Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 12в

Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 12в

Наверное, у каждого владельца шуруповерта хоть раз была такая проблема: вы заряжаете свой старенький аккумулятор, но уже через 5 минут работы он снова садится. Это очень неприятно, но в наших силах решить эту проблему своими руками.
Никель – кадмиевые (Ni─Cd) аккумуляторы все еще устанавливаются во многие модели шуруповертов, но это далеко не самые идеальные носители энергии. Они обладают малой токоотдачей, эффектом памяти, высоким саморазрядом, поддерживают низкий ток зарядки (долго заряжаются малым током) и обладают относительно низкой удельной емкостью. Принимая во внимание все вышеперечисленные факторы, прямо-таки напрашивается замена их, например, на литий – ионные (Li─Ion).

Но так ли хороша эта замена?

На этом вопросе стоит заострить внимание. Для пользователя шуруповерта установка литий – ионных аккумуляторов открывает некоторые, ранее недоступные, «фишки»:

  • 1 – можно дозаряжать аккумуляторы после непродолжительной работы, это не уменьшит их емкость;
  • 2 – аккумуляторы отработают большее число циклов заряда-разряда. При исчерпании ресурса, их можно будет легко заменить.
  • 3 — Зарядка будет проходить в разы быстрее (примерно 1-3 часа, против 13- 15 для никель — кадмиевых).

Но будут и минусы:

  • 1 — Литий – ионные аккумуляторы стоят дороже. Вам придется выложить 250- 500 рублей за одну штуку.
  • 2 — Следующим минусом является их прихотливость к зарядке – они не терпят ни перезаряда, ни переразряда и, честно говоря, их лучше заряжать «умным» зарядным устройством, которое при достижении определенного вольтажа снижает ток, подаваемый на аккумуляторы.

А какие аккумуляторы купить?

Для того чтобы не переплатить и взять именно то, что нужно посмотрите характеристики вашего шуруповерта. Там должны быть указаны потребляемая мощность и напряжение. Первое нужно поделить на второе – вы получите максимальное значение потребляемого шуруповертом тока. При выборе аккумулятора нужно ориентироваться в первую очередь на его токоотдачу (посмотреть можно в его спецификации), так как если с аккумулятора будет сниматься слишком большой ток – может произойти возгорание, нагрев или высвобождение опасных для здоровья газов.
Среди аккумуляторов с высокой токоотдачей популярны следующие модели: Samsung 25R, LG HE2, LG HE4, Sony VTC5.

А сколько аккумуляторов купить?

Заряженный 18650 аккумулятор выдает 4,2 вольта. Поделите напряжение, от которого работает шуруповерт на 4,2 и округлите в большую сторону (для 12-ти вольтового шуруповерта — 3 аккумулятора).

Подготовка к переделке шуруповерта аккумулятора

Процесс подготовки основывается на выборе источников питания. Для этого изначально выясняем, какой параметр напряжения имеет старый аккумулятор. Если штатная АКБ не работает, то не спешите ее утилизировать. Ведь от нее нужен корпус, в котором и понадобится разместить новые литиевые банки.

Если напряжение электроинструмента составляет 14 вольт или 18 вольт, то реализовать переделку будет проще, чем на 12 В. Выбирать для реализации задумки нужно литиевые банки типа 18650. При их покупке требуется учитывать емкость и разрядный ток, величина которого должна быть не менее 20-30 ампер. Если величина напряжения устройства составляет 18В, тогда понадобится 5 литиевых банок.

Это интересно! Чтобы узнать величину напряжения, которую выдает старый кадмиевый аккумулятор, нужно подключить к его выводам щупы мультиметра и измерить разность потенциалов. Если батарея повреждена или нерабочая, то аналогичную манипуляцию нужно произвести для зарядного блока.

На завершающем этапе подготовки понадобится также выбрать контроллер (микросхема для защиты новых элементов от перегрева). Выбирается он по номинальному напряжению и току. Если брать 4 банки по 3,7 вольт, тогда понадобится контроллер соответствующего номинала 14,5В. Величина рабочего тока должна быть меньше в 2 раза, чем предельно допустимое значение.

Если предельно-допустимая величина тока составляет 25-30 Ампер (при подключении прибора на зарядку или в момент пуска электромотора инструмента), тогда контроллер нужно выбирать со значением тока в 2 раза меньше — 12-15А. Контроллер понадобится отдельно приобрести, как и литиевые банки. Теперь, когда известно, что нужно для переделки аккумулятора шуруповерта, можно приступать к реализации задачи.

Что такое аккумулятор шуруповерта и какими бывают АКБ

Портативность шуруповерта обеспечивается за счет применения независимого источника питания. В качестве такового источника выступает аккумуляторная батарея, принцип работы которой аналогичен обычной батарейке для часов или пульта дистанционного управления. Только аккумулятор для электроинструмента имеет напряжение в несколько десятков раз больше, чем обычная пальчиковая батарейка.

Аккумулятор в действие приводит двигатель шуруповерта. При вращении якоря электромотора происходит передача момента вращения на редуктор. Редуктор понижает или повышает скорость вращения (в зависимости от установленного режима) рабочего органа — патрона, в котором фиксируются насадки. Независимый источник питания в роли аккумулятора на шуруповерте — это ключевой элемент, без которого работа устройства просто невозможна.

Часто владельцы недорогих шуруповертов сталкиваются с такой ситуацией, как быстрый разряд батареи. Причиной того является материал изготовления независимого источника питания. Различают три основных вида аккумуляторов для шуруповерта:

  • Никель-кадмиевые — самые простые, недорогие и недолговечные. Еще одним недостатком такого материала является небольшой запас заряда
  • Никель-металлгидридные — усовершенствованная модификация кадмиевых, которые обладают повышенной устойчивостью к частым зарядам и разрядам (но при этом они быстро разряжаются). Воздействие низких температур негативно отражается на продолжительности работы источника
  • Литий-ионные — это новая эра аккумуляторов, которые не только держат долго заряд (медленное расходование за счет большой емкости), но еще и способны служить не менее 10 лет

Часто владельцы только после покупки шуруповерта, который поставляется с никель-кадмиевым аккумулятором, осознают о том, что «нужно было выбирать электроинструмент с литиевой батареей». Причину покупки электроинструмента с никель-кадмиевым источником также легко объяснить, ведь с таким АКБ прибор стоит в несколько раз дешевле. Если не верите, можете сравнить цену на шуруповерты в интернет магазине Цилиндр.

Разборка.

Открутите саморезы, находящиеся в нижней части батарейного отсека.

После этого аккуратно откройте батарейный отсек. В нем будет находиться батарея, собранная из никель-кадмиевых аккумуляторов.

Верхние аккумуляторы методом точечной сварки прикреплены к контактной группе батарейного отсека шуруповерта. Отсоединить аккумуляторы от клемм можно ножом, если этого сделать не выходит – перекусите контактную площадку, идущую от клеммы к аккумулятору, выше места сварки. Извлеченную батарею утилизируйте в предназначенном для этого пункте.

Сборка.

Проект подразумевает быстрый съем аккумуляторов (чтобы по окончании работы, можно было без труда поставить их заряжаться на стационарное зарядное устройство, например, NITECORE I4 (На сайте https://sdelaysam-svoimirukami.ru также есть статьи о том, как собрать бюджетное зарядное устройство для данных аккумуляторов)), поэтому были использованы холдеры 2 х 18650.

Чтобы достичь желаемого вольтажа – необходимо соединить аккумуляторы последовательно (При таком соединении плюс аккумулятора соединяется с минусом последующего). Так как мною были использованы 2 холдера, их необходимо соединить между собой для токообмена
Исходные провода холдеров были слишком тонкими, из-за чего в них могли быть потери на нагрев, во избежание этого они были перепаяны на провода большего диаметра, с учетом нового расположения аккумуляторов.

Для примерной индикации уровня заряда аккумуляторов использовался светодиод на 12в, соединенный последовательно с токоограничивающим резистором на 1 кОм.

Не забывайте про изоляцию.
Питание светодиода необходимо вывести параллельно питанию шуруповерта. Для этого к толстым проводам плюса и минуса батарейного блока припаиваются провода меньшего сечения.

Провода большего сечения необходимо припаять к клеммам батарейного блока шуруповерта, в моем случае они вынесены на отдельную пластинку, а после, пластинку возвращаем в штатное положение, по желанию, фиксируя клеем.

Для наблюдения светодиода в корпусе батарейного отсека необходимо проделать отверстие (для этого хорошо подойдет разогретый гвоздь).
Так как светодиод выполняет функцию индикатора, а не осветительного прибора, можно закрепить его в отверстии, нанеся на него термоклей (благодаря этому свечение станет более мягким). Фото шуруповерта после переработки.
Видеоролик с демонстрацией способностей шуруповерта на новых аккумуляторах прилагается.

Обратите внимание, что для корректной работы аккумуляторов в последовательном соединении, они должны быть «женатыми», другими словами, должны быть взяты из одной партии, одной емкости и модели. При соблюдении этого правила они будут разряжаться одновременно. Чтобы проверить заряд аккумуляторов и не допустить их переразряда – используйте светодиод (чем меньше заряд – тем более тусклый свет он излучает. Без должной тренировки сделать это не так просто, поэтому обязательно проверяйте напряжение на аккумуляторах вольтметром).

Всем привет! У нас уже как два дня идёт снег и дует ветер, поэтому по строительству все дела малёха заморозились, а сидеть без дела и пялиться в телик, тоже как-то не алё. Короче, решил заняться полезным делом, нужным для стройки. Имеется у меня шурик Интерскол 18В, и вот уже лет 15-17, он верой и правдой трудится у меня в хозяйстве, само собой, за столько лет он много потрудился и никель-кадмиевые аккумы потеряли былую ёмкость. И он пылился себе в сарае, а для ремонта приходилось брать шурик у дружбана или мучиться с дрелью. Этим летом при переделки кровли, он очень мне был нужен. И мне пришла в голову мысля, оживить его. Тем более вся механическая и силовая части работают исправно. Надо только заменить сами аккумуляторы. Сначала хотел прикупить готовые родные заводские аккумы, но узнав ценник, волосы зашевелились на жопе. Проще за новым шуриком тогда пойти.
Порывшись в ютубе нашел множество видосов про переделку разных шуриков на литиевые аккумы формфактора 18650. Но как оказалось, есть простые аккумы такого типа предназначены для небольших нагрузок, типа фонариков, электрических машинок, ноутбуков и т.д., они довольно дёшевы. Нам же понадобятся высокотоковые аккумы, с отдачей на нагрузку от 20 до 40 Ампер. Лучше приобретать оригинальные аккумуляторы от фирм SONY, SAMSUNG или LG. Они бывают на 2500мАч и 3000мАч. так же следует помнить о том, что эти аккумы не любят перегрева, поэтому паять их скажем так не рекомендуется, и контакты к ним приваривают специальной точечной сваркой. Ну, а если и паять, то нужно стараться как можно меньше времени нагревать их паяльником. Я к примеру покупал аккумы с уже приваренными контактными лентами.
Покупал тут, оригинальный высокотоковый аккумулятор LG 3000мАч: ru.aliexpress.com/item/4p…042311.0.0.274233edELQg9d

Полный размер

Аккумы LG с уже приваренными никелевыми полосками

Аккумы LG стандарт

Оригинальный высокотоковый аккумулятор SAMSUNG 2500мАч, ссылка на продавца: sale.aliexpress.com/ru/__…9c906415a96153bdceaf45837

Аккумы SAMSUNG 2500мАч

Так же нужны будут платы БМС со встроенными цепями балансировки. Эти платы устанавливаются для того чтобы правильно и качественно организовывать заряд и разряд этих аккумуляторов. Ибо они не любят глубоких разрядов и перезаряда, а так же имеют защиты встроенные которые предохраняют как сам шуруповёрт так и аккумы. Что касается плат, то они существуют для разного количества аккумуляторов, потому что шурики бывают на 8,12,14,16,18,24В.Соответственно в них будут применяться и нужное кол-во аккумов, для 8В-2шт, 12В-3шт, 14В-16В-4шт, 18В-5шт, 24В-6шт. Так же на платах могут присутствовать модули балансировки, или отсутствовать, тогда придется покупать отдельную плату балансировки. Как я понял, то места в контейнерах под аккумы всегда мало, а тем более размещать две платы, будет сложнее. Я брал со встроенной балансировкой тут: ru.aliexpress.com/item/5S…042311.0.0.274233edWpYXeO

Полный размер

Плата БМС 5S 50A

Ещё нам понадобиться переделать родное зарядное устройство от шуруповёрта. Ибо оно предназначено, для заряда Ni-Cd аккумуляторов. Само собой они рассчитаны на другое время и ток, а так же напряжение. Для этого мы просто закажем небольшие импульсные готовые модули CC/CV — на Алике у Китайцев, я брал тут: ru.aliexpress.com/item/Fr…042311.0.0.274233edWpYXeO

Полный размер

Преобразователь CC/CV

У разных шуриков зарядные устройства различаются только тем, что выполнены либо по трансформаторной схеме, либо по схеме импульсного преобразователя.У кого второй вариант, то можно, чтобы не заморачиваться выкинуть родную плату и прикупить так же у китайцев небольшую платку импульсного AC-DC преобразователя с 220В на 24В 1А, брал тут: ru.aliexpress.com/item/AC…042311.0.0.274233edWpYXeO

Полный размер

Преобразователь AC/DC

Как видите не так и много нужно, для того чтобы переделать шурик на литий!
И так заказываем с сайта АлиЭкспресс нужные нам компоненты и когда они приходят начинаем все это монтировать в наш шуруповёрт. Приступим! Собственно подопытные!

Полный размер

Шуруповёрт и зарядка Интерскол

Ну, во-первых отсоединяем сам аккум от шурика, и разбираем корпус аккумулятора, затем вытряхиваем из неё старые отработавшие своё Ni-Cd банки.

Полный размер

Так выглядит заводская сборка Ni-Cd аккумуляторов

Во-вторых, нужно определиться как, и куда нужно подпаивать к плате БМС, по какой схеме. На сайте у продавцов практически везде подробно это описано и нарисованы схемы подключения, а так же даны рекомендации в какой последовательности подключать аккумы к контактам на самой плате.Например вот такая.

Полный размерСхема подключения аккумов к плате БМС

Но, я решил увеличить вдвое емкость аккумуляторов, а для этого в параллель к каждому аккуму, мы присоединяем ещё один аккумулятор, схемка будет выглядеть так.

Полный размерСоединение на 10шт аккумуляторов

Таким образом это будет явно больше, чем у родного Интерсколовского аккумулятора, стало быть заряжать его придётся реже, а работать можно ещё дольше.

Полный размерПараметры старого аккума

Соединяем всё согласно схеме, тщательно изолируем каждую банку друг от друга, я для этого прокладывал картон, а затем перематывал высокотемпературным скотчем, саму плату БМС, я приклеил на скотч 3М двухсторонний к смотанным аккумуляторам, затем уже распаял провода согласно схеме, укорачивая провода от разъёма до нужной длины. У меня получилось вот так

Полный размерВсё собрано в кучу

После окончательной сборки, проверяем все сборки мультиметром, на предмет целостности самих аккумов и отсутствие коротких замыканий. Убедившись, что всё ок, можно закрывать и скручивать коробку аккумулятора.
Теперь переходим к переделке зарядного устройства. У меня это устройство оказалось трансформаторным и я решил оставить его таким, остается только на плате перерезать несколько дорожек и удалить некоторые элементы, которые нам мешают, и подпаять вход и выход от платы китайского стабилизатора, и к светодиодам индикаторам заряда. У меня получилось так

Полный размерГотовый переделанный блок зарядки

После этого настраиваем на Китайском стабилизаторе напряжение и ток, ибо на этом стабилизаторе и то и другое можно настроить подстроечными резисторами(два сининьких квадратика на красной платке).Напряжение мы выставляем в 21-21,5В, а ток выставляем в пределах 1,5Ампер. Ещё раз проверяем монтаж, на коротыши и на правильность сборки, а так же выставленные параметры. После чего можно собирать устройство и пробовать ставить аккум на зарядку. При подключении зарядного устройства в электросеть на нём загорится красная лампочка индикации. Когда вставим аккум на зарядку загорается зелёный, а красный тухнет. В процессе того как аккумуляторы будут набирать нужный заряд, зелёный индикатор начинает постепенно притухать, и в конце заряда, начинает потихоньку разгораться красный индикатор, всё ярче и ярче. И по окончанию заряда зелёный индикатор полностью гаснет. При первой зарядке аккумуляторы зарядились до полного заряда примерно за 1ч 45мин. Шурик крутит так, что я не в состоянии рукой удержать патрон при вращении. Я очень доволен, ведь работать таким шуриком одно удовольствие! По весу остался примерно такой же, но если бы устанавливал 5 банок, то вес стал бы меньше. Посмотрим как поведут себя аккумы в дальнейшем при эксплуатации, и закажу ещё 10 банок, для переделки второго запасного аккума. При переделке я снимал видосики, получилось 4 части, кому будет интересно посмотрите, там гораздо подробней рассказано, как и что делалось. Хотя сами понимаете и делать и снимать одновременно довольно трудно, так что не судите строго за качество видео.

Часть 1.

Часть 2.

Часть 3.

Часть 4.

Всем спасибо, кто дочитал мою писанину до конца.Желаю всем хорошего настроения!

Цена вопроса: 2 616 ₽


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *