2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Замена аккумуляторов шуруповерта

Замена NiCd аккумуляторов на Li в шуруповертах (подробно)

Шуруповёрту много лет. Штатные NiCd батареи давно ушли в историю.
Само железо еще бодрое.
Стоимость новой батареи соизмерима со стоимостью нового шуруповёрта.
Она возможно новая при покупке, но уже не «молодая» и готова умереть.

Валялся еще один шуруповерт в таком же состоянии.
Решил переделать на Li батареи.
Просчитал чего это стоит и загрустил. пока не зашёл на Али экспресс.
На Али стоимость нужных компонентов в 2 раза ниже, чем у нас.
Три года тому назад переделка 2-х шуруповёртов с 2-мя комплектами зарядки обошлась мне порядка 3500 руб.
Один шуруповёрт — на даче, другой — дома.

Кабель в белой оплетке с аудиовилками на концах — для соединения блока платы стабилизации с аккумуляторным блоком шуруповёрта при зарядке. На время зарядки аккумуляторный блок с шуруповёрта снимаю.
В верху коробка светлого цвета с платой стабилизации напряжения и тока. Внизу справа бок питания от компьютера на 18 Вольт и провода.

Немного теории

1 бочонок NiCd выдает 1,2 В. Для 14 вольтового шуруповёрта нужно 12 штук.
Зарядка производится малым током (0,1 от максимального тока разряда).
При полной разрядке навсегда выходит из строя.
Имеет высокий саморазряд и память остаточного заряда.

1 аккумулятор 18650 (Li) Выдает от 2,4 до 4,3 В .
18 — диаметр в мм 650 — длина в мм
Ток заряда порядка 1С-2С (однократное или двукратное значение емкости) .
Иначе, если ёмкость 2800 мА/ч, ток заряда порядка 2,8 А
Если разряжается менее напряжения 2,4 В — навсегда выходит из строя.
При превышении напряжения 4,3 В — может взорваться.
Чтобы этого не происходило — существуют специальные КОНТРОЛЛЕРЫ, которые следят за током и напряжением заряда и разряда.
Продаются аккумуляторы на основе 18650 и со встроенными контроллерами.
У них длина больше на несколько мм и другое обозначение.

Итак, нужно запитать шуруповёрт с рабочим напряжением 14,4 Вольт.

Берём 4-ре Li аккумулятора: 4 шт х 4,3 В =17,2 Вольт — это максимальное значение, которое при зарядке превышать нельзя.
Для шуруповёрта
17,2 -14,4 = 2,8 В (превышение) не страшно.
Для каждой батареи нужен отдельный контроллер.
Он будет следить за каждым аккумулятором отдельно.
Для этого контроллеры объединяют по несколько штук на одной плате.
Нам понадобится плата контроллеров на 4 аккумулятора.

Приступаем

Материалы (цены не привожу, т.к делал это 3 года тому назад) на один комплект:
1. Аккумуляторы 18650 — 8 шт (на 2 блока)
2. Контроллеры на 4 элемента 18650 — 2 шт.
3. Блок питания от компьютера (ноутбука) на 18 Вольт — 1 шт.
4. Плата стабилизатора питания — 1 шт.
5. Цифровые вольтметры 3 шт.
6. гнезда и провода (мелочевка).
7. Корпус для платы стабилизатора 1 шт.
8. Сварочная лента для точечной сварки

Блок питания от ноутбука

(сетевой на 220 В с выходом 18 В постоянного напряжения).

Старый зарядный блок не подойдет — он слаботочный.

Почему требуется такой сетевой блок питания: — нужно сформировать напряжение порядка 18 вольт с током порядка 2 А — это как раз блок от ноутбука.

Можно купить отдельно или порыться в закромах запчастей от старых ноутбуков.

Я нашел в закромах (у знакомых). Разъем (приборную часть) пришлось покупать в радиомагазине.

Более низкое напряжение не годится, так как есть входные ограничения по напряжению для платы стабилизации.

Блок платы стабилизатора

(корпус купил в «Чип и Дип»). Можно и самому склеить.

Плата стабилизатора внутри блока.

