Конструктивные элементы шуруповерта
Шуруповерт по праву считается незаменимым универсальным инструментом. Современный рынок шуруповертов представлен большим количеством моделей, оборудованных АКБ. Несмотря на разнообразие марок и модификаций, все батареи имеют одинаковую структуру и лишь незначительно отличаются друг от друга.
В состав каждой из них входят отдельные элементы, соединенные последовательно между собой. Все они изготовлены по стандартным размерам и обладают одинаковым уровнем напряжения. Отдельные виды элементов отличаются лишь емкостью, измеряемой в А/ч и указываемой в маркировке.
В корпусе инструмента расположено 4 контакта, выполняющие различные функции. В том числе, два являются силовыми, предназначенными для зарядки и разрядки. Кроме того, в верхней части имеется управляющий контакт, включенный в цепь вместе со специальным термодатчиком. Он защищает батарею, выполняет отключение зарядного тока и ограничивает его до установленного значения за счет изменения температурного режима.
Отдельно расположен четвертый контакт, соединенный вместе с сопротивлением. Он необходим при использовании зарядных станций повышенной сложности, способных выравнивать заряды всех элементов батареи. Подобные станции редко используются в быту из-за их высокой стоимости. Обычный 12- вольтовый шуруповерт не требует таких станций.
Одной из причин выхода из строя шуруповерта является неисправность аккумулятора, то есть его отдельного элемента. В таких случаях при последовательном соединении вся цепь выходит из строя
Поэтому очень важно точно определить неисправное место. Как правило, это случается по истечении установленного срока эксплуатации
Данная проблема может быть разрешена двумя способами: приобретение нового аккумулятора или ремонт и восстановление старой батареи.
Как отремонтировать никель-кадмиевую батарею шуруповерта
Специфика никель-кадмиевых банок заключается в том, что по окончании срока службы содержимое их электролита может высыхать. В данном случае иногда помогает перезаливка дистиллированной водой. О восстановлении аккумулятора шуруповерта этим и другими способами читайте здесь →
Но если задуматься над тем, что лучше и заведомо эффективнее, все-таки стоит решиться на замену аккумуляторов шуруповерта. Заливка помогает далеко не всегда. Гораздо выше вероятность того, что инструмент будет хорошо работать с батареей, в которой будет проведена частичная замена банок.Разумеется, при условии, что все делается правильно.
Наконец, процесс заливки, сам по себе, является ничуть не менее трудозатратным, чем процесс ремонта батарей. А если он окажется неэффективным по причине того, что АКБ просто высохли, будет очень досадно.
Разбираем блок и ищем «слабое звено»
Перед тем как начинать ремонт аккумулятора шуруповерта своими руками, следует иметь в виду, что вскрывать сам аккумуляторный блок следует максимально аккуратно. Иногда для этого требуется много терпения, потому что изготовители блоков всегда норовят сделать так, чтобы к батарейкам подобраться было как можно сложнее. Это и понятно. Большинство производителей заинтересованы в том, чтобы мастера не ремонтировали аккумулятор шуруповерта самостоятельно и не возились с банками, а, не задумываясь, приобретали новый инструмент, часто за довольно большую цену.
После вскрытия аккумулятора следует изъять из его пластмассового корпуса все батарейки. Важный момент: не забудьте перед проведением этой манипуляции предварительно зарядить АКБ. Заряжать можно не больше трех часов. Потом, уже после изъятия банок, нужно будет с помощью мультиметра провести замеры показателей напряжения на каждой из них.
Далее следуйте такому алгоритму действий:
- После того как измерите U каждой из банок, запишите результаты. Вероятнее всего, элементы с наименьшим показателем напряжения и придется потом убирать.
- Теперь разрядите аккумуляторную связку. К ней можно подключить нагрузку в виде лампочки.
- Снова повторите процесс зарядки, замерьте напряжение на каждой батарейке и отпаяйте те, у которых самые слабые показатели.
Безусловно, перед тем как проводится замена аккумуляторов в шуруповерте, следует приобрести новые элементы, аналогичные старым, желательно с небольшим запасом. Приобретайте батарейки с одинаковым показателем емкости.
