С родных никель-кадмиевых NI-CD на литий-ионные Li-ion размером 18650.

Немного теории.

В мощных силовых портативных устройствах применяются специальные аккумуляторы с повышенной токоотдачей. В шуруповерте при повышенной нагрузке, создается высокий ток, и чтоб с ним справиться используют усиленные Ni-CD и NiMH аккумуляторы (обычно обернутые в бумагу). Средний рабочий ток двенадцати вольтового шуруповерта 3-7 ампер, при нагрузке может доходить до 15А, а в импульсе до 30А.

Отсюда вытекает первая рекомендация – необходимо применять при замене кадмия на литий только высокотоковые литий-ионные аккумуляторы. Сейчас данные аккумуляторы производят компании Samsung, LG, SONY и ряд других производителей.

Использование 4 аккумуляторов Li Ion в 12 Вольтовом шуруповерте губительно для силового ключа ШИМ регулятора оборотов, расположенный в кнопке. Напряжение полностью заряженного Li Ion аккумулятора 4,2 вольта, напряжение полностью заряженной сборки из четырех аккумуляторов составит 16.8 вольт что на треть превышает рекомендуемое напряжение, согласно закону Ома – «ток прямо пропорционален напряжению в цепи», говорит нам что ток уветичится так же на треть, и в импульсе он может достигнуть 40А, ни один ключ не выдержит такой перегрузки, и выйдет из строя. Мы рекомендуем применять для 12 Вольтового аккумулятора только 3 литий-ионных аккумулятора, 4 аккумулятора отлично справятся с 14,4 вольтовым аккумулятором, а 18 вотльтовым достаточно 5 аккумуляторов.

В процессе эксплуатации литий-ионного аккумулятора необходимо контролировать его напряжение заряда и разряда, так как в связи с его физико-химическими особенностями, напряжение необходимо держать в строго определенных рамках 2,5-4,2 вольт. Только в этих условиях гарантируется максимальный срок службы аккумулятора и безопасность его эксплуатации.

Применение контроллера заряда и разряда - обязательно и, исходя из первой рекомендации, контроллер должен поддерживать работу при токах от 12 до 30 ампер, иначе при повышенной нагрузке контроллер будет «уходить в защиту» и нормальной работы устройства не получится.

Для зарядки можно использовать родное зарядное устройство, не забудьте оставить датчик температуры и перегрева на своих местах, иначе заряжать не будет. Если по каким либо причинам зарядка «не хочет» работать, то следующих два Варианта для Вас.

Можно взять готовое к работе , рассчитанное на количество элементов в Вашей сборке и подобрать по оптимальному току заряда. В этом случае сверлится отверстие в блоке, для гнезда 5,5*2,1 мм, и дальнейшая зарядка будет осуществляться через него. Это решение особенно спасает, когда места в блоке батарей совсем мало. В нашем случае мы так и поступили, но все датчики оставили на своих местах, а вдруг пригодится.

Отличное решение для зарядки - это применение универсального модуля преобразования постоянного напряжения DC-DC с возможностью регулировки тока и напряжения, так называемые CC CV. Большую популярность имеют модули понижающие на чипах XL4015 и LM2596 . Выставляете на выходе модуля напряжение заряда 12,6-13,6 В и ток заряда в пределах 500-900мАч и модуль всё остальное сделает сам. Применение данных модулей дает возможность заряжать шуруповерт от любого источника питания с напряжением выше 13 вольт. Особенно оправдано, если Ваш шуруповерт имеете блок питания отдельно от зарядного блока, тогда старый блок питания отлично справится с зарядкой новых аккумуляторов.

Ну и общие рекомендации – желательно применять сечение провода не менее 4 мм.кв., при монтаже соблюдайте осторожность, любые замыкания приводят к мгновенному разогреву проводников и можно обжечься, все соединения и места спайки должны быть максимально надежными и прочными, так как высокие токи, ну и вибрация присутствует.

Мы для нашего шуруповерта решили применить аккумуляторы , они отвечают всем необходимым параметрам. Так же был применен – это миниатюрный 50*22 мм высокотоковый контроллер с защитой от короткого замыкания и перегрузки. Все соединения мы производили силиконовым проводом 6 мм.кв (рекомендуем применять сечение поменьше, с таким сечением сложно работать).

С начала мы долго думали, как разместить аккумуляторы с платой.Потом думали куда поставить разъем зарядки. Ну и как определились, начали всё потихоньку спаивать. Самым удобным оказалось два аккумулятора положить в основном корпусе, а плату BMS и третий аккумулятор расположить в штыре корпуса.

В процессе сборки появилась мысль снабдить наш аккумулятор , сказано - сделано. Место куда его прикрутить есть, и кнопочку не забыли, чтоб можно было нажать и посмотреть сколько осталось емкости. Модуль настраиваемый, так что по сути можно прикрутить к любому аккумулятору.

В качестве заключения.

От процесса и результата остались довольны все. Вес аккумулятора уменьшился вдвое. Все возложенные испытания аккумулятор выдержал без нареканий.

Из пожеланий на будущее.

Валяется шуруповерт AEG тоже с 12 вольтовым аккумулятором, надеемся, руки дойдут и до него, и места в нем окажется побольше и думаем аккумуляторы поставить .

Есть у друга шуруповерт BOSCH GSR 12-2 Professional, давно уже но работает им редко, и начали интенсивно умирать АКБ, еще осенью, давай говорю мне его, я за зиму его оживлю, время и вариантов море, восстановить старые банки залив в них дисцилированную воду и потренировав их, заменить умершие банки если их немного, переделать на литий. Но нет, я говорит мало им работаю мне емкости хватит, в результате оба АКБ к весне умерли в ноль вольт, АКБ зарядником я запустил, но емкости то все равно нет, новые покупать все равно что новый шуруповерт купить, менять никель-кадмиевые банки тоже не дешево и не на долго, в результате получаю добро на переделку на литий. Хозяин пенсионер так что стараемся экономить, да и пользуется он им от случая к случаю. Заказываю на АЛИ BMS 4S 15А, что бы потом переделать в 3S по схеме.

Как не странно, 4S стоит дешевле 3S, зрение конечно не то но все же переделал, и 100-150 руб. сэкономил. Так же заказал высокотоковые народные АКБ 6 шт. Samsung inr1865025rm 20a как раз на два блока АКБ. Пришли, проверил емкость на 1А токе.

Вроде неплохо, да и отзывы у продавана неплохие.

В сети много инфы про переделки, но платы для трех и четырех АКБ немножко разные, если плата на 4 АКБ то и надо ставить 4 или переделывать по схеме на 3 АКБ. У меня по этой схеме сделано, потому как сам шуруповерт на 12 вольт.

Ёмкость каждой сборки как две новых Ni-Ca (старые в теории 1.3 Ah), старые и новые АКБ закрепил термоклеем, АКБ спаивал, а не сваривал, знаю что не по феншую но не перегревал, пойдет и так;) и зарядку не переделывал (работает в штатном режиме, вся индикация правильно показывает и зарядку и окончание заряда), крутит как новый и лучше, балансир на АКБ не ставил, это еще как минимум 300 руб, лучше через годик или два разберу и отбалансирую вручную. Вот так открыли "второе дыхание" шуруповерту.

GVGVLG, Волгоград, Россия
https://www.drive2.com/users/gvgvlg/

Видеоподборка. Лучшие видео о переделке шуруповертов.

1. Переделка шуруповерта на Li-Ion аккумулятор.

Переделка шуруповерта на Литий-ионный аккумулятор

Как перевести шуруповёрт на литиевые аккумуляторы (сварка аккумуляторов в батарею)

Как самому переделать никель кадмиевый аккумулятор на литий ионный в шуруповерте

Переделка шуруповёрта на литий ионные аккумуляторы стандарта 18650

Переделка шуруповёрта на литий 18650

2. Переделка шуруповерта на сетевой.

Переделка шуруповерта на сетевой. Тест разных источников питания

Переделка шуруповерта на сетевой

Когда аккумуляторы не держат заряд и выработали свой ресурс, а шуруповерт еще находится в хорошем состоянии, его можно подключить к сети 220В через блок питания, обладающий достаточной мощностью.

В арсенале любого хорошего хозяина наверняка найдётся распространённый сегодня в быту электроинструмент - шуруповёрт. Главным его достоинством является мобильность. Ведь это устройство работает от съёмных аккумуляторов, что делает его использование максимально удобным, поскольку не требуется подключаться к розетке электросети. Но как быть, если аккумуляторная батарея (АКБ) шуруповёрта вышла из строя? Покупать новую будет довольно затратно, потому что её стоимость в некоторых моделях доходит до 50–70% цены самого шуруповёрта. Намного практичнее будет сразу приобрести новый инструмент, в комплект которого входят целых два аккумулятора. Но продлить срок службы старого шуруповёрта всё же можно, отремонтировав вышедшую из строя АКБ.