Просверлил в корпусе отверстия для вентиляции.
Слева вверху гнездо для подключения аккумуляторного блока шуруповёрта — от обычного аудио входа. Крепится «родной» гайкой.
Слева внизу гнездо для подключения сетевого блока питания. Крепится «родной» гайкой.
Справа — цифровой вольтметр.
В торце вырезано отверстие, вставлен цифровой вольтметр, который зафиксирован термоклеем.

Красной стрелкой отмечены потенциометры, которыми выставляется выходной ток и выходное напряжение (на аккумуляторный блок шуруповёрта). Надписи «I» и «U» сделал белой краской сам.

После монтажа, подключаем блок питания и выставляем выходное напряжение по цифровому вольтметру.
Я выставил 16,8 В, а не 17,2 В (с запасом по 0,1 В на каждый аккумулятор).

Слева гнездо для блока зарядки (сетевого).
Справа гнездо для провода идущего к аккумулятору шуруповёрта.
На блоке платы стабилизатора и аккумуляторном блоке 15,7 В. До минимального разряда еще далеко.

Вольтметры на блоке платы стабилизатора и аккумуляторном блоке шуруповёрта позволяют оценить процесс зарядки. Если где-то в проводах или разъеме обрыв — это будет видно сразу.

Один раз отвалилась пайка. Вольтметр сразу показал не допустимо низкое напряжение.
На поиск неисправности ушло минут 5 с учетом разборки блока аккумуляторов.

Предельные значения напряжений на аккумуляторном блоке наклеены на дно блока аккумуляторов шуруповерта скотчем.

Вольтметр на блоке аккумуляторов позволяет оценить степень заряда. Обычно ставлю на подзарядку, когда будет 11-12 Вольт

Читать еще:  Быстрая заточка цепи бензопилы болгаркой

Надпись — чтобы, чтобы не забыть.

Когда первый раз включаем зарядку, в разрез провода между блоком платы стабилизатора и аккумуляторным блоком шуруповёрта нужно вставить амперметр и на плате стабилизатора установить нужный ток потенциометром «I» (1-2 А в зависимости от емкости конкретных элементов 18650).
Выставил ток 1 А стареньким тестером ТЛ-4.

Аккумуляторный блок шуруповёрта (корпус «родной»)

На аккумуляторном блоке контрольный вольтметр, гнездо для подключения зарядки и выключатель вольтметра (виден плохо из-за черного цвета).

Надписи о значении напряжения и распайки разъема далеко не лишние.
Нужны при ремонте.

Батарейный блок изнутри.

Слева направо:
— выключатель вольтметра,
— гнездо для заряда,
— цифровой вольтметр.
Вольтметр когда не нужен — выключен. Он для оценки степени разряда.

Контроллер на 4 аккумулятора

Контроллер нужно брать с выходным током на 15-16 А.
Если будет меньше, контроллер при большой нагрузке или старте шуруповерта будет отключать аккумулятор.

Монтаж сделан толстым проводом, так токи там большие!

Аккумуляторы скреплены между собой термоклеем (получилась батарея).

Батарея прикреплена термоклеем к стенкам блока.
Плата контроллера после распайки прикреплена термоклеем к батарее.

Технологические нюансы.

Литиевые аккумуляторы боятся перегрева.
Если вы разбирали батарею, то видели, что между собой отдельные элементы скреплены точечной сваркой металлической лентой.
Лента продается На Али экспресс. Варить же её — не просто.

Если припаивать паяльником, то нужно это делать мощным и кратковременными касаниями.

Я же сделал точечную сварку из трансформатора микроволновки.
Потренировался в сварке и всё получилось.

Про точечную сварку ленты таким трансформатором можно найти видео на ютубе.

На сайте можно почитать стати про Li батареи, контроллеры и т.п.

Если в наличии есть старые блоки аккумуляторных батарей, исправные батареи можно извлечь и использовать. Желательно — одинаковые. по типу.

Условие годности отдельных элементов — не менее 2,4 В на элементе.

Ленту приваренную к элементам — не отдирать от корпуса, а обрезать посредине.
К обрезкам гораздо проще припаять толстый провод для формирования новой батареи.
Три года не знаю проблем с Li аккумуляторами. Заряд — порядка 1-1,5 часа.
Месяцами лежат и не теряют емкость.
По весу блок аккумуляторов ЗНАЧИТЕЛЬНО легче.

