Ma znaczenie. Zaletą jest to, że mają dużą gęstość elektryczną. Dzięki temu instalując takie urządzenie w korpusie wkrętaka, możemy osiągnąć kilkukrotne wydłużenie czasu pracy narzędzia. Prąd ładowania akumulatorów litowych dużej mocy, szczególnie przy nowych modyfikacjach, może sięgać 1-2 C. Takie urządzenie można naładować w ciągu 1 godziny, nie przekraczając parametrów zalecanych przez producenta i nie psując jakości produktu.

Jak wyglądają baterie litowe?

Większość urządzeń litowych jest umieszczona w pryzmatycznej obudowie, ale niektóre modele mają kształt cylindryczny. W akumulatorach tych zastosowano elektrody rolkowe i separatory. Korpus wykonany jest z aluminium lub stali. Biegun dodatni idzie do pokrywy obudowy.

W konfiguracjach pryzmatycznych elektrody mają postać prostokątnych płytek. Aby zapewnić bezpieczeństwo, akumulator został wyposażony w urządzenie pełniące rolę regulatora wszystkich procesów, a w sytuacjach krytycznych otwiera obwód elektryczny. Zwiększone uszczelnienie obudowy zapobiega wyciekaniu elektrolitu oraz przedostawaniu się tlenu i wilgoci do wnętrza.

Jakie środki ostrożności należy podjąć, aby uniknąć uszkodzenia baterii litowej?

• Ze względu na ograniczenia technologiczne poziom naładowania akumulatorów litowych nie powinien być wyższy niż 4,25-4,35 V. Rozładowanie nie powinno sięgać 2,5-2,7. Stan ten jest wskazany w karcie technicznej każdego konkretnego modelu. Jeśli te wartości będą zbyt wysokie, możesz uszkodzić urządzenie. Stosowane są specjalne kontrolery ładowania i rozładowania, które utrzymują napięcie na ogniwie litowym w normalnych granicach. Zamiana wkrętarki na baterię litową wraz ze sterownikiem zabezpieczy urządzenie przed awarią.
• Napięcie baterii litowych jest wielokrotnością 3,7 V (3,6 V). Dla modeli Ni-Mh wartość ta wynosi 1,2 V. Zjawisko to jest zrozumiałe. w urządzeniach litowych jest przechowywany w osobnym ogniwie. Bateria litowa 12 V nigdy nie będzie montowana. Wartość znamionowa będzie wynosić 11,1 V (trzy ogniwa szeregowo) lub 14,8 V (cztery ogniwa szeregowo). Dodatkowo wskaźnik napięcia ogniwa litowego zmienia się podczas pracy przy pełnym naładowaniu o 4,25 V, a przy całkowitym rozładowaniu o 2,5 V. Wskaźnik napięcia 3S (3 szeregowe - trzy połączenia szeregowe) zmieni się, gdy urządzenie będzie pracować od 12,6 V (4,2x3) do 7,5 V (2,5x3). W przypadku konfiguracji 4S wartość ta waha się od 16,8 do 10 V.
• Przeróbka śrubokręta na baterie litowe 18650 (zdecydowana większość produktów ma właśnie ten rozmiar) wymaga uwzględnienia różnicy wymiarów w przypadku ogniw Ni-Mh. Średnica ogniwa 18650 wynosi 18 mm, a wysokość 65 mm. Bardzo ważne jest obliczenie, ile ogniw zmieści się w obudowie. Należy pamiętać, że do modelu o mocy 11,1 V potrzebna będzie liczba ogniw będąca wielokrotnością trzech. Dla modelu o mocy 14,8 V - cztery. Sterownik i przewody połączeniowe też muszą pasować.
• Urządzenie ładujące akumulator litowy różni się od urządzenia do modyfikacji Ni-Mh.

W artykule omówimy sposób konwersji śrubokręta na lit. Narzędzie wyposażone jest w parę akumulatorów Ni-Mh o napięciu 12 V i pojemności 2,6 Ah. Rozważona zostanie konwersja śrubokręta Hitachi. Baterie litowe zapewnią urządzeniu długoletnią pracę.

Wybór napięcia nominalnego

Przede wszystkim należy podjąć decyzję o wyborze napięcia znamionowego dla urządzenia litowego. Wyboru należy dokonać pomiędzy modelem 3S (jego zakres napięć wynosi od 12,6 do 7,5 V) a akumulatorem 4S-Li-Ion (zakres napięć wynosi od 16,8 do 10 V).

Zalety drugiej opcji

Druga opcja jest bardziej odpowiednia, ponieważ napięcie w akumulatorze spada dość szybko od maksimum do minimum (z 16,8 do 14,8 V). Dla silnika elektrycznego, który, ściśle mówiąc, jest śrubokrętem, napięcie powyżej 2,8 V nie jest poziomem krytycznym.

Wskaźnik najniższego napięcia dotyczy modyfikacji 3S-Li-Ion. Jest równe 7,5 V, co jest niewystarczające do normalnego funkcjonowania urządzenia elektrycznego. Montując cztery konfiguracje, zwiększymy pojemność baterii.

Jak podjąć decyzję o wyborze ogniw litowych?

Aby wybrać ogniwa litowe, należy zidentyfikować czynniki ograniczające. Obecnie produkowane są urządzenia litowe o dopuszczalnej wartości obciążenia prądowego 20-25 A.

Wartości prądu impulsu (krótkie, do 1-2 sekund) osiągają 30-35 A. Konfiguracja baterii nie zostanie uszkodzona.

Ile ogniw zmieści się w etui?

Nie będzie możliwości montażu 4S2P (cztery połączenia szeregowe i dwa równoległe). Konwersja śrubokręta na baterie litowe 18650 zakłada obecność ośmiu ogniw. Jak uda im się dotrzeć do czwartej? Każde ogniwo wytrzyma maksymalne obciążenie prądowe.

Jak określić maksymalny prąd w śrubokręcie?

Zamiana wkrętarki 12V na baterie litowe polega na podłączeniu urządzenia do laboratoryjnego źródła prądu o maksymalnym natężeniu prądu 30 A. Regulator ogranicznika ustawiony jest na wartość maksymalną. Po stworzeniu poziomu napięcia źródła zasilania zbliżonego do wartości nominalnej przyszłego akumulatora zaczynamy płynnie pociągać za spust. Prąd pobierany przez śrubokręt wzrośnie do 5 A. Teraz należy gwałtownie pociągnąć za spust. Spowoduje to zwarcie w obwodzie zasilania. Prąd osiągnie moc 20-30 A. Być może jego wskaźnik byłby znacznie wyższy, ale moc źródła zasilania nie pozwoli na to. Będzie to krótkotrwały prąd obciążenia po ostrym naciśnięciu spustu śrubokręta. Każdy model takiego urządzenia będzie reagował podobnie.

Następnie należy zacisnąć końcówkę wkrętaka imadłem i obserwować do jakiej wartości wzrośnie pobór prądu w trybie pracy, gdy załączy się grzechotka w śrubokręcie. Wskaźnik prądu w tym przypadku wzrasta do 10-12 A.

W ten sposób można określić wartość prądu obciążenia. W tym przypadku będzie on wynosić 5 A na biegu jałowym i 30 A przy ostrym starcie, a przy maksymalnym obciążeniu wyniesie 12 A. Producent musi wybrać ogniwa litowe, których nominalny prąd obciążenia będzie wynosić 10-20 A, a prąd impulsowy - 25-30 A.

Jak wybrać kontroler?

Tak więc śrubokręt jest konwertowany na baterie litowe. Wymagane jest regularne ładowanie urządzenia. Wybierając sterownik należy pamiętać, że urządzenie musi spełniać dwa parametry:

• wskaźnik znamionowego napięcia roboczego;
• znamionowy prąd roboczy.

W przypadku napięcia wszystko jest bardzo jasne: jeśli akumulator ma napięcie 11,1 V, to sterownik będzie miał to samo napięcie.

Termin „znamionowy prąd roboczy” odnosi się do zdolności ochronnej płytki. Zatem kontroler 4 A jest zaprojektowany na prąd o natężeniu 4 A, a przy 8 A nakłada się na niego dodatkowe obciążenie. W takim przypadku zadziała urządzenie zabezpieczające. Wszystkie te dane techniczne są prezentowane w paszporcie każdej modyfikacji sterownika. W takim przypadku jedna modyfikacja może mieć wskaźnik prądu ograniczającego 30 A, a druga - 50 A. I oba te urządzenia formalnie będą nadawać się do pracy. Ponadto podczas tworzenia baterii litowej istnieje ograniczenie rozmiaru. Dlatego warto zakupić kontroler, który zmieści się w korpusie starego akumulatora.

Demontaż i montaż

Konwersja śrubokręta na baterie litowe obejmuje następujące kroki:

• Należy otworzyć starą baterię odkręcając pięć śrubek.
• Wyjmij akumulator Ni-Mh z obudowy. Zauważalne będzie, że podkładka stykowa łącząca się z grupą styków śrubokręta jest przyspawana do ujemnego styku jednego z ogniw Ni-Mh. Miejsca spawania należy wyciąć za pomocą narzędzia z wbudowanym kamieniem tnącym
• Do styków przylutowane są przewody, których przekrój wynosi co najmniej 2 mm 2 dla zacisków zasilania i 0,2 mm 2 dla termistora. Płytka stykowa jest przyklejona do obudowy akumulatora za pomocą kleju topliwego.
• Na podstawie wskaźnika rezystancji wewnętrznej na mierniku wybierane są cztery ogniwa. Wartość musi być taka sama dla wszystkich czterech urządzeń.
• Ogniwa litowe skleja się ze sobą za pomocą gorącego kleju, dzięki czemu są kompaktowo umieszczone w obudowie.
• Zgrzewanie ogniw odbywa się na zgrzewarce oporowej za pomocą niklowej taśmy zgrzewającej (jej przekrój powinien wynosić 2X10 mm).

