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.
Порядок переделки
Разборка
Корпус шуруповерта, который необходимо разбирать для замены аккумуляторов, крепится винтами или клеем. В первом случае достаточно воспользоваться отверткой – процесс не займет более 5 минут. Если корпус приклеен – поможет молоток. Несколько интенсивных ударов в нижнюю часть около кромки разъединят шуруповерт, открыв внутренний отсек с аккумуляторами. Сам корпус при этом не повреждается, так как защита от ударов предусмотрена конструкцией.
Как выглядит разобранный корпус аккумулятора?
Вынув схему с аккумуляторами, обратите внимание на контактные пластины – они нужны для подсоединения новых батарей. Их можно открепить отверткой или плоскогубцами, но делать это нужно аккуратно, чтобы не повредить пластиковые элементы
Также рекомендуется сохранить штатный термодатчик и размыкатель. От них зависит работа зарядного устройства, если его не планируется заменять.
Следующий этап подразумевает пайку кабелей к плате стабилизации. Блок с аккумуляторами подсоединяется к защитному модулю через подготовленные провода с сечением 1,5 или 2,5 мм2
При подключении важно соблюдать схему:
- на плюс к контакту В+;
- на минус к контакту В-.
Кабели с остальных контактов аккумулятора присоединяются к зажимам В1, В2 и В3. Число соединений зависит от количества батарей. Не следует забывать и о технике безопасности – во избежание короткого замыкания плата стабилизации изолируется от батарей термоусадкой.
После пайки проводов к плате необходимо подсоединить блок питания. На самом модуле для этого предусмотрены контакты Р+ и Р-. От них кабели идут к соответствующим клеммам стандартной микросхемы.
Сборка
Схема подключения новых деталей.
После подключения новых аккумуляторов к схеме шуруповерта необходимо припаять провода к внутренним элементам устройства. Потребуются кабели с сечением 0,75 мм2, так как токи проводятся довольно большие. Провод с таким сечением хорошо выдерживает токи более 20 А при напряжении 12 В. В процессе пайки можно не волноваться о том, что аккумуляторам повредит перегрев – литиевые АКБ хорошо его выдерживают. Однако потребуется быстродействующий флюс, например глицериновый ТАГС.
Для большей надежности устройства можно пустить на контактные разъемы аккумуляторного блока толстые провода с сечением 1,5 мм2, особенно, если позволяет свободное пространство. Перед припайкой к ответным контактам также нужно использовать отрезки термоусадочной трубки. Она дополнительно изолирует плату от элементов батареи. В ином случае края пайки могут повредить конструкцию литиевого элемента и привести к короткому замыканию.
Заряжается обновленный шуруповерт штатным зарядником, если его замена не предусмотрена.
Переделка зарядного устройства
В случаях, когда стандартная зарядка не подходит к новым литиевым аккумуляторам по вольтажу и прочим параметрам, необходимо ее модернизировать. Переделать зарядное устройство шуруповерта для литиевых аккумуляторов можно, установив недостающие элементы контактной схемы. В их число входят: узлы остановки зарядки, защитные элементы и т.д. В целом ЗУ дорабатывается под основной параметр – выводной ток. Если зарядное устройство необходимо менять основательно, то дешевле и проще будет купить новое универсальное оборудование, которое автоматически рассчитывает ток и напряжение.
Переделка шуруповерта под литиевые батареи – это довольно простой процесс, не требующий наличия специальных знаний и умений. Нужно лишь знать базовые правила соединения контактов и уметь паять на начальном уровне
Не менее важно соблюдать технику безопасности, чтобы не повредить элементы шуруповерта. Также может потребоваться переделка зарядного устройства под новые характеристики аккумуляторов, но в большинстве случаев проще купить автоматическое ЗУ
Зарядное устройство
Осталось разобраться с тем, как выполнять зарядку инструмента. Его нельзя подключать к стандартному блоку питания. Необходимо зарядное устройство.
В большинстве случаев родные аксессуары без проблем подзаряжают литиевые батарейки.
Заряд поступает через контроллер. Если заводское устройство не подходит, его переделывают при помощи доустановки недостающих элементов схемы. В их числе узлы прекращения зарядки, защитные компоненты и пр. Схема дорабатывается под основной определяющий параметр — ток зарядки.
При основательной доработке схемы зарядного устройства проводить модернизацию нерентабельно. Его легко заменить на универсальное оборудование или приобрести новое. Даже с покупкой зарядного устройства владелец шуруповерта приобретает по минимальной цене мощный инструмент с увеличенным сроком автономной работы.
Смысл и порядок переделки шуруповертов на литиевые аккумуляторы
Почему никель-кадмиевые аккумуляторы быстро выходят из строя? В гирлянде последовательно соединенных банок каждая особенна. Химический процесс индивидуален, заряд в закрытых системах различный. При неисправности в одной банке, конструкция не дает нужное напряжение. Система контроля и балансировка заряда в отдельных компонентах не предусмотрена.
- Каждая Ni-Cd банка дает 1,2 В, а li-ion 18650 – 3,6 В.
- Емкость литиевой батарейки в 2 раза больше никель-кадмиевой, близкого размера.
- Перегретая батарейка li-ion грозит взрывом и возгоранием, поэтому установка контроля равномерности заряда в банках обязательна. В никель-кадмиевых батарейках BMS не ставят – производитель не заинтересован.
- У литиевых элементов нет эффекта памяти, в отличие от Ni-Cd, заряжать их можно в любое время и в течение часа.
- Шуруповерт становиться значительно легче после переделки аккумулятора на li-ion, с использованием банок 18650.
Есть только два препятствия для переделки шуруповерта под литиевые аккумуляторы – с ним невозможно работать при минусе. Емкость банок падает, начиная с понижения уже от +10 0 С. Литиевые аккумуляторы дороги.
Зная, какое требуется входное напряжение на шуруповерт, переделка зарядного устройства производится, с учетом размещения банок литиевого аккумулятора и управляющих элементов в заводском контейнере. Также можно поступить с фонариком, модернизировав гнездо под блок из элементов 18650.
Допустим необходима переделка 12 В шуруповерта, использующего Ni-Cd банки на li-ion. Если использовать 3 банки, напряжения на выходе недостаточно: 3,6 х 3 = 10, 8 В. С 4-мя компонентами мощность аппарата будет выше: 3,6 х 4 = 14,4 В. При этом инструмент станет легче на 182 г, несколько увеличится его мощность, емкость – сплошные плюсы. Но при демонтаже необходимо оставить клеммы и родной термодатчик.
Сборка готового аккумулятора
Сборка будет состоять из нескольких этапов:
- Очистить все части корпуса.
- Продумать размещение нового зарядного блока в корпусе. Аккумулятор будет по габаритам существенно меньше старого, поэтому его нужно надежно зафиксировать внутри короба, иначе вибрации при работе шуруповерта быстро выведут из строя блок. Для фиксирования блока можно применить герметик или обычный клей Момент.
- Клеммник с припаянными проводами желательно постараться аккуратно поставить на старое место. Его также потребуется зафиксировать, если в корпусе не предусмотрены для этого пазы.
- Монтаж защитной платы.
- Объединение всех частей аккумуляторного блока. Проверка на надежность размещения. В некоторых моделях шуруповертов они зафиксированы клеем. Можно использовать Момент.
Несколько слов о том, как выбрать защитную микросхему
Выше было сказано, что без защитной платы инструмент не сможет стабильного и долго функционировать.
Поэтому прежде, чем начинать переделывать аккумулятор шуруповерта на литий 12 В или 18 вольт, нужно подобрать хорошую плату BMS.
На что обратить внимание при выборе?
- Балансировку. Если она есть, значит, можно легко обеспечить равномерность заряда батареек. Балансировка предполагает и подбор платы по значению тока.
- Значение тока. Ориентировочно параметр должен равняться 20-30 А. Если оборудование малой мощности, то берут плату с 20 А. Для мощных инструментов потребуется 30-40 А.
- Параметры напряжения для отключения аккумуляторных батарей при каждой перезарядке. Достаточно 3.4 В.
- Параметры напряжения для отключения оборудования. Плата подбирается под технические особенности блока. Минимальное значение — 2.6 В
- Значение тока для срабатывания защиты. Предупреждение перегрузки оборудования.
- Значение сопротивления транзисторов. Подойдет минимальный параметр.