Что собой представляет аккумулятор шуруповёрта

В любых моделях электрошуруповёртов такой важный элемент, как аккумулятор, выглядит примерно одинаково. Он представляет собой пластиковую коробку, внутри которой размещены до десятка (а иногда и больше) элементов питания. Они соединены между собой в последовательную цепочку и располагаются таким образом, что выводы первой и последней банки в цепи замыкаются на контакты, обеспечивающие питание инструмента и подключение к зарядному устройству.

Аккумулятор шуруповерта представляет собой цепочку заряжаемых элементов питания, соединённых последовательно

АКБ шуруповёрта любого типа имеют довольно простую конструкцию, в которой легко может разобраться любой человек, хоть немного знакомый с основами электротехники. Помимо элементов питания в корпусе аккумуляторного блока может располагаться:

В зависимости от вида применяемых элементов питания аккумуляторы шуруповёрта бывают следующих типов:

• никель-кадмиевые, обозначаемые символами NiCd и рассчитанные на номинальное напряжение 12 В;
• никель-металлгидридные (NiMh) с тем же номинальным напряжением, что и элементы первого типа (12 В);
• литийионные (Li-Ion), напряжение которых в зависимости от количества используемых элементов может составлять от 14,4 до 36 В.

Разные типы аккумуляторов обеспечивают разное номинальное напряжение и мощность шуруповёрта

Аккумуляторные батарейки первого типа (NiCd) наиболее распространены в современных инструментах, прежде всего, благодаря самой низкой их стоимости. Особенно часто аккумуляторы на основе никель-кадмиевого сплава можно встретить в бюджетных моделях шуруповёртов. Они не боятся низких температур и могут храниться в разряженном состоянии, не теряя своих характеристик. Из недостатков таких элементов питания можно отметить:

• ярко выраженный эффект памяти, когда при неполной выработке заряда батарея словно запоминает, до какой величины использовали её ёмкость, и в дальнейшем уже не заряжается выше этих параметров;
• небольшая ёмкость и малое число циклов зарядки и разрядки;
• подверженность саморазряду, когда неиспользуемая заряженная АКБ постепенно теряет заряд;
• высокая токсичность при вскрытии банки из-за входящего в состав батареи кадмия.

Для того чтобы новый аккумулятор для шуруповёрта не потерял ёмкость, первые несколько раз его нужно подвергнуть зарядке в течение 10–12 часов, даже если появится индикация, что он зарядился намного раньше. В процессе работы аккумулятором лучше пользоваться до полного разряда, после чего сразу же подключить к зарядному устройству до достижения полной зарядки.

Никель-металлгидридные элементы в современных шуруповёртах тоже встречаются часто. Они состоят из экологически чистых элементов, но стоят дороже никель-кадмиевых батареек. У них более низкий саморазряд и эффект памяти и большее число циклов зарядки, чем у элементов типа NiCd. Но они боятся низких температур и в разряженном состоянии также теряют свои характеристики.

Самыми дорогими являются литийионные батареи, которые, по сравнению с первыми двумя типами, обладают заметными преимуществами:

Из недостатков аккумуляторов этого типа следует отметить их небольшой срок службы. Через три года литий начинает разлагаться, батарея теряет свою ёмкость без возможности восстановления.

Характерные неисправности АКБ шуруповёрта

Несмотря на то что шуруповёрты комплектуются разными типами аккумуляторных батарей, все они имеют одинаковую конструкцию и аналогичные неисправности. Наиболее часто встречаются следующие поломки этого устройства:

• потеря ёмкости одним или несколькими элементами питания;
• механическое повреждение цепи аккумуляторного блока (отрыв пластин, соединяющих банки между собой или с клеммами);
• высыхание электролита;
• разложение лития в элементах типа Li-Ion.

Потеря ёмкости элементов питания - это самый распространённый дефект аккумуляторов шуруповёрта. Суть его состоит в том, что утрата ёмкости заряда хотя бы одного элемента питания не даёт возможности полностью зарядить остальные банки. Получая некачественный заряд, АКБ быстро разряжается.

Такая неисправность может являться следствием эффекта памяти либо высыхания электролита в банках из-за их нагрева при зарядке или под нагрузкой. Этот дефект в аккумуляторах любого типа можно устранить самостоятельно, без обращения в сервисный центр. При этом можно попытаться восстановить неисправные элементы или заменить их. Не получится восстановить только литийионные аккумуляторные элементы питания, которые потеряли ёмкость в результате разложения лития. Такие банки можно лишь заменить новыми, снятыми с неработающего аккумуляторного блока.

Неисправность АКБ шуруповёрта может быть вызвана потерей ёмкости одного или нескольких элементов питания, поэтому её легко устранить, заменив их на новые или заведомо рабочие

Ремонт аккумулятора шуруповёрта своими руками

Большинство дефектов аккумуляторного блока шуруповёрта можно устранить самостоятельно, если знать причину возникновения неисправности и методы борьбы с ней.

Диагностика неисправностей АКБ шуруповёрта

Прежде чем приступать к ремонту аккумулятора, нужно провести его диагностику и выявить причину неисправности. Для этого необходимо:

1. Полностью зарядить аккумуляторный блок. Предварительно никель-кадмиевую или никель-металлгидридную батарею нужно разрядить до нуля, чтобы избежать проявления эффекта памяти.
2. Разобрать корпус аккумулятора, сняв его крышку. Она может быть прикручена винтами или посажена на клей, что несколько затруднит разборку. Во втором случае для снятия крышки необходимо острым скальпелем или ножом пройтись по клеевому соединению, а затем, аккуратно поддевая тонкой отвёрткой, отсоединить крышку.

   Крышка аккумуляторного блока может крепиться к его корпусу винтами или клеем

3. Визуальным осмотром определить наличие механических повреждений, разрывов цепи, а также вздутых или потёкших банок аккумулятора.

   После разборки аккумуляторного блока производят визуальный осмотр содержимого на предмет наличия явных дефектов

4. Замерить мультиметром напряжение на каждой из батарей. Для элементов питания типа NiCd или NiMh оно должно быть в пределах 1,2–1,4 В, а для литийионных банок - 3,6–3,8 В. На каждой банке измеренное значение лучше написать карандашом, чтобы избежать путаницы.

   Замерив напряжение на каждой банке, можно найти все неисправные элементы

5. Нагрузить АКБ, присоединив к выходным контактам обычную автомобильную лампочку или сопротивление.

   Подсоединив лампу, даём возможность батареям поработать, чтобы показать просадку напряжения под нагрузкой

6. Подержав аккумулятор под нагрузкой, снова замерить напряжение на каждой банке и найти элементы питания, на которых произошла максимальная просадка. Это и есть дефектные элементы.

Видео: как полностью разрядить аккумулятор шуруповёрта

Отыскав неисправные элементы питания, необходимо определиться со способом их ремонта. Здесь возможны два варианта действий. Первый - это реанимировать дефектные батарейки, прошив их током с более высоким напряжением или добавить в банки дистиллированной воды в случае пересыхания электролита. Но эти меры являются временными, в дальнейшем неисправность может проявиться снова. Более эффективным является другой способ ремонта, который состоит в замене дефектных элементов питания новыми или бывшими в употреблении, но заведомо исправными.

Видео: поиск дефектных элементов питания в АКБ шуруповёрта

Восстановление аккумуляторных элементов питания

Восстановление утраченной ёмкости элемента питания возможно лишь для аккумуляторов, имеющих эффект памяти. Это никель-кадмиевые и никель-металлгидридные батарейки. Для этого понадобится более мощное зарядное устройство с регулируемыми параметрами напряжения и силы тока. Установив напряжение около 4 В и силу тока 200 мА, воздействуем этим током на элементы питания, в которых обнаружена максимальная просадка напряжения.

Можно попробовать восстановить дефектные батареи путём сжатия или уплотнения. Эта процедура представляет собой разбавление электролита, объём которого в банке АКБ уменьшился. Для этого необходимо:

Процедура, описанная в пункте 5, может в определённых условиях восстановить работоспособность батареи, если причиной её неисправности стал эффект памяти.

Видео: процесс восстановления ёмкости аккумуляторов шуруповёрта

Замена элементов питания

Самым действенным способом ремонта аккумулятора шуруповёрта является замена дефектной банки. Для этого можно использовать новую батарейку, которую сегодня легко можно найти в продаже, или снять исправную банку с неработающего аккумуляторного блока. Работы по замене нужно выполнять в следующей последовательности:

1. Удалить из цепи АКБ неисправный элемент питания. Учитывая, что все они соединены между собой пластинами, посаженными на точечную сварку, лучше всего для этой цели воспользоваться бокорезами. При этом нужно оставить достаточной длины хвостовик на исправной банке, чтобы иметь возможность припаять его к новому элементу питания.

   На исправных банках нужно оставить хвостовики, чтобы их можно было спаять, на неисправной банке это делать необязательно

2. Новый аккумулятор припаять на место удалённой дефектной банки, соблюдая необходимую полярность. Плюсовой вывод припаивается к минусовому выводу «соседа», а минусовой - соответственно, к плюсовому. Для этого понадобится паяльник мощностью не менее 40 Вт и паяльная кислота. Если не удалось сохранить достаточную длину пластины, можно соединить банки медным проводником.

   Для пайки применяется паяльник мощностью не менее 40 Вт и паяльная кислота

3. Собрать батарейки в корпус по той же схеме, по которой они были уложены до ремонта.

   После монтажа исправной банки всю цепочку нужно снова уложить в коробку АКБ

4. Произвести выравнивание заряда на каждой банке путём повторения несколько раз цикла зарядки-разрядки. После чего проверить потенциалы напряжения на каждой банке мультиметром. Они должны быть на одном уровне - 1,3 В.

Важно не перегреть банку при выполнении паяльных работ. Поэтому слишком долго задерживать жало паяльника на батарее нельзя.

Ремонт аккумуляторных блоков с банками литийионного типа производится аналогично. Единственное, что усложняет задачу при ремонте, это отсоединение батарей от управляющей платы. При этом применим лишь один метод ремонта - замена дефектной банки.

Видео: как нужно правильно паять банки АКБ шуруповёрта

Как переделать АКБ шуруповёрта под литийионные элементы питания

Часто владельцы шуруповёртов на никель-кадмиевых аккумуляторах хотят переделать свои АКБ под литийионные батареи. Их привлекают преимущества, которые можно приобрести такой переделкой аккумуляторного блока:

• облегчить вес шуруповёрта, для работы которого потребуется меньшее количество элементов питания при тех же значениях ёмкости батареи и напряжения;
• избавиться от эффекта памяти, которого нет в элементах питания литийионного типа;
• сократить время зарядки батарей.

Кроме того, при определённой схеме сборки можно в два раза увеличить ёмкость заряда, а значит, и время работы шуруповёрта от одной зарядки. Преимущества, конечно, очевидные, но у такого решения есть и свои недостатки, которые тоже нужно знать, чтобы взвесить все за и против. Из отрицательных моментов адаптирования АКБ шуруповёрта под литийионные банки следует отметить:

• более высокую стоимость элементов питания литийионного типа;
• необходимость поддерживать уровень заряда элемента строго в пределах от 2,7 до 4,2 В, для чего потребуется дополнительно установить в коробку АКБ плату контроллера заряда-разряда;
• большие размеры элементов питания типа Li-Ion, которые потребуют проявить смекалку и фантазию, чтобы разместить их в корпусе аккумулятора шуруповёрта;
• невозможность применять инструмент с такими аккумуляторами в условиях низких температур.

Но если решение о замене никель-кадмиевых батарей всё же принято, то действовать дальше нужно в следующей последовательности:

1. Определиться с количеством литийионных элементов питания и их электрическими характеристиками. Например, для наиболее распространённого шуруповёрта, работающего от батареи с номинальным напряжением 14,4 В лучше взять 4 литийионных элемента, суммарное максимальное напряжение которых будет равно 4,2х4=16,8 В. Здесь необходимо учитывать что сразу же после начала работы на новых аккумуляторах напряжение на них просядет и будет равно 14,4–14,8 В. Если позволяет ёмкость коробки аккумуляторного блока, можно взять 8 таких банок, образовав из них 4 пары с параллельно соединёнными элементами питания. Это позволит увеличить ёмкость АКБ в 2 раза.
2. Подобрать плату контроллера на 4 аккумулятора. Её параметры должны соответствовать току разряда и номинальному напряжению выбранных элементов питания. При этом рабочий ток разряда должен быть в 2 раза меньше предельно допустимого значения тока разряда батарей, который обычно равен 25–30 А. Значит, плата должна быть рассчитана на ток 12–15 А.

   Плата контроллера должна быть предназначена для работы с нужным числом элементов питания и рассчитана на их рабочий ток разряда

3. Разобрать коробку аккумулятора шуруповёрта и вынуть из него все никель-кадмиевые банки. Разрезать всю цепь кусачками или бокорезами, оставив лишь верхний элемент с контактами для подключения к инструменту. Термистор можно тоже удалить, поскольку за перегревом батарей теперь будет следить плата контроллера.

   При соединении платы контроллера управления с цепочкой литийионных батарей нужно соблюдать полярность Литийионные элементы питания лучше размещать в корпусе АКБ шуруповёрта горизонтально

4. Закрыть АКБ крышкой, установив на уложенные горизонтально батарейки элемент питания с контактами на батарейке старого типа.

Может оказаться, что собранную конструкцию не получится заряжать от старого зарядного устройства. Тогда необходимо установить дополнительно разъём для новой зарядки.

Видео: замена никель-кадмиевых батарей на литийионные

Как правильно хранить аккумуляторы шуруповёрта

Чтобы аккумулятор шуруповёрта прослужил как можно дольше, его нужно правильно хранить, особенно когда он используется не очень часто и с длительными перерывами. При этом нужно соблюдать некоторые правила.

Аккумуляторные блоки на основе кадмия обладают эффектом памяти, уменьшающим ёмкость батарей при неполной выработке заряда. Поэтому АКБ с элементами питания типа NiCd и NiMh следует хранить в разряженном состоянии, а устройства батареями литийионного типа - зарядив их на половину ёмкости банок . Достичь такого уровня можно за время, равное примерно 65–70% от обычного срока полной зарядки.

Если аккумуляторный блок вашего шуруповёрта стал быстро разряжаться и совсем не держит заряд, не спешите выбрасывать его и покупать новый. Срок его службы легко можно продлить, воспользовавшись изложенными выше рекомендациями. Этим вы избавите себя от лишних затрат, ведь АКБ шуруповёрта стоит больше половины стоимости всего инструмента.

ВКонтакте

Аккумуляторный инструмент мобильнее и удобнее в использовании по сравнению со своими сетевыми собратьями. Но не надо забывать и о существенном недостатке аккумуляторного инструмента, это как вы сами понимаете недолговечность батарей питания. Покупать отдельно новые аккумуляторы сопоставимо по цене с приобретением нового инструмента.После четырех лет службы мой первый шуруповерт, а точнее батареи стали терять емкость. Для начала я из двух батарей собрал одну выбрав рабочие «банки», но и этой модернизации хватило ненадолго. Переделывал свой шуруповерт на сетевой - оказалось очень неудобно. Пришлось, купить такой же, но новый 12 вольтовый «Интерскол ДА-12ЭР». Батареи в новом шуруповерте прослужили еще меньше. В итоге два исправных шуруповерта и не одной рабочей батареи.На просторах интернета много пишут, как решить данную проблему. Предлагается переделать отслужившие свой срок Ni-Cd батареи на Li-ion аккумуляторы типоразмера 18650. На первый взгляд ничего сложного в этом нет. Удаляешь из корпуса старые Ni-Cd батареи и устанавливаешь новые Li-ion. Но оказалось не все так просто. Ниже описано, на что следует обратить внимание при модернизации аккумуляторного инструмента.

Для переделки потребуется:

Начну с литий ионных аккумуляторов 18650. Приобретались на AliExpress.
Номинальное напряжение элементов 18650 - 3,7 В. По заявлению продавца емкость 2600мАч, маркировка ICR18650 26F, габариты 18 на 65 мм.

Преимущества Li-ion батарей перед Ni-Cd - меньшие габариты и вес, при большей емкости, а так же отсутствие так называемого «эффекта памяти». Но у литий ионных батарей есть серьезные недостатки, а именно:

1. Отрицательные температуры резко снижают емкость, что не скажешь про никель кадмиевые батареи. Отсюда вывод – если инструмент часто используется при отрицательных температурах, то замена на Li-ion не решит проблему.2. Разряд ниже 2,9 - 2,5В и перезаряд выше 4,2В может быть критичным, возможен полный выход из строя. Следовательно, нужна BMS плата для контроля заряда и разряда, если ее не установить, то новые элементы питания быстро выйдут из строя.В интернете в основном описывают, как переделать 14 вольтовый шуруповерт – он идеально подходит для модернизации. При последовательном соединении четырех элементов 18650 и номинальном напряжении 3,7В. получаем 14,8В. – как раз, что надо, даже при полной зарядке плюс еще 2В это не страшно для электродвигателя. А как быть с 12В инструментом. Возможны два варианта, установить 3 или 4 элемента 18650, если три то вроде бы маловато, особенно при частичном разряде, а если четыре – многовато. Я выбрал четыре и на мой взгляд сделал правильный выбор.

А сейчас про BMS плату, она тоже с AliExpress.

