1.5 Ампера, тогда будет 0,6/1.5= 0.4 Ома.
Выход добавочной схемы подключается к выводу 4 микросхемы LM2596, если применена другая микросхема, то ищем в описании вывод помеченный как FB и подключаем к нему.
В таком варианте при помощи подстроечного резистора устанавливаем выходное напряжение (на холостом ходу). Правда такая схема может немного недозаряжать аккумуляторы, хотя и не сильно, но это плата за простоту. Чтобы заряжать полностью, надо переключить вход измерения напряжения (один из резисторов делителя напряжения) к выходу всей схемы.
Все вышеприведенные способы заряда работоспособны, но не очень удобны.
Более правильно будет применить плату, которая «умеет» не только стабилизировать выходное напряжение, а и ток.
Например вот такая платка. Отличить подходящие платы от других весьма просто, в описании должно быть написано — DC-DC StepDown, а на плате присутствовать как минимум два подстрочных резистора.
Но помимо регулировки выходного тока данная плат имеет еще дополнительный бонус в виде индикации:
1. Светодиод вверху, показывает режим ограничения тока
2. Пара светодиодов внизу, показывают окончание заряда.
Индикация заряда аккумулятора реализована очень просто, переключение светодиодов происходит при падении тока ниже чем 1/10 от изначально установленного. Такой режим работы очень распространен и используется во многих простых зарядных устройствах.
Т.е. к примеру мы установили ток заряда в 1.5 Ампера, подключили аккумулятор, когда ток заряда упадет ниже чем 150мА, то один из светодиодов погаснет, а второй засветится, показывая тем самым, что процесс заряда окончен.
Обзоры данной платы делал коллега ksiman, потому для более детального описания проще дать ссылку.
Схема данной платы также из указанного выше обзора, возможно будет полезна.
Получается, что данная плата весьма неплохо подходит для заряда аккумуляторов, сначала выставляем напряжение окончания заряда из расчета 4,2 Вольта на элемент, а затем ток заряда.
Для гурманов можно предложить такую же плату, но с индикацией тока заряда и напряжения на батарее, но как по мне, то в данном случае это лишнее.
Я делал обзор этой платы, собственно это и есть фото из того обзора, там же я показывал как самому сделать импульсный блок питания.
Так будет выглядеть этот вариант на блок схеме.
Вот мы потихоньку и подобрались к предмету обзора, который прежде всего заинтересовал своей низкой ценой. У меня очень большие подозрения насчет «фирменности» установленной микросхемы, но если не использовать ее на все заявленные 3 Ампера, то она вполне жизнеспособна.
Так получилось, что изначально я не думал делать обзор данной платы и хотя их было куплено 4 штуки, но дома у меня осталась всего одна и та уже со следами моего вмешательства.
Я выпаял родные светодиоды и припаял другие.
В исходном виде на плате расположены три светодиода:
1. Заряжено.
2. Заряд
3. Индикация ограничения тока.
Как работает индикация.
Светодиоды Заряд и Заряжено включены так, что светит только один из них, потому можно их рассматривать как один. В платах без регулировки тока при которой будет срабатывать индикация, переключение происходит при падении тока заряда ниже 1/10 от установленного резистором — Ограничение тока. В обозреваемой плате можно установить произвольный ток срабатывания, я бы советовал выставить 1/5.
Светодиод индикации ограничения тока работает несколько по другому, он светит когда происходит ограничение тока, т.е. когда ток при установленном напряжении стремится вырасти больше, чем установлено регулятором.
Например выставили ток 1 Ампер и 10 Вольт (условно), подключили нагрузку, которая при 10 Вольт потребляет 0.5 Ампера. На выходе будет 10 Вольт 0.5 Ампера. Затем подключили нагрузку, которая при 10 Вольт будет потреблять 1.5 Ампера, на выходе будет 1 Ампер и 8 Вольт (условно), т.е. плата снизит напряжение до такого значения при котором ток на выходе не будет превышать установленного и при этом засветит светодиод.
Также на плате находится три подстроечных резистора:
1. Регулировка выходного напряжения.
2. Регулировки порога срабатывания индикации окончания заряда.
3. Регулировка порога ограничения выходного тока.
Плата весьма простая, на ней расположена собственно микросхема LM2596, стабилизатор 78L05 и компаратор LM358.
LM2596 собственно ШИМ контроллер.
78L05 используется дли питания компаратора и как источник опорного напряжения.
LM358 «следит» за током и попутно управляет индикацией
В качестве токового шунта работает дорожка на печатной плате.
Такой метод измерения тока не очень хорош, так как ток будет «плавать» в зависимости от температуры платы, но так как для нас стабильность выходного тока не имеет значения, то можно не обращать на это внимание.
Расположение контактов, органов управления и индикации со страницы товара.