То ли от куртки, то ли от сумки остался шнурок с регулировочной клипсой. Приделал его к ручке шуруповёрта. Если нужно, вешаю за шнурок шуруповёрт на руку. И не нужно искать место куда его положить. например при работе на лестнице.

Второй экземпляр зарядного блока сделал в одном корпусе.
Вместо компьютерного блока питания был куплен преобразователь с 220 на 24В и ток 3А.

Банки для аккумулятора шуруповёрта. Ремонт и замена

Шуруповёрты – наиболее востребованный вид бытового электроинструмента с аккумуляторным приводом. Преимущественное использование данной техники вдали от стационарных источников электричества обуславливает повышенные требования к качеству аккумуляторных банок. Их долговечность, оперативность замены и подзарядки зачастую становится решающим критерием выбора модели инструмента.

Разновидности аккумуляторов под шуруповёрты

Особенностями выбора данной продукции считаются способность двигателя реализовать изменение числа оборотов главного вала, в зависимости от нагрузки. Она, в свою очередь, зависит от материала древесины (при этом многие пользователи применяют шуруповёрты также и для вкручивания саморезов), и диаметра крепежа.

Банки для аккумулятора шуруповёрта должны, следовательно, обладать следующим набором потребительских характеристик:

  1. Легко и быстро возобновлять свой первоначальный уровень заряда.
  2. Не страдать пресловутым «эффектом памяти», который особенно вредит малоопытным пользователям, стремящимся впрок, «на всякий случай» дополнительно «набить» банку амперчасами.
  3. Допускать ремонт и возобновление своих характеристик практически до первоначального уровня.
  4. Подходить к большему количеству моделей рассматриваемой техники.
  5. Обладать оптимальным соотношением «цена-качество».
  6. Обладать минимальным саморазрядом.

Кроме того, желательно, чтобы шуруповёрт имел индикатор остатка заряда ёмкости аккумулятора: это существенно облегчает удобство применения инструмента.

Отличаются аккумуляторные банки лишь величиной своей ёмкости, а она определяется исключительно типом аккумулятора. Практически используется следующие пять видов:

  • Никель-кадмиевые аккумуляторы (каждая банка имеет напряжение 1,2 В);
  • Никель-металлгидридные, которые имеют такой же уровень первичного напряжения;
  • Литий-ионные, отличающиеся увеличенным втрое уровнем своего потенциала (3,6 В);
  • Литий-полимерные, которые не обладают эффектом памяти, отличаются наибольшей компактностью, но, к сожалению, являются одноразовыми.

При этом количество элементов может быть разным, и зависит от мощности, потребляемой шуруповёртом, либо от развиваемого инструментом максимального крутящего момента. Практическое соотношение между основными рабочими параметрами (при работе по сухому сосновому брусу стальным крепежом с диапазоном диаметров 4…6 мм) следующее:

Увеличение мощности связано с тем, что у большинства профессиональных моделей шуруповёртов привод осуществляется не от одной, а от нескольких (до трёх), последовательно соединённых аккумуляторных батарей. Имеют значение также глубина вкручивания крепежа, его материал (алюминиевые шурупы обладают повышенным коэффициентом трения по древесине), а также влажность материала.

Текущее регламентное обслуживание банок аккумуляторов шуруповёртов

Потеря ёмкости батареи со временем – явление неизбежное, в таком случае банки для аккумулятора шуруповёрта следует подвергнуть несложной диагностике.