Устанавливаем новые банки
Перед установкой в аккумуляторный блок новых батареек важно учесть определенные тонкости, без которых сделать все правильно будет невозможно. Прежде всего, важно помнить о соблюдении полярности во время пайки
А также уяснить разницу между обычной пайкой и принципом точечной сварки. Потому что пластины, соединяющие элементы питания между собой, припаивать обычным способом не рекомендуется.
В случае, если у вас нет аппарата для точечной сварки, попробуйте воспользоваться обычным паяльником. Но делать все следует четко, аккуратно и максимально быстро. Главное — не допустить критического перегрева аккумуляторов. Используйте только качественный свинцовый припой.
Кстати, именно в таких случаях и проявляется одно из главных преимуществ никель-кадмиевых батарей. Подвергаясь определенному риску во время ремонта, они имеют довольно большие шансы «выстоять» перед высокими температурами вследствие крепкого металлического корпуса и состава, не имеющего повышенной взрывоопасности. Литиевые элементы гораздо менее стойки к «прошиванию» и более капризны.
Поставьте каждую батарейку в той последовательности, которая была соблюдена в старой связке, и соберите заново аккумуляторный блок. После того как аккумулятор будет собран заново, нужно «раскачать» его, как следует, чтобы уравновесить потенциал всех элементов и убрать то, что называется «эффектом памяти». Проведите новому аккумулятору, как минимум, два или три цикла «заряда-разряда». Как известно, никель-кадмиевые батареи не рекомендуется постоянно «подзаряжать» без предварительной полной разрядки, что в процессе работы бывает не всегда возможно.
В дальнейшем, при эксплуатации отремонтированного аккумулятора необходимо время от времени полностью разряжать его с последующей полной зарядкой — для предотвращения частого возникновения «эффекта памяти». Это рекомендуется делать, как минимум, раз в полгода. Так можно продлить срок работы никель-кадмиевых элементов с оптимальной выработкой их ресурсов, без накопления ими ненужной информации о предыдущих подзарядках.
Что делать, когда аккумулятор не заряжается
Если АКБ не держит заряд (быстро садится) или вообще не набирает запас энергии, начинать нужно с выявления причины, исходя также из типа батареи.
Неисправность может крыться в самой батарее, в блоке зарядки, а также в месте их контакта. Дополнительно стоит проверить, а подходит ли зарядное для данного аккумулятора.
Малое время работы
Для Ni-Cd (в меньшей степени и для Ni-Mh) емкость может падать из-за «эффекта памяти».
Где теряется емкость
Для исправления нужно полностью разрядить устройство, и затем провести полноценную зарядку. Такой цикл нужно повторить 2, а лучше все 3 раза. Как правило, этого достаточно, чтобы «раскачать» АКБ практически до прежних значений.
Не идет зарядка
Если индикатор на зарядном загорается, однако батарея либо не заряжается, либо процесс быстро прекращается, нужно проверить контакты. При наличии пыли или следов окисления их надо почистить и протереть спиртом.
Кроме того, нужно убедиться, что выходы не отогнулись – это банальная, но нередкая причина, почему устройство не работает. Если они не достают до разъема аккумулятора, то нужно аккуратно подогнуть их обратно (может потребоваться разборка зарядного устройства).
Проверка напряжения
Также при помощи мультиметра можно проверить, что на выходе у зарядного. Для этого в режиме постоянного напряжения нужно соединить красный и черный щупы с выходами «+» и «-» соответственно. Далее показания прибора нужно сверить с указанными на блоке значениями. Выход за их пределы говорит о необходимости ремонта зарядки.
Неисправные модули АКБ и их замена
Отдельный случай – выход из строя части батареи. Дело в том, что обычно аккумулятор собирается из стандартных блоков («банок»). И если несколько потеряют емкость, деградирует вся батарея. Например, если не заряжается на весь объем аккумулятор шуруповерта Интерскол, то вполне вероятно причина именно в этом. Данный метод потребует сноровки и навыка работы с паяльником, так как для соединения элементов применяется пайка, а слишком долгий нагрев может привести к повреждению или взрыву/возгоранию батареи.
Внутреннее устройство
Порядок действий:
снять крышку (защелки или винты);
проверить тестером напряжение на каждом элементе. Обычно порядка 1.2 в на «банку» в норме, если ниже или отсутствует – надо восстанавливать. Более сложный вариант – проверить ток разряда при помощи нагрузочного резистора. У неисправного фрагмента он значительно ниже;
если напряжение каждого блока достаточное, нужно проверить уровень внутреннего сопротивления (напряжение делить на силу тока, вычесть сопротивление нагрузки), затем сравнить полученное значение со штатными параметрами блока;
поставить новый модуль – можно взять рабочий из аналогичного АКБ или использовать подходящий по характеристикам
Важно припаять его в той же ориентации, чтобы инструмент мог работать.
Замена на более совершенные блоки
Альтернативный вариант – переделка на использование модулей другого типа с аналогичными характеристиками по напряжению/сопротивлению. Например, можно заменить Ni-Cd на Li-Ion.
Попутно надо проверить качество соединений – при необходимости заменить или восстановить изоляцию. Плата контроля также должна быть изолирована от блоков картонной прокладкой. Для проверки работы надо отследить рост напряжения по мере зарядки. В норме для АКБ на 18 это может быть 13-13.5-14 через 0.5-1-2 часа соответственно, с выходом на 17 или более воль к концу.
Неисправные электронные компоненты
Также возможен выход из строя отдельных частей электроники зарядного устройства. Восстанавливать их можно только при уверенном владении паяльником и наличии запчастей:
- предохранитель (обычно на 5в) – замена аналогом, если тестер при прозвоне не пищит;
- конденсатор – вздувшиеся (или с сопротивлением 0 в режиме постоянного напряжения) блоки заменяют на аналогичные по параметрам;
- выпрямитель – замена диодов (неисправные пропускают напряжение в обоих направлениях);
- дроссель/резистор – сбойный при прозвоне не пищит.
При поломке микроконтроллера или термистора (относится к первичной обмотке трансформатора) ремонт обычно нецелесообразен, лучше провести замену всего устройства.
Проверка состояния аккумулятора мультиметром
Прибор, вроде STHT0-77364, помогает найти неисправности в разных электродеталях, включая батареи шуруповертов. Чтобы добиться достоверности, лучше использовать его в паре с другими тестерами. Это позволяет сверять показатели и вычислить погрешность.
Примечание: Перед тем, как начать измерять, необходимо убедиться в работоспособности самого мультиметра. Для этого нужно всего-то подключить его к розетке вместе с другим подобным устройством и сверить показания.
Тестер
Прибор, который позволяет диагностировать неисправность элементов самостоятельно.
Основные типы подобных устройств:
- Контрольная лампочка (прозвонка) — оснащена двумя проводами и дает возможность определить обрывы в проводке электроприбора.
- Стрелочный — прибор с цифровой шкалой и стрелкой. Такие модели не очень удобны в использовании. Так, чтобы цифры было хорошо видно, шкала измерений должна быть размером с пол страницы. К тому же, такие тестеры нередко отличаются путанной градуировкой и с ними можно работать только в горизонтальном положении.
Совет: если нужен недорогой мультиметр, 94W101 подойдет.
- Цифровой — с ЖК дисплеем. Шкала показывает только абсолютные значения. Переключатель, как и в предыдущем случае, ручной. Тестер не подходит для переменного тока.
- Автоматический — как уже ясно из названия, такой тип тестеров не требует изменения положения регулятора вручную. Достаточно указать необходимую величину, используя специальную кнопку.
Инструкция: Ремонт шуруповерта своими руками: 2 вида неисправностей
Последние штрихи
Нередко случаются ситуации, когда инструмент долгое время будет лежать без дела, при этом каждый отдельный вариант будет вести себя уникально:
- Никель-кадмиевые следует наполовину разрядить, а перед эксплуатацией полностью его зарядить. Затем нужно провести минимум 5 циклов зарядки-разрядки перед тем, как убрать его в следующий раз на хранение. Каждый цикл идет максимальный (тот же эффект запоминания).
- У литий-ионных аккумуляторов самая низкая саморазрядка, а заряжать их можно в любое время. Для хранения достаточно просто зарядить их 1 раз за 2 месяца (чтобы не вспоминать о системе защиты, желательно не опускать заряд ниже 50%). Такие батареи оснащены специальной системой защиты, которая позволяет заряжать и разряжать их любое количество циклов. Но и у них есть свое слабое место – суммарное время эксплуатации – 2 года, после чего начинается резкое уменьшение емкости.
- Никель-металлогидридный вариант в этом плане более прихотлив, из-за чего 1 раз в 4 недели нужно повторять зарядку. Разряжается он крайне быстро, а в разряженном состоянии начинает изнутри саморазрушаться. Также минусом служит и тот факт, что количество зарядов ограничено 2-3 сотнями, после чего емкость начинает падать.
Как заряжать аккумулятор, если не получается этого сделать обычным способом? С этой проблемой сталкиваются абсолютно все владельцы шуруповертов со временем. Вариантов решения есть несколько.
Начать стоит с протирки контактов специальными жидкостями против окисления или спиртом. А пока клеммы сохнут, нужно разобрать зарядное устройство и отогнуть «усики» в их первоначальное положение. Данные проблемы появляются от времени, поэтому нужно всегда начинать восстановление именно с данного шага.
Но бывают и менее распространенные проблемы, такие как потеря мощности в никель-кадмиевых аккумуляторах. Если в них еще сохранился электролит, то можно прибегнуть к экстренным мерам и подать слишком высокий ток для зарядки, затем на отметке в 50% сменить его на стандартный. В большинстве случаев это помогает, хотя можно начинать искать замену.
Но последняя проблема, с которой сталкиваются абсолютно все, – это выход из строя. Тут есть много причин, из-за которых такое может случиться, но выбрасывать деталь не стоит. После того как из строя выйдет его аналог, можно из 2-х собрать 1 полноценный экземпляр.
Для того чтобы работа всегда приносила ожидаемый итог, нужно следить за инструментом со всей ответственностью.
Ухоженный инструмент никогда не подводит.
Долив дистиллированной воды в никель-кадмиевые аккумуляторы
Одна из наиболее частых проблем Ni-Cd батарей – испарение дистиллированной воды. Чаще всего происходит в случае перегрева аккумулятора. Чтобы решить проблему, необходимо:
- Разобрать аккумулятор.
- Внутри будут находиться небольшие батарейки (примерно 14 штук, в зависимости от модели шуруповерта). С помощью мультиметра нужно найти вышедшую из строя часть. Напряжение на рабочей «бочке» будет находиться в диапазоне от 1 до 1.3 вольт. Все что ниже этой отметки – требует ремонта.
- Неисправные элементы аккуратно достаются. Пластинки, которыми они крепятся к другим батареям, потом пригодятся для сборки.
- С боку, ближе к верхней или нижней части батареи есть изгиб, где необходимо сделать отверстие, диаметром не более 1 мм. Просверлить нужно только стенку, без углубления внутрь.
- Теперь пригодится шприц с иголкой и дистиллированная вода (ни в коем случае не обычная вода из-под крана). Шприц вставляется в проделанное отверстие, и батарейка заполняется до краев. Желательно, чтобы сутки она простояла в таком состоянии.
- Прибором, для заряда никель-кадмиевых батарей (подойдет IMAX) производится зарядка, после чего аккумулятору необходимо дать полежать еще неделю.
- По прошествии 7 дней проверяют, не упало ли напряжение. Если все хорошо – необходимо заделать отверстия с помощью силикона или паяльника.
- Далее батареи собираются в обратной последовательности и помещаются в корпус аккумулятора. Для спайки применяется точечная сварка или обычный паяльник.
- После проверки работоспособности аккумулятор полностью разряжают под небольшими нагрузками и снова заряжают не менее трех раз.
Восстановление элементов аккумулятора от шуруповерта
Чтобы восстановить аккумулятор от шуруповерта необходимо помнить, что восстановить Li-Ion аккумулятор практически невозможно, а все что можно выполнить в таком случае — это выявить поврежденные элементы и произвести их замену
Иногда проблема может скрываться и в зарядном устройстве, ввиду чего на правильность его работы также следует обратить особое внимание
Если же говорить о реанимации блоков, то метод восстановления может быть применен исключительно для Ni-Cd батарей, которые и являются наиболее распространенными для шуруповертов.
Среди основных методик для восстановления Ni-Cd батарей можно выделить следующие:
- Устранение эффекта памяти.
- Замена неисправного элемента.
Каков срок службы литий-ионных аккумуляторов и как его увеличить
Срок службы литий-ионных аккумуляторов создатели новых технологий продлили до 10 лет. Благодаря легкости обслуживания, компактности, пониженному саморазряду, уровню энергоемкости накопитель широко используют в электронных устройствах. Без мобильных телефонов, смартфонов ноутбуков невозможно представить жизнь, для которых Li-ion являются источниками питания. Любой элемент имеет эксплуатационный срок, положительные и отрицательные свойства. Эта батарейка тоже наделена рядом факторов. Владельцы следят за ними, продлевают работоспособность правильным содержанием.
Шуруповерт не запускается – как решить вопрос
При проверке работы шуруповерта при наполовину заряженном аккумуляторе, двигатель запускался даже под нагрузкой стабильно. Но когда он был заряжен полностью, то шуруповерт, даже на холостом ходу, запускался только после многократного нажатия на клавишу включения.
Полазил щупом осциллографа по плате BMS и выяснил, что срабатывает защита по току. Дело в том, что в момент пуска двигателя шуруповерта сопротивление его обмоток определяется активным сопротивлением проводов и составляет десятки Ом. Поэтому пусковой ток в первый момент может составлять и сотню ампер.
Для исключения ложных срабатываний защиты в плате BMS обычно предусмотрена задержка ее срабатывания около 100 ms, что очевидно для данного шуруповерта оказалось недостаточно. Для стабильного запуска двигателя потребовалось увеличить задержку для срабатывания защиты до половины секунды (500 ms). Электрической схемы платы не было, поэтому решил увеличить время задержки методом научного тыка.
Предстояло найти точку в схеме, к которой припаять вывод конденсатора относительно минуса или плюса аккумуляторов. Для этого был взят конденсатор емкостью 0,47 mF и к одному из его концов припаян тонкий проводок. Второй его конец был припаян к отрицательному выводу аккумуляторов.
Затем свободным концом конденсатора производилось последовательное прикосновение ко всем выводам сопротивлений и конденсаторов, и каждый раз нажималась клавиша пуска двигателя на шуруповерте. Перед каждым следующим прикосновением выводы конденсатора замыкались, чтобы его разрядить и исключить повреждение схемы.
Но точку относительно минуса найти не удалось. Поэтому свободный конец провода был припаян к положительному выводу аккумулятора и проделана такая же операция, которая увенчалась успехом. Прикосновение вывода конденсатора к точке, указанной на фотографии двигатель шуруповерта стал запускаться уверенно даже под нагрузкой.
Для надежности решил увеличить емкость конденсатора до 2,2 mF. Он был одним концом припаян непосредственно к положительному выводу аккумулятора, а второй вывод подсоединен к левому выводу резистора 1 кОм с помощью проводника.
Возможно, есть и более рациональное решение, но проверка шуруповерта в работе показала эффективность установки дополнительного конденсатора. Двигатель как на холостом ходу, так и под нагрузкой запускался безотказно.
За $10 и пару вечеров удалось вернуть в строй, казалось бы, бесполезный шуруповерт. Надеюсь, что мой опыт поможет многим решиться на восстановление работоспособности заброшенных шуруповертов и других аккумуляторных инструментов.
Проверка и диагностика аккумуляторной батареи шуруповерта
Причина плохой работы шуруповерта может быть не в аккумуляторе, а в неисправностях мотора, редуктора, блока питания. Надежный способ определить источник проблемы – поставить вместо старой батареи такую же, которая обычно идет в комплекте вторым экземпляром. Прежде чем браться за вскрытие корпуса аккумулятора шуруповерта, его нужно зарядить до максимума. В случае с Ni-Cd устройствами требуется их сначала разрядить в ноль во избежание эффекта памяти. Для проверки и диагностики аккумуляторной батареи шуруповерта применяют 2 способа.
С помощью мультиметра
После того, как аккумулятор шуруповерта полностью заряжен, нужно его разобрать. Верхняя крышка блока обычно зафиксирована либо шурупами, либо клеем.
Здесь крышка приклеена
В первом случае понадобится отвертка, а клееный шов лучше аккуратно разделывать канцелярским ножом. Можно дополнительно вставлять еще какой-то острый предмет – ту же отвертку или саморез. Когда верхняя крышка освободится от склейки, ее будет нетрудно снять. Но нельзя забывать, что после ремонта корпус аккумулятора шуруповерта предстоит заново склеивать, а это не так просто и быстро, как закрутить шурупы.
После снятия крышки можно увидеть все банки, соединенные воедино. Цель – внимательно перебирать их, чтобы определить не исправные.
Так выглядит разобранный АКБ
Иногда испорченную банку аккумулятора шуруповерта выдают визуальные признаки – деформации, окисление и т.д. Может быть видно нарушение целостности соединительных пластин. Впрочем, это не отменяет главного: протестировать на выходное напряжение необходимо каждую банку.
Для этого применяется мультиметр. Каждая банка аккумуляторной батареи шуруповерта аккуратно извлекается из корпуса, и проводятся замеры. Мультиметр нужно переключить в режим постоянного тока, и подвести черный провод к минусовому контакту банки, а красный – к плюсу. Показатели нормального выходного напряжения составляют 1,2 – 1,4 В для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных батарей, 3,6 – 3,8 В – для литий-ионных. Полученные от мультиметра значения надо зафиксировать на бумаге или в электронном виде, а еще лучше – написать на каждой батарейке ее значение маркером, это не причинит вреда.
Тестирование батареек мультиметром
Если есть 2 мультиметра, задача немного упрощается: один будет работать как амперметр, второй как вольтметр. Если же прибор только один, его надо настроить в режим измерения напряжения, а в роли амперметра использовать простой провод от мультиметра до источника питания.
Подключение такое:
- два тонких провода (0,25 мм кв) от вольтметра к источнику питания;
- чуть более толстые провода от аккумулятора к амперметру и источнику питания, а также от амперметра к вилке.
Тестирование мультиметром
Если вольтметр выдает номинальное напряжение, а ток заряда на амперметре не дотягивает до 1 А, то, скорее всего, дело в неисправности какого-то элемента батареи. Тут не получится реанимировать аккумулятор шуруповерта самому в домашних условиях – надо нести в ремонт. Если разряженная АКБ имеет суммарное напряжение 16,8 В, это указывает либо на короткое замыкание, либо на естественное разряжение. Для заряженного аккумулятора шуруповерта упомянутый показатель напряжения означает короткое замыкание элемента: восстановление – не выход, только замена.
Проверка методом нагрузки
Для этого варианта проверки не надо разбирать аккумулятор шуруповерта. Потребуются автомобильные лампочки. Они служат индикатором силы тока.
Проверка делается так:
- Полностью зарядить АКБ шуруповерта.
- Дать на него номинальную нагрузку. Она рассчитывается делением мощности шуруповерта на номинальное напряжение аккумулятора. Чтобы в цепи появилась необходимая нагрузка, надо подключить автолампочки.
- Если отдача тока от батареи шуруповерта длится несколько минут, напряжение чуть ниже номинального, а яркость ламп не снижается, то аккумулятор в норме. Преждевременное ослабевание тока аккумуляторной батареи шуруповерта типа ni-cd – проявление эффекта памяти. Тогда требуется восстановление.
Диагностика с автолампочкой
Реанимируем аккумулятор DCB 145
Литиевые аккумуляторы находят всё большее применение в быту. В настоящее время они всё чаще встречаются в качестве сменных аккумуляторов для шуруповёртов и другого электроинструмента. Несмотря на свои достоинства, литиевые аккумуляторы также не лишены недостатков.
Так, после 1,5 года эксплуатации аккумуляторы от шуруповёрта DeWalt стали быстро разряжаться, работать стало невозможно. Аккумуляторы заряжались максимум до 14,4 вольт, хотя для этого использовалось штатное зарядное устройство DCB-107. Кроме этого, зарядка происходила очень быстро, вместо положенных 60 минут, от силы минут 15.
Прежде чем рассказывать о том, как удалось решить данную проблему, мне бы хотелось познакомить читателя с устройством литиевого аккумулятора от шуруповёрта.
Вот так выглядит штатный аккумулятор DeWalt DCB-145.
Чтобы вскрыть такой аккумулятор потребуется шестигранная отвёртка типа TORX. Аккумуляторная батарея состоит из 4 литиевых (Li-ion) «банок» SAMSUNG SDI INR18650-13B ёмкостью 1300 mA/h каждая. Все четыре «банки» установлены в пластиковый бокс и соединены последовательно при помощи токоведущих пластин. Пластины приварены к контактам аккумуляторов точечной сваркой. Видно, что это качественная заводская сборка.
