Узнать как переделать шуруповерт на литий ионные аккумуляторы своими руками
Шуруповерт так тесновато втиснулся в жизнь современного человека, что без него не обходится ни один ремонт либо строй работы в доме и на производстве. Главное удобство инструмента в его мобильности, что обеспечивается за счет съемного автономного АКБ. Вот поэтому рассматриваемое устройство и получило заглавие «аккумуляторный шуруповерт». Нередко при эксплуатации появляется вопрос о том, как переработать аккумулятор шуруповерта, потому что никель-кадмиевые батареи имеют большой недочет по сопоставлению с литиевыми — это маленький срок службы. Чтоб не брать новый электроинструмент с литиевой батареей, можно модернизировать старенькую АКБ, заменив в ней никель-кадмиевые банки.
Портативность шуруповерта обеспечивается за счет внедрения независящего источника питания. В качестве такого источника выступает аккумуляторная батарея, механизм работы которой аналогичен обыкновенной батарейке для часов либо пульта дистанционного управления. Только аккумулятор для электроинструмента имеет напряжение в несколько 10-ов раз больше, чем рядовая пальчиковая батарейка.
Аккумулятор в действие приводит движок шуруповерта. При вращении якоря электромотора происходит передача момента вращения на редуктор. Редуктор понижает либо увеличивает скорость вращения (зависимо от установленного режима) рабочего органа — патрона, в каком фиксируются насадки. Независящий источник питания в роли АКБ на шуруповерте — это главный элемент, без которого работа устройства просто невозможна.
Нередко обладатели дешевых шуруповертов сталкиваются с таковой ситуацией, как резвый разряд батареи. Предпосылкой того является материал производства независящего источника питания. Различают три главных вида аккумуляторов для шуруповерта:
- Никель-кадмиевые — самые обыкновенные, дешевые и недолговечные. Еще одним недочетом такового материала является маленькой припас заряда
- Никель-металлгидридные — улучшенная модификация кадмиевых, которые владеют завышенной устойчивостью к частым зарядам и разрядам (но при всем этом они стремительно разряжаются). Воздействие низких температур плохо отражается на длительности работы источника
- Литий-ионные — это новенькая эпоха аккумуляторов, которые не только лишь держат длительно заряд (неспешное расходование за счет большой емкости), но к тому же способны служить более 10 лет
Нередко обладатели только после покупки шуруповерта, который поставляется с никель-кадмиевым АКБ, понимают о том, что «нужно было выбирать электроинструмент с литиевой батареей». Причину покупки электроинструмента с никель-кадмиевым источником также просто разъяснить, ведь с таким АКБ устройство стоит в пару раз дешевле. Если не верите, сможете сопоставить стоимость на шуруповерты в веб магазине Цилиндр.
Типы аккумуляторных батарей
По конструктивным особенностям различают батареи в виде слайдеров и обоймы.
Аккумулятор шуруповёрта в виде слайдера
Но это несущественные отличия по сопоставлению с типами батарей. И слайдер, и обойма употребляется в различных типах батарей.
Есть три типа аккумуляторов для шуруповёрта:
Литий — полимерные батареи (Li-Pol) не выполняются для шуруповёртов. Главные области их внедрения: телефоны, мобильники, планшеты, ноутбуки, радиоуправляемые приборы, электромобили.
Никель — кадмиевые батареи самые дешёвые, стремительно заряжаются, имеют более тыщи зарядных циклов. Батареи устойчивы к эксплуатации при низких температурах. Но они владеют эффектом памяти. Другими словами заряжать их можно только после полной разрядки, по другому ёмкость будет падать. У их высочайший ток саморазряда. Они сделаны из ядовитых материалов и их трудно утилизировать. Эти батареи пользуются наибольшим спросом.
Никель — металлогидридные батареи дороже, не токсичны, имеют маленький эффект памяти. Ток саморазряда больше никель — кадмиевых. Ёмкость выше, цикл заряда более пятисот. Эти батареи ужаснее переносят высшую скорость разряда. Они меньше подходят для наибольшего использования мощности инструмента. Их необходимо повсевременно заряжать.
Литий — ионные батареи дороже, сильнее, стремительно заряжаются. У их отсутствует эффект памяти. Маленький ток саморазряда. Напряжение частей АКБ больше, потому их число меньше. Как следует габариты и вес таких батарей меньше, чему у никелевых. Но их нельзя разряжать на сто процентов, по другому через несколько таких циклов придётся брать новый. Чтоб повысить качество литий — ионных батарей, производители устанавливают в корпус батареи либо шуруповёрта микросхему, контролирующую работу АКБ. Появляется многоуровневая многоступенчатая защита:
- От высочайшей температуры.
- От полного разряда. Эти батареи страшатся полного разряда и не могут восстановиться, если разряд будет ниже допустимой нормы.
- От недлинного замыкания.
- От перезаряда, потому что может произойти взрыв.
- От токов перегрузки.
Контролирующая плата, установленная в корпус батареи, более эффективна. Когда аккумулятор лежит раздельно от шуруповёрта и не употребляется, микросхема держит под контролем его состояние и в случае каких-либо заморочек размыкает цепь. Аккумулятор стопроцентно защищён.
Как переделать старый шуруповерт на Li-ion аккумуляторы
Список инструментов и материалов литий–ионный аккумулятор Самсунг INR18650-30Q 3000mAh 15A.4шт ;- плата контроля, защиты с балансировкой BMS 5S60-100A.1шт;- соединительные провода 1,5 кв.мм;. паяльничек;. тестер;. пластмассовая коробка для аккумуляторов либо готовый холдер-1шт;. минивольтметр (индикатор заряда 3s/4s/5s).1шт;- выключатель питания для вольтметра(либо кнопка).1шт;. плата заряда аккумуляторов 5А.1шт;. штатное зарядное устройство шуруповерта (либо источник питания).
Шаг 1-ый. Сборка схемы аккумуляторного отсека шуруповерта.
Я применил универсальную плату BMS, другими словами можно включить ее по схеме на три, четыре либо 5 аккумуляторов(12В, 16,8В либо 18В). Остается избрать 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 меж контактами 4, ну а по схеме 3S припаиваем меж контактами 3. Более комфортна схема с общим минусовым проводом на питание мотора 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 батареи меж собой с помощью пайки, но необходимо стремительно припаять провода исключая перегрев корпуса АКБ. Можно применить точечную сварку а можно использовать готовый холдер. Силовые выводы лучше сделать из гибкого медного провода сечением 1,5-2,5 кв.мм, потому что токи на движок шуруповерта немаленькие.
После сборки всей схемы остается припаять два провода питания к клеммам отсека аккумуляторного блока. Я использовал два старенькых никель-кадмиевый АКБ с клеммной колодкой. Плюсовой провод припаял к плюсу АКБ а минусовой к железному корпусу другого АКБ. В итоге эта конструкция плотно вошла на свое штатное место.
Плату контроллера BMS наклеил обоесторонним скотчем к пластмассовому аккумуляторному боксу. Вся эта конструкция плотно вошла в корпус старенького аккумуляторного отсека. Чтоб не вывалилась закрепил железной полосой. Нижняя крышка аккумуляторного отсека была издавна утеряна-позже нужно будет сделать самодельную.
Шаг 2-ой. 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 идеальнее 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 подходящий 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 либо индикатор заряда. Чтоб не было излишнего употребления тока с его стороны, можно включить через выключатель либо кнопку. Индикатор заряда выпускается в выполнении 3s/4s/5s.
Плата контроллера BMS в конце зарядки проводит балансировку всех частей аккумуляторной батареи, чтоб все ячейки зарядились идиентично. Ячейка набравшая полный заряд шунтируется схемой (зажгется соответственный светодиод).
Зарядная энергия перебегает к элементам имеющий наименьшее напряжение. Уже зарядившиеся ячейки получат наименьший ток чем недозаряженные (ток балансировки.60mA). Это процесс будет проходить пока все элементы аккумуляторной батареи не будут иметь данный уровень напряжения.
В конце балансировки все светодиоды платы будут пылать.
Контроллер BMS управляет батареей –осуществляет балансировку, держит под контролем температуру перегрева банок и защищает от перегрузок. Все эти функции существенно увеличивает срок эксплуатации аккумуляторов.На плате BMS с оборотной стороны есть контакты NTC созданные для подключения датчика термореле. Этим датчиком можно держать под контролем температуру корпуса аккумуляторов.
Подробнее процесс работы BMS и тест переделанного шуруповерта можно поглядеть в видео
Какая плата BMS нужна и как её подключить
Литиевые батареи 18650 страшатся перезарядки и глубочайшей разрядки. При поочередном соединении частей нереально гарантировать синхронную работу частей. Если одна банка будет иметь наименьшую емкость, то при зарядке она пополнится энергией резвее других, и при предстоящей зарядке произойдет перезарядка. При работе батарея наименьшей емкости разрядится резвее других, что может привести к глубочайшему уровню.
Все эти задачи поможет решить плата защиты с балансировкой. BMS платы:
- защищают от недлинного замыкания;
- восстанавливаются после срабатывания защиты;
- смотрят за напряжением на каждой банке и отключают нагрузку, когда хотя бы одна из ячеек на сто процентов разряжается (защита от глубочайшего разряда);
- производят балансировку (защита от перезарядки).
Плата BMS для шуруповерта должна выдерживать наибольший пиковый ток более 30 А. Не считая того, при выборе необходимо ориентироваться на количество поочередно соединенных банок. Для шуруповерта на 12 В требуется 3 батареи, выбираем плату 3 S. Если для питания нужен источник на 14 В, то покупаем 4 S. а для 18 В получаем 5 S.
Как подключить к плате BMS поочередно 2, 3 либо 4 банки, показано на рисунке.
Можно также использовать смешанное, поочередно параллельное соединение. В таком случае к поочередно соединенным банкам подключаем параллельно столько же частей питания.
Методы соединения элементов батареи
Блок, который аккумулирует энергию, можно собрать различным методом. Существует три вида сборки:
Паять нужно как можно резвее, потому нужен мощнейший паяльничек приблизительно на 100 Вт. Литиевые батареи страшатся перегрева, потому их нельзя длительно нагревать, высочайшая температура приводит к повреждению. При отсутствии опыта стоит прибегнуть к услугам специалиста.
Техника соединения частей в блок при помощи точечной сварки считается лучшей. С работой лучше управится мастер, у которого имеется особый сварочный аппарат.
Не очень надежным методом числятся особые кассеты. Приобретенные контакты имеют существенное переходное сопротивление, которое при высочайшем токе начнет стремительно разрушаться.
Элементы соединяют поочередно. тогда напряжение суммируется, а величина емкости не меняется. Поочередно соединенные батареи не все сразу выходят из строя, поэтому в неких случаях из 2-ух аккумуляторных батарей шуруповерта можно вернуть одну рабочую банку, выбрав исправные. Но нужно подразумевать, что прослужит она недолго. Потому спецы рекомендуют к такому ремонту прибегать в редчайших случаях.
Какой литиевый аккумулятор выбрать?
В 7 из 10 случае для шуруповертов используют 12-вольтовые аккумуляторные батареи.
Величина напряжения — определяющий фактор при выборе. Его можно уточнить в технической документации к устройству, в вебе.
- Значение разрядного тока. Шуруповерты работают от аккумуляторов с высочайшим параметром разрядного тока. Уточнить нужный параметр для определенной модели можно в технической документации. Делать выбор батарейки только по ее емкости — ошибка, так как главным параметром является ток. Он может колебаться в границах 15-30 А, время от времени до 40 А.
- Свойства литий-ионных частей. Батареи эталона 18650 обязаны иметь схожие свойства емкости.
- Количество новых батареек. Расчет выполнить нетрудно. Соотношение последующее — 3 Ni-CD равны 1 Li-ion. 12-вольтовый старенькый блок подменяют на блок из 3 литий-ионных элемента.
Рассчитывая число новых источников помнят, что завышенное напряжение (к примеру, заместо 3 Li-ion взамен 10 Ni-CD взять 4 литиевых) прирастит износ оборудования, уменьшит срок эксплуатации. Но мощность возрастет. Потому необходимо взвесить все за и против. Не стоит торопиться и с установкой источников в инструмент. Сначало их необходимо стопроцентно зарядить.
Подготовительные моменты
Сначала следует найти наибольший показатель величины напряжения. Для данной цели требуется высчитать число частей. Для 3-х деталей более применимым значением является 12 Вольт, для 4-х – 16 В.
Возьмите за базу аккумулятор на шуруповерт с наибольшим напряжением 14,4 В. В этом случае рекомендуется использовать 4 элемента. Таким макаром не только лишь уравняется отличие в вольтах, да и повысится показатель емкости. Выходит, что шуруповертам на литиевом АКБ можно будет намного подольше работать.
Что касается типа батареек, то спецы советуют дать предпочтение 18650 серии, она является более хорошим вариантом. Дальше следует разобраться с емкостью и разрядным током. При нормализированном функционировании устройства потребляемый уровень тока варьируется в границах 5-10 Ам. Но если происходит неожиданный резкий спуск, то значение растет до 25 Ам. Чтоб не навредить батарее во время такового перепада, рекомендуется подбирать элементы с завышенным значением разрядного тока, например, до 30 Ам.
Батарейки 18650 серии с завышенным значением разрядного тока
Заместо 4 литий ионных банок можно использовать восемь. Но для этого нужно скрепить параллельно по 2 элемента. Дальше соединительные пары требуется присоединить поочередно
Тут принципиально учесть, что не все корпуса АКБ способны вместить сразу 8 деталей
Контролер необходимо подбирать по показателю номинального напряжения, также с учетом тока разряда. Данные значения должны соответствовать. Поточнее, напряжение будет на сто процентов совпадать как для батарейки, так и для контролера, но только рабочий ток разряда должен быть в 2 раза меньше предельного.
Еще при переделке шуруповерта на литий нужно учесть размеры защитной платы, так как она должна вполне вместиться в корпус оборудования. В оборотном случае нужно использовать фантазию для роста корпусной части. Оставлять открытой данную деталь категорически не рекомендуется.
Какой литиевый аккумулятор выбрать?
В 7 из 10 случае для шуруповертов используют 12-вольтовые аккумуляторные батареи.
Величина напряжения — определяющий фактор при выборе. Его можно уточнить в технической документации к устройству, в вебе. Новые батарейки подбирают, беря во внимание:
- Значение разрядного тока. Шуруповерты работают от аккумуляторов с высочайшим параметром разрядного тока. Уточнить нужный параметр для определенной модели можно в технической документации. Делать выбор батарейки только по ее емкости — ошибка, так как главным параметром является ток. Он может колебаться в границах 15-30 А, время от времени до 40 А.
- Свойства литий-ионных частей. Батареи эталона 18650 обязаны иметь схожие свойства емкости.
- Количество новых батареек. Расчет выполнить нетрудно. Соотношение последующее — 3 Ni-CD равны 1 Li-ion. 12-вольтовый старенькый блок подменяют на блок из 3 литий-ионных элемента.
Рассчитывая число новых источников помнят, что завышенное напряжение (к примеру, заместо 3 Li-ion взамен 10 Ni-CD взять 4 литиевых) прирастит износ оборудования, уменьшит срок эксплуатации. Но мощность возрастет. Потому необходимо взвесить все за и против. Не стоит торопиться и с установкой источников в инструмент. Сначало их необходимо на сто процентов зарядить.