Это так называемая плата контроля заряда, разряда батареи, конкретно в моем случае CF-4S30A-A. Как видно из маркировки рассчитана она для батареи из четырех «банок» 18650 и ток разряда до 30А. Еще в нее встроен так называемый «балансир», который контролирует заряд каждого элемента отдельно и исключает неравномерную зарядку. Для правильной работы платы аккумуляторы для сборки берутся одной емкости и желательно из одной партии.Вообще в продаже есть великое множество BMS плат с разными характеристиками. На ток ниже 30А брать не советую – плата постоянно будет уходить в защиту и для восстановления работы на некоторые платы нужно кратковременно подать зарядный ток, а для этого нужно вынуть аккумулятор и подключить к зарядному устройству. На плате, которую мы рассматриваем, такого недостатка нет, просто отпускаешь курок шуруповерта и при отсутствии токов короткого замыкания плата включится сама.
Для зарядки переделанного аккумулятора прекрасно подошло родное универсальное зарядное устройство. В последние годы «Интерскол» стал комплектовать свой инструмент универсальными ЗУ.На фото видно, до какого напряжения BMS плата заряжает мою батарею совместно со штатным зарядным устройством. Напряжение на аккумуляторе после зарядки 14,95В немного выше нужного для 12 вольтового шуруповерта, но это скорее даже лучше. Мой старый шуруповерт стал резвее и мощнее, а опасения что он перегорит, после четырех месяцев использования постепенно развеялись. Вот вроде бы и все основные нюансы, можно приступать к переделке.
Разбираем старую батарею.
Выпаиваем старые банки и оставляем клеммы вместе с термодатчиком. Если удалить и датчик, то при использовании штатного ЗУ оно не включится.
Согласно схеме на фото, спаиваем 18650 элементы в одну батарею. Перемычки между «банками» должны быть выполнены толстым проводом минимум 2,5кв. мм, так как токи при работе шуруповерта большие, а при маленьком сечении резко упадет мощность инструмента. В сети пишут, что паять Li-ion аккумуляторы нельзя так как они боятся перегрева, и рекомендуют соединять при помощи точечной сварки. Паять можно только нужен паяльник по мощней не менее 60 ватт. Самое главное паять надо быстро, чтоб не перегреть сам элемент.
Должно получиться примерно так, чтобы вошло в корпус аккумулятора.
От платы до клеммы провода должны быть гибкие, как можно короче и сечение минимум 2,5 кв. мм.
Всю схему аккуратно помещаем в корпус и фиксируем любым уплотнителем, для предотвращения повреждения деталей.
Для фиксации клеммы просто поместил ее на место и расклинил деревянными клиньями. Осталось только собрать корпус.
Вес стандартного Ni-Cd аккумулятора как видно 558 грамм.

Вес переделанного аккумулятора 376 грамм, следовательно, инструмент стал легче на 182 грамма. В заключении хочу сказать, что данная переделка того стоит. Шуруповерт стал мощнее и заряда хватает намного дольше, чем с родным аккумулятором. Переделывайте, не пожалеете!

ВКонтакте

Оцени самоделку:

59 Добавлено 10 комментариев Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться): Обычная регистрация

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

usamodelkina.ru

Переделка аккумулятора шуруповерта на Li-Ion

Переделка аккумулятора шуруповерта на Li-Ion Эту заметку (источник: stumpof.blogspot.ru) я собираюсь продублировать на https://mysku.ru, поэтому нужен товар, который будет обозреваться. И этим товаром будет у нас выступать обычный компьютерный разъем DB9F. На Али купить можно, например, тут. Но я этот разъем не покупал, а нашел в своих исторически сложившихся закромах. Думаю, что и большинство читателей смогут найти, порывшись в старом компьютерном железе. «Папа» тоже нужен, он есть на старых модемных и прочих CОМ-port шнурках. Почему написана эта заметка. Каждый раз, встречая на муське (и других форумах) статьи (и особенно последующие дискуссии) о переделке аккумуляторов шуруповертов на Li-Ion аккумуляторы, я задумываюсь о том, что шуруповертов в домашних хозяйствах нашей необъятной страны все-таки существенно больше, чем радиолюбителей с прямыми руками и просто людей которые умеет использовать паяльник по прямому назначению.

Ну, грустно читать все эти многоэкранные обсуждения (обзор 1, обзор 2, обзор 3, обзор 4, обзор 5… и т.д.), в которых предлагается покупать какие то контроллеры зарядки ценой в чуть меньше 2 тысяч рублей (для больших токов). Достаточно посмотреть на размеры этих плат и размеры мощных полевиков на платах, чтобы интуитивно понять, что что-то тут не так.

В одном из обсуждений, человек даже собрался Imax B6 покупать. Мысль хорошая, но не из-за аккумулятора же для шуруповерта. Естественно, все можно сделать существенно проще и дешевле и без ущерба качеству зарядки. Далее я пропускаю все абзацы про то, зачем вообще переводить шуруповерт на литий, про выбор высокотоковых аккумуляторов. Собственно, текст того что я хочу сказать я уже излагал в обсуждении на муське в очередном обзоре на данную тему. stump 03 августа 2016, 22:01 Универсальный рецепт для переделки шуруповертов, пылесосов и всего прочего, причем с любым напряжением от 12 до… Покупаем удлиннитель с N розетками на 220 В, покупаем N сетевых адаптеров (вилок) на 0,5...1,0А с Usb выходом, можно купить самые-самые китайские по 50 рублей (сейчас где-то около 70 рублей). покупаем N usb разъемов на Али и там же N платок TP4056 (15 рублей). Получаем N гальванически развязанных «зарядок» для одного Li-ION с выходом 0.5....1.0 A. Далее без всяких ненужных плат выравнивания и лишних мощных транзисторов паяем последовательную батарею Li-ION и все ее точки (крайние и промежуточные) выводим на разъем DB-9 (хватит на 4 или 5 последовательных банок, тут есть тонкость, лучше совместных участков зарядных проводов избегать). Паяем кабель: Выходы TP4056 -> DB-9. Все!!! Ограничение по току - определяется типом аккумулятора. Каждый акк. заряжается всегда полностью до 4.2В. Дешевле не придумаешь. Окончание зарядки - все LED на TP4056 зеленые (вариант - синие). Сетевой «размножитель» можно не покупать, а просто засунуть платки адаптера TP4056 (N-пар) в какой-нибудь большой старый адаптерный корпус и в этот же корпус поставить такой же DB-9.

Шуруповерт никаким образом нельзя переразрядить, в силу особенностей его применения (пылесос, по-видимому, можно). Он просто «тянуть» перестает. Поэтому никаких индикаторов и защиты от переразряда не требуется. Даже если включать шуруповерт с полностью разряженными аккумуляторами - ну, упадет напряжение на аккумуляторе под нагрузкой до (ниже) 2-х вольт. Ничего страшного. При снятии нагрузки (именно кратковременной) напряжение на банке восстановится до 2,5...3.0 вольт. Не почувствовать этот момент никак нельзя.

А дальше, просто на фотографиях, покажу, как это сделано. У меня 4 шуруповерта. Два на даче (18V), дома (18V) и на работе (12V). Если делать с платами защиты/контроллерами заряда, то будет полное финансовое разорение, особенно с учетом того, что в 18V шуруповерты требуются платы на 5 последовательно соединенных аккумуляторов (они реже встречаются и дороже). Комментарии, я думаю, тут практически не требуются. Показан вариант на 4 литиевых аккумулятора для 12V шуруповерта.

Это мой шуруповерт. В аккумулятор установлен разъем DB9F.

Это зарядное устройство с 4-мя гальванически развязанными каналами. На выходе все четыре канала «объединяются» в разъеме DB9M.

Четыре платы ЗУ LI-Ion с Али на микросхеме TP4056. Я находил по 12 рублей (20 штук). Ссылку потерял.

Естественно, все это можно засунуть в единую коробочку, на выходе которой будет только разъем DB9M, но иметь 4 гальванически развязанных отдельных канала зарядки очень удобно. Например, у меня переделано питание тестера с «Кроны» на два последовательно включенных литиевых аккумулятора от одноразовых электронных сигарет. Заряжаю той же зарядкой, двумя каналами. Такую конструкцию сможет повторить любой, далекий от электроники, домашний умелец. Небольшое примечание/уточнение. Аккумуляторы в корпусе шуруповертного аккумулятора мы соединяем последовательно. Четыре штуки для 12, 14, 16V шуруповертов и 5 штук для 18V аккумуляторов. 18 - вольтовый шуруповерт совершенно нормально работает и от четырех Li-Ion аккумуляторов, но только на свежезаряженных аккумуляторах. Придется его гораздо чаще подзаряжать. На разъем DB9.1 и DB9.2 выведены + и - первого аккумулятора отдельными проводами, которые припаяны непосредственно к полюсам аккумулятора. На DB9.3 выведен отдельным проводом + второго аккумулятора и т.д.… По электрической схеме контакт 2 и 3 DB9 это одна и та же точка. Однако это не совсем так с точки зрения платы заряда на TP4056. Следует избегать в цепи заряда совместных участков проводников, потому что при разных токах от двух плат заряда в конкретный момент времени может появиться ошибка в десятки/сотни милливольт. Провода в цепи зарядки желательно ставить диаметром побольше (ну, и в основной цепи разряда, естественно, тоже). Для шуруповерта с аккумулятором 18V при таком подключении потребуется 10 контактов. У меня в качестве 10-го контакта задействован металлический корпус разъема DB9. Еще картинка. Вариант для аккумулятора на 18 Вольт, 5 каналов.

Как купить маленькие дешевые (40...70 рублей) сетевые адаптеры на Али, чтобы они реально выдавали один ампер - это отдельная тема. Я покупал адаптеры лотами по 5 и 10 штук. Ссылку дать не могу, потому что странички на которых были приобретены показанные на фотографиях адаптеры, к сожалению, уже не существуют. Помню, что у продавца на страничке была картинка с нагрузочными резисторами и USB доктором, на котором было написано 0,98 А. Не обманул, ток такой на выходе действительно присутствовал, правда он сопровождался пульсациями с размахом полтора вольта. Пришлось допаивать внутрь танталовые конденсаторы. Одной емкости 220 мкФ, 6.3...10V на выходе таких адаптеров вполне достаточно, чтобы адаптер по характеристикам приблизился к фирменной зарядке от эппла (получаются пульсации 50...150 mV). Вместо кота.

Вот такой неплохой USB-doctor можно сделать из купленного на Алиэкспрессе вольтметра-амперметра (100 В, 10 А). Он чуть лучше большинства «докторов» первого поколения по падению напряжения на токоизмерительном шунте. Точно я не замерял, но цифра порядка 70 милливольт/1А. Такое падение напряжения сравнимо с «доктором» с OLED дисплеем. У остальных (и у «стандартного» белого «доктора» со шнурком) падение на шунте больше 100 мВ. Точные цифры, на самом деле, получить не так просто как бы хотелось, потому что каждый лишний USB контакт в цепи «съедает» около 30 мВ/1,0 А протекающего тока. На больших зарядных токах старые варианты «докторов», включенные в цепь, могут сами по себе снижать ток зарядки смартфона/планшета даже с короткими и качественными USB шнурками.

Источник: stumpof.blogspot.ru

Дополнение от 07.10.2017

Когда я написал эту заметку год назад и продублировал ее на сайте mysku.ru, меня там «отругали» за «колхозную» реализацию моего варианта зарядного устройства. Я не очень-то проникся критикой, потому что по-прежнему не вижу особого смысла совершать много лишних телодвижений для изготовления вспомогательного устройства, которое используется довольно редко. С другой стороны, за этот год я докупил еще немножко плат ЗУ на TP4056 и нашел в своих «закромах» подходящий корпус от сетевого адаптера. Ну и сделал вариант, такой, какой он с самого начала и планировался. Может быть так кому-то понравится больше. Нагляднее, что это самый простой вариант переделки шуруповерта на литий, да и по размеру такая зарядка меньше штатной. Все показано на картинках, и чуток пояснений.

Использованы самые дешевые сетевые белые USB адаптеры с Али, точнее их внутренности. USB разъем отпаян, а на выход каждой зарядки добавлен электролит 1500uF*6.3V Low ESR (можно найти на старых материнских платах, если платы поновее, то там же можно найти танталовые электролиты 100...200 uF, этот вариант еще лучше). Доработка нужна, чтобы можно было использовать самые-самые китайские сетевые адаптеры, независимо от исходной величины их пульсаций. То, что эти адаптеры не всегда вытягивают ток нагрузки 1А, на работоспособность конструкции не влияет. Даже если на выходе всего 0.5А - работать будет. И резистор на плате ЗУ TP4056 1.2 кОм (ток зарядки 1А) заменять на 2.4 кОм (ток зарядки 0.5А) не нужно. Будет чуть дольше заряжаться и только. Корпус ЗУ - какой-то типовой трансформаторный сетевой адаптер купленный очень-очень давно в магазине «Чип@Дип».

Изоляции каналов между собой уделено повышенное внимание. Это про фотки ниже. Нельзя здесь обойтись просто клеящим пистолетом и запихнуть в корпус комок проводов и плат потому что и напряжение сетевое и греется все это прилично. А КЗ нам ни к чему, учитывая, что следить за процессом зарядки как-то не принято.

Небольшое пояснение про то, что в основной статье речь шла о пяти Li-Ion аккумуляторах для шуруповертов с питанием 18 V, а в дополнении представлен вариант на 4 канала. Опыт эксплуатации переделанных батарей показал, что литиевые аккумуляторы все же помощнее исходных никель-кадмиевых. Да и последовательно их 5 штук (30-ти амперных), а не 15 штук. Все что раньше «падало» и «рассеивалось» на источнике, теперь греет электродвигатель. В результате, даже без особой нагрузки, но при длительном включении (пример: сверлил сверлом 4...5 мм «скользкую» нержавейку толщиной миллиметров 5), мотор начинает попахивать горелой изоляцией. Поэтому, во избежание, я все «пятые» аккумуляторы из трех 18-ти вольтовых шуруповертов удалил. Результат:

Видно не очень хорошо, но здесь горят два красных светодиода и два синих (они белые потому что оргстекло желтое). Вот, как все красные погаснут, так можно шуриком начинать работать. «Выравнивание» происходит «автоматически» на уровне 4.2 вольта.

Забыл написать, а это важно. Если кого-то заинтересовало, обратите внимание, что корпус адаптера из Чип@Дип-а изначально имеет вентиляционные прорези, да еще я сам снизу и по бокам насверлил дополнительных отверстий. В закрытом корпусе вся эта конструкция может «отдать концы» из-за перегрева.

mysku.ru

3S-4S платы BMS или один из вариантов переделки шуруповерта под литий

Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, о двух простеньких платках, предназначенных для контроля за сборками Li-Ion аккумуляторов, именуемые BMS. В обзоре будет тестирование, а также несколько вариантов переделки шуруповерта под литий на основе этих плат или подобных. Кому интересно, милости прошу под кат. Update 1, Добавлен тест рабочего тока плат и небольшое видео по красной плате Update 2, Поскольку тема вызвала небольшой интерес, поэтому постараюсь дополнить обзор еще несколькими способами переделки шурика, чтобы получился некий простенький FAQ Общий вид:
Краткие ТТХ плат:
Примечание: Сразу же хочу предупредить – с балансиром только синяя плата, красная без балансира, т.е. это чисто плата защиты от перезаряда/переразряда/КЗ/высокого нагрузочного тока. А также вопреки некоторым убеждениям ни одна из них не имеет контроллера заряда (CC/CV), поэтому для их работы необходима специальная платка с фиксированным напряжение и ограничением тока.

Габариты плат:

Размеры плат совсем небольшие, всего 56мм*21мм у синей и 50мм*22мм у красной:

Вот сравнение с аккумуляторами АА и 18650:

Внешний вид:

Начнем с синей платы защиты:

При более детальном рассмотрении можно увидеть контроллер защиты – S8254AA и компоненты балансировки для 3S сборки:

К сожалению, рабочий ток по заявлению продавца всего 8А, но судя по даташитам один мосфет AO4407A рассчитан на 12А (пиковый 60А), а у нас их два:

Еще отмечу, что ток балансировки совсем небольшой (около 40ma) и активируется балансировка, как только все ячейки/банки перейдут в режим CV (вторая фаза заряда). Подключение:

Красная плата попроще, ибо не имеет балансира:
Она также выполнена на основе контроллера защиты – S8254AA, но рассчитана на более высокий рабочий ток в 15А (опять же по заявлениям производителя):

Ходя по даташитам на используемые силовые мосфеты, рабочий ток заявлен 70А, а пиковый 200А, хватит даже одного мосфета, а у нас их два:

Подключение аналогичное:

Итого, как мы видим, на обеих платах присутствует контроллер защиты с необходимой развязкой, силовые мосфеты и шунты для контроля проходящего тока, но в синей есть еще и встроенный балансир. Я особо не вникал в схему, но похоже, что силовые мосфеты запараллелены, поэтому рабочие токи можно умножать на два. Важное примечание - максимальные рабочие токи ограничиваются токовыми шунтами! Про алгоритм заряда (CC/CV) эти платки не знают. В подтверждение тому, что это именно платы защиты, можно судить по даташиту на контроллер S8254AA, в котором о зарядном модуле ни слова:

Сам контроллер рассчитан на 4S соединение, поэтому с некоторой доработкой (судя по даташиту) – подпайкой кондера и резистора, возможно, заработает красная платка:

Синюю платку так просто доработать до 4S не получится, придется допаивать элементы балансира.

Тестирование плат:

Итак, переходим к самому главному, а именно к тому, насколько они пригодны для реального применения. Для тестирования нам помогут следующие приспособления:

Сборный модуль (три трех/четырехрегистровых вольтметра и холдер для трех 18650 аккумуляторов), который мелькал в моем обзоре зарядника iCharger 208B, правда, уже без балансировочного хвостика:

- двухрегистровый ампервольтметр для контроля тока (нижние показания прибора):

Понижающий DC/DC преобразователь с токоограничением и возможностью заряда лития:

Зарядно-балансировочное устройство iCharger 208B для разряда всей сборки Стенд простой - плата преобразователь подает фиксированное постоянное напряжение 12,6V и ограничивает зарядный ток. По вольтметрам смотрим, на каком напряжении срабатывают платы и как отбалансированы банки. Для начала посмотрим главную фишку синей платы, а именно балансировку. На фото 3 банки, заряженные на 4,15V/4,18V/4,08V. Как видим – разбалансировка. Подаем напряжение, зарядный ток постепенно падает (нижний приборчик):

Поскольку платка не имеет каких-либо индикаторов, то окончание балансировки можно оценить только на глаз. Амперметр за час с лишним до окончания уже показывал по нулям. Кому интересно, вот небольшой ролик о том, как работает балансир в этой плате:

В итоге банки отбалансированы на уровне 4,210V/4,212V/4,206V, что весьма неплохо:

При подаче напряжения чуть большего 12,6V, как я понял, балансир неактивен и как-только напряжение на одной из банок достигнет 4,25V, то контроллер защиты S8254AA отключает заряд:

Такая же ситуация и с красной платой, контроллер защиты S8254AA отключает заряд также на уровне 4,25V: Теперь пройдемся по отсечке при нагрузке. Разряжать буду, как уже упоминал выше, зарядно-балансировочным устройством iCharger 208B в режиме 3S током 0,5А (для более точных замеров). Поскольку мне не очень хочется ждать разряда всей батареи, поэтому я взял один разряженный аккумулятор (на фото зеленый Самсон INR18650-25R). Синяя плата отключает нагрузку, как только напряжение на одной из банок достигнет 2,7V. На фото (без нагрузки->перед отключением->окончание): Как видим, ровно на 2,7V плата отключает нагрузку (продавец заявлял 2,8V). Как мне кажется, немного высоковато, особенно если учитывать тот факт, что в тех же шуруповертах нагрузки огромные, следовательно, и просадка напряжения большая. Все же желательно в таких приборах иметь отсечку под 2,4-2,5V. Красная плата, наоборот, отключает нагрузку, как только напряжение на одной из банок достигнет 2,5V. На фото (без нагрузки->перед отключением->окончание): Вот здесь вообще все отлично, но нет балансира.

Update 1: Тест нагрузки:

По току отдачи нам поможет следующий стенд: - все тот же холдер/держатель для трех 18650 аккумуляторов - 4-х регистровый вольтметр (контроль общего напряжения) - автомобильные лампы накаливания в качестве нагрузки (к сожалению, у меня всего 4 лампы накаливания по 65W, больше не имею) - мультиметр HoldPeak HP-890CN для измерения токов (макс 20А) - качественные медные многожильные акустические провода большого сечения Пару слов о стенде: аккумуляторы соединены «вальтом», т.е. как бы друг за другом, для уменьшения длины соединительных проводов, а следовательно и падения напряжения на них при нагрузке будет минимальным:

Соединение банок на холдере («вальтом»):

В качестве щупов для мультиметра выступили качественные провода с крокодилами от зарядно-балансировочного устройства iCharger 208B, ибо HoldPeak’овские не внушают доверие, да и лишние соединения будут вносить дополнительные искажения. Для начала потестим красную плату защиты, как самую интересную в плане токовой нагрузки. Припаяем силовые и побаночные провода:

Получается что-то типа этого (нагрузочные соединения получились минимальной длины):

Я уже упоминал в разделе о переделке шурика о том, что подобные холдеры не очень предназначены для таких токов, но для тестов пойдет. Итак, стенд на основе красной платки (по замерам не более 15А):

Коротко поясню: плата держит 15А, но у меня нет подходящей нагрузки, чтобы вписаться в этот ток, поскольку четвертая лампа добавляет еще около 4,5-5А, а это уже за пределами платки. При 12,6А силовые мосфеты теплые, но не горячие, самое то для продолжительной работы. При токах более 15А плата уходит в защиту. Я замерял с резисторами, они добавляли пару ампер, но стенд уже разобран. Огромный плюс красной платы – нет блокировки защиты. Т.е. при срабатывании защиты ее не нужно активировать подачей напряжения на выходные контакты. Вот небольшой видеоролик:

Немного поясню. Поскольку лампы накаливания в холодном виде имеют низкое сопротивление, да к тому же еще включены параллельно, то платка думает, что произошло короткое замыкание и срабатывает защита. Но благодаря тому, что у платы нет блокировки, можно немного разогреть спиральки, сделав более «мягкий» старт. Синяя платка держит больший ток, но на токах более 10А силовые мосфеты сильно греются. На 15А платка выдержит не более минуты, ибо через 10-15 секунд палец уже не держит температуру. Благо остывают быстро, поэтому для кратковременной нагрузки вполне подойдут. Все бы ничего, но при срабатывании защиты плата блокируется и для разблокировки необходимо подавать напряжение на выходные контакты. Это вариант явно не для шуруповерта. Итого, ток в 16А держит, но мосфеты очень сильно греются:

Вывод: лично мое мнение таково, что для электроинструмента отлично подойдет обычная плата защиты без балансира (красная). Она имеет высокие рабочие токи, оптимальное напряжение отсечки в 2,5V, да и легко дорабатывается до конфигурации 4S (14,4V/16,8V). Я считаю – это самый оптимальный выбор для переделки бюджетного шурика под литий. Теперь по синей платке. Из плюсов – наличие балансировки, но рабочие токи все же небольшие, 12А (24А) это для шурика с крутящим моментом 15-25Нм несколько маловато, особенно когда патрон уже почти стопорит при затяжке самореза. Да и напряжение отсечки всего 2,7V, а это значит, что при сильной нагрузке часть емкости батареи останется невостребованной, поскольку на высоких токах просадка напряжения на банках приличная, да и они рассчитаны на 2,5V. И самый большой минус – плата при сработке защиты блокируется, поэтому применение в шуруповерте нежелательно. Синюю платку лучше использовать в каких-нибудь самоделках, но это опять же, лично мое мнение.

Возможные схемы применения или как переделать питание шурика на литий:

Итак, как же можно переделать питание любимого шурика с NiCd на Li-Ion/Li-Pol? Эта тема уже достаточно заезжена и решения, в принципе, найдены, но я вкратце повторюсь. Для начала скажу лишь одно – в бюджетных шуриках стоит лишь плата защиты от перезаряда/переразряда/КЗ/высокого нагрузочного тока (аналог обозреваемой красной платы). Никакой балансировки там нет. Более того, даже в некоторых брендовых электроинструментах нет балансировки. Это же относится ко всем инструментам, где есть гордые надписи «Зарядка за 30 минут». Да, они заряжаются за полчаса, но отключение происходит тогда, как только напряжение на одной из банок достигнет номинала или сработает плата защиты. Не трудно догадаться, что банки будут заряжены не полностью, но разница всего 5-10%, поэтому не столь важно. Главное запомнить, заряд с балансировкой идет, как минимум, несколько часов. Поэтому возникает вопрос, а оно вам надо?

Итак, самый распространенный вариант выглядит так:

Сетевое ЗУ со стабилизированным выходом 12,6V и ограничением тока (1-2А) -> плата защиты -> 3 последовательно соединенных аккумулятора В итоге: дешево, быстро, приемлемо, надежно. Балансировка гуляет в зависимости от состояния банок (емкость и внутреннее сопротивление). Вполне рабочий вариант, но через некоторое время разбалансировка даст о себе знать по времени работы.

Более правильный вариант:

Сетевое ЗУ со стабилизированным выходом 12,6V, ограничением тока (1-2А) -> плата защиты с балансировкой -> 3 последовательно соединенных аккумулятора В итоге: дорого, быстро/медленно, качественно, надежно. Балансировка в норме, емкость батареи максимальная Итого, будем стараться сделать наподобие второго варианта, вот как можно сделать: 1) Li-Ion/Li-Pol аккумуляторы, платы защиты и специализированное зарядно-балансировочное устройство (iCharger, iMax). Дополнительно придется вывести балансировочный разъем. Минусов всего два – модельные зарядники недешевые, да и обслуживать не очень удобно. Плюсы – высокий ток заряда, высокий ток балансировки банок 2) Li-Ion/Li-Pol аккумуляторы, плата защиты с балансировкой, DC преобразователь с токоограничением, БП 3) Li-Ion/Li-Pol аккумуляторы, плата защиты без балансировки (красная), DC преобразователь с токоограничением, БП. Из минусов только то, что со временем появится разбалансировка банок. Для минимизации разбалансировки, перед переделкой шурика необходимо подогнать напряжение к одному уровню и желательно брать банки из одной партии Первый вариант сгодится только тем, кто имеет модельное ЗУ, но мне кажется, если им нужно было, то они уже давным давно переделали свой шурик. Второй и третий варианты практически одинаковые и имеют право на жизнь. Необходимо лишь выбрать, что важнее – скорость или емкость. Я считаю, что самый оптимальный вариант – последний, но только раз в несколько месяцев нужно балансировать банки.

Итак, хватит болтовни, переходим к переделке. Поскольку я не имею шурика на NiCd аккумах, поэтому о переделке только на словах. Нам будет нужно:

1) Источник питания:

Первый вариант. Блок питания (БП), как минимум, на 14V или больше. Ток отдачи желателен не менее 1А (в идеале около 2-3А). Нам подойдет блок питания от ноутбуков/нетбуков, от зарядных устройств (выход более 14V), блоки для питания светодиодных лент, видеозаписывающей аппаратуры (DIY БП), например этот или этот:

- Понижающий DC/DC преобразователь с токоограничением и возможностью заряда лития, например этот или этот:
- Второй вариант. Готовые блоки питания для шуриков с токоограничением и выходом 12,6V. Стоят недешево, как пример из моего обзора шуруповерта MNT - тыц:
- Третий вариант. Готовый БП со стабилизацией:
2) Плата защиты с балансиром или без оного. То току желательно брать с запасом:

Если использоваться будет вариант без балансира, то необходимо подпаять балансировочный разъем. Это нужно для контроля напряжения на банках, т.е. для оценки разбалансировки. И как вы понимаете, нужно будет периодически дозаряжать батарею побаночно простым зарядным модулем TP4056, если началась разбалансировка. Т.е. раз в несколько месяцев, берем платку TP4056 и заряжаем поочереди все банки, которые по окончании заряда имеют напряжение ниже 4,18V. Данный модуль корректно отрубает заряд на фиксированном напряжении 4,2V. Данная процедура займет час-полтора, зато банки будут более-менее отбалансированы. Написано немного сумбурно, но для тех, кто в танке: Через пару месяцев ставим на зарядку батарею шуруповерта. По окончании заряда достаем балансировочный хвостик и меряем напряжение на банках. Если получается что-то вроде этого – 4,20V/4,18V/4,19V, то балансировка, в принципе не нужна. Но если картина следующая – 4,20V/4,06V/4,14V, то берем модуль TP4056 и дозаряжаем поочереди две банки до 4,2V. Другого варианта, кроме специализированных зарядников-балансиров я не вижу. 3) Высокотоковые аккумуляторы:

Я уже ранее писал пару небольших обзоров о некоторых из них – тыц и тыц. Вот основные модели высокотоковых 18650 Li-Ion аккумуляторов: - Sanyo UR18650W2 1500mah (20А макс.) - Sanyo UR18650RX 2000mah (20А макс.) - Sanyo UR18650NSX 2500mah (20А макс.) - Samsung INR18650-15L 1500mah (18А макс.) - Samsung INR18650-20R 2000mah (22А макс.) - Samsung INR18650-25R 2500mah (20А макс.) - Samsung INR18650-30Q 3000mah (15А макс.) - LG INR18650HB6 1500mah (30А макс.) - LG INR18650HD2 2000mah (25А макс.) - LG INR18650HD2C 2100mah (20А макс.) - LG INR18650HE2 2500mah (20А макс.) - LG INR18650HE4 2500mah (20А макс.) - LG INR18650HG2 3000mah (20А макс.) - SONY US18650VTC3 1600mah (30А макс.) - SONY US18650VTC4 2100mah (30А макс.) - SONY US18650VTC5 2600mah (30А макс.) Я рекомендую проверенные временем дешевенькие Samsung INR18650-25R 2500mah (20А макс.), Samsung INR18650-30Q 3000mah (15А макс.) или LG INR18650HG2 3000mah (20А макс.). С другими баночками особо не сталкивался, но лично мой выбор - Samsung INR18650-30Q 3000mah. У Лыж был небольшой технологический дефект и начали появляться фейки с заниженной токоотдачей. Статью о том, как отличить фейк от оригинала могу скинуть, но чуть позже, нужно поискать ее.

Как все это хозяйство соединить:

Ну и пару слов о соединении. Используем качественные медные многожильные провода приличного сечения. Это качественные акустические или обычные ШВВП/ПВС сечением 0,5 или 0,75 мм2 из хозмага (вспарываем изоляцию и получаем качественные проводочки разного цвета). Длина соединительных проводников должна быть минимальной. Аккумуляторы, желательны из одной партии. Перед их соединением желательно зарядить их до одного напряжения, чтобы как можно дольше не было разбалансировки. Пайка аккумуляторов не представляет ничего сложного. Главное иметь мощный паяльник (60-80Вт) и активный флюс (паяльная кислота, например). Паяется на ура. Главное потом протереть место пайки спиртом или ацетоном. Сами аккумуляторы размещаются в батарейном отсеке от старых NiCd банок. Располагать лучше треугольником, минус к плюсу или как в народе «вальтом», по аналогии с этим (один аккум будет расположен наоборот), либо чуть выше хорошее пояснение (в разделе тестирование):

Так, соединяющие аккумуляторы провода, получатся короткими, следовательно, падение драгоценного напряжения в них под нагрузкой будет минимальным. Использовать холдеры на 3-4 аккумулятора не рекомендую, не для таких токов они предназначены. Побаночные и балансировочные проводники не так важны и могут быть меньшего сечения. В идеале, аккумы и плату защиты лучше запихать в батарейный отсек, а понижающий DC преобразователь отдельно в док станцию. Светодиодные индикаторы заряд/заряжено можно заменить своими и вывести на корпус докстанции. При желании можно добавить в батарейный модуль минивольтметр, но это лишние деньги, ибо общее напряжение на АКБ только косвенно скажет об остаточной емкости. Но если есть желание, почему бы и нет. Вот он самый:
Теперь прикинем по ценам: 1) БП – от 5 до 7 долларов 2) DC/DC преобразователь – от 2 до 4 долларов 3) Платы защиты - от 5 до 6 долларов 4) Аккумуляторы – от 9 до 12 долларов (3-4$ штучка) Итого, в среднем 15-20$ за переделку (со скидками/купонами), либо 25$ без оных.

Update 2, еще несколько способов переделки шурика:

Следующий вариант (подсказали по комментам, спасибо I_R_O и cartmannn):

Использовать недорогие 2S-3S зарядные устройства типа SkyRC e3 (это производитель того же iMax B6) или всевозможные копии B3/B3 AC/imax RC B3 (тыц) или (тыц) Оригинальный SkyRC e3 имеет зарядный ток на каждую банку 1,2А против 0,8А у копий, должен быть точен и надежен, но в два раза дороже копий. Совсем недорого можно купить на том же Банггуде. Как я понял по описанию, он имеет 3 независимых зарядных модуля, что-то сродни 3 модулей TP4056. Т.е. SkyRC e3 и его копии не имеют балансировки как таковой, а просто заряжают банки до одного значения напряжения (4,2V) одновременно, поскольку у них не выведены силовые разъемы. В ассортименте SkyRC есть действительно зарядно-балансировочные устройства, например, SkyRC e4, но ток балансировки всего 200ma и стоит уже в районе 15-20 долларов, зато умеет заряжать лифешки (LiFeP04) и токи заряда до 3А. Кому интересно, могут ознакомиться с модельным рядом SkyRC. Итого, для данного варианта необходимо любое из вышеперечисленных 2S-3S зарядных устройств, красная или аналогичная (без балансировки) плата защиты и высокотоковые аккумуляторы:

Как по мне, очень хороший и экономичный вариант, наверно, я бы остановился на нем.

Еще один вариант, предложенный камрадом Volosaty:

Использовать так называемый «Чешский балансир»:

Где он продается лучше спросить у него, я первый раз о нем услышал, :-). По токам ничего не подскажу, но судя по описанию, ему необходим источник питания, поэтому вариант не такой бюджетный, но вроде как интересный в плане зарядного тока. Вот ссылка на статью. Итого, для данного варианта необходимы: источник питания, красная или аналогичная (без балансировки) плата защиты, «чешский балансир» и высокотоковые аккумуляторы.

Преимущества:

Я уже ранее упоминал о преимуществах литиевых источников питания (Li-Ion/Li-Pol) над никелевыми (NiCd). В нашем случае сравнение лицом к лицу – типичная батарея шурика из NiCd аккумов против литиевой: + высокая плотность энергии. У типичной никелевой батареи 12S 14,4V 1300mah запасенная энергия 14,4*1,3=18,72Wh, а у литиевой батареи 4S 18650 14,4V 3000mah - 14,4*3=43,2Wh + отсутствие эффекта памяти, т.е. можно заряжать их в любой момент, не дожидаясь полного разряда + меньшие габариты и вес при одинаковых параметрах с NiCd + быстрое время заряда (не боятся больших токов заряда) и понятная индикация + низкий саморазряд Из минусов Li-Ion можно отметить только: - низкая морозостойкость аккумуляторов (боятся отрицательных температур) - требуется балансировка банок при заряде и наличие защиты от переразряда Как видим, преимущества лития налицо, поэтому зачастую имеет смысл переделки питания…

Вывод: обозреваемые платки неплохи, должны подойти для любой задачи. Если бы у меня был шурик на NiCd банках, для переделки я бы выбрал красную платку, :-)…

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Ну, а что делать тем, у кого инструмент старый? Да всё очень просто: выбросить Ni-Cd банки и заменить их на Li-Ion популярного формата 18650 (маркировка обозначает диаметр 18 мм и длину 65 мм).

Какая нужна плата и какие нужны элементы для переделки шуруповёрта на литий-ион

Итак, вот мой аккумулятор на 9,6 В и ёмкостью 1,3 А·ч. При максимальном уровне заряда он имеет напряжение 10,8 вольт. Литий-ионные элементы имеют номинальное напряжение 3,6 вольта, максимальное – 4,2. Следовательно, для замены старых никель-кадмиевых элементов на литий-ионные мне потребуются 3 элемента, их рабочее напряжение будет 10,8 вольт, максимальное – 12,6 вольт. Превышение номинального напряжения никак не повредит мотору, он не сгорит и при большей разнице, беспокоиться не надо.

Литий-ионные элементы, как это всем давно известно, категорически не любят перезаряд (напряжение выше 4,2 В) и чрезмерный разряд (ниже 2,5 В). При таких превышениях рабочего диапазона элемент очень быстро деградирует. Поэтому литий-ионные элементы всегда работают в паре с электронной платой (BMS – Battery Management System), управляющей элементом и контролирующей как верхнюю, так и нижнюю границу напряжения. Это плата защиты, просто отсоединяющая банку от электрической цепи при выходе напряжения за границы рабочего диапазона. Поэтому помимо самих элементов, потребуется такая плата BMS.

Теперь два важных момента, с которыми я несколько раз неудачно экспериментировал, пока не пришёл к правильному выбору. Это – максимально допустимый рабочий ток самих Li-Ion элементов и максимальный рабочий ток BMS-платы.

В шуруповёрте рабочие токи при высокой нагрузке достигают 10-20 А. Поэтому и элементы нужно покупать такие, которые способны отдавать высокие токи. Лично я успешно пользуюсь 30-амперными элементами 18650 производства Sony VTC4 (ёмкостью 2100 мАч) и и 20-амперными Sanyo UR18650NSX (ёмкостью 2600 мАч). Они нормально работают в моих шуруповёртах. А вот, например, китайские TrustFire 2500 мАч и японские светло-зелёные Panasonic NCR18650B на 3400 мАч не годятся, они на такие токи не рассчитаны. Поэтому не надо гнаться за ёмкостью элементов – даже 2100 мАч более чем достаточно; главное при выборе – не просчитаться с максимально допустимым током разряда.

И точно так же, BMS-плата должна быть рассчитана на высокие рабочие токи. Я видел в Youtube, как народ собирает аккумуляторы на 5-ти или 10-амперных платах – не знаю, лично у меня такие платы при включении шуруповёрта сразу уходили в защиту. По-моему, это выброс денег. Скажу так, что сама фирма Makita ставит в свои аккумуляторы 30-амперные платы. Поэтому я пользуюсь 25-амперными BMS, купленными на Алиэкспрессе. Они стоят около 6-7 долларов и ищутся по запросу «BMS 25A». Поскольку нужна плата на сборку из 3-х элементов, то надо искать такую плату, в названии которой будет «3S».

Ещё один важный момент: у некоторых плат на зарядку (обозначение «С») и нагрузку (обозначение «P») могут идти разные контакты. Например, плата может иметь три контакта: «P-», «P+» и «C-», как на родной макитовской литий-ионной плате. Такая плата нам не подойдёт. Зарядка и разрядка (charge/discharge) должны осуществляться через один контакт! То есть, на плате должно быть 2 рабочих контакта: просто «плюс» и просто «минус». Потому что наше старое зарядное устройство также имеет только два контакта.

В общем, как уже можно было догадаться, я со своими экспериментами выбросил массу денег как на неправильные элементы, так и на неправильные платы, совершив все ошибки, которые можно было совершить. Зато получил бесценный опыт.

Как разобрать аккумулятор шуруповёрта

Как разобрать старый аккумулятор? Есть аккумуляторы, где половинки корпуса крепятся винтами, но есть и на клею. Мои аккумуляторы как раз из последних, и я вообще долгое время считал, что их невозможно разобрать. Оказалось, что возможно, если у тебя есть молоток.

В общем, с помощью интенсивных ударов в периметр кромки нижней части корпуса (молоток с нейлоновой головкой, аккумулятор нужно держать в руке на весу) место склейки успешно разъединяется. Корпус при этом никак не повреждается, я уже 4 штуки так разобрал.

Интересующая нас часть.

От старой схемы нужны только контактные пластины. Они прочно приварены к верхним двум элементам точечной сваркой. Отковырять сварку можно отвёрткой или плоскогубцами, но ковырять надо максимально аккуратно, чтобы не сломать пластик.

Всё почти готово для дальнейшей работы. Кстати, штатные термодатчик и размыкатель я оставил, хотя они уже не особо актуальны.

Но очень даже вероятно, что наличие этих элементов необходимо для нормальной работы штатного зарядного устройства. Поэтому настоятельно рекомендую их сохранить.

Собираем литиево-ионный акумулятор

Вот новые элементы Sanyo UR18650NSX (по этому артикулу их можно найти на Алиэкспрессе) ёмкостью 2600 мАч. Для сравнения, старый аккумулятор имел ёмкость всего 1300 мАч, в два раза меньше.

Надо припаять провода к элементам. Провода нужно брать сечением не менее 0,75 кв.мм, ведь токи у нас будут немалые. Провод с таким сечением нормально работает с токами более 20 А при напряжении 12 В. Паять литий-ионные банки можно, кратковременный перегрев им никак не повредит, это проверено. Но нужен хороший быстродействующий флюс. Я пользуюсь глицериновым флюсом ТАГС. Полсекунды – и всё готово.

Припаиваем другие концы проводов к плате согласно схеме.

На контактные разъёмы батареи я всегда пускаю ещё более толстые провода по 1,5 кв.мм – потому что место позволяет. Прежде чем их припаивать к ответным контактам, на плату надеваю отрезок термоусадочной трубки. Она необходима для дополнительной изоляции платы от аккумуляторных элементов. В противном случае острые края пайки легко могут протереть или проткнуть тонкую плёнку литий-ионного элемента и вызывать замыкание. Можно и не применять термоусадку, но хотя бы что-то изолирующее проложить между платой и элементами совершенно необходимо.

Теперь всё заизолировано как надо.

Контактную часть можно укрепить в корпусе аккумулятора парой капелек супер-клея.

Аккумулятор готов к сборке.

Хорошо, когда корпус на винтах, но это не мой случай, поэтому я просто снова склеиваю половинки «Моментом».

Зарядка батареи производится штатным зарядным устройством. Правда, алгоритм работы меняется.

У меня есть два зарядных устройства: DC9710 и DC1414 T. И работают они теперь по-другому, поэтому я расскажу, как именно.

Зарядное устройство Makita DC9710 и литий-ионная батарея

Раньше заряд аккумулятора контролировало само устройство. При достижении полного уровня оно останавливало процесс и сигнализировало о завершении зарядки зелёным индикатором. Но сейчас контролем уровня и отключением питания занимается установленная нами схема BMS. Поэтому по завершении зарядки красный светодиод на зарядном устройстве просто выключится.

Если у вас именно такое старое устройство – вам повезло. Потому что с ним всё просто. Горит диод – идёт зарядка. Погас – зарядка завершена, аккумулятор полностью заряжен.

Зарядное устройство Makita DC1414 T и литий-ионная батарея

Здесь есть небольшой нюанс, который нужно знать. Это ЗУ поновее и предназначено оно для зарядки более широкого диапазона аккумуляторов от 7,2 до 14,4 В. Процесс зарядки на нём идёт как обычно, горит красный светодиод:

А вот когда аккумулятор (которому в случае NiMH-элементов положено иметь максимальное напряжение 10,8 В) достигнет 12 вольт (у нас же Li-Ion элементы, у которых максимальное суммарное напряжение может составлять 12,6 В), заряднику снесёт крышу. Потому что он не поймёт, какой именно аккумулятор он заряжает: то ли 9,6-вольтовый, то ли 14,4-вольтовый. И в этот момент Makita DC1414 войдёт в режим ошибки, попеременно мигая красным и зелёным светодиодом.

Это нормально! Ваша новая батарея всё равно зарядится – правда, не до конца. Напряжение будет составлять примерно 12 вольт.

То есть какую-то часть ёмкости с этим зарядным устройством вы упустите, но мне кажется, это можно пережить.

Итого модернизация аккумулятора обошлась примерно в 1000 рублей. Новый макитовский Makita PA09 стоит в два раза дороже. Причём мы в итоге получили вдвое большую ёмкость, а дальнейший ремонт (в случае нескорого выхода из строя) будет заключаться только в замене литий-ионных элементов.