Защита для АКБ и переделка контроллера аккумуляторов.
С аккумуляторами разобрались, продолжаем нашу переделку аккумулятора шуруповерта под Li-ion.
Литию нужен контроллер защиты. Который будет защищать аккумуляторные банки от перегрузки по току, переразряда, перезаряда, а так же балансировать банки при зарядке.
Из тех, что я пробовал по соотношению цена качество, мне больше понравился такой контроллер.
Отлично работает. С нагрузкой справляется. Но есть и свои минусы. Защита не снимается автоматически. Для ее снятия нужно подать напряжение на АКБ ну или просто поставить его на зарядку на пару секунд.
Второй недочет на некоторых шуруповертах может срабатывать защита при резком нажатии на курок шуруповерта, да и вообще настроена она не под наши банки (которые легко справятся с токами и побольше), а исходя из даташита на ключевые транзисторы (которые тоже рассчитаны на больший ток) контроллера защиты аккумуляторов ее можно загрубить.
Оба недочета я исправил следующим образом.
Доработка контроллера литиевых аккумуляторов. На рисунке платы видим два смд резистора с маркировкой R010. Их номинал 0.01 Ом каждый. Они задают на какой ток нагрузки будет срабатывать защита.
Я добавил еще один такой же резистор 0.01 Ом на свой контроллер аккумуляторов см. схему. К нему можно еще добавить пленочный конденсатор, как раз полезно, чтобы при резком нажатии на курок не срабатывала защита.
Верхняя часть схемы отвечает за режим «Power». При включеном положении транзисторные ключи вообще не работают и нагрузки на них нет. Но и защиты тоже. Поэтому этот режим лучше не использовать.
Предохранитель на 15 Ампер в данном режиме осуществляет защиту по току. Ставим на свой вкус. Диод берем по мощнее. У меня стоят два импульсных диода в параллель на 6А каждый (вместе 12А), то что под руку попалось в общем.
Можно подключить маленький цифровой вольтметр, например, такой чтобы следить за контролем разряда.
Я подключил вместо вольтметра самодельный индикатор разряда настроенный на 12В. Его сработка совпадает со сработкой платы защиты при работе в обычном режиме.
Так же для наглядности параллельно индикатору разряда (на схеме это вольтметр) подключил светодиод через 2КОм резистор, чтобы сразу видеть когда включен режим «Power».
Для работы шуруповертом режим «Power» я практически не использую, но он нужен для снятия сработавшей защиты. Просто переключаем туда и обратно и можно крутить дальше.
Банки паяем по схемке ниже:
Запихал все это дело обратно в корпус.
Такой у меня получился переключатель в режим «Power». Он же используется для сброса защиты.
Сзади расположились два индикатора. Красный светодиод оповещает о включенном режиме «Power». Желтый загорается при включенном режиме «Power», когда аккумулятор сядет до 12 вольт.
Так же добавил розетку. USB с напряжением аккумулятора. Главное, чтобы ни кто по ошибке не вставил телефон подзарядить:) Использую на стройке для прослушивания адаптированного приемника и светодиодной лампы.
Уже месяц тестирую новую переделку аккумулятора под литий, теперь мне все нравиться. АКБ долго не садиться. Шурик легко справляется с большими нагрузками.
Осталось еще одно. Быстрая зарядка, как в топовых моделях:)
Зарядное устройство
Литий-ионный аккумулятор шуруповерта нельзя зарядить подключением к обыкновенному блоку питания. Для этого употребляется зарядное устройство. Блок питания просто выдает размеренное напряжение заряда в данных границах. А в зарядном устройстве определяющий параметр – ток заряда, влияющий на уровень напряжения. Его значение ограничивается. В схеме ЗУ есть узлы, отвечающие за прекращение процесса заряда и другие защитные функции, к примеру, отключение при неправильной полярности.
Простейшее ЗУ – блок питания с включенным в схему сопротивлением для понижения зарядного тока. Время от времени подключают еще таймер, срабатывающий по истечении установленного временного промежутка. Все эти варианты не содействуют долгому сроку службы аккума.
Методы зарядки LI Ion аккумов для шуруповерта:
- Применение промышленного зарядного устройства. Нередко оно подходит и для зарядки новейшей батареи;
- Переделка схемы зарядного устройства, с установкой дополнительных частей схемы;
- Покупка готового ЗУ. Неплохой вариант – IMax.
Допустим, существует старенькое ЗУ Makita DC9710 для зарядки Ni-Cd батареи на двенадцать В, имеющее индикацию в виде зеленоватого светодиода, сигнализирующего об окончании процесса. Наличие платы BMS дозволит приостановить заряд по достижении данных пределов напряжения на элемент. Зеленоватый светодиод при всем этом не зажгется, а просто погаснет красноватый. Заряд закончен.
Зарядное устройство Makita DC9710
ЗУ Makita DC1414 T создано для заряда широкой линейки аккумуляторных батарей 7,2-14,4 В. В нем при срабатывании защитного отключения по окончании заряда индикация не будет работать корректно. Наблюдается мерцание красноватого и зеленоватого света, что тоже говорит об окончании заряда.
Цена подмены аккумов шуроповерта на литий-ионные находится в зависимости от мощности инструмента, необходимости брать зарядное устройство и т.д. Но если дрель-шуруповерт в неплохом многофункциональном состоянии, ЗУ не востребует основательной переделки либо подмены, то за пару тыщ рублей можно получить усовершенствованный электроинструмент с увеличенным временем автономной работы.
Sources:
https://elquanta.ru/instrument/peredelka-shurupoverta-litievye-akkumulyatory.html
Аккумулятор
В каждой модели Sparky использован литиевый аккумулятор. Для долгой службы шуруповерта с таким аккумулятором существуют особенности по его эксплуатации. Ниже дано несколько советов по эксплуатации Li-Ion аккумулятора, чтобы он прослужил долгие годы.
- Следите за уровнем заряда и ставьте шуруповерт на зарядку уже при 20–30%.
- Если на шуруповерте остался критический уровень заряда 10–20%, это значит, что при последующих зарядках аккумулятор будет держать заряд менее эффективно, а вскоре и совсем сойдет к нулю.
- Не оставляете аккумулятор на морозе, в подвале или гараже. Такие зарядные элементы не терпят холод.
- Опытами было выявлено, что оптимальный заряд для хранения шуруповерта должен составлять 50–60%. Если в комплекте 2 аккумулятора, зарядите один из них на 60% и оставьте в коробке, а другим пользуйтесь по вышеперечисленным правилам.
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.
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.
Видео: Переделка Шуруповерта Sparky На Литий 14 4
Аккумулятор 18 Вольт 1,3 Ач для DORKEL DRA-18/2 Ref. 1428 Zip 116 Замена литиевого элемента Samsung INR18650-20R 5S контроллер заряда / разряда, емкость: 2,0 Ач, выходной ток 20 А
Отвертка Dewalt DW907 12В тип 2 D-65510, аккумулятор 12 В, 1,3 Ач DE9074
Отвертка DWT ABS 12E, аккумулятор 12В 3S2P заменяет литиевый элемент Samsung INR18650-20R Контроллер зарядки / разрядки 3S с балансировочным устройством, емкость: 4,0 Ач
- Аккумуляторная дрель Hitachi DS 12DVF3 12V, Аккумулятор EB1214S 12 В 1,4 Ач (высота основания батареи 40-45 мм). Изменения могут быть сделаны путем снятия блокировки. Аккумулятор хорошо держится в случае отвертки, мы рекомендуем использовать резинку или кольцо в качестве дополнительной фиксации.
- Аккумуляторная дрель Hitachi DS12DVF3. Аккумулятор AKKU BCC 1215 12v 1,5Ah (высота основания батареи 50-53мм). Можно поменять без снятия блокировки.
- HITACHI AKKU EB 1214 NiCd, 12 В, 1,4 Ач (перезагрузка на Li-Ion 3s1p 2,5 Ач)
- HITACHI AKKU EB 1414S NiCd, 14,4 В, 1,4 А-ч (перепакован на Li-Ion 1,5 А-ч)
- HITACHI AKKU EB 1814SL NiCd, 18 В, 1,4 Ач (в упаковке до 2,5 А-ч лития)
HYUNDAI NiCd NiCd, 12 В, 1,3 Ач (перезарядка Li-Ion 1,5 Ач)
KRESS B12CD NiCd, 12В, 1,7Ач (переупакован на Li-Ion 1,5Ач)
- Батарея 1422, Ni-Cd 14,4 В 2,0 Ач замена литиевых элементов, емкость: 2,0 Ач, выходной ток 20А
- Makita PA14 14.4V 1.3Ah аккумулятор
- MAKITA PA14 NiCd, 14,4 В, 1,3 Ач (переупаковка в Li-Ion 1,5 Ач)
- Отвертка Makita 6270D 12V
- Отвертка Makita 6317D
- Отвертка Makita 6281D 14,4 В
- Отвертка Makita 6260D 9,6 В
- Отвертка Makita 6271D, аккумулятор 12В
- Отвертка Makita 6337D, аккумулятор 14,4 В
- MAKITA PA12 NiCd, 12 В, 1,3 Ач (перезарядка Li-Ion 2,5 Ач)
- MAKITA PA12 NiCd, 12 В, 1,3 Ач (перезарядка Li-Ion 1,5 Ач)
- аккумулятор для DA-12ER-01 (замена литиевой батареи 2.6)
- аккумулятор для DA-14,4ER-F (замена литиевой батареи 2,5 Ач)
Батарея аккумуляторная ТСБ-009-БОС18А-30М 18В 3.0Ач
- Skil 2610388954 Замена 14.4В 1.0Ач батареи на 2.0Ач Литиевая батарея с током 20А
- Аккумулятор Skil 2610Z03362 NICD 14.4v 1.2Ah для отвертки Skil F015201701 преобразование литиевой батареи с установкой контроллера с балансировкой литиевого заряда, 2,0 Ач (выходной ток 20 А)
- Аккумуляторная батарея BR 12E-B1HR 12 вольт 1,5 Ач
- Аккумуляторная батарея Sparky BR 15E-B1HR 1.5Ah 14.4V для отвертки Sparky professinal BR 15E 14.4V
- SPARKY BR12E-B1HR NiCd, 12 В, 1,5 Ач (в упаковке до 1500 мА литий)
Omax 14,4 В 1,2 Ач Аккумуляторная дрель-батарея Omax Модель: 01205 замена 2,5 Ач литиевых батарей с выходным током 20А
- аккумулятор для отвертки NiCd Sturm CD3012C 12В 1.3Ач Ячейки NiCd были заменены на литий-ионные 18650 емкостью 5,2 Ач путем установки контроллера заряда / разряда батареи в корпусе батареи. Для зарядки аккумулятора не требуется дополнительное зарядное устройство, для зарядки аккумулятора можно использовать стандартную зарядку. Контроллер не позволяет сбрасывать предметы ниже порога и не позволяет перезаряжать предметы выше нормы.