Платы с возможностью ограничения выходного тока весьма хорошо подходят для заряда аккумуляторов. А те платы, которые имеют индикацию окончания заряда, позволяют еще и получить некое удобство, позволяющее знать что аккумулятор заряжен.
Но есть у всех вышеперечисленных способов один минус, все эти варианты не могут отключить аккумулятор после окончания заряда, т.е. полностью прекратить процесс.
Конечно мне скажут, а как же живут аккумуляторы в блоках бесперебойного питания. А вот здесь есть особенность, у некоторых типов аккумуляторов есть понятие — циклический заряд и так называемый Standby, т.е. поддерживающий. Тот же свинцовый аккумулятор в циклическом режиме заряжают до 14.3-15 Вольт, а в дежурном только до 13.8-13.9 Вольта.
Если аккумулятор не отключить, то небольшой ток заряда всегда будет через него течь, и хотя литиевым аккумуляторам в этом плане немного «повезло», ток у них падает очень значительно, но все равно, оставлять их в таком режиме не рекомендуется.
Дело в том, что кадмиевые или свинцовые просто начинают разрушаться, нагреваться и все, а с литиевыми возможно возгорание. Да, литиевые аккумуляторы имеют защитный клапан, но лишняя защита никогда не мешает.
Очень часто задают вопрос — а как же плата защиты, ведь она может отключить аккумулятор по завершении заряда. Может и не только может, а и отключит, только сделает это она не при 4.2 Вольта на элемент, а при 4.25-4.35 Вольта, так как функция отключения для нее скорее защитная, а не основная. Потому так делать крайне не рекомендуется.
Собственно потому я придумал простенькую схемку, которая будет отключать аккумулятор по завершению заряда. Принцип работы очень прост (потому имеет некоторые ограничения). Подключили аккумулятор, так как конденсатор С1 разряжен, то через него течет ток, который открывает транзистор, а он подает ток на реле. Реле подключает к зарядному аккумулятор, а дальше реле питается через оптрон, который подключен к выходу индикации заряда платы преобразователя.
Соответственно была разработана небольшая платка, причем в универсальном исполнении.
Ну а дальше все просто и знакомо, печатаем плату на бумаге, переносим на текстолит, травим.
Кому интересно, процесс изготовления печатных плат подробно показан в этом обзоре.
Когда я придумывал схему, то старался ее максимально упростить, применив минимум компонентов.
1. Реле — любое с напряжением обмотки 12 Вольт (для вариантов с 3-4 аккумуляторами) и контактами рассчитанными на ток хотя бы 2х от тока заряда.
2. Транзистор — BC846, 847, или известный КТ315, КТ3102, а также аналоги.
3. Диод — любой маломощный диод.
4. Резисторы — любые в диапазоне 15 — 33кОм
5. Конденсатор — 33-47мкФ 25-50 Вольт.
6. Оптрон — PC817, стоит на большинстве плат блоков питания.
Собрал плату. 
Плату я сделал универсальной, можно применить вместо реле полевой транзистор, часть компонентов остается та же, что и была до этого. Кроме того такой вариант более универсален, так как подходит для шуруповертов с 3-4-5 аккумуляторами.
Но у такой платы есть недостаток. Внутри транзистора есть «паразитный» диод и если оставить аккумулятор подключенным к зарядному устройству, но выключить его из розетки, то аккумулятор будет разряжаться через схему зарядного. В том варианте, что я показал выше, будет похожая проблема, но там ток совсем маленький, около 0.5мА и для полного разряда аккумулятору понадобится около 4000 часов.
Здесь применены немного другие номиналы, хотя по сути важен только номинал резисторов R4 и R5. Номинал R5 должен быть по крайней мере в 2 раза меньше чем у R4.
Подбираем компоненты для будущей платы. К сожалению транзистор скорее всего придется купить, так как в готовых устройствах такие применяются редко, они могут встречаться на материнских платах, но крайне редко.
Плата универсальная, можно применить реле и сделать по предыдущей схеме, а можно применить полевой транзистор.
Теперь блок схема зарядного устройства будет выглядеть следующим образом:
Трансформатор, затем диодный мост и конденсатор фильтра, потом плата DC-DC преобразователя, ну и в конце плата отключения.
Полярность выводов индикации заряда я не подписывал, так как на разных платах может быть по разному, если что то не работает, то надо просто поменять их местами, тем самым изменив полярность на противоположную.
Переходим собственно к переделке.
Первым делом я перерезаю дорожки от выхода диодного моста, клемм подключения аккумулятора и светодиода индикации заряда. Цель — отключить их от остальной схемы, чтобы она не мешала «процессу». Можно конечно просто выпаять все детали кроме диодов моста, будет то же самое, но мне было проще перерезать дорожки.
Затем припаиваем фильтрующий конденсатор. Я припаял его прямо к выводам диодов, но можно поставить отдельный диодный мост, как я показывал выше.