Процесс начинают с разборки корпуса – процедуры весьма удобной для всех продающихся моделей. При вскрытии обнаруживаются следующие контактные гнёзда:

  • Силовые для создания требуемой разности потенциалов, обозначаются они стандартно — «плюс» и «минус»;
  • Управляющий контакт, который снабжается датчиком, ограничивающим предельное значение тока разрядки. Это необходимо для того, чтобы предотвратить чрезмерное повышение температуры на банках при их форсированной зарядке, а также при длительной работе шуруповёрта на предельных для него режимах эксплуатации (указываются производителем в мануале);
  • Сервисный контакт (опционно), который включается в электросхему через дополнительное сопротивление и предназначен для сглаживания пиков потребления энергии в случае работы инструмента одновременно с разными материалами, диаметрами шурупов, а также глубинами их ввинчивания.
Читать еще:  Мастер-класс ободок с одуванчиками и ромашками из фоамирана

В случае, когда аккумуляторные банки не выдают требуемое напряжение на выходе, чаще всего «виновата» лишь одна их них, поскольку соединение элементов — всегда последовательное. Для проверки подойдёт тестер, пределы измерения электрических параметров которого соответствуют паспортному значению напряжения на аккумуляторе. После полной (по индикатору) зарядки напряжение на каждой банке должно равняться паспортному, ±10% (чаще – в «плюс»). При этом напряжение на одной из банок обязательно будет ниже на 0,1…0,2 В.

После этого корпус собирается, и инструмент включается в тестовую или обычную эксплуатацию. Работать на шуруповёрте стоит до момента, когда мощность ощутимо падает (например, очередной шуруп того же диаметра не удаётся вкрутить в материал на протяжении вдвое увеличенной, против требующейся, нормы времени).

При вскрытии корпуса напряжение на той банке, которую не удалось зарядить до номинала, будет намного меньше, чем у остальных. При этом итоговая разница в потенциалах будет намного больше, чем после зарядки – иногда до 0,7…0,8 В. Дефектная банка что называется «течёт», а потому подлежит первоочередной замене.

Для теста банок необязательно проводить какие-то работы по вкручиванию крепежа. Можно на выход батареи подключить какое-нибудь внешнее сопротивление, например, лампочку соответствующего рабочего напряжения. Интенсивность падения напряжения на одной из банок и определит тот элемент батареи, который необходимо менять.

Ещё проще ситуация, когда потеря ёмкости банки аккумулятора связана с плохим состоянием контактов, либо выходом из строя термодатчика. В первом случае это обнаруживается по резко повышенному значению температуры на контакте, во втором – по стабильности работы сервисного контакта. Термодатчик придётся заменить. Относительно техники, которая находится на гарантийном обслуживании, это лучше делать в сервисной мастерской, иначе возможна установка датчика, который по своим параметрам не соответствует технической характеристике конкретной модели инструмента.

Ремонт аккумуляторных банок шуруповёртов

В некоторых случаях банки для аккумулятора шуруповёрта можно отремонтировать. Это касается исключительно никель – кадмиевых аккумуляторов, поскольку ни литий-ионные, ни литий-полимерные элементы не восстанавливаются. Причина – в химической нестабильности соединений лития, которые со временем разлагаются.

Происходит это следующим образом. Со временем значение энергии, которая требуется для перемещения ионов электролита в среде оксидов лития, возрастает. Происходит это потому, что кристаллическая структура катода при увеличении количества циклов «зарядка/разрядка» изменяется, причём так, что энергия высвобождения ионов увеличивается. В результате количество свободных ионов лития с каждым циклом снижается, и заряд банки при той же длительности процесса зарядки будет меньше.

Кроме того, на зарядку неблагоприятно влияют коррозия, шелушение графитовых пластин, из которых состоит анод и пр.

Ремонт банок аккумуляторов негарантийного инструмента начинают с замены схемы управления. Если с новой схемой зарядка происходит нормально, а банки при эксплуатации шуруповёрта «садятся» как и положено новым, то цель достигнута.

Вместе с тем замена схемы управления – кардинальный способ, его стоит использовать лишь тогда, когда остальные, более простые процедуры реанимации банок не привели к должному результату. Поэтому стоит попробовать один из следующих вариантов:

  • Сжать любым способом дефектную банку. Это можно сделать пассатижами, равномерно по всей внешней поверхности, стараясь не зацепить места контактных выводов. Электролит внутри банки уплотнится, а его накопительные возможности восстановятся, хотя и на менее продолжительный период времени;
  • Подать на батарею электрический импульс значительно большей мощности, как по току, так и по напряжению. При этом эффект памяти сбивается. Для этого к заряженной батарее следует в качестве внешней нагрузки подключить конденсатор ёмкостью до 7000…7500 мФ, который необходимо предварительно зарядить до разности потенциалов 18…20 В. При этом следят за тем, чтобы остаточное напряжение на банке после разрядки было не ниже 0,6…0,7 В.

Любой из описанных выше способов позволяет продлить жизнь никель-кадмиевым аккумуляторам, однако на достаточно короткое время. Дело в том, что со временем электролит от постоянно высоких температур внутри испаряется, и восстановление оказывается невозможным.

Замену дефектной банки выполняют впаиванием новой, используя канифольный флюс. Процесс следует вести быстро, не перегревая банку, после чего батарею сразу же ставят на контрольную зарядку/разрядку.

Приобретать новые элементы следует в специализированных магазинах, где опытные консультанты всегда смогут оказать квалифицированное содействие в подборе требуемых составляющих.

Ремонт аккумулятора шуруповерта с заменой элементов питания своими руками

Привет! Сегодня проведем ремонт аккумулятора шуруповерта. А Вы знаете, что история создания шуруповерта уходит корнями в глубокое средневековье – аж в 15 веке, когда рыцари перед боем облачались в доспехи, а оруженосцы помогали им скручивать части доспехов угадайте чем? Отверткой!

Так продолжалось долго, пока в 1907 году канадский изобретатель Петр Робертсон не запатентовал винт «Робертсон» со стандартным квадратным отверстием, в которое вставлялось жало отвертки. С этого времени винты стали выпускать в промышленных масштабах и применять в домашнем хозяйстве. Позже, в 1934 году изобретатель Генри Филлипс доработал шляпку винта и появился винт с крестовой насечкой, в которую вставлялась соответствующая отвертка. К тому времени уже изобрели двигатель и идея создания «вращателя винтов и шурупов» витала в воздухе. Однако были большие проблемы с батареями — их весом и габаритами. Решить проблему удалось только в 1980-х годах, когда появились первые никель кадмиевые Ni-Cd и литий-ионные Li-Ion аккумуляторные элементы питания.

Производство бытовых и профессиональных аккумуляторных дрелей и шуруповертов первыми освоили США и Япония. Все это произошло благодаря появлению новых энергоемких аккумуляторов электричества. Как раз их и будем менять в срочном порядке внутри попавшей мне в руки аккумуляторной дрели-шуруповерта Интерскол ДА-10/10.8 ЭР. Неисправность была такая – при нажатии кнопки двигатель просто не крутился, но светодиод загорался, правда светил слабо.

Читать еще:  Валентинка с вкусным содержанием

Разборка аккумулятора шуруповерта

Начнем ремонтировать аккумулятор шуруповерта. Извлекаем аккумуляторную батарею из ручки шуруповерта и откручиваем три самореза, которые расположены под наклейкой снизу.

После выкручивания саморезов, аккуратно отодвигаем зацепы защелок, как на фото. И снимаем нижнюю часть пластмассового корпуса аккумулятора.

Внутри видим литий-ионные банки китайской компании HighStar модели ISR18650-1300 Li-Ion. А это значит, что аккумуляторы еще ни разу не менялись. Потому что известно, что Интерскол закупается элементами питания у этой фирмы и вставляет их почти во все свои аккумуляторные инструменты .

Ниже на фото представлены внутренности аккумулятора шуруповерта во всей красе с банками в количестве трех штук, которые произведены аж в 2011 году. Пять лет продержались эти батарейки при активной эксплуатации на стройке. Так что результат очень достойный. Обычно дохнут раньше, наверное в морозы их не эксплуатировали.

Чтобы заменить банки аккумулятора нужно еще больше разобрать его. Советую запомнить расположение контактов плюса, минуса и зарядки, чтобы не перепутать провода при обратной сборке.

Обратите внимание на плату контроля напряжения на элементах питания – особо часто на ней выходят из строя стабилизаторы и защитные диоды . Обязательно нужно прозвонить мультиметром подозрительные радиоэлементы на этой плате.

Проверяем напряжение на выходе аккумулятора – получилось 4,4 вольта, а должно быть 3,7 х 3 = 11,1 вольт в норме и 10,8 вольт при минимальной зарядке аккумуляторов . В общем, банки сдохли – менять их нужно однозначно.

Продолжаем разбирать аккумулятор шуруповерта Интерскол

Это можно сделать несколькими способами – можно отпаять провода, которые идут к плате.

Также можно просто снять контакты с верхней крышки элементов питания. На фото показано, какую форму имеют изогнутые контакты, так что Вы легко снимите их сами.

Под пластиковой крышкой видим, каким образом соединены элементы питания между собой. Их приварили точечной сваркой. Такое решение применяется практически в любых аккумуляторах другого инструмента. Это надежное и щадящее соединение аккумуляторов. При этом губительный нагрев самих литиевых элементов питания минимален.

Аккуратно отдираем или откусываем кусачками металлическую ленту, чтобы отсоединить банки друг от друга. Со стороны платы их тоже соединили между собой лентой и посадили на клей на картонную прокладку. Это сделано, чтобы ничего не замкнуть на плате. Нужно не забыть ее вернуть на место при обратной сборке аккумулятора.

Новые литий-ионные элементы питания в виду отсутствия аппарата для точечной сварки будем паять хорошо прогретым мощным паяльником очень быстро. Мы же помним, что нагрев литий-ионных аккумуляторов уменьшает их срок эксплуатации и вообще взрывоопасен.

Особое внимание обращайте на состояние проводов внутри аккумулятора. Они могут быть надломленные или потертые. Их нужно качественно изолировать или заменить на свежие. Так как я проводил ремонт аккумулятора шуруповерта на выезде в полевых условиях, то пришлось применить гениальное изобретение инженерного ума. Достал изоленту синюю радиотехническую.

При разборке аккумулятора шуруповерта Интерскол ДА-10/10.8 ЭР я был приятно удивлен – в бюджетный шуруповерт поставили термодатчик для контроля температуры элементов питания. Получается, что при перегреве литиевых банок – схема защиты отключает питание, пока температура не восстановится до нормальной. Правда у хозяина ни разу не получалось его загнать в такой режим. Этот термодатчик аккуратно отдираем, чтобы не сломать – потом разместим его в том же месте на новых банках.

Спаивать элементы питания

можно по-разному, например толстыми проводами. Я решил припаять оторванную металлическую ленту, снятую со старых банок. Сначала залудил ленты в местах будущих контактов с двух сторон. Потом хорошо прогретым паяльником с каплей припоя залудил контакты батарей. Но так, чтобы они сильно не нагревались – давал им остыть. Потом прижал ленту к контактам банок и припаял ленту опять же без сильного перегрева банок аккумулятора .

Сложнее всего паяются минусовые выводы, но с хорошим флюсом дело идет очень быстро. Правда флюс потом лучше все-таки отмыть для чистоты внутренностей аккумуляторной батареи.

Теперь самое главное. Какие элементы питания использовались когда делал ремонт аккумулятора шуруповерта Интерскол ДА-10/10.8 ЭР спросите Вы? Что ж скрывать не буду. Это были самые китайские из дешевых банок, которые хозяин прибора честно купил в магазине. Элементы питания типоразмера 18650 фирмы Bailong с фиктивной емкостью 8800 мАч. Это конечно смех и дай Бог, чтобы в них было 2200 мАч. Судя по тому, как долго работал шуруповерт после ремонта на полной зарядке. Я бы эту цифру уменьшил еще в два раза. Но тем не менее – шуруповерт экстренно починили и он радует хозяина.

При сборке не забываем вернуть на место картонную прокладку между банками и платой. Это чтобы свежая пайка не замкнула ничего на плате.

На этом ремонт и восстановление литий-ионной аккумуляторной батареи шуруповерта Интерскол ДА-10/10.8 ЭР завершен. Примерно таким же образом ремонтируются почти все аккумуляторы популярных производителей шуруповертов: Bosch, Makita, DeWALT, Metabo, Hitachi, Elitech, Skil и мой любимый Зубр . На этом завершаю свой рассказ про ремонт аккумулятора шуруповерта. Вопросы задавайте в комментариях. А еще лучше в соответствующей ветке на нашем форуме или пишите на почту лично Мастеру Пайки.

С уважением, Мастер Пайки. Удачных ремонтов!

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector