Переделка шуруповерта «Hitachi» 12 В на литиевые аккумуляторы 18640
Особенности переделки шуруповерта «Hitachi» 12 В на литиевые аккумуляторы. Очень компактное гнездо под аккумуляторные элементы предназначено для пальчиковых элементов. Поэтому следует подготовить место под 18650 элементы. Необходимо вырезать у перегородки одну сторону, чтобы плотно разместить 1 элемент.
Нужно обзавестись флюсом, плоской металлической соединительной лентой, термоклеем. Устанавливать литиевые аккумуляторы в шуруповерт при переделке необходимо через защитный контроллер. Он должен обслуживать 3 элемента 18650, напряжением 3,7 В и рассчитан на 20-30 ампер.
Извлечь старую батарею из гнезда, аккуратно отсоединить контакты в сборке с датчиком температуры и индикатором включения. Зачистить и подписать контакты. Их следует вывести в одну сторону, соединить припоем с выводами из толстых проводов и залить сборку термоклеем.
Собрать источник энергии с одним из контроллеров, рассчитанных на 3 элемента. Собрать последовательную схему из 3-х Li-ion элементов. Подключить контроллер. Переделка литиевого 12-вольтового аккумулятора завершается, когда конструкция будет установлена в блоке, закреплена, и индикатор зарядки загорится. После полной зарядки замеры показывают 12,17 вольт в наружной сети. Но этого достаточно для безотказной длительной работы прибора.
Основания и сложности переделки
Преимущества и недостатки LI Ion
Прежде всего, отметим, что старые никель-кадмиевые батареи вполне надёжны, недороги и могут работать в условиях низких температур, выдерживая большое количество циклов заряда-разряда. Однако они имеют одно нехорошее свойство, состоящее в постепенной потере ёмкости, если ставить их на зарядку, не дождавшись полного разряда (так называемый «эффект памяти»).
Необходимость в переделке шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650 объясняется рядом преимуществ последних, основными из которых являются:
- Большая емкость, позволяющая продлить время эксплуатации прибора;
- Заметно меньшие, чем у других батарей габариты и вес (фото ниже);
- Способность хорошо «держать» заряд, находясь не под нагрузкой;
- Отсутствие эффекта памяти, характерного для старых батарей.
Однако и у новых литиевых аккумуляторов имеется недостаток, заключающийся в ухудшении параметров при полном их разряде. При напряжениях более 4,2 и менее 2,7 Вольт они «чувствуют» себя не очень комфортно. Именно поэтому ещё при производстве эти изделия оснащаются встроенными контроллерами, защищающими их от КЗ, перенапряжений и глубокого разряда.
Обратите внимание! Встроенный электронный регулятор автоматически отключает их при размыкании питающей цепи, или когда аккумулятор шуруповерта находится вне отсека рабочего инструмента. Ещё одним минусом переделки аккумулятора шуруповерта на литий является неприспособленность новых батарей для функционирования при низких температурах
Однако все эти недостатки с лихвой перекрываются уже рассмотренными ранее достоинствами
Однако все эти недостатки с лихвой перекрываются уже рассмотренными ранее достоинствами
Ещё одним минусом переделки аккумулятора шуруповерта на литий является неприспособленность новых батарей для функционирования при низких температурах. Однако все эти недостатки с лихвой перекрываются уже рассмотренными ранее достоинствами.
Проблемные места
Для реализации обозначенных выше преимуществ потребуется решить ряд вопросов, возникающих при переделке аккумулятора шуруповерта на li-ion, а именно:
- Рабочие габариты нового изделия, определяемые из его обозначения (диаметр – 18 мм, длина – 65 мм) не совпадают с размерами заменяемых элементов;
- Полноценная замена аккумуляторов возможна лишь при условии доработки батарейного отсека, позволяющей поместить плату контроллера и жгут соединительных проводов;
- При переделке также должна учитываться разность напряжений каждого из элементов сборного источника, состоящего из нескольких акб (1,2 Вольта у никель-кадмиевых против 3,7 Вольт у LI Ion).
Важно! С учётом данного обстоятельства необходимо заранее попытаться подогнать суммарное напряжение нескольких новых элементов под старое его значение (на рисунке ниже приведены никель-кадмиевые батареи). Никель-кадмиевые элементы. В отдельных случаях добиться совпадения питающих напряжений не удаётся совсем, что заставляет отказаться от переделки или искать другие, подходящие по этому параметру изделия
В отдельных случаях добиться совпадения питающих напряжений не удаётся совсем, что заставляет отказаться от переделки или искать другие, подходящие по этому параметру изделия
При этом важно соблюдать меру и просчитать экономическую целесообразность перехода на li ion 18650 (иначе модернизация может оказаться дороже самого инструмента)
Меры предосторожности и техника безопасности при работе с АКБ
Перед проведением мероприятий необходимо изучить технику безопасности и внимательно соблюдать все правила.
- пользоваться сварочным аппаратом и другими сложными устройствами, необходимо только при наличии опыта работы с данными инструментами;
- подобрать правильные по характеристикам и качеству инструменты;
- надеть старую одежду, желательно перчатки и очки;
- проводить работы рекомендуется на открытом свежем воздухе. Если нет такой возможности, то в хорошо проветриваемом помещении;
- проверить исправность каждого инструмента и самих аккумуляторных батарей;
- в ходе работы не допускать попадания капель кислоты на поверхность устройство, так как это может вызывать коррозию. Также нельзя допускать, чтобы кислота попала на кожу;
- при попадании кислоты на кожу, необходимо немедленно промыть участок с помощью специального раствора или как минимум обычной воды;
- проводить мероприятия только в отсутствии влажности;
- оптимальная температура проведения мероприятия должна быть не менее 15 градусов. Работа в морозы или при слишком сильной жаре не рекомендуется, так как не все элементы приспособлены к нестандартным погодным условиям;
- желательно использовать кусачки в роли теплоотводов;
- электрический ток может достигать 12 Ампер. Все микроэлементы слишком чувствительны к перегреву. Поэтому проводить процедуру пайки нужно как можно быстрее, но при этом качественно;
- после окончания работ, требуется проверить результаты, проведя тестирование.
Зарядное устройство
Готовые зарядные устройства:
12,6 В (3S)/ 16,8 В(4S)/ 21 В(5S), на 1А и 2А с разъёмом 5,5×2,1 мм
Стандартное зарядное устройство от никелевых аккумуляторов можно доработать с помощью DC-DC понижающего модуля с поддержкой ограничения напряжения и тока (CC-CV). Но так как оно рассчитано на заряд никелевых аккумуляторов, от него не добиться хорошего тока. В основном это ток порядка 500 мА. Литиевый аккумулятор конечно заряжаться будет, но делать он это будет долго. Аккумулятор 2 А/ч будет заряжаться таким током порядка 4 часов.
Модуль для переделки стандартного зарядного устройства шуруповерта:
Если всё таки решили делать ЗУ своими руками, вот хороший недорогой модуль:
Понижающий модуль DC-DC с 5-32В до 0,8-30В, выходной ток до 5А цена на момент публикации 120р. (5 китайских Ампер видимо только с хорошим охлаждением, без охлаждения нормально работает с током до 2 А).
Настройка тока и напряжения происходит с помощью многооборотных резисторов и удаётся довольно точно выставить нужные значения. Левый резистор – ток, правый – напряжение.
Для установки тока нужно сначала выкрутить резистор против часовой стрелки, замкнуть выход амперметром накоротко и, ориентируясь на его показания добавлять ток до нужного значения.
Первый модуль на токе 4А сгорел за две минуты, перегрелась микросхема и вышла из строя. После этого более чем на 2А я не рискнул нагружать оставшиеся модули. Вообще при работе нагревается больше всего микросхема, диод и дроссель.
Доработка в виде бесплатного радиатора из многожильного медного провода облегчит жизнь самым греющимся деталям. Провод просто припаивается и распушивается так, чтобы не задевать другие детали. С такой доработкой я ради эксперимента поднял зарядный ток до 3А. Выглядит ужасно, но эксперимент показал, что даже такой простой метод работает. Медь отлично проводит тепло, а пайка хорошо обеспечивает теплопередачу на неё. С охлаждением дросселя ничего не придумал и оставил как есть.
В итоге получился такой зарядник. Светодиод индикации заряда вывел в отверстие на корпусе и залил термоклеем.
Электрическая схема переделки шуруповерта под Li-Ion аккумуляторы
Комплектующие изделия подобраны, и теперь можно составить электрическую сборочную схему. Источником работы шуруповерта является бытовая электропроводка, с которой через зарядное устройство и плату BMS заряжаются аккумуляторы. На плате BMS есть две печатные площадки, к которым подключается зарядное устройство и шуруповерт. Кстати, если аккумулятор почти разряжен, а надо работать, то можно одновременно заряжать его и работать шуруповертом.
Выводы аккумуляторов припаиваются непосредственно к плате BMS, так как при работе шуруповерта они отдают большой ток и чем короче и большего сечения проводники, тем меньше потери энергии.
Непосредственно к выводам аккумуляторов подключается через кнопку включения индикатор уровня заряда. Одно деление соответствует 25% . Литиевые аккумуляторы не обладают эффектом памяти и их можно заряжать в любой момент, не ожидая полной разрядки.
Производители Li-Ion аккумуляторов рекомендуют, чтобы аккумулятор набрал полную мощность его пару раз надо полностью разрядить с последующей полной зарядкой.
При сборке схемы, для исключения выхода из строя компонентов, требуется неукоснительное соблюдение полярности подключения. На схеме провода положительной полярности обозначены красным цветом, а отрицательной – синим.
Действительно ли стоит переделывать?
Без аккумуляторов шуруповёрт превращается в железку. Когда батареи перестают держать заряд, приходится искать новые элементы питания. Во-первых, это дорого — цена аккумуляторов составляет до 80% стоимости шуруповёрта, эффективнее купить новый инструмент. Во-вторых, батареи не всегда бывают в продаже, например, если модель снята с производства. В-третьих, рачительный хозяин стремится использовать все возможности для экономии средств.
Переделка аккумуляторного шуруповёрта для работы от электрической сети — хороший выход. Что это даёт:
- Инструмент получает новую жизнь.
- Больше не нужны батареи, требующие заряда.
- Крутящий момент инструмента не зависит от заряда батареи.
Недостаток переделанной конструкции — зависимость от розетки и длины сетевого кабеля.
Подготовительный этап
Спешка никогда не приведет к ожидаемому результату. Пошаговая инструкция по перемене элементов питания начинается с подготовительного этапа.
Перед началом работы необходимо определиться с числом используемых блоков в батарее, что существенно скажется на уровне итогового напряжения
Не менее важно правильно выбрать используемый литиевый компонент. Особого внимания заслуживает показатель разрядного тока и емкости
Не стоит забывать и о контроллере.
Характеристики детали сопоставляются с показателями номинального напряжения и тока разряда. Другими словами, чтобы собрать блоки питания 14В, потребуется контроллер с одинаковым уровнем напряжения.
Разобранный корпус АКБ
Сборка АКБ
После проверки внутреннего сопротивления каждой ячейке разрешено приступать к сборке батареи. Собранные ячейки помещаются в пакет с учетом полярности. Затем подключаются балансиры и силовые провода, пакеты соединяются между собой.
Существует 2 техники соединения батареи — пайкой и болтами. Припаять деталь, значит обеспечить надежность соединения, однако если нет уверенности в собственных навыках, лучше выбрать альтернативный вариант и выбрать элементы, предназначенные для сборки болтами.
После стяжки все элементы помещаются в заранее приготовленный бокс с отверстием для кабелей. Монтируется плата BMS и балансиров. После вывода силовых проводов, отверстия герметизируются.
Несколько полезных советов
Напряжение литиевых аккумуляторов всегда должно быть минимальным, так как они весьма чувствительны к процессу зарядки. Соединение выполняют с помощью заводских пластин или медных такого же размера, потому что при зарядке (работе) проходит большой ток. Придерживаются полярности. Нельзя на 100 % утверждать, какая батарея лучше подходит для шуруповерта. Срок службы зависит от того, как соблюдаются требования, обозначенные в инструкции. Большое значение имеет обращение с элементами питания.
Не всегда целесообразно переделывать инструмент на литий. Если им пользуются уже довольно долго либо он не отличается качеством, переделка не оправдает расходов. Прилагаемое к шуруповерту для работы от Ni-CD родное зарядное устройство в основном не подходит для использования для Li-ion. Нужно покупать новое, так как переделка имеет свои трудности.
Как правильно использовать переделанный шуруповерт?
Пользоваться таким переделанным шуруповертом можно практически как и обычным, работающим от сети
Но все же рекомендуется соблюдать определенные меры предосторожности
- Не работайте устройством без перерыва. Делайте небольшие промежутки для отдыха каждые 20 минут.
- Регулярно чистите блок питания от скапливающейся внутри пыли.
- Не используйте переделанный шуруповерт слишком высоко от земли или пола (выше 2 м).
- Контролируйте состояние проводов — во время работы они не должны быть пережаты или слишком натянуты.
Соблюдайте правила использования переделанного шуруповерта Вот так относительно легко и просто можно подарить вторую жизнь вашему любимому шуруповерту с окончательно умершей батареей. Это хороший способ продлить срок его службы и сэкономить деньги на покупке нового прибора. Главное — запастись терпением и внимательно выполнить все рекомендации, приведенные в инструкции выше.
