Зарядка шуруповерта от автомобильного зарядного устройства

Как можно зарядить аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства?

• Основная классификация
• Пошаговая инструкция
• Заключение

Перед тем как зарядить аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства, потребуется изучить инструкцию. Самодельное зарядное устройство изготавливается с учетом типа аккумулятора.

Как зарядить аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства?

Всем хорош шуруповерт, однако, пользование электрическим инструментом создает неудобства определенного характера — сеть есть не везде, что мешает работе, да и шнур может помешать эффективному рабочему процессу. В связи с этим аккумуляторные шуруповерты пользуются все большей популярностью, так как вышеперечисленных проблем у них нет. Работать такими инструментами можно в любом месте, не нужно искать место, где есть розетка.

Схема литиевого аккумулятора шуруповерта.

Одним из главных элементов такого шуруповерта является батарея, благодаря которой инструмент способен функционировать в автономном режиме. Но при всех своих преимуществах есть и недостатки, связанные с тем, как зарядить аккумулятор.

Как правильно зарядить шуруповерт?

• Разновидности аккумуляторов для шуруповерта
• Сколько времени уходит на заряд аккумулятора?
• Выбор может быть роковым
• Батарея не заряжается!
• Несколько полезных советов напоследок

Пожалуй, ни один мужчина не сможет обойтись без шуруповерта. Это инструмент, который позволяет вкручивать и выкручивать саморезы, а также сверлить отверстия. Существуют приборы, питающиеся от сети, и аппараты, которые имеют аккумуляторы, что делает их весьма удобными в применении.

Для таких приборов батарейка является очень важной деталью, поэтому для возможности длительной эксплуатации инструмента необходимо точно знать ответ на вопрос о зарядке шуруповерта.

Как правильно зарядить аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства с помощью USB

Чтобы сделать зарядное устройство, работающее с помощью USB-порта, вам потребуются:

• Предохранитель на 10А.
• Любое зарядное устройство USB.
• Розетка 220В.
• Разъемы.
• Изолента.
• Скотч.
• Краска.

Алгоритм работы схемы довольно прост.

При включении в сеть 220V зарядное устройство ни как не проявляет свою работу. Индикаторы (зелёный и красный светодиоды) не светятся. При подключении сменного аккумулятора загорается зелёный светодиод, который свидетельствует о том, что зарядник готов к работе.

При нажатии кнопки «Пуск» электромагнитное реле замыкает свои контакты, и аккумулятор подключается к выходу сетевого выпрямителя, начинается процесс заряда аккумулятора. Загорается красный светодиод, а зелёный гаснет. По истечении 50 – 60 минут, реле размыкает цепь заряда аккумулятора. Загорается светодиод зелёного цвета, а красный гаснет. Зарядка завершена.

После зарядки напряжение на клеммах аккумулятора может достигать 16,8 вольт.

Такой алгоритм работы примитивен и со временем приводит к так называемому «эффекту памяти» у аккумулятора. То есть ёмкость аккумулятора снижается.

Если следовать правильному алгоритму заряда аккумулятора для начала каждый из его элементов нужно разрядить до 1 вольта. Т.е. блок из 12 аккумуляторов нужно разрядить до 12 вольт. В заряднике для шуруповёрта такой режим не реализован.

Вот зарядная характеристика одного Ni-Cd аккумуляторного элемента на 1,2V.

На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента (temperature), напряжение на его выводах (voltage) и относительное давление (relative pressure).

Специализированные контроллеры заряда для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов, как правило, работают по так называемому методу дельта.ΔV. На рисунке видно, что в конце зарядки элемента происходить уменьшение напряжения на небольшую величину – порядка 10mV (для Ni-Cd) и 4mV (для Ni-MH). По этому изменению напряжения контроллер и определяет, зарядился ли элемент.

Так же во время зарядки происходит контроль температуры элемента с помощью термодатчика. Тут же на графике видно, что температура зарядившегося элемента составляет около 450С.

Вернёмся к схеме зарядного устройства от шуруповёрта. Теперь понятно, что термовыключатель JDD-45 отслеживает температуру аккумуляторного блока и разрывает цепь заряда, когда температура достигнет где-то 450С. Иногда такое происходит раньше того, как сработает таймер на микросхеме HCF4060BE. Такое происходит, когда емкость аккумулятора снизилась из-за «эффекта памяти». При этом полная зарядка такого аккумулятора происходит чуть быстрее, чем за 60 минут.

Как видим из схемотехники, алгоритм заряда не самый оптимальный и со временем приводит к потере электроёмкости аккумулятора. Поэтому для зарядки аккумулятора можно воспользоваться универсальным зарядным устройством, например, таким, как Turnigy Accucell 6.

Процесс

Для того чтобы зарядное устройство работало дольше и не ломалось, очень важно правильно заряжать аккумулятор.

Перед тем как использовать зарядку в первый раз, батарея должна быть заряжена, так как во время хранения она имеет обыкновение разряжаться. Для того чтобы шуруповерт работал с максимальной эффективностью, его рекомендуется перед работой сначала 3 раза зарядить, после чего он разряжается. Дело в том, что емкость новой батареи является неполной. Нужно сделать так, чтобы она наполнилась. После этого батарея нуждается в зарядке, как только мощность становится минимальной.

Схема устройства съемного аккумулятора.

Если говорить о литий-ионных батареях, то использовать их гораздо проще. Эффекта памяти там нет, что позволяет не доводить их до полной разрядки, а заряжать аккумулятор такого типа можно тогда, когда это требуется. Для правильной зарядки необходимо учитывать оптимальный режим рабочего процесса. Настоятельно рекомендуется, чтобы температура окружающей среды была в пределах 10-40°С. Нужно учитывать, что во время такого процесса аккумуляторы могут значительно нагреваться, но этого допускать нельзя. Дело в том, что перегрев зарядных устройств крайне отрицательно влияет на качество работы, поэтому необходимо время от времени его охлаждать. Что касается батареи, то оставлять ее в зарядном устройства настоятельно не рекомендуется. Лучше всего осуществлять ее хранение отдельно, от шуруповерта ее надо отсоединить. Если не подразумевается использование шуруповерта долгое время, то подзарядку необходимо делать примерно 1 раз в месяц.

Что касается покупки аккумуляторных батарей, то предпочтение рекомендуется отдавать тем, которые продаются в специализированных точках продажи. Нужно не забывать о том, что только правильная эксплуатация способна в значительной степени продлить срок такого устройства.

Универсальные зарядные устройства

Приобретение такого прибора оправдано, если кроме шуруповерта дома имеются и другая техника работающая на аккумуляторах. В этом качестве могут выступать лабораторные источники питания или модельные зарядки. Преимуществом этого типа приборов, является их универсальность и множество регулировок, с помощью которых можно выставить необходимый режим зарядки.

Сменный аккумулятор.

Сменный аккумулятор GB1 представляет собой блок, в котором последовательно соединено 12 никель-кадмиевых (Ni-Cd) элементов, каждый по 1,2 вольта.

На принципиальной схеме элементы сменного аккумулятора обведены пунктирной линией.

Суммарное напряжение такого составного аккумулятора составляет 14,4 вольт.

Также в блок аккумуляторов встроен датчик температуры. На схеме он обозначен как SA1. По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Маркировка термовыключателя JJD-45 2A. Конструктивно он закреплён на одном из Ni-Cd элементов и плотно прилегает к нему.

Один из выводов термодатчика соединён с минусовым выводом аккумуляторной батареи. Второй вывод подключен к отдельному, третьему разъёму.

Схема, устройство, ремонт

Без сомнений, электроинструмент значительно облегчает наш труд, а также сокращает время рутинных операций. В ходу сейчас и всевозможные шуруповёрты с автономным питанием.

Рассмотрим устройство, принципиальную схему и ремонт зарядного устройства для аккумуляторов от шуруповёрта фирмы «Interskol».

Для начала взглянем на принципиальную схему. Она срисована с реальной печатной платы зарядного устройства.

Как зарядить аккумулятор от шуруповёрта без родного зарядного

Печатная плата зарядного устройства (CDQ-F06K1).

Силовая часть зарядного устройства состоит из силового трансформатора GS-1415. Мощность его около 25-26 Ватт. Считал по упрощённой формуле, о которой уже говорил здесь.

Пониженное переменное напряжение 18V со вторичной обмотки трансформатора поступает на диодный мост через плавкий предохранитель FU1. Диодный мост состоит из 4 диодов VD1-VD4 типа 1N5408. Каждый из диодов 1N5408 выдерживает прямой ток 3 ампера. Электролитический конденсатор C1 сглаживает пульсации напряжения после диодного моста.

Основа схемы управления – микросхема HCF4060BE, которая является 14-разрядным счётчиком с элементами для задающего генератора. Она управляет биполярным транзистором структуры p-n-p S9012. Транзистор нагружен на электромагнитное реле S3-12A. На микросхеме U1 реализован своеобразный таймер, который включает реле на заданное время заряда – около 60 минут.

При включении зарядника в сеть и подключении аккумулятора контакты реле JDQK1 разомкнуты.

Микросхема HCF4060BE запитывается от стабилитрона VD6 – 1N4742A (12V). Стабилитрон ограничивает напряжение с сетевого выпрямителя до уровня 12 вольт, так как на его выходе около 24 вольт.

Если взглянуть на схему, то не трудно заметить, что до нажатия кнопки «Пуск» микросхема U1 HCF4060BE обесточена – отключена от источника питания. При нажатии кнопки «Пуск» напряжение питания от выпрямителя поступает на стабилитрон 1N4742A через резистор R6.

Далее пониженное и стабилизированное напряжение поступает на 16 вывод микросхемы U1. Микросхема начинает работать, а также открывается транзистор S9012, которым она управляет.

Напряжение питания через открытый транзистор S9012 поступает на обмотку электромагнитного реле JDQK1. Контакты реле замыкаются, и на аккумулятор поступает напряжение питания. Начинается заряд аккумулятора. Диод VD8 (1N4007) шунтирует реле и защищает транзистор S9012 от скачка обратного напряжения, которое образуется при обесточивании обмотки реле.

Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.

Что будет после того, когда контакты кнопки «Пуск» разомкнутся? По схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое напряжение через диод VD7 (1N4007) поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. В результате микросхема U1 остаётся подключенной к источнику питания даже после того, как контакты кнопки будут разомкнуты.

Алгоритм работы схемы довольно прост.

При включении в сеть 220V зарядное устройство ни как не проявляет свою работу. Индикаторы (зелёный и красный светодиоды) не светятся. При подключении сменного аккумулятора загорается зелёный светодиод, который свидетельствует о том, что зарядник готов к работе.

При нажатии кнопки «Пуск» электромагнитное реле замыкает свои контакты, и аккумулятор подключается к выходу сетевого выпрямителя, начинается процесс заряда аккумулятора. Загорается красный светодиод, а зелёный гаснет. По истечении 50 – 60 минут, реле размыкает цепь заряда аккумулятора. Загорается светодиод зелёного цвета, а красный гаснет. Зарядка завершена.

После зарядки напряжение на клеммах аккумулятора может достигать 16,8 вольт.

Такой алгоритм работы примитивен и со временем приводит к так называемому «эффекту памяти» у аккумулятора. То есть ёмкость аккумулятора снижается.

Если следовать правильному алгоритму заряда аккумулятора для начала каждый из его элементов нужно разрядить до 1 вольта. Т.е. блок из 12 аккумуляторов нужно разрядить до 12 вольт. В заряднике для шуруповёрта такой режим не реализован.

Вот зарядная характеристика одного Ni-Cd аккумуляторного элемента на 1,2V.

Зарядка АКБ шуруповерта от автомобильного ЗУ зарядного устройства. 14.4В

На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента (temperature), напряжение на его выводах (voltage) и относительное давление (relative pressure).

Специализированные контроллеры заряда для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов, как правило, работают по так называемому методу дельта.ΔV. На рисунке видно, что в конце зарядки элемента происходить уменьшение напряжения на небольшую величину – порядка 10mV (для Ni-Cd) и 4mV (для Ni-MH). По этому изменению напряжения контроллер и определяет, зарядился ли элемент.

Так же во время зарядки происходит контроль температуры элемента с помощью термодатчика. Тут же на графике видно, что температура зарядившегося элемента составляет около 45 0 С.

Вернёмся к схеме зарядного устройства от шуруповёрта. Теперь понятно, что термовыключатель JDD-45 отслеживает температуру аккумуляторного блока и разрывает цепь заряда, когда температура достигнет где-то 45 0 С. Иногда такое происходит раньше того, как сработает таймер на микросхеме HCF4060BE. Такое происходит, когда емкость аккумулятора снизилась из-за «эффекта памяти». При этом полная зарядка такого аккумулятора происходит чуть быстрее, чем за 60 минут.

Как видим из схемотехники, алгоритм заряда не самый оптимальный и со временем приводит к потере электроёмкости аккумулятора. Поэтому для зарядки аккумулятора можно воспользоваться универсальным зарядным устройством, например, таким, как Turnigy Accucell 6.

Конструкция зарядного устройства от шуруповёрта

Возможные неполадки зарядного устройства.

Со временем из-за износа и влажности кнопка SK1 «Пуск» начинает плохо срабатывать, а иногда и вообще отказывает. Понятно, что при неисправности кнопки SK1 мы не сможем подать питание на микросхему U1 и запустить таймер.

Также может иметь место выход из строя стабилитрона VD6 (1N4742A) и микросхемы U1 (HCF4060BE). В таком случае при нажатии кнопки включение зарядки не происходит, индикация отсутствует.

В моей практике был случай, когда стабилитрон пробило, мультиметром он «звонился» как кусок провода. После его замены зарядка стала исправно работать. Для замены подойдёт любой стабилитрон на напряжение стабилизации 12V и мощностью 1 Ватт. Проверить стабилитрон на «пробой» можно также, как и обычный диод. О проверке диодов я уже рассказывал.

После ремонта нужно проверить работу устройства. Нажатием кнопки запускаем зарядку АКБ. Приблизительно через час зарядное устройство должно отключиться (засветится индикатор «Сеть» (зелёный). Вынимаем АКБ и делаем «контрольный» замер напряжения на её клеммах. АКБ должна быть заряженной.

Если же элементы печатной платы исправны и не вызывают подозрения, а включения режима заряда не происходит, то следует проверить термовыключатель SA1 (JDD-45 2A) в аккумуляторном блоке.

Схема достаточно примитивна и не вызывает проблем при диагностике неисправности и ремонте даже у начинающих радиолюбителей.