Montaż płyty zabezpieczającej

Ten etap może pokazać, jak lekka jest konstrukcja baterii litowej. Waga urządzenia Ni-Mh wyniosła 536 g. Waga nowego urządzenia litowego to 199 g, co będzie dość zauważalne. Udało nam się uzyskać 337 g wagi, przy czym obserwuje się wzrost pojemności energetycznej.

Akumulator zamontowany jest w obudowie. Puste przestrzenie wypełnione są miękkim materiałem z opakowania.

Podłączenie do śrubokręta

• Ostre pociągnięcie za spust uruchamia mechanizm zabezpieczający prąd. Ale w rzeczywistości taki tryb ochronny raczej nie będzie potrzebny podczas korzystania z narzędzia. Jeśli nie sprowokujesz specjalnie obrony, działanie śrubokręta będzie stabilne.
• Końcówkę należy zacisnąć w imadle. Zasilanie akumulatorowe swobodnie uruchamia grzechotkę, co ogranicza wzrost prędkości obrotowej.
• Wkrętak jest rozładowany. Wskaźnik prądu rozładowania powinien wynosić 5 A.
• Akumulator jest włożony do standardowej ładowarki. Zmierzony prąd ładowania wynosi 3 A, co jest dopuszczalne dla ogniw litowych. W przypadku konfiguracji LG INR18650HG2 maksymalny prąd ładowania wyniesie 4 A, co jest wskazane w specyfikacjach technicznych.

Ile czasu zajmuje wymiana baterii?

Zamiana wkrętarki na baterie litowe zajmie około 2 godzin. Jeśli wszystkie parametry zostaną sprawdzone, zajmie to 4 godziny.

Wszystko możesz zrobić sam, bez pomocy drugiej osoby. Jednak zgrzewania oporowego i doboru akumulatorów nie da się przeprowadzić bez specjalistycznego sprzętu.

Jak jeszcze poza kontrolerem można sprawdzić stopień naładowania?

Wkrętak został przystosowany do pracy z bateriami litowymi. Idealną opcją jest standardowa ładowarka wbudowana w etui. Ale koszt kontrolera jest dość wysoki. Urządzenie będzie kosztować 30 dolarów, czyli tyle samo, co koszt samej baterii.

Aby sprawdzić poziom naładowania baterii litowej w podróży, bez użycia ładowarki, możesz użyć specjalnego wskaźnika RC helikopter Lipo Battery AKKU przenośny tester napięcia alarm 2-6S AOK. Koszt urządzenia jest bardzo niski. Posiada złącze równoważące i ładujące podobne do urządzenia iMax6. Urządzenie podłącza się do akumulatora za pomocą adaptera. To urządzenie do kontroli poziomu napięcia jest bardzo wygodne. Może mierzyć od dwóch do sześciu ogniw litowych połączonych szeregowo, a także podawać całkowity wskaźnik lub napięcie każdego elementu osobno z niezwykłą dokładnością.

Ile będzie kosztować wymiana Ni-Mh na urządzenie litowe?

Jakich kosztów finansowych będzie wymagać konwersja śrubokręta na baterię litową?

Cena takiego urządzenia składa się z kosztu kilku elementów:

• konfiguracja z baterią litową 4S kosztuje 2200 RUB;
• zakup kontrolera do ładowania i rozładowywania oraz balansera kosztuje 1240 rubli;
• koszt spawania i montażu wynosi 800 rubli.

Okazuje się, że bateria litowa „zrób to sam” kosztuje 4240 rubli.

Dla porównania weźmy podobną konfigurację z fabrycznie produkowanego litu. Na przykład urządzenie Makita 194065-3 jest przeznaczone do śrubokręta. Ma podobne parametry. Koszt takiego urządzenia to 6500 rubli. Okazuje się, że konwersja śrubokręta na baterie litowe pozwala zaoszczędzić 2300 rubli.

„Ile będzie kosztować wymiana starych akumulatorów niklowych na akumulatory litowo-jonowe w mojej śrubokręcie” to chyba jedno z najpopularniejszych pytań, jakie słyszymy od naszych klientów.
I rzeczywiście, problem jest dość powszechny. Wiele osób ma starą wkrętarkę akumulatorową (klucz, wiertarkę udarową, wyrzynarkę, podkaszarkę itp.), w której standardowe baterie nie działają i albo nie ma możliwości zakupu nowych, ponieważ mogą zostać wycofane, albo po prostu nie Nie chcę wydawać pieniędzy na przestarzałą technologię, ale chcę od razu wymienić akumulatory Ni-Mh na Li-Ion i dać często drogim i wysokiej jakości elektronarzędziom drugie życie.

Powodów takiego pragnienia jest naprawdę wiele:
- pierwszą i najważniejszą rzeczą jest to, że akumulatory Li-Ion mają znacznie większą gęstość elektryczną niż akumulatory Ni-Mh.
Mówiąc najprościej, przy tej samej masie akumulator litowo-jonowy będzie miał większą pojemność elektryczną niż akumulator Ni-Mh. Odpowiednio, instalując akumulatory Li-Ion w starej obudowie, uzyskujemy znacznie dłuższy czas pracy narzędzia.

Prąd ładowania akumulatorów litowo-jonowych dużej mocy, zwłaszcza nowych modeli, może osiągać wartości 1C - 2C (pojedyncza lub podwójna wartość pojemności).
Te. taki akumulator można naładować w ciągu 1 – 0,5 godziny, nie przekraczając parametrów zalecanych przez producenta i tym samym nie skracając żywotności akumulatora.

Ale jest wystarczająco dużo czynników zatrzymujących, aby wdrożyć taki pomysł:
- Ze względu na ograniczenia technologiczne, akumulatorów Li-Ion nie można ładować powyżej 4,25-4,35 V i rozładowywać poniżej 2,5-2,7 V (wskazanych w specyfikacji technicznej każdego konkretnego akumulatora). Przekroczenie tych wartości może spowodować uszkodzenie akumulatora i uniemożliwić jego działanie. Aby chronić akumulator Li-Ion, stosuje się specjalne regulatory ładowania i rozładowania, które utrzymują napięcie na ogniwie Li-Ion w dozwolonych granicach. Oznacza to, że oprócz samych akumulatorów potrzebny będzie również kontroler ładowania i rozładowania.
- Napięcie akumulatorów Li-ion jest zawsze wielokrotnością 3,7V (3,6V), natomiast dla akumulatorów Ni-Mh jest to wielokrotność 1,2V. Dzieje się tak ze względu na napięcie znamionowe (wartość napięcia, które utrzymuje się na akumulatorze Li-Ion przez wystarczająco długi czas w środku charakterystyki prądowo-napięciowej krzywej rozładowania) na pojedynczym ogniwie. Dla akumulatorów Li-ion napięcie to wynosi 3,7 V, dla akumulatorów Ni-Mh 1,2 V. Dlatego nigdy nie będziesz w stanie złożyć akumulatora 12 V z akumulatorów Li-Ion. Nominalnie może wynosić 11,1 V (3 w szeregu) lub 14,8 V (4 w szeregu). Co więcej, napięcie ogniwa Li-Ion zmienia się podczas pracy od pełnego naładowania - 4,25V do całkowicie rozładowanego -2,5V. Zatem napięcie akumulatora 3S (3 złącza szeregowe - 3 połączenia szeregowe) zmieni się podczas pracy z 12,6 V (4,2x3) na 7,5 V (2,5x3). Dla akumulatorów 4S - od 16,8 V do 10 V.
- Akumulator Li-Ion o rozmiarze 18650, a 99 procent wszystkich akumulatorów Li-Ion składa się z ogniw o rozmiarze 18650, ma inne wymiary całkowite niż ogniwa Ni-Mh. Ogniwo 18650 ma średnicę 18 mm i wysokość 65 mm. Ważne jest, aby „oszacować”, ile ogniw Li-Ion zmieści się w Twojej obudowie. Jednocześnie musisz zrozumieć, że do akumulatora 11,1 V potrzebna będzie liczba ogniw litowo-jonowych będąca wielokrotnością 3. Do akumulatora 14,8 V - cztery. W takim przypadku powinno pozostać miejsce na umieszczenie kontrolera ładowania-rozładowania i przewodów przełączających.
- Ładowarka do akumulatorów Li-Ion różni się od ładowarki do akumulatorów Ni-Mh. Gwoli ścisłości należy zaznaczyć, że ładowarki dostarczane z wieloma wkrętakami są ładowarkami uniwersalnymi i mogą ładować zarówno akumulatory NI-Cd, Ni-Mh, jak i Li-Ion. Upewnij się, że Twoja pamięć ma taką możliwość.
- Koszt akumulatorów litowo-jonowych. a ona w porównaniu do akumulatorów Ni-Mh może się znacznie różnić.