Помним, что вывод с полоской — плюс, без полоски — минус. У конденсатора длинный вывод — плюс.
Печатные платы сверху не влазили совсем, постоянно упираясь в верхнюю крышку, потому пришлось разместить их снизу. Здесь конечно было тоже не все так гладко, пришлось выкусить одну стойку и немного подпилить пластмассу, но в любом случае здесь им было куда лучше.
по высоте они стали даже с запасом.
Переходим к электрическим соединениям. Для начала припаиваем провода, сначала я хотел применить более толстые, но потом понял что просто с ними не развернусь в тесном корпусе и взял обычные многожильные сечением 0.22мм.кв.
К верхней плате припаял провода:
1. Слева — вход питания платы преобразователя, подключается к диодному мосту.
2. Справа — белый с синим — выход платы преобразователя. Если применена плата отключения, то к ней, если нет, то на контакты аккумулятора.
3. Красный с синим — выход индикации процесса заряда, если с платой отключения, то к ней, если нет, то на светодиод индикации.
4. Черный с зеленым — Индикация окончания заряда, если с платой отключения, то на светодиод, если нет, то никуда не подключаем.
К нижней плате припаяны пока только провода к аккумулятору.
Да, совсем забыл, на левой плате виден светодиод. Дело в том, что я совсем забыл и выпаял все светодиоды, которые были на плате, но проблема в том, что если выпаять светодиод индикации ограничения тока, то ток ограничиваться не будет, потому его надо оставить (помечен на плате как CC/CV), будьте внимательны.
В общем соединяем все так, как на показано, фото кликабельно.
Затем клеим на дно корпуса двухсторонний скотч, так как снизу платы не совсем гладкие, то лучше использовать толстый. В общем этот момент каждый делает как удобно, можно приклеить термоклеем, привинтить саморезами, прибить гвоздями 🙂
Приклеиваем платы, провода прячем.
В итоге у нас должны остаться свободными 6 проводов — 2 к батарее, 2 к диодному мосту и 2 к светодиоду.
На желтый провод внимание не обращайте, это частный случай, у меня нашлось только реле на 24 Вольта, потому я его запитал от входа преобразователя.
Когда готовите провода, то всегда старайтесь соблюдать цветовую маркировку, красный/белый — плюс, черный/синий — минус.
Подключаем провода к родной плате зарядного. Здесь конечно у каждого будет по своему, но общий принцип думаю понятен. Особенно внимательно надо проверить правильность подключения к клеммам аккумулятора, лучше предварительно проверить тестером, где плюс и минус, впрочем то же самое касается и входа питания.
После всех этих манипуляций обязательно надо проверить и возможно заново установить выходное напряжение платы преобразователя, так как в процессе монтажа можно сбить настройку и получить на выходе не 12.6 Вольт (напряжение трех литиевых аккумуляторов), а к примеру 12.79.
Также можно подкорректировать и ток заряда.
Так как настройка порога срабатывания индикации окончания заряда не очень удобна, то я рекомендую купить плату с двумя подстроечными резисторами, это проще. Если купили плату с тремя подстроечными резисторами, то для настройки надо подключить к выходу нагрузку примерно соответствующую 1/10 — 1/5 от установленного тока заряда. Т.е. если ток заряда 1.5 Ампера и напряжение 12 Вольт, то это может быть резистор номиналом 51-100 Ом мощностью около 1-2 Ватт.
Настроили, перед сборкой проверяем.
Если сделали все правильно, то при подключении аккумулятора должно сработать реле и включиться заряд. В моем случае светодиод индикации при этом погасает, а включается когда заряд окончен. Если хотите сделать наоборот, то можно включить этот светодиод последовательно с входом оптрона, тогда светодиод будет светить пока идет заряд.
Так как в заголовке обзора все таки указана плата, а обзор о переделке зарядного, то я решил проверить и саму плату. Через пол часа работы при токе заряда 1 Ампер температура микросхемы была около 60 градусов, потому я могу сказать, что данную плату можно использовать до тока 1.5 Ампера. Впрочем это я подозревал с самого начала, при токе в 3 Ампера плата скорее всего выйдет из строя из-за перегрева. Максимальный ток при котором плату еще можно относительно безопасно использовать — 2 Ампера, но так как плата находится в корпусе и охлаждение не очень хорошее, то я рекомендую 1.5 Ампера.
Все, скручиваем корпус и ставим на полный прогон. Мне правда пришлось перед этим разрядить аккумулятор, так как я его зарядил в процессе подготовки прошлой части.
Если к зарядному подключается заряженный аккумулятор, то на 1.5-2 секунды срабатывает реле, потом опять отключается, так как ток низкий и блокировка не происходит.
Так, а теперь о хорошем и не очень.
Хорошее — переделка удалась, заряд идет, плата отключает аккумулятор, в общем просто, удобно и практично.
Плохое — Если в процессе заряда отключить питания зарядного, а потом опять включить, то заряд автоматически не включится.
Но есть куда большая проблема. В процессе подготовки я использовал плату из предыдущего обзора, но там же я писал, что плата без контроллера, потому полностью блокироваться не умеет. Но более «умные» платы в критической ситуации полностью отключают выход, а так как он одновременно является и входом то при подключении к зарядному которое я переделал выше, стартовать оно не будет. Для старта необходимо напряжение, и плате для старта необходимо напряжение 🙁
Решения данной проблемы несколько.
1. Поставить между входом и выходом платы защиты резистор, через который на клеммы будет попадать ток для старта зарядного, но как поведет себя плата защиты, я не знаю, для проверки ничего нет.
2. Вывести вход для зарядного на отдельную клемму батареи, так часто делается у аккумуляторного инструмента с литиевыми аккумуляторами. Т.е. заряжаем через одни контакты, разряжаем через другие.
3. Не ставить плату отключения вообще.
4. Вместо автоматики поставить кнопку как на этой схеме.
Вверху вариант без платы защиты, внизу просто реле, оптрон и кнопка. Принцип прост, вставили аккумулятор в зарядное, нажали на кнопку, пошел заряд, а мы пошли отдыхать. Как только заряд будет окончен, реле полностью отключит аккумулятор от зарядного.
Обычные зарядные устройства постоянно пытаются подать напряжение на выход если оно ниже определенного значения, но такой вариант доработки неудобен, а с реле не очень то и применим. Но пока думаю, возможно и получится сделать красиво.
Что можно посоветовать по поводу выбора вариантов заряда батарей:
1. Просто применить плату с двумя подстроечными резисторами (она есть в обзоре), просто, вполне корректно, но лучше не забывать что зарядное включено. День-два проблем думаю не будет, но уехать в отпуск и забыть зарядное включенным я бы не рекомендовал.
2. Сделать как в обзоре. Сложно, с ограничениями, но более правильно.
3. Использовать отдельное зарядное, например известный Imax.
4. Если в вашей батарее сборка из двух-трех аккумуляторов, то можно использовать B3.
Это довольно просто и удобно, кроме того есть полное описание в этом обзоре от автора Onegin45.
5. Взять блок питания и немного доработать его. Нечто подобное я делал в этом обзоре.
6. Сделать полностью свое зарядное, со всем автоотключениями, корректным зарядом и расширенной индикацией. Самый сложный вариант. Но это тема третьей части обзора, впрочем там же скорее всего будет и переделка блока питания в зарядное.
7. Использовать зарядное устройство типа такого.
Кроме того я часто встречаю вопросы насчет балансировки элементов в батарее. Лично я считаю, что это лишнее, так как качественные и подобранные аккумуляторы разбалансировать не так просто. Если хочется просто и качественно, то куда проще купить плату защиты с функцией балансировки.
Недавно был вопрос, можно ли сделать так, чтобы зарядное умело заряжать и литиевые аккумуляторы и кадмиевые. Да, сделать можно, но лучше не нужно так как кроме разной химии аккумуляторы имеют и разное напряжение. Например сборке из 10 кадмиевых аккумуляторов надо 14.3-15 Вольт, а из трех литиевых — 12.6 Вольта. В связи с этим нужен переключатель, который можно случайно забыть переключить. Универсальный вариант возможен только если количество кадмиевых аккумуляторов кратно трем, 9-12-15, тогда их можно заряжать как литиевые сборки 3-4-5. Но в распространенных батареях инструмента стоят сборки 10 штук.
На этом вроде все, я постарался ответить на некоторые вопросы, которые мне задают в личке. Кроме того, обзор скорее всего будет дополнен ответами на ваши следующие вопросы.
Купленные платы вполне работоспособны, но микросхемы скорее всего поддельные, потому нагружать лучше не более чем на 50-60% от заявленного.
А я пока думаю что надо иметь в правильном зарядном устройстве, которое будет делаться с нуля. Пока из планов —
1. Автостарт заряда при установке аккумулятора
2. Рестарт при пропадании питания.
3. Несколько ступеней индикации процесса заряда
4. Выбор количества аккумуляторов и их типа при помощи джамперов на плате.
5. Микропроцессорное управление
Хотелось бы также узнать, что интересно было бы вам увидеть в третьей части обзора (можно в личку).
Хотел применить специализированную микросхему (вроде даже бесплатный семпл можно заказать), но она работает только в линейном режиме, а это нагрев :((((
Возможно будет полезно, ссылка на архив с трассировками и схемами, но как я выше писал, добавочная плата скорее всего не будет работать с платами, которые полностью отключают аккумуляторы.
Дополнение, такие способы переделки подходят только для батарей до 14.4 Вольта (примерно), так как зарядные устройства под 18 Вольт аккумуляторы выдают напряжение выше 35 Вольт, а платы DC-DC рассчитаны только до 35-40.
mysku.ru
Аккумулятор для шуруповерта
Аккумуляторный инструмент удобен, тем что не привязан к розетке. Однако емкость батареи и ее срок жизни меня не устраивали. Работая приходилось иметь как миниму две батареи, пока одной работаешь другая на зарядке. За день как миниму садилась одна.
Потом кадмиевые батареи нужно было заряжать только полностью разряженными, а литий-ионные наоборот бояться глубокого разряда.
Решение было найдено, когда купил не большие свинцовые аккумуляторы на 6 вольт. И хотя шуруповерт по паспорту рассчитан на 12 вольт. Шесть вольт вполне хватало закручивать шурупы в 12 мм фанеру (стелил пол), правда крутил он их медленнее и с меньшим усилием (не проминал фанеру)
Чтобы не колхозить и не разбирать старый аккумулятор, я просто подсоединил провода к клемам шуруповерта. Для этого использовал провода от стиральной машинке с клемами, они легко оделись на контакты девайса, а к самому акуму провода просто примотал. И все это закрепил резиновым кольцом — кусок от автомобильной камеры.
Этим летом решил купить аккумулятор на 12 вольт. Подбирал такой, что бы было удобно крепить к шуруповерту. После установки, шуруповерт удивил скоростью и мощностью вращения…
Кто то может сказать, что свинцовые аккумуляторы тяжелее литиевых. Соглашусь старый аккум весит примерно 500 г. Свинцовый около 1,5 кг. Шуруповерт без батареи 1,7 кг. Но на работе это не сказывается, что 2 кг, 3 особо не влияет. О весе задумываешься только, когда приходиться нести инструмент на объект. Тогда каждый килограмм выступает каплями пота на лбу 🙂
Вот так выглядит самоделка на видео.
Ps. это первый пост на этом сайте, не судите сильно и если, что не так — напишите.
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
usamodelkina.ru
Замена аккумуляторов шуруповерта | Мастер-класс своими руками
В один прекрасный момент, достав свой шуруповерт из кладовки, я обнаружил, что он не работает. Разрядились аккумуляторы, первым делом подумал я и поставил шуруповерт на зарядку. Но стоило мне подключить зарядное устройство к аккумулятору, оно сразу показывало полный заряд батареи. Я подключил тестер для проверки зарядки и оказалось, что аккумуляторы имею высокое сопротивление, что означало их выход из строя.
Пробежавшись по форумам я выяснил, что проблема выхода из строя никелево-кадмиевых батарей, используемых в шуруповертах, отнюдь не новая, а скорее очень распространенная. Вообще, эти аккумуляторы кроме дешевизны – это плюс для производителя, обладают кучей недостатков, которые выявляются при эксплуатации. Это и малый жизненный цикл, и малая емкость, и небольшой ресурс батарей.
Все форумчане, которые сталкиваются с подобной проблемой не задумывая смело меняют никелево-кадмиевые аккумуляторы на литии-ионные, что собственно сделаю и я. Пусть они будут дороже, зато шуруповерт будет работать гораздо дольше и больше.
Замена аккумуляторов шуруповерта
Не долго думая, я приобрел 18650 литии-ионные аккумуляторы. Так как шуруповерт у меня 18-ти вольтовый, а одна батарея выдает 3,7 В, следовательно, мне понадобилось 5 штук. 5х3,7=18,5 В – то что нужно.
Также я купил батарейные отсеки, один на две батареи, другой на три. Подключил все последовательно. Вытащил старые батареи и заменил их на новые.
На этом можно бы было подвести итог, но как оказалось я совершил ужасную ошибку. Дело в том, что литии-ионные нельзя ни в коем случае так же заряжать как старые аккумуляторы! Это даже опасно, так как они могут просто на просто взорваться.
Как же тогда быть? Все не так уж сложно – нужен контроллер зарядки для литии-ионных аккумуляторов.
Литии-ионные батареи очень чувствительны к перезаряду, к разряду ниже нормы – все эти факторы быстро выводят их из строя. Это, пожалуй, главный их минус. Но от него просто избавиться, используя контроллер, который возьмёт на себя все функции контроля и ограничения опасных режимов и сделает эксплуатацию батареи на качественном уровне.
Ссылки на покупку:
Схема подключения контроллера зарядки
Батареи так же включены последовательно, за исключением того, что к каждому соединению между батареями к контроллеру выводится контакт. В результате этого контроллер контролирует состояние каждой батареи и не дает ей перезарядиться в цепи.
Я собрал схему. Все работает отлично.
