Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 12в

Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 12в на примере Интерскол Да-12ЭР-02

Что мы имеем: старый шуруповерт Интерскол Да-12ЭР-02 вполне бодро работающий, но с умершими аккумуляторами.
Наша цель: заменить старые аккумуляторы Ni-Cd на новые li-ion

Для переделки по моему варианту нам понадобиться:

• — шуруповерт Интерскол Да-12ЭР-02 )))
• — паяльник от 60W т.к. менее мощным не пропаяешь
• — мультиметр (тестер)
• — «кислота паяльная» — вариаций их много, берем с кисточкой

Батарея:

• литиевые аккумуляторы 18650, например берем батареи уже с хвостиками. Батареи нам нужны высокоамперные читать.
• плата защиты с балансиром 3S 40A 12.6V 40A lithium battery protection board
• провода короткие, но толстые сечение от 1,5
• двухсторонний скотч
• толстая широкая относительно мягкая прокладка 1.5- 2см

Зарядное устройство (можно не переделывать):

• — понижающий DC-DC преобразователь напряжения (XL4015). Статья об этих преобразователях читать
• — макетная плата, например. Нам нужна толстенькая плата.
• — 4 диода от 100в 3А либо готовый диодный мост, я использовал смотреть. Либо это возьмется с оригинальной платы зарядки.
• — конденсатор от 470мкф 35В. Либо это возьмется с оригинальной платы зарядки.
• — два светодиода разного цвета 5мм.
• — термоклей
• — провода различной длины и сечения.
• — сверла 2мм

Меры предосторожности:

• — при работе с аккумуляторами надо быть предельно осторожными не допуская замыкания их, в момент замыкания в месте контакта возникаю огромные токи, что могут привести к ожогам, повреждению глаз, взрывам и пожарам. А так же выхода из стоя всех комплектующих.
• — при работе с кислотой необходимо быть предельно осторожными т.к. она может попасть в глаза на кожу и т.д. последствия могут быть очень печальными.
• — производить работы только на отключенном оборудовании от сети питания 220в. Необходимо так же учитывать, что в схемах питания используются конденсаторы, что накапливают заряд и когда вы отключили прибор от сети, это не означает, что плата обесточена…

Поехали:

Если у вас что-то нет из перечисленного списка выше, то лучше не приступать к работам т.к. гемора вы себе создадите больше, чем сделаете работ.

Сборка новой батареи (3шт. 18650):

Предисловие

Можно использовать и 6шт. 18650, что увеличит нашу емкость батареи в два раза, но потребует больший ток заряда, что потребует отказаться от родного блока питания без переделок, и наша зарядка будет длиться ооооооооочнь долго.

Хочу обратить ваше внимание и это очень важно, батарейки на фото не подходят для нашей задачи, это мой косяк, я купил не подумав. Берите исключительно высокоамперные батареи. Но т.к. вариантов у меня не было, я делал на них.

Почему нам нужны высокоамперные батареи – литиевые батареи рассчитаны на использование в определенных условиях заряда разряда, те что на фото допускают их разрежать токами 2С т.е. в данном случае это около 6А.шуруповерт в момент старта потребляет ток от 15А до 25А и при постоянной нагрузке около 10А. Как мы видим мы превысили требования производителя. Высокоамперные батареи рассчитаны на более высокие токи разряда от 10А, что гарантируем нам более долгий срок службы, а так же меньше сюрпризов в будущем от неправильной эксплуатации. О таких батарейках почитайте: читать

Плата с защитой и балансировкой – позволит нам эксплуатировать литиевые аккумуляторы в тех пределах, что рекомендуют производители. Она защитит наши батареи от глубокого разряда, а так же от перезаряда, что для литиевых батарей очень критично и нарушения этого пункта приведет к очень быстрой деградации батареи т.е. потери своей емкости. Так же данная плата имеет схему балансировки, которая призвана уравнивать заряд на каждой ячейки батареи. Наши батареи имеют последовательное соединение, что в ходе эксплуатации приведет к их неравномерному заряду читать, что приведет к см.п.1, но данная плата позволит устранить этот эффект. Представленная плата, модернизированная по просьбе трудящихся и самовосстанавливается при срабатывании защиты.

Сборка:

Внимание! Работа с батареями требует осторожного обращения. Перед началом работ надо уровнять/зарядить все батареи.

Батареи мы используем с уже приваренными хвостиками. Первым делом снимаем защиту с хвостиков, дальше нам надо залудить концы. Залудить без использования кислоты (осторожно) вам не получиться так, что берем кислоту, паяльник и припой и лудим. Лудим с двух концов. Кислоту наносим тонким слоем, этого вполне достаточно в противном случае вы получите брызги в разные стороны.

Если вы купили кислоту без кисточки, то можно перелить ее в тюбик от лака для ногтей или же можно использовать, одноразовый шприц, где вы выдавливаете каплю и тут же ее назад втягиваете, оставляю тонкую пленку. Так же нам надо залудить плюсы первых двух батарей, в данных местах у нас будет производиться соединение батарей между собой.

Внимание! Нам ни в коем случае не стоит допустить перегрев батареи, поэтому берем 60W паяльник или больше мощности и очень быстро лудим плюсовой контакт, припой делам с небольшой горочкой. Паяльник меньшей мощности не позволит вам добиться этих условий вплоть до того, что вы не сможете залудить в принципе и перегреете батарею.

После как вы все залудили, спаиваем последовательно батареи см .рис. На одной из батарей язычок повернут в обратную сторону. Спайку также производим мощным паяльником, просто приложив язычок и прижав жалом паяльника. Вот что должно у нас получиться.

Теперь фиксируем все изолентой или это можно сделать заранее перед пайкой. Клеем двухсторонний скотч для фиксации платы.

Приступаем к припайке батарей к плате.

Внимание! Припаивать надо последовательно от площадки 0в до 12.6в т.е. вначале припаиваем к 0, потом к 4,2, далее 8,4 и т.д.

Результат:

Разбираем родную батарею. Вытаскиваем старые батареи (Осторожно).

Внимание! Если мы будем использовать родную зарядку, то припаянный температурный датчик необходимо оставить, либо сделать перемычку с минуса на центральный штырь.

Откусываем черную штуку и припаиваемся. Провода нам нужны толстые т.к. токи у нас будут до 25А периодами и более , что при тонких проводах может привести к их возгоранию, а так же мы будем иметь потерю в мощности. Батареи аккуратно уберем в сторону.

Внимание! Использования паролонки не есть хорошо, горючий материал, что может привести к возгоранию, но лучше я ничего не придумал.

Теперь нам нужно найти толстую, широкую относительно мягкую прокладку 1.5- 2см. Я ее оторвал от упаковки некого гаджета. Вырезам по размерам корпуса и кладем ее на дно, клеем двусторонний скотч и приклеиваем батарейки. Фиксируем ту чёрную штуку, торчащий конец должен быть такой длины, чтоб упирался в наши батарейки и давал закрыть корпус с неким натягом. Не перепутайте полярность!

В данном случае, коричневый провод у меня минус, а черный плюс. Коричневый на порядок толще, черного.

Обрезаем провода делая их как можно короче, дабы не терять ток на потерях, но надо учитывать, что нам надо еще припаяется к плате. Припаиваемся и собираем корпус, батарея готова.

Использовать готовую батарею можно с имеющимся зарядным устройством, но:

• — есть жалобы на то, что корпус будет очень сильно греться, что многие опасаются. Но в конструкции зарядного устройства используется трансформатор и нагрев для него это нормальное явление. В моих экспериментах при токе 1А он грелся до 60С. В конструкции не предусмотрена система ограничения по току так, что ток в системе может быть в разы выше и нагрев выше. В тоже время теперь нам требуется больше времени на заряд батарей.
• — в конструкции зарядного устройства присутствует система ограничения времени заряда и составляет она один час. Т.е. нам придется передергивать батарею для ее полного заряда.
• — тяжко будет использовать родную зарядку, если мы решили использовать 6 элементов 18650 т.к. максимальный ток выдаваемый по заявлению производителя должен быть 1.8А . Т.е. длительное использование на токах более этого значения может привести к неизвестным последствиям. Для 3х элементов емкостью 3000мАч и рекомендуемым током заряда от 0,5С -1С (1.5А – 3А) мы укладываемся в параметры зарядника. Для 6 элементов нам надо ток заряда в два раза больше. И да, как я сказал раньше, в заряднике нет схемы ограничения тока заряда т.е. в некий промежуток времени мы будем заряжать свои батареи на приделах возможности зарядника, что терпимо для 3х, но не для 6 элементов.

В принципе это основные нюансы использования родного зарядного устройства.

О родном зарядном устройстве.

На холостом ходу ЗУ выдает нам 19-20В и ток короткого замыкание … не замерил. Производитель заявляет ток эксплуатации 1,8А.

Схема ЗУ SD-C804S найденного на просторах интернета.

Схема имеет, на мой взгляд, ряд некорректных обозначений, но не суть. В схеме нет узлов, которые бы следили и ограничивали бы ток заряда. Но есть схема слежения за напряжением выполнения на микросхеме U1 (не факт, подтвердить работоспособность этого узла не получилось), а так же узел ограничения времени заряда выполненной на микросхеме U2.

Что нам мешает: мешает нам схема ограничения по времени заряда, но ее можно просто отключить, в остальном как бы все устраивает. Но, мне не удалось заставить ЗУ показывать окончания заряда. Включив родную батарею на заряд, загорелся индикатор заряда, но разорвав цепь на аккумуляторе т.е. мы получили на выходе напряжение питания, индикатор так и не погас, а должен был, если окончание заряда регулируется по напряжению на батареи ( я не спец в электроники и понять как это полностью работает не могу ). А для нас это критичный момент т.к. плата защиты наших литьевых аккумуляторов при окончании заряда просто разрывает цепь.

Было много мыслей, как сделать зарядку — от модернизации текущей схемы, с автоматическим выбором какой аккумулятор вставлен старый или новый на простых элементах, до передки все на Ардуино с контролем всего и вся. Но на все это нужно много времени и сил …. Было решено не изобретать велосипед и пойти путем как все.

В качестве контроля заряда был выбран DC-DC преобразователь с контролем тока заряда на микросхеме XL4015 читать

Переделка родного зарядного устройства (жуткий колхоз):

Переделывать будем с расчетом возможности заряжать старый тип аккумуляторов.

Берем нашу китайскую плату, подключаем ее к лабораторному БП выставляем 19в, либо разбираем зарядку и цепляемся на выходы диодов.

Крутим подстроечный резистор напряжения и выставляем напряжение на выходе 15В т.к. родные Ni-Cd батареи имеют напряжение полного заряда 1,4в-1.5в, а их у нас 10. Для новой сборки батарей этот параметр безразличен, главное больше 12.6в.

Переключаем мультиметр в режим измерения тока. Выкручиваем подстроечный резистор тока против часовой стрелки (вроде в эту сторону) до конца т.е. выставляем минимальный выходной ток. Подключаем концы мультиметра к выходу, замыкаем цепь, выставляем ток в 1А. Чем больше ток, тем быстрее будет заряжаться наша батарея, но и греться все будет больше. Не выставляете больше 1.5А от греха подальше. Настройка платы на этом закончена.

Разбираем наше ЗУ. Для внедрения новой платы нам надо будет распаять родную плату ЗУ, убрать все кроме двух светодиодов, диодного моста, и сглаживающего конденсатора, а так же самого разъёма для батарей. Это делается потому, что новую плату мы не сможем воткнуть т.к. мешает обвес платы. Я решил оставить в целости оригинальную плату и сделать колхоз.

Берм макетную плату, диодный мост, конденсатор, два светодиода либо выпаиваем все это с родной платы. Так же выпаиваем контактные разъёмы.

Далее нам надо на макетке собрать см. рис. (как смог) то, что обведено черной линией.

И запаять наши светодиоды как на рисунке. Коричневый это у нас минус, а оранжевый это плюс (провода какие были). Чтоб у нас не отламывалось провода в месте пайки, мы их зальем термоклеем. Все запаиваем по схеме. Не перепутайте полярность конденсатора и всех подключений. Светодиоды в корпусе крепим на термоклей.

В результате имеем вот такой колхоз.

Теперь все проверяем, собираем и пользуемся. У меня защита с данной платой не срабатывает от нажатия, но рукой, возможно, заставить ее сработать. Лампа заряда выключиться когда ток заряда будет меньше 10% от установленного т.е. менее 0.1А

Зарядное устройство для шуруповерта, переделанного под литий

Очередные очумелые ручки 🙂 Осторожно, трафик! Много картинок! И много букв 🙂
Если кто помнит, я довольно давно уже переделал аккумулятор своего шуруповерта на литий. Но вот с нормальной зарядкой для него все тянул. Да и заряжать его теперь нужно не раз в несколько дней, а раз в месяц 🙂 Когда было не лень — ставил заряжаться от лабораторного БП с ограничением напряжения и тока, когда было лень — втыкал в старое родное зарядное устройство, которое для лития ну совсем не рассчитано и выдавало что-то около 18 вольт и под три ампера. Надежду возлагал на плату защиты внутри аккумулятора.
Но все же мысль о нормальной зарядке меня не покидала.

И даже блок питания с регулятором напряжения и тока купил уже давно:
— БП — www.aliexpress.com/item/Power-Supply-Module-AC-110v-220v-to-DC-24V-6A-AC-DC-Switching-Power-Supply-Board/32827334983.html
— регулятор — www.aliexpress.com/item/DC-DC-Step-Down-Adjustable-Constant-Voltage-Current-Power-Supply-Module-Drop-shipping/32787533675.html
Выбирал с запасом по мощности и с расчетом давать на регулятор 20-24 вольта и на нем ограничивать до 16.7 вольт и до 1 ампера. Забегая вперед — с БП меня ждал небольшой облом, но об этом будет дальше в обзоре.

Кроме этого, все крепежи рассчитывал под болтики (нержавейка) и шурупчики, которыми тоже давно уже затарился на Али. Брал сразу по несколько диаметров — от М1 до М3 🙂
Болтики — www.aliexpress.com/item/500pcs-lot-DIN7985-Stainless-Steel-304-M2-Phillips-Pan-Round-Head-Machine-Screw-kit-m2x4-5/32765362652.html и у этого же продавца много других размеров
Шурупчики — www.aliexpress.com/item/400pcs-M2-Cross-pan-Head-Self-Tapping-Screws-Black-Oxide-Assortment-Kit-M2-4-5-6/32580525848.html и тоже у этого же продавца есть и другие размеры.
Не раз уже пригодились 🙂

Вот так выглядела родная зарядка шуруповерта и сам аккумулятор:

Аккумулятор вставлялся в нее вверх ногами:

Внутри гнезда три контакта — два питания и один на термопредохр

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, будем 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.
2. Фирменные. По сути то же самое, но в состав уже входят простенькие «мозги», автоматические отключающие заряд в конце.
3. «Продвинутые» — импульсный блок питания, контроллер заряда, иногда заряд нескольких 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.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
Но все эти зарядные устройства кажутся очень простыми после взгляда на современные варианты для заряда литиевых аккумуляторов.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильноПеределка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.

Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.
Как я писал выше, можно даже использовать просто резистор или лампочку, но это «не наш метод».

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.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
Правда открыв зарядное устройство вы можете увидеть и такую картину (не обращайте внимание на отсутствие трансформатора):
В этом случае придется выпаивать все.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.

Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.

Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
Так будет выглядеть этот вариант на блок схеме.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.

Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.

Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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

Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.

Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
Собрал плату.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильноПеределка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
Плата универсальная, можно применить реле и сделать по предыдущей схеме, а можно применить полевой транзистор.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.

Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.

Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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 🙂Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
Приклеиваем платы, провода прячем.
В итоге у нас должны остаться свободными 6 проводов — 2 к батарее, 2 к диодному мосту и 2 к светодиоду.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
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.

Переделка блока питания шуруповёрта на работу от сети

Незаменимым помощником в работе является шуруповёрт. Применение его эффективно не только в домашнем хозяйстве, но и в профессиональной деятельности. В настоящее время трудно представить проведение ремонтных и отделочных работ без этого универсального электроинструмента. Шуруповёрт может работать в любом месте, независимо от наличия питающей электрической сети. Но аккумуляторная батарея (АКБ) электроинструментов имеет свойство разряжаться, а количество циклов заряда ограничено. В среднем аккумулятор живёт около трёх лет, а потом приходится его менять, поэтому народные умельцы стали переделывать питание на сетевой вариант.

Нужна ли переделка шуруповёрта

Когда аккумуляторная батарея перестаёт держать заряд, незаменимый механический помощник превращается в бесполезный инструмент. Купить другую батарею невыгодно, ведь стоимость аккумулятора порой может достигать до 50% цены нового инструмента. Поэтому каждый рачительный хозяин начинает задумываться над вопросом переделки шуруповёрта на питание от сети.

Можно попробовать восстановить характеристики батареи, но это будет временное решение. Всё равно в дальнейшем устройство будет быстро разряжаться. Переделка на питание шуруповёрта от сети 220 В своими руками является оптимальным вариантом восстановления работоспособности оборудования. Что даёт такое решение:

• устройство может полноценно работать дальше;
• нет необходимости использовать требующие заряда батареи;
• крутящий момент оборудования не зависит от состояния заряда аккумулятора.

Недостатком можно назвать только зависимость от длины сетевого шнура и наличия источника электрического питания.

Мобильность устройства

При переводе аккумуляторного оборудования на питание от электросети теряется одно из главных отличительных свойств — мобильность. Поэтому, если решили произвести переделку питания шуруповёрта, нужно точно определить, какое устройство в дальнейшем вы хотите использовать в работе.

Существует две концепции, как оборудование аккумуляторного типа переделать в сетевое:

1. Блок питания (БП) будет внешним. Такой вариант исполнения предусматривает наличие отдельного устройства. Но пусть вас это не пугает, даже тяжёлый и крупный выпрямитель может просто находиться возле питающей розетки. Всё равно вы будете ограничены длиной кабеля питания или к розетке, или к питающему блоку. Согласно закону Ома, снижение напряжения при одинаковой мощности увеличивает силу тока. Поэтому шнур питания устройства на 12—19 вольт должен иметь сечение большее, чем сетевой кабель на 220 вольт.
2. Блок питания вмонтирован в корпус аккумулятора. В таком устройстве мобильность почти полностью сохраняется, только длина сетевого кабеля может ограничить передвижение оператора. Одна проблема может возникнуть при необходимости установить трансформатор большой мощности в корпус батареи шуруповёрта. Но современная радиотехническая промышленность позволяет решить эту задачу, на рынках радиоаппаратуры существует большое количество компактных выпрямителей.

Каждый из способов находит сторонников, так как обладает определённым набором характеристик.

Варианты изготовления блока питания

Существует несколько вариантов, как переоборудовать шуруповёрт для работы от электросети. Задача заключается в том, чтобы запитать электродвигатель устройства с помощью промежуточного источника.

Используем зарядку от ноутбука

Изготовить блок питания 12 В для шуруповёрта своими руками можно, даже не обладая техническими знаниями. Следует только найти ненужное зарядное устройство от ноутбука, которое имеет технические характеристики, сходные с параметрами для питания шуруповёрта. Главное, чтобы выходное напряжение соответствовало искомому (12—14 вольт).

Для достижения заданной цели необходимо сначала аккумуляторную батарею разобрать и удалить оттуда неисправные элементы. Затем следуют такие манипуляции:

1. Берём зарядное устройство от ноутбука.
2. Отрезаем выходной разъём, оголяем и производим лужение концов проводов.
3. Зачищенные провода припаиваем к входным проводам батареи.
4. Изолируем места пайки, чтобы избежать короткого замыкания.
5. Делаем в корпусе отверстие, чтобы не пережать провод, и производим сборку конструкции.

Основа — блок питания от компьютера

Для изготовления такого устройства понадобится блок от персонального компьютера формата А. Т. Найти его несложно, это старая модель питающего устройства, которую легко купить на любом рынке радиодеталей. Важно знать, что применять можно блок мощностью 300—350 Вт с током в цепи питания 12 В не ниже 16 А.

Именно блоки формата АТ соответствуют таким параметрам. На корпусе этого устройства находится кнопка включения питания, что очень удобно при работе. Внутри установлен вентилятор охлаждения и смонтирована схема защиты от перегрузок.

Порядок проведения переустройства блока:

1. Снимаем крышку корпуса Б. П. Внутри увидим плату с множеством проводов, идущих к разъёмам, а также вентилятор.
2. Следующим шагом необходимо отключить защиту от включения. Находим на квадратном большом разъёме зелёный провод.
3. Соединяем этот провод с чёрным из этого же разъёма. Можно сделать перемычку из другого кусочка провода, а можно просто его коротко обрезать и оставить в корпусе.

Затем в пучке выходов находим меньший разъём (MOLEX) и проделываем с ним следующие операции:

1. Оставляем чёрный и жёлтый провода, а два других коротко обрезаем.
2. Для удобства расположения БП при работе припаиваем к чёрному и жёлтому проводам удлинитель.
3. Второй конец удлинителя прикрепляем к контактам пустого батарейного отсека. Сделать это нужно методом пайки, можно сделать хорошую скрутку, при этом необходимо строго соблюдать полярность.
4. Проделываем отверстие в корпусе, чтобы не пережать при сборке провод. Устройство готово.

Если появилось желание облагородить вашу конструкцию, т. е. спрятать её в другой корпус, просверлите отверстия для притока воздуха, чтобы исключить перегрев БП.

Питание из зарядного устройства автомобиля

Имея зарядку для автомобильного аккумулятора, довольно просто сделать устройство для питания шуруповёрта. Чтобы произвести переделку, потребуется всего лишь соединить силовые клеммы выхода зарядного устройства с питанием электромотора.

Если имеется прибор для зарядки с плавной регулировкой выходного напряжения, то можно его использовать как блок питания 18 вольт для шуруповёрта.

Сетевой блок, встроенный в АКБ

Работы по модернизации питания нужно начинать с приобретения готового блока с соответствующими габаритами и характеристиками. Самое простое решение — сходить на радиотехнический рынок и подобрать подходящее по параметрам устройство.

Затем нужно аккуратно полностью отсоединить все детали от корпуса. Расположить элементы в корпусе от АКБ шуруповёрта и закрепить их внутри, при этом, если возникает необходимость, нужно удлинить соединения между трансформатором и платой управления. Желательно эти два основных узла разместить с зазором, чтобы не допускать перегрева их во время работы при высокой нагрузке.

Не помешает закрепить на управляющей микросхеме радиатор охлаждения. Определить, какие детали будут нуждаться в охлаждении, можно практическим методом. Для этого необходимо поработать шуруповёртом некоторое время, после чего отключить его от сети и потрогать детали на плате. Сразу станет понятно, какой элемент нагревается сильнее. В корпусе блока просверливаем несколько отверстий для поступления воздуха.

Если вы обладаете знаниями в области радиотехники и умеете работать с паяльником, то можно сделать такое устройство самостоятельно. С принципиальными электрическими схемами питающих устройств можно ознакомиться на многих сайтах интернета. И, конечно, вы сами можете решить задачу компоновки устройства согласно вашим пожеланиям.

Автономное питание шуруповёрта

Работы ручным инструментом можно производить и в здании, где нет электричества. В таких случаях устройство подключается к аккумулятору автомобиля или к любому другому устройству питания, подходящему по параметрам для работы шуруповёрта.

Для подключения автомобильного аккумулятора необходимо взять провода с зажимами «крокодил», оголить один конец и припаять напрямую к контактам электродвигателя инструмента. Второй конец зажимом прикрепляется на клеммы аккумулятора с соблюдением полярности.

Принцип подключения переносного аккумулятора аналогичен автомобильному устройству. Только на концы проводов устанавливаются медные зажимные клеммы, подходящие для крепления.

Электрический инструмент служит намного дольше аккумуляторного. Поэтому не стоит выбрасывать шуруповёрт, если элементы питания отработали свой ресурс. Хозяйственный мужчина сможет переоборудовать свой электроинструмент на питание от сети, тем самым продлив его жизнь.

Зарядка для шуруповерта из того что было

Купил бюджетный шуруповерт « Диолд». Зарядка: Трансформатор, диодный мост и 2 светодиода, при зарядке греется как утюг.
Решил собрать зарядное для своего нового друга…

Интернет в помощь, сначала теория.

У Ni Cd аккумуляторов большой саморазряд.Все Ni Cd аккумуляторы имеют эффект памяти, т.е. если их не разряжать до конца, то они теряют свою емкость.
Количество циклов заряд-разряд у любых аккумуляторов ограничено.

То есть нужен на зарядном разряд- заряд. Для разряда поставил кулер от ПК, медленно, но верно.

Ограничитель разряда сделал из платы от аккумулятора телефона:

Источник: vrtp.ru

Ограничитель заряда:

Источник: avtosxema.com

Получилось как то так:

Корпус от блока питания советского компьютера (5 вольт).
Трансформатор от штатного ЗУ
Итог: Выставил срабатывание (опытным путем) max- 15 v, min-10v. Доставка новых самоделок на почту

Получайте 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.