- Sturm CD3014C 14.4V 1.3Ah NiCd Отвертка
- аккумулятор для отвертки NiCd Sturm CD31181 18V 1.3Ah заменено на 18650 литиевых элементов. Внутренний корпус батареи оснащен 5 последовательными Li-Ion 18650 элементами плюс контроллер зарядки / разрядки 5S.
- STORM 18V NiCd, 18V, 1,3Ah (переупаковка на литий 5s1p 2500mAh)
аккумулятор для отвертки Bison USA-14.4 аккумулятор 14,4в напряжение 14,4 вольт, NiCd. Элементы NiCd были заменены элементами LiIon 18650 с контроллером заряда / разряда батареи, установленным в корпусе батареи (перезарядка, перезарядка, короткое замыкание и защита от перегрузки).
Аккумулятор для аккумуляторной дрели DA-14.4 / 2. Напряжение аккумулятора 14,4 В, 1,2 Ач, NiCd. Замена литиево-литиевых никель-кадмиевых элементов на контроллер зарядки / разрядки аккумулятора, установленный в корпусе аккумулятора (перезарядка, перезарядка, короткое замыкание, защита от перегрузки).
Аккумулятор для беспроводной дрели Prorab (Foreman) 1722 К2, аккумулятор 12 вольт, 1,2 Ач, NiCd. Замена никель-кадмиевых элементов на 2,5 Ач литиевые батареи путем установки контроллера заряда / разряда батареи в корпусе батареи (перезарядка, перезарядка, короткое замыкание, защита от перегрузки).
Схема соединения аккумуляторов
Чтобы получить заветные 12 или 18 В, элементы нужно соединять последовательно. Всё, никаких хитростей, только соблюдайте полярность. Минус каждой батареи соединяется с плюсом следующей, крайние два провода подключаются к контактной колодке.
Если удваиваете ёмкость, последовательно соединяются не отдельные батарейки, а сборки из 2-х элементов. В каждой сборке положительный контакт соединён с положительным соседа, аналогично дело обстоит с отрицательными.
Чтобы в итоге перемычки между аккумуляторами не сплелись в невнятную паутину, продумайте схему соединения заранее. Удобнее всего спаивать батареи, когда они уже смотаны в тугую пачку, длину перемычек выбирайте минимальную.
Также предварительно залудите перемычки из многопроволочной жилы в 2,5 мм2 и дополните их балансировочными проводами так, чтобы по одному проводку приходилось на каждый узел между параллельно соединёнными аккумуляторами или группами. Длина проводов — чтобы доставали до балансировочного разъёма в корпусе, сечение около 0,5 мм2.
При пайке первой разогревается залуженная жила перемычки, затем она подносится к контакту батарейки, пока на нём не расплавится припой. Во время остывания можно придавливать место спайки деревянной щепкой. И не жалейте олова — соединение должно быть очень надёжным. Также не забудьте смыть остатки флюса, иначе через полгода-год эксплуатации все усилия пойдут прахом. Особенно внимательно промывайте плюсовый контакт замысловатой формы, для смывки можно использовать медицинский спирт или ацетон.
Если вы попытаетесь подпаять крайние провода аккумуляторной батареи к никелевым контактам колодки, вы, скорее всего, её безнадёжно испортите, перегрев пластик. Гораздо лучше просверлить по два отверстия диаметром 3–4 мм и притянуть жилы к пластинкам парой небольших винтов. Здесь удобно использовать планочки с двойными отверстиями, которые массово выковыривались из старых советских вилок.
Вместе с крайними жилами связки аккумуляторов прикрутите ещё пару балансировочных проводов. Получившийся в итоге балансировочный шлейф нужно припаивать в определённом порядке. Из даташита на разъём определите его контакт, пронумерованный единицей, и припаяйте к нему провод от положительной клеммы. Далее следуйте по цепочке аккумуляторов и припаивайте провода последовательно, один за другим, завершая соединением последнего контакта с общей минусовой жилой.