Видео проверки
Сборка аккумулятора шуруповерта
Так как добавился контроллер, от батарейных отсеков пришлось отказаться, так как место катастрофически не хватало. Ну это к лучшему, так как шуруповерт подвержен вибрации, а не плотный контакт мог не очень хорошо сказаться в дальнейшем…
Я решил спаять аккумуляторы между собой. Вообще литии-ионные батареи очень бояться перегрева и соединять их нужно контактной сваркой. Но у меня ее нет. Поэтому я спаял все паяльник. Если вы будете делать подобное, то учите: используйте только мощный паяльник ватт на 40-60. Пайку производите с кислотой или активным флюсом. И ни в коем случае не паяйте одно соединение больше секунды. Если с первого раза не получилось, лучше подождите минут пять и заново повторите.
В итоге я сделал так:
Спаял схему.
Слепил аккумуляторы скотчем и наискось установил их в аккумуляторный отсек шуруповерта.
Зарядка идет.
Подпаял все провода к клеммам и получил на выходе обновленный аккумулятор для своего старенького шуруповерта, который, надеюсь, прослужит мне не один год.
Ссылки на покупку:
sdelaysam-svoimirukami.ru
Как переделать старый шуруповерт на Li-ion аккумуляторы
Лежал у меня без дела старый шуруповерт «Спецмаш ДША 6016»-аккумуляторная батарея приказала долго жить еще лет пять назад, крышка от аккумуляторного блока развалилась. Хотя в хозяйстве есть еще один рабочий шуруповерт, решил оживить ДША. Попробовать что получится, да второй может в перспективе тоже переделать( на нем уже менял пару NiСd элементов, скоро и эта батарея выйдет из строя).Если купить новый никель-кадмиевый аккумуляторный блок то цена его составит половину стоимости нового шуруповерта. А без шуруповерта как без рук -домашние ремонты, работы на даче и т.д.
Можно в принципе и купить новый «Шурик» на литий ионных аккумуляторах, но имея два шуруповерта с еще нормальной механической частью решено было провести реконструкцию электроинструмента. Особо интересно попробовать сделать все это своими руками.
Изучив вопрос переделки на литий в сети, заказал у китайцев комплектующие. Основными составляющими в той переделки являются качественные высокотоковые литий ионные аккумуляторы формата 18650 и надежная плата BMS с балансировкой элементов аккумуляторной сборки. Замерил рабочий ток моего шуруповерта и он составил 10-15А. Я выбрал аккумуляторы типа Samsung INR18650-30Q 3000mAh 15A и плату защиты и контроля заряда\разряда с балансировкой BMS 5S60-100A.
Перечень инструментов и материалов.
— литий–ионный аккумулятор Samsung INR18650-30Q 3000mAh 15A -4шт ;
— плата контроля, защиты с балансировкой BMS 5S60-100A-1шт;
— соединительные провода 1,5 кв.мм;
— паяльник;
— тестер;
— пластмассовая коробка для аккумуляторов или готовый холдер-1шт;
— минивольтметр (индикатор заряда 3s/4s/5s) -1шт;
— выключатель питания для вольтметра(или кнопка) -1шт;
— плата заряда аккумуляторов 5А -1шт;
— штатное зарядное устройство шуруповерта (или источник питания).
Шаг первый. Сборка схемы аккумуляторного отсека шуруповерта.
Схема подключения
Я применил универсальную плату BMS, то есть можно включить ее по схеме на три, четыре или пять аккумуляторов(12В, 16,8В или 18В). Остается выбрать схему подключения в соответствие вашего шуруповерта.
Место для установки перемычек
У микросхемы есть места запайки перемычек, обозначенные цифрами 4 и 3. По схеме 5S перемычки не устанавливаем. По схеме 4S перемычку припаиваем между контактами 4, ну а по схеме 3S припаиваем между контактами 3. Наиболее удобна схема с общим минусовым проводом на питание двигателя шуруповерта и зарядки аккумуляторов. Общий минус подключаем к площадке С-.
Литий –ионный аккумулятор 18650 смонтировал в пластмассовом боксе с перемычками(был в комплекте с аккумуляторами), к которым также припаяны провода управления балансировкой. Можно соединить аккумуляторы между собой при помощи пайки, но нужно быстро припаять провода исключая перегрев корпуса аккумулятора. Можно применить точечную сварку а можно использовать готовый холдер. Силовые выводы лучше сделать из гибкого медного провода сечением 1,5-2,5 кв.мм, так как токи на двигатель шуруповерта немаленькие.
После сборки всей схемы остается припаять два провода питания к клеммам отсека аккумуляторного блока. Я использовал два старых никель-кадмиевый аккумулятора с клеммной колодкой. Плюсовой провод припаял к плюсу аккумулятора а минусовой к металлическому корпусу другого аккумулятора. В результате эта конструкция плотно вошла на свое штатное место.
Плату контроллера BMS приклеил двухсторонним скотчем к пластмассовому аккумуляторному боксу. Вся эта конструкция плотно вошла в корпус старого аккумуляторного отсека. Чтобы не вывалилась закрепил металлической полоской. Нижняя крышка аккумуляторного отсека была давно утеряна-позже надо будет сделать самодельную.
Шаг второй. Проверка работы платы BMS при зарядке аккумуляторов 18650.
До установки платы BMS и аккумуляторов в штатный отсек провел зарядку проверку работы всей схемы. Запитать для шуруповертов на 12,6 В (3S) можно и от адаптера 12В\3А. После источника питания лучше всего включить плату заряда. Это даст стабилизированное напряжение ( в моем случае 16,8В) и ограничит ток заряда аккумуляторов.
Для этого на холостом ходу выставляем регулятором напряжения 16,8В а регулятором тока нужный зарядный ток -1,5А. Для литий ионных аккумуляторов других марок выставляем согласно даташиту.
Можно установить эту плату в штатное зарядное устройство шуруповерта. Для контроля степени заряда аккумуляторов можно установить в аккумуляторный отсек минивольтметр или индикатор заряда. Чтобы не было лишнего потребления тока с его стороны, можно включить через выключатель или кнопку. Индикатор заряда выпускается в исполнении 3s/4s/5s.
Плата контроллера BMS в конце зарядки проводит балансировку всех элементов аккумуляторной батареи, чтобы все ячейки зарядились одинаково. Ячейка набравшая полный заряд шунтируется схемой (загорится соответствующий светодиод).
Зарядная энергия переходит к элементам имеющий меньшее напряжение. Уже зарядившиеся ячейки получат меньший ток чем недозаряженные (ток балансировки -60mA). Это процесс будет проходить пока все элементы аккумуляторной батареи не будут иметь заданный уровень напряжения.
В конце балансировки все светодиоды платы будут гореть.
Контроллер BMS управляет батареей –осуществляет балансировку, контролирует температуру перегрева банок и защищает от перегрузок. Все эти функции значительно повышает срок эксплуатации аккумуляторов.На плате BMS с обратной стороны есть контакты NTC предназначенные для подключения датчика термореле. Этим датчиком можно контролировать температуру корпуса аккумуляторов.
Подробнее процесс работы BMS и тест переделанного шуруповерта можно посмотреть в видео
Всем желаю здоровья и успехов в жизни и творчестве!
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru
Как сделать простой и мощный шуруповерт
Всем доброго времени суток дорогие друзья! В сегодняшней статье я бы вам хотел показать довольно интересную идею самоделки. В данной статье мы рассмотрим, как сделать простой и мощный шуруповерт, мощность и надёжность которого будет превышать большинство бюджетных аналогов. Данный шуруповерт мы сравниваем с бюджетными шуруповертами, так как его себестоимость будет крайне мала. А так как данная самоделка состоит из простейших и доступных материалов, то наверняка что-то окажется у вас под рукой и вам не придётся что-либо покупать, и тем самым удешевите сборку. Эта самоделка отлично подойдет для тех, у кого есть необходимость в данном инструменте, но денег на нормальный инструмент нет, а на китайскую безделушку тратить денег жалко. В общем, самоделка очень интересная, поэтому давайте не будем тянуть с длинным предисловием, погнали!
Для данной самоделки нам понадобится:
— Аккумуляторные батареи формата 18650 3 шт.
— Электродвигатель с металлическим редуктором 550 класса
— Разъём питания
— Патрон для дрели-шуруповерта
— Выключатель-переключатель
— Кнопка, замыкающая цепь при нажатии на неё.
— Какой либо пластиковый корпус для аккумуляторов (например, коробочка для флэшек и т.п.)
— Набор бит для шуруповерта
— Провода
— Фанера.
— Металлическая пластина.
— Винт и гайка к нему
— Металлические шайбы
— Саморезы
Из инструментов нам также понадобится:
— Дрель и набор сверл
— Маркер
— Клей для дерева (ПВА)
— Электролобзик или обычный ручной.
— Напильник
— Краска (не обязательно)
— Пассатижи
— Канцелярский нож
— Отвертка
— Паяльник и припой
— Изолента или термоусадка
Для начала нам следует изготовить рукоятку для нашей самоделки, для этого нам следует найти трафарет в интернете или нарисовать его самостоятельно. Далее уже вырезанный трафарет следует приложить к листу взятой вами фанеры и обвести маркером по контору, повторить эти действия нам придётся 3-4 раза. Количество данных элементов зависит от толщины выбранной вами фанеры и от того какой толщины рукоять вам удобнее будет держать.
Следующим шагом следует вырезать наши только что начерченные заготовки. Вырезать следует при помощи электролобзика, так получиться максимально аккуратно и быстро. Но если электролобзика у вас нет, то можно обойтись и обычным ручным. Вырезав все заготовки их, следует склеить между собой в один бутерброд. Склеивать будем при помощи обыкновенного клея ПВА, так как он доступный и древесину склеивает очень надёжно. Наносим клей на заготовки по всей их площади и отправляем уже склеенную заготовку под пресс (хотя бы прижав парой книг) на сутки.
Затем для более удобного хвата и для удобной работы с прибором округлим острые грани будущей рукоятки. Округлять грани будем при помощи обыкновенного напильника.
Продолжаем работу с рукояткой. А именно на данном этапе следует проделать пару отверстий. Одно сквозное отверстие в верхней части (см. фото) он будет служить крепёжным отверстием для двигателя. А также следует проделать отверстие на торце в верхней части (для кнопки), сначала тонким сверлом проделав сквозное отверстие, а затем расширив его более широким сверлом под установки самой кнопки. И в завершении следует обработать, каким либо защитным составов рукоять, для этого можно использовать морилку, лак, краску, но автор самоделки взял то, что было у него под рукой, а именно серебрянку и покрыл её рукоять.
Затем следующим шагом нам необходимо закрепить силовую часть конструкцию, а именно электродвигатель с редуктором на нашу только что сделанную рукоять. Для этого нам необходимо взять не большую металлическую пластину, из которой следует вырезать полосу, длина которой, должна быть примерно равной диаметру электродвигателя. Вырезав пластину, проделываем пару сквозных отверстий по её краям. Диаметр только что проделанных сквозных отверстий должен быть чуть больше диаметра взятого вами винта. Затем сгибаем пластину так, чтобы она принимала форму двигателя. После чего надеваем пластину на двигатель, прикладываем их к рукоятке так, чтобы отверстия на пластине совпали с отверстием на рукоятке. Вставляем и закручиваем гайку, но для более сильного зажима следует использовать металлические шайбы.
После чего на вал редуктора электродвигателя установим патрон. Такой патрон можно без труда найти в китайских интернет магазинах за относительно не большие деньги.
Затем переходим к сборке электронной начинки. Для начала возьмём какой-нибудь не большой пластиковый контейнер (пластиковый так как, с пластиком довольно просто работать). На взятом контейнере следует проделать не большое количество отверстий под установку переключателя и вывод проводов (см. фото ниже).
Теперь разберёмся с переключателем. К переключателю следует припаять две перемычки. Одна из перемычек должна соединять нижний левый контакт с верхним правым контактом, а вторая наоборот. Далее к нижним и средним контактам припаиваем провода (см. фото). Устанавливаем переключатель в корпус, в свое посадочное место, далее в свое посадочное место установим разъём питания. Далее при помощи пары саморезов прикручиваем пластиковый корпус к нашей деревянной рукоятке и для того чтобы соединение было надёжнее и саморезы не прошли через пластик следует использовать шайбы.
Далее возьмём кнопку и установим её в свое посадочное место на деревянной рукоятке, просунув через неё провод. Один из проводов, идущих от кнопки, нам следует припаять к одному из контактов на двигателе. А ко второму контакту электродвигателя следует припаять не большой провод, который в месте со вторым проводом, идущим от кнопки, следует просунуть в отверстие в пластиковом корпусе, которое ране проделали. После чего соединяем все провода. Красный и Черный провод соединяем с разъёмом питания согласно полярности, а два провода от двигателя и кнопки соединяем с проводами, которые идут от центральных контактов переключателя.
Затем соберём батарею. Для батареи были выбраны аккумуляторы самого популярного формата 18650. Выбор таких аккумуляторов на али огромен, от самых дешёвых, до самых дорогих. Они отличаются по тока отдачи и объёму. Так как данный вид аккумуляторов очень распространён то их не обязательно покупать в Китае, так как они есть уже в каждом радиомагазине, и в каждом ремонте бытовой технике. Выбрав аккумуляторы, объединяем их в одну батарею, сделав цепь из последовательно соединённых аккумуляторов. Во избежание замыкания получившуюся батарею следует заизолировать.
Подключаем батарею к плюсу и минусу разъема питания, и устанавливаем её в пластиковый корпус. Закрываем пластиковую крышку бокса и всё готово!
В итоге у нас получился не заменимый инструмент, который всегда найдет свое применение в хозяйстве. Стоит отметить, что при таком соединение электронной цепи, шуруповерт можно использовать от блока питания. А также необходимо обратить ваше внимание на то что батарея у нас без каких либо плат защиты, то есть заряжать её следует при помощи специальных зарядных устройств или блоков питания имеющих функцию заряда АКБ. А так же из-за отсутствия платы защиты не стоит сильно разряжать аккумуляторы, так как они могут выйти из строя.
Вот видео от автора с подробной сборкой и испытаниями данной самоделки:
Ну и всем спасибо за внимание и удачи в будущих проектах самодельщики!
Источник
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru