С какими сложностями можно столкнуться при модернизации?
Прежде чем приступать к работе, надо определить целесообразность доработки. Некачественный или уже давно эксплуатируемый инструмент разумнее не переделывать — нерентабельно.
Цена необходимых материалов и затраченных усилий составит 2/3 стоимости самого оборудования.
Рациональнее купить новый шуруповерт или дрель. Стоит обдумать и другие моменты:
- Литиевые аккумуляторные батареи стандарта 18650 (только они подойдут в качестве замены) имеют длину 6.5 см и диаметр 1.8 см. Посадочное гнездо для Ni-CD не подойдет для Li-ion. Размещать батареи придется в корпусе АКБ. При этом потребуется самостоятельно выполнить монтаж проводов и защитной микросхемы.
- На выходе Li-ion напряжение равно 3.6 В. Этот параметр у Ni-CD равен 1.2 В. Новые АКБ могут быть просто несовместимы с оборудованием.
- Литий-ионные АКБ не выдержат перезарядное напряжение больше 4.2 В и разрядное до 2.7 В. Работа в таком режиме очень быстро выведет из строя аккумуляторные элементы, поэтому установка защитной платы обязательна.
- Родное зарядное устройство (прилагаемое к оборудованию для работы от Ni-CD) в 8 из 10 случаев использовать для Li-ion нельзя. Потребуется купить новое. Если в планах покупки нет, тогда надо еще переделать и зарядное устройство шуруповерта для работы от литиевых аккумуляторов, что тоже может иметь свои трудности.
Переделкой инструмента всех неудобств не исключить.
Новый литиевый АКБ выказывает плохие эксплуатационные характеристики при использовании в условиях низких температур.
Надо взвесить все за и против, приступая к работе.
Плюсы и минусы модернизации шуруповерта
Замену проводят и по другим причинам:
- Емкость литий-ионных батареек в 2 раза больше, чем у никель-кадмиевых тех же параметров;
- Нет «эффекта памяти» заряда. Зарядку можно проводить при любом разряде элемента, в любое время.
- Стандарт 18650 облегчит вес конструкции. Будет проще и легче работать.
Не надо забывать о необходимости устанавливать защитную плату (перегреваясь, Li-ion элемент взрывается, может спровоцировать возгорание) в ходе работ.
Зарядное устройство – варианты изготовления
Оптимальная конструкция – «все в одном». То есть, в корпусе батареи размещены и аккумуляторы, и зарядное устройство со входом 220 вольт. Вы просто подключаете сетевой кабель, и производите зарядку.
Есть и другой вариант – зарядное устройство вынесено в отдельный корпус, для экономии места (это позволяет поместить больше аккумуляторов в корпус батареи).
Большинство зарядных устройств (мы говорим о фабричных платах, которые можно приобрести в магазинах радиотоваров, или на том же Aliexpress), рассчитаны на определенное количество Li-ion аккумуляторов в сборке. Вы просто подбираете подходящий вариант.
Можно собрать такую схему самостоятельно, если у вас есть навыки радиолюбителя. В таком случае себестоимость переделки снизится.
При любом варианте обязательно устанавливается устройство контроля заряда (разряда). Это могут быть индикаторные светодиоды, или цифровое табло.
Какая плата BMS нужна и как её подключить
Литиевые аккумуляторы 18650 боятся перезарядки и глубокой разрядки. При последовательном соединении элементов невозможно гарантировать синхронную работу элементов. Если одна банка будет иметь меньшую емкость, то при зарядке она пополнится энергией быстрее остальных, и при дальнейшей зарядке произойдет перезарядка. При работе батарея меньшей емкости разрядится быстрее остальных, что может привести к глубокому разряду.
Все эти проблемы поможет решить плата защиты с балансировкой. BMS платы:
- защищают от короткого замыкания;
- восстанавливаются после срабатывания защиты;
- следят за напряжением на каждой банке и отключают нагрузку, когда хотя бы одна из ячеек полностью разряжается (защита от глубокого разряда);
- осуществляют балансировку (защита от перезарядки).
Плата BMS для шуруповерта должна выдерживать максимальный пиковый ток не менее 30 А. Кроме того, при выборе нужно ориентироваться на количество последовательно соединенных банок. Для шуруповерта на 12 В требуется 3 батареи, выбираем плату 3S. Если для питания нужен источник на 14 В, то покупаем 4S, а для 18 В приобретаем 5S.
Как подключить к плате BMS последовательно 2, 3 или 4 банки, показано на рисунке.
Можно также использовать смешанное, последовательно параллельное соединение. В таком случае к последовательно соединенным банкам подключаем параллельно столько же элементов питания.
Все за и против переделки аккумулятора шуруповёрта на литиевые элементы
Для начала следует задуматься, а нужна ли мне эта переделка? Ведь это будет откровенный «самопал» и в ряде случаев может привести к выходу из строя как аккумулятора, так и самого шуруповёрта. Поэтому, давайте, рассмотрим все за и против этой процедуры. Возможно, что после этого некоторые из вас решат отказаться от переделки Ni─Cd аккумулятора для шуруповёрта на литиевые элементы.
Аккумулятор шуруповёрта
Доводы «за»
Начнём с преимуществ:
- Энергетическая плотность литий─ионных элементов значительно выше, чем у никель─кадмиевых, которые по умолчанию используются в шуруповёртах. То есть, аккумулятор на литиевых банках будет иметь меньший вес, чем на кадмиевых при той же ёмкости и выходном напряжении;
- Зарядка литиевых аккумуляторных элементов происходит значительно быстрее, чем в случае Ni─Cd. Для их безопасной зарядки потребуется около часа;
- У литий─ионных аккумуляторов отсутствует «эффект памяти». Это значит, что их необязательно полностью разряжать перед тем, как ставить на зарядку.
Теперь о недостатках и сложностях литиевых аккумуляторов.
Доводы «против»
- Литиевые аккумуляторные элементы нельзя заряжать выше 4,2 вольта и разряжать ниже 2,7 вольта. В реальных условиях этот интервал ещё более узкий. Если выйти за эти пределы аккумулятор можно вывести из строя. Поэтому, кроме самих литиевых банок вам потребуется подключить и установить в шуруповёрт контроллер заряда-разряда;
- Напряжение одного элемента Li─Ion 3,6─3,7 вольта, а для Ni─Cd и Ni─MH это значение 1,2 вольта. То есть, возникают проблемы со сборкой аккумуляторной батареи для шуруповёртов с номиналом по напряжению 12 вольт. Из трёх литиевых банок, соединённых последовательно, можно собрать АКБ номиналом 11,1 вольта. Из четырёх ─ 14,8, из пяти ─ 18,5 вольта и так далее. Естественно, что и пределы напряжения при заряде-разряде также будут другие. То есть, могут возникнуть проблемы совместимости переделанной батареи с шуруповёртом;
- В большинстве случаев в роли литиевых элементов для переделки используются банки стандарта 18650. По размерам они отличаются от Ni─Cd и Ni─MH банок. Кроме того, нужно будет место для контроллера заряда-разряда и проводов. Всё это нужно будет уместить в стандартном корпусе АКБ шуруповёрта. Иначе работать им будет крайне неудобно;
- Зарядное устройство для кадмиевых аккумуляторов может не подойти для зарядки батареи после её переделки. Возможно, потребуется доработка ЗУ или использование универсальных зарядок;
- Литиевые аккумуляторы теряют работоспособность при отрицательных температурах. Это критично для тех, кто использует шуруповёрт на улице;
- Цена литиевых аккумуляторов выше кадмиевых.
Недостатки аккумулятора
- Нуждается в регулярной подзарядке. Рано или поздно аккумуляторы выработают свой ресурс циклов перезаряда.
- Чем дешевле инструмент, тем быстрее наступит время переделки.
В этом нет ничего зазорного, но следует отдавать себе отчет: производитель экономит так же, как и вы. Следовательно, самый дорогой блок (а это именно батарея) при комплектации будет самым дешевым.
В результате мы получаем отличный инструмент с исправным двигателем и не изношенным редуктором, который не работает по причине некачественного аккумулятора.
Есть вариант приобрести новый комплект батарей, или заменить в блоке неисправные аккумуляторы. Однако это бюджетное мероприятие. Стоимость сопоставима с покупкой нового шуруповерта.
Второй вариант – применение запасного или старого аккумулятора от автомобиля (если он у вас имеется). Но стартерная батарея имеет большой вес, и пользование таким тандемом не очень комфортно.
Как переделать аккумуляторный шуруповёрт для работы от сети 220 вольт?
Методы переделки аккумуляторного шуруповёрта для работы от сети различаются по сложности, чаще всего для этого нужно подключить шуруповерт напрямую к зарядному устройству. Подключение зарядки от ноутбука почти не требует знаний, для монтажа компьютерного блока питания нужно дружить с паяльником, а для перенастройки китайского блока мастер должен уметь обращаться с измерительными приборами. Учтите, родной блок питания шуруповерта как правило не предназначен для того, чтобы подключить шуруповерт напрямую, мощность его рассчитана только на зарядку АКБ.
Как подключить шуруповерт напрямую зарядку от ноутбука
Этот метод потребует от вас минимум технических знаний. Если возникла потребность переделать шуруповёрт в сетевой, вам сможет помочь ненужная зарядка от ноутбука, так как она имеет схожие характеристики и без труда найдётся в любом доме. Сперва необходимо посмотреть, какое выходное напряжение у зарядки. Подойдут зарядные устройства на 12–19В.
Важно проверить напряжение и ток зарядного устройства
Потребуется доработать аккумуляторный блок, для этого нужно его разобрать и достать оттуда вышедшие из строя аккумуляторные батареи.
- Взять зарядку от ноутбука.
- Отрезать разъём и зачистить провода от изоляции.
- Взять оголённые провода и припаять их. Если нет такой возможности, примотать их изолентой.
- Сделать в корпусе отверстие для провода и собрать конструкцию.
Используем внешний блок питания от компьютера
Итак, вам понадобится блок питания «АТ» формата. Вполне вероятно, что вы найдёте его у себя дома, но можно и без проблем приобрести старый работающий блок питания на любом радио рынке. Его стоимость вряд ли будет велика
Очень важно помнить, что подойдёт блок питания, мощность которого составляет 300–350 Вт, а ток в цепи 12 В — не ниже 16 А
Действия по переделке следующие:
- Раскрутить корпус блока питания. Под корпусом вы увидите вентилятор, плату и множество проводов, которые идут от платы к разъёмам.
- Требуется снять защиту от включения. Для этого надо найти на большом квадратном разъёме зелёный провод.
- Соединить зелёный провод с любым чёрным проводом из этого же разъёма. Для удобства можно обрезать его покороче и оставить внутри корпуса. Как вариант, можно использовать перемычку из маленького кусочка провода.
- Обрезать ненужные провода, оставив жёлтый и чёрный.
- Используя кусок провода как удлинитель, чтобы блок питания при работе мог находиться в удобном месте, припаиваем его к жёлтому и к чёрному проводам
- Другой конец провода прикрепляем на клеммы пустого аккумуляторного отсека, как и в предыдущей инструкции.
Используя автомобильный аккумулятор
Принцип такой переделки не отличается от способа с использованием зарядки от ноутбука. Благодаря нынешним тенденциям на компактные импульсные зарядки, линейные аналоговые приборы с ручным управлением можно купить на авторынке по весьма привлекательной цене. Если напряжение на аккумуляторе меняется плавным образом, то он подойдёт к абсолютно любому шуруповёрту, и переделка такого инструмента производится следующим образом:
- Для подключения шуруповёрта к автомобильному аккумулятору следует использовать недорогие провода с малым сечением, подойдут автомобильные провода для прикуривания.
- На всех сторонах каждого из проводов отрезать так называемые «крокодилы», на свободном конце зачистить провод от изоляции на 2–3 см.
Взяв китайскую плату блока питания
Итак, речь идёт о блоке питания с выходным напряжением 24 В и максимальным током 9 А. Шуруповёрты обычно рассчитаны под напряжение 12 В либо 18 В, поэтому сначала придётся понизить напряжение до приемлемого уровня.
Чтобы изменить выходное напряжение, нужно внести доработку в цепь обратной связи. За выходное напряжение отвечает резистор под позицией R10. Его номинал 2320 Ом. Вместо этого резистора установим подстроечный резистор, таким образом появится возможность изменять выходное напряжение блока питания под наши нужды, номинал подстроечного резистора 10 кОм.
- Выпаять постоянный резистор.
Непосредственная сборка аккумулятора
Все дальнейшие операции по замене аккумуляторной сборки в шуруповерте на новые изделия могут быть представлены в виде следующей последовательности действий:
- Сначала все разобранные части корпуса прибора тщательно очищаются от скопившейся за время эксплуатации пыли и грязи;
- Затем для отличающихся по габаритам новых аккумуляторных батарей нужно будет подготовить посадочное место, зафиксировав на его днище посредством универсального клея «Момент»» кусочек поролона;
Дополнительная информация. В отдельных случаях для этих целей допускается использовать герметик, с помощью которого уплотняющая прокладка крепится к внутренней стенке корпуса отсека.
- На завершающем этапе работ к оставшимся от старой схемы контактам припаиваются проводники, отходящие от плюса и минуса литиевой сборки, а сама она размещается на ложе в корпусе;
- Поверх неё укладывается плата с контроллером, со всех сторон изолированная защитной плёнкой, а затем вся эта конструкция закрывается крышкой с поролоновой прокладкой.
В заключение обзора известных способов переделки отметим, что каждый из них выбирается соответственно возможностям и предпочтениям исполнителей. Единственно, за чем следует внимательно следить при их реализации, – надёжная изоляция всех элементов отсека, исключающая КЗ в питающих цепях.
Как запитать шуруповёрт, сохранив его автономность
Если мастер работает в здании, к которому не подведено электричество, а аккумуляторы уже испортились, есть способы запитать шуруповёрт:
- заменить старые банки аккумуляторов на новые;
- подключить шуруповёрт к автомобильному аккумулятору;
- подключить инструмент к другому аккумулятору, например, взятому от источника бесперебойного питания.
Замена старых элементов
Порядок действий:
Раскрыть корпус аккумулятора.
Достать из корпуса старые элементы. Поместить на место новые батареи и перепаять их между собой.
- Собрать аккумулятор, закрыв крышку корпуса.
- Установить обновлённый аккумулятор в шуруповёрт. При необходимости зарядить батарею.
Подключение к автомобильному аккумулятору
Инструкция:
Раскрыть корпус шуруповёрта.
Найти контакты, через которые подаётся питание на двигатель.
Взять автомобильные провода с зажимами «крокодил», которые используют для зарядки аккумуляторов. Зачистить провода и прикрепить их напрямую к контактам питания стяжками, а ещё лучше — припаять.
Замотать соединения изоляционной лентой и аккуратно уложить кабель в корпусе инструмента.
Собрать шуруповёрт.
- Подсоединить клеммы. Опробовать инструмент в работе.
Подключение к внешнему аккумулятору
Последовательность действий:
Купить или найти внешний аккумулятор, например, взять от ненужного источника бесперебойного питания.
Взять провод сечением не менее 2,5 кв. мм. Снять изоляцию и установить на медные концы зажимные клеммы, подходящие для крепления на аккумуляторе.
Второй конец кабеля поместить в корпус старого аккумулятора и припаять к клеммам, вставляющимся в шуруповёрт.
Вставить корпус аккумулятора в шуруповёрт, подключить кабель клеммами к аккумулятору.
- Опробовать восстановленный инструмент в работе.
Электрический аккумуляторный инструмент служит в несколько раз дольше, чем питающие его батареи. Выбрасывать на помойку шуруповёрт с негодными элементами — неразумно. Настоящий хозяин сможет отремонтировать прибор, переведя его на другой источник питания, тем самым дав ему новую жизнь.
Особенности переделки
В большинстве моделей, по крайней мере «Интерскол», «Макита», «Хитачи» представлены универсальные механизмы. Это означает, что зарядник предназначен для питания батарей Ni-Mh и Li-Ion типа.
Особенности связаны с мощностью аккумуляторов. Новые и заменяемые изделия должны соответствовать друг другу. В противном случае возникнет сбой или разрыв цепи, о чем сигнализирует индикатор. При перегрузках или разрыве одновременно мигают красная и зеленая лампочка.
В ситуации, когда зарядное устройство не универсальное, ему потребуется переделка, также как и блоку питания. Процесс зависит от типа ЗУ и производителя, подразумевая практически полное выпаивание элементов платы, установку конденсатора, резисторов и их последующую настройку.
Наряду с этим существует универсальный способ трансформации ЗУ. Он связан с использованием платы BMS, стабилизирующей входное напряжение и ток. На рынке она имеет обозначение DC-DC StepDown, а непосредственно на плате присутствуют подстроечные резисторы. Модуль впаивают в схему зарядного устройства, используя соединения P+ и P- на плате и старые клеммы зарядки.
Переделка на литиевые аккумуляторы 12 вольт
Приведенный выше способ применяется для всех аккумуляторов. Вольтаж определяется параметрами блока питания. Отличия связаны с количеством батарей. Основная масса руководств по трансформации относится к 14 В агрегатам, где для замены используют 4 литиевых батареи 18650. Для 12 В устройства такого количества многовато. Здесь будет достаточно 3-х батарей 18650.
Переделка на литиевые аккумуляторы 18 вольт
Аналогичный подход применяется к 18 вольтовым изделиям. Здесь отличия, также связаны с численностью аккумуляторов. Батарея состоит из 5 единиц 18650, что обеспечивает ей сверх эффективную работу. Если процесс работы слишком интенсивен, шуруповерт даже отдает горелым. Поэтому впоследствии 5-й аккумулятор нередко удаляют.