Jeśli to wszystko Cię nie odstrasza, to rozważ przykład procesu produkcji akumulatora Li-Ion w celu zastąpienia akumulatora Ni-Mh, który posiadamy z klucza udarowego DEWALT DC840.

Klucz udarowy wyposażony jest w dwa akumulatory Ni-Mh o napięciu 12V i pojemności 2,6Ah.

Na początek zdecydujemy o wyborze napięcia nominalnego dla naszego akumulatora Li-Ion.

Do wyboru jest akumulator litowo-jonowy 3S o zakresie napięć 12,6 V - 7,5 V oraz akumulator litowo-jonowy 4S o zakresie napięć 16,8 V - 10 V.
Skupimy się na drugiej opcji, ponieważ:
a) Napięcie na akumulatorze dość szybko spada od maksymalnego do nominalnego, tj. od 16,8 V do 14,8 V, a dla silnika elektrycznego, którym właściwie jest klucz, nadmiar 2,8 V nie jest krytyczny.
b) Minimalne napięcie akumulatora litowo-jonowego 3S będzie wynosić 7,5 V, co jest wartością bardzo niską dla normalnej pracy elektronarzędzia. A wydajność akumulatora 4S w tym przypadku będzie wyższa niż wydajność akumulatora Li-Ion 3S.
c) Instalując 4 ogniwa Li-ion, zwiększymy w ten sposób pojemność elektryczną naszego akumulatora.

Zatem rozwiązaliśmy punkt 1: tworzymy akumulator litowo-jonowy 4S (14,8 V).

Drugi. Decydujemy o wyborze ogniw Li-ion.

Aby to zrobić, musimy zidentyfikować czynniki ograniczające.
W przypadku produkcji akumulatorów Li-Ion do elektronarzędzi głównym ograniczeniem jest maksymalny prąd obciążenia. Obecnie istnieją akumulatory Li-Ion o dopuszczalnym znamionowym (długoterminowym) prądzie obciążenia 20-25A. Impulsy (krótkotrwałe, do 1-2 sekund) wartości prądu obciążenia mogą osiągnąć 30-35A. W takim przypadku nie uszkodzisz konstrukcji akumulatora.

W naszej obudowie ze starego akumulatora Ni-Mh zmieści się nawet 6 ogniw Li-Ion 18650. W związku z tym nie możemy złożyć akumulatora Li-Ion 4S2P (4 połączenia szeregowe i 2 równoległe), który będzie wymagał 8 ogniw, ale musi się zmieścić. na 4 komórki. Naturalnie w tym przypadku każde z ogniw musi „utrzymywać” jedną wartość maksymalnego prądu obciążenia w całym zakresie trybów pracy elektronarzędzia.

Wyznaczamy maksymalny prąd płynący w akumulatorze podczas pracy klucza udarowego.
Poniższy film pokazuje, że klucz udarowy podłączyliśmy do zasilacza laboratoryjnego (PS) o maksymalnym prądzie 30A. Ustawiamy regulator ogranicznika prądu maksymalnego na maksymalną możliwą wartość. Po ustawieniu napięcia IP w pobliżu napięcia nominalnego naszej przyszłej baterii zaczynamy płynnie pociągać za spust. Prąd pobierany przez klucz udarowy. wzrasta do 5A.

Teraz bardzo gwałtownie pociągamy za spust - w ten sposób praktycznie „zwieramy” obwód mocy. Prąd pulsuje do 20 - 30A. Być może poleciałby wyżej, ale moc IP nie pozwala mu tego zobaczyć. Musisz zrozumieć, że będzie to krótkotrwały prąd obciążenia w przypadku bardzo ostrego pociągnięcia za spust klucza udarowego. I każdy śrubokręt/cokolwiek z silnikiem elektrycznym będzie się zachowywał dokładnie w ten sposób. Dlatego zabawnie słucha się wypowiedzi kupujących, którzy mówią, że macie niedziałające kontrolery i kiepskie baterie, bo jak widać mój śrubokręt pobiera tylko 4A - zmierzyłem - i wziąłem akumulatory Samsung 22F o pojemności 2200 mAh ( najtańsze z maksymalnym prądem 3A) i sterownik 8A i u mnie nic nie działa... A niezabezpieczone akumulatory Li-Ion i sterowniki nie podlegają wymianie/zwrotowi. Tutaj myślę, że wszystko jest jasne... Nieznajomość prawa nie zwalnia z odpowiedzialności...
Zaciśnijmy teraz końcówkę klucza udarowego w imadle stałym i zobaczmy, do jakiej wartości wzrośnie pobór prądu w trybach pracy, gdy zostanie uruchomiona grzechotka w kluczu udarowym. Wartość prądu skacze do 10-12A.

Na tym etapie zdecydowaliśmy się na wartość prądu obciążenia. W naszym przypadku będzie to: na biegu jałowym 5A, przy ostrym starcie 30A, przy maksymalnym obciążeniu - 12A. Odpowiednio. wybieramy ogniwa Li-ion o znamionowym prądzie obciążenia 10-20A i prądzie impulsowym 25-30A.

Odpowiednie są dla nas modele akumulatorów litowo-jonowych (w magazynie w chwili pisania tego tekstu): 18650 2000 mAh LG INR18650HD2 3,7 V 25 A, 18650 2500 mAh LG ICR18650HE4 3,7 V 20 A, 18650 2600 mAh SONY US18650VTC5 3,6 V 3 0 A, 18650 3000 mAh LG INR18650HG2 3, 7 V 20 A.

Zdecydowaliśmy się na 18650 3000 mAh LG INR18650HG2 3,7 V 20 A, aby uzyskać maksymalną pojemność.

Wybór kontrolera (karta zabezpieczająca przed nadmiernym rozładowaniem i przeładowaniem).

Sterownik musi spełniać dwa parametry:

Znamionowe napięcie pracy (w naszym przypadku 14,8V)
znamionowy prąd roboczy.

W przypadku napięcia wszystko jest jasne: jeśli akumulator ma napięcie 14,8 V, to kontroler powinien mieć napięcie 14,8 V, jeśli akumulator ma 11,1 V, wówczas sterownik należy wybrać przy napięciu nominalnym 11,1 V.

Parametr „znamionowy prąd pracy” określa „przepustowość” karty zabezpieczającej. Te. Sterownik 4A jest przeznaczony na prąd 4A, a przy 8A będzie posiadał zabezpieczenie przed przeciążeniem. Kontroler z obciążeniem znamionowym 16A „przejdzie w zabezpieczenie” przy 30±10A. Wszystkie te parametry są wskazane w zakładce „Charakterystyka” dla każdego konkretnego modelu sterownika.

W tym przypadku dla jednego sterownika prąd graniczny może wynosić 30A, a dla innego 50A. Oba te kontrolery będą formalnie działać. Ale jesteśmy też ograniczeni gabarytowo, dlatego kontroler należy dobrać tak, aby zmieścił się w Twojej obudowie ze starej baterii.

Bazując na opisanych powyżej warunkach wybraliśmy płytkę zabezpieczającą do akumulatora 14,8V model HCX-D177 o znamionowym prądzie pracy 16A i maksymalnym progu prądu 30±10A.

Zdecydowaliśmy się więc na komponenty naszego akumulatora litowo-jonowego. Z ładowarką nie było żadnych problemów, gdyż jest ona przystosowana do pracy zarówno z akumulatorami Ni-Mh, jak i Li-Ion.

Dodatkowo, jeśli zainstalujemy kontroler ładowania-rozładowania, jesteśmy zabezpieczeni przed przeładowaniem naszego akumulatora.

Rozpocznijmy proces demontażu i montażu.

Stary akumulator otwieramy odkręcając 5 śrubek.

Wyciągamy starą baterię Ni-Mh

Można zauważyć, że płytka stykowa wchodząca w kontakt z grupą styków klucza udarowego jest przyspawana do płaszczyzny ujemnego styku jednego z ogniw Ni-Mh.

Miejsca spawów wycinamy za pomocą multinarzędzia DREMEL 4000 z zamontowanym kamieniem tnącym. W rezultacie pozostaje nam bezpośrednia grupa kontaktowa z akumulatora.

Lutujemy przewody o przekroju co najmniej 2mm2 dla zacisków zasilania i 0,2mm2 dla podłączenia termistora do styków i przyklejamy płytkę stykową do obudowy akumulatora za pomocą kleju termotopliwego.

Wybieramy 4 ogniwa LG INR18650HG2 3000mAh na podstawie rezystancji wewnętrznej za pomocą miernika rezystancji wewnętrznej baterii. Jego wartość powinna być taka sama dla wszystkich czterech akumulatorów w naszej baterii.

Ogniwa Li-Ion LG INR18650HG2 przyklejamy gorącym klejem w taki sposób, aby zapewnić jak najdogodniejsze umiejscowienie w etui.

Ogniwa zgrzewamy na zgrzewarce oporowej przy użyciu niklowej taśmy zgrzewającej o przekroju 2x10mm.

Zamontuj płytę zabezpieczającą.

Na tym etapie możemy już oszacować o ile zmniejszyliśmy wagę naszego akumulatora.

Waga starych akumulatorów Ni-Mh wynosiła 536 g. Waga nowego akumulatora Li-Ion wynosi 199 g. Zatem przyrost masy wynosi 337 gramów, co jest dość zauważalne podczas pracy. Jednocześnie nasza pojemność energetyczna wzrasta z 31,2 Wh (12 V * 2,6 Ah) w oryginalnym akumulatorze Ni-Mh do 44,4 Wh (14,8 V * 3 Ah)

Zainstaluj baterię w obudowie. Pustki wypełniamy miękkim materiałem opakowaniowym.

Bateria gotowa

Podłączamy go do naszego klucza udarowego.

Film pokazuje, że gwałtowne naciśnięcie spustu uruchamia zabezpieczenie prądowe na naszej płycie zabezpieczającej. Ale w rzeczywistych warunkach ten tryb najprawdopodobniej nie będzie używany. Jeśli nie będziesz specjalnie próbował wymusić działania zabezpieczenia, klucz udarowy zachowa się całkowicie przewidywalnie.
Zaciskamy końcówkę w szczękach imadła. Zgodnie z oczekiwaniami moc akumulatora jest więcej niż wystarczająca do uruchomienia grzechotki, co ogranicza siłę skrętną.

Akumulator litowo-jonowy naszego klucza udarowego rozładowujemy na obciążeniu elektronicznym. Prąd rozładowania jest ustawiony na 5A. Wykres rozładowania pokazano na poniższej ilustracji.

Akumulator wkładamy do standardowej ładowarki. Zmierzony prąd ładowania wyniósł 3A, co mieści się w dopuszczalnych wartościach prądu ładowania dla tych ogniw Li-ion (w przypadku LG INR18650HG2 maksymalny prąd ładowania wynosi 4A, co jest wskazane w zakładce Charakterystyka).

Pod względem czasowym praca polegająca na wymianie akumulatorów Ni-Mh na Li-Ion zajęła około 2 godzin (wraz ze sprawdzeniem wszystkich parametrów na sprzęcie - około 4 godzin). W zasadzie wszystko to można zrobić samodzielnie, ale zgrzewania oporowego i doboru akumulatorów nie można wykonać bez specjalnego sprzętu.

Koszt wymiany akumulatora Ni-Mh na Li-Ion.

Zobaczmy, co otrzymamy pod względem kosztów:
- koszt 4 akumulatorów litowo-jonowych 18650 3000 mAh LG INR18650HG2 3,7 V 20 A w chwili pisania tego tekstu wynosi 4 x 550 rubli = 2200 rubli
- koszt kontrolera ładowania i rozładowania z balanserem HCX-D177 wynosi 1240 rubli
- koszt prac spawalniczych i montażowych wynosi 800 rubli

W sumie okazuje się, że domowy akumulator litowo-jonowy 14,8 V 3 Ah kosztuje 4240 rubli

Znajdźmy podobny, fabryczny akumulator Li-Ion do jakiegoś innego śrubokręta. Bateria Makita 194065-3 ma absolutnie identyczne parametry.

W chwili pisania tego tekstu taka bateria kosztowała od 5500 rubli do 6500 rubli.

Okazuje się, że bezpośrednie oszczędności wynoszą od 1300 do 2300 rubli. Jednocześnie nie możemy zapominać, że wyprodukowanego przez nas akumulatora w zasadzie nie da się kupić!

Firma Reserve Power prowadzi prace związane z konwersją akumulatorów Ni-Mh z wkrętarek na Li-Ion. Koszt możesz obliczyć samodzielnie w taki sam sposób jak my powyżej, czyli całkowity koszt akumulatorów, sterownika i koszt pracy.

Gwarancja na wykonane usługi wynosi 6 miesięcy. Gwarancja udzielana jest wyłącznie w przypadku, gdy prace zostały wykonane przy użyciu naszych komponentów

PS. Specjalne podziękowania za udostępnienie eksperymentalnego klucza udarowego i wsparcie moralne :) dla firmy

Już dawno nie było recenzji dotyczącej zamiany śrubokręta na lit :)
Recenzja dotyczy głównie płytki BMS, ale będą w niej linki do kilku innych drobnostek związanych z przeróbką mojego starego śrubokręta na baterie litowe 18650.
Krótko mówiąc, możesz wziąć tę deskę; po niewielkim wykończeniu działa całkiem dobrze w śrubokręcie.
PS: dużo tekstu, zdjęcia bez spoilerów.

P.S. Recenzja to prawie rocznica istnienia serwisu - 58000, zgodnie z paskiem adresu przeglądarki;)

Po co to wszystko

Od kilku lat używam bezimiennego, dwubiegowego wkrętaka 14,4 V, kupionego tanio w sklepie budowlanym. A dokładniej, nie tylko zupełnie bezimienny - nosi markę tego sklepu budowlanego, ale też nie jakiegoś znanego. Zaskakująco trwały, jeszcze się nie zepsuł i robi wszystko, o co go proszę - wierci, dokręca i odkręca śruby, a także pracuje jak nawijarka :)


Ale jego rodzime akumulatory NiMH nie chciały pracować tak długo. Jeden z dwóch kompletnych zdechł ostatecznie rok temu po 3 latach pracy, drugi niedawno już nie żył, ale istniał - pełne naładowanie wystarczało na 15-20 minut pracy wkrętarki z przerwami.
Na początku chciałem to zrobić niewielkim wysiłkiem i po prostu wymienić stare puszki na takie same nowe. Kupiłem je od tego sprzedawcy -
Działały świetnie (choć trochę gorzej od oryginalnych odpowiedników) przez dwa, trzy miesiące, po czym szybko i całkowicie zgasły – po pełnym naładowaniu nie wystarczyły nawet na dokręcenie kilkunastu śrubek. Nie polecam brać od niego baterii - choć pojemność początkowo odpowiadała obiecanym, to nie wytrzymały długo.
I zdałem sobie sprawę, że nadal będę musiał się męczyć.

No cóż, teraz o najważniejszym :)

Wybierając Ali z oferowanych płyt BMS, zdecydowałem się na testowaną, kierując się wymiarami i parametrami:

• Model: 548604
• Odcięcie przeładowania przy napięciu: 4,28 + 0,05 V (na ogniwo)
• Odzyskiwanie po wyłączeniu z powodu przeładowania przy napięciu: 4,095-4,195 V (na ogniwo)
• Odcięcie napięcia przy nadmiernym rozładowaniu: 2,55 ± 0,08 (na ogniwo)
• Opóźnienie wyłączenia z powodu przeładowania: 0,1 s
• Zakres temperatur: -30-80
• Opóźnienie wyłączenia zwarciowego: 100 ms
• Opóźnienie wyłączenia nadprądowego: 500 ms
• Prąd równoważący ogniwa: 60mA
• Prąd roboczy: 30A
• Maksymalny prąd (wyłączenie zabezpieczające): 60A
• Działanie zabezpieczenia zwarciowego: samonaprawa po odłączeniu obciążenia
• Wymiary: 45x56mm
• Główne funkcje: ochrona przed przeładowaniem, ochrona przed nadmiernym rozładowaniem, ochrona przed zwarciem, ochrona nadprądowa, równoważenie.

Wszystko wydaje się być idealne zgodnie z tym, co zaplanowaliśmy, pomyślałem naiwnie :) Nie, żeby przeczytać recenzje innych BMS-ów i co najważniejsze, komentarze na ich temat... Ale my wolimy własne grabie i dopiero po wejściu na nie znaleźliśmy się, że autorstwo tej grabi krąży już od dawna i jest wielokrotnie opisywane w internecie :)

Wszystkie elementy płyty są umieszczone po jednej stronie:

Druga strona jest pusta i pokryta białą maską:

Część odpowiedzialna za balansowanie podczas ładowania:

Ta część odpowiada za ochronę ogniw przed przeładowaniem/nadmiernym rozładowaniem, a także odpowiada za ogólną ochronę przed zwarciem:

Mosfety:

Jest starannie zmontowany, nie ma wyraźnych plam topnika, wygląd jest całkiem przyzwoity. W zestawie znajdowała się końcówka ze złączem, którą od razu wpinano do płytki. Długość przewodów w tym złączu to około 20-25 cm Niestety nie zrobiłem tego od razu zdjęcia.

Co jeszcze zamówiłem specjalnie do tej przeróbki:
Baterie -
Paski niklowe do lutowania akumulatorów: (tak, wiem, że można lutować drutami, ale paski zajmą mniej miejsca i będą bardziej estetyczne :)) A początkowo chciałem nawet zamontować spawanie kontaktowe (nie tylko do tej przeróbki oczywiście), dlatego zamówiłem listwy, ale lenistwo zwyciężyło i musiałem je przylutować.

Wybrawszy dzień wolny (a właściwie odesławszy wszystkie inne sprawy w rażący sposób), zabrałem się za jego przeróbkę. Na początek zdemontowałem akumulator z wyczerpanymi chińskimi akumulatorami, wyrzuciłem akumulatory i dokładnie zmierzyłem przestrzeń w środku. Następnie usiadłem, aby narysować uchwyt baterii i płytkę drukowaną w edytorze 3D. Musiałem też narysować planszę (bez szczegółów), aby przymierzyć wszystko zmontowane. Wyszło coś takiego:


Zgodnie z ideą deskę mocuje się od góry, jedną stroną w rowki, drugą dociska się nakładką, sama deska leży pośrodku na wystającej płaszczyźnie, aby przy wciśnięciu nie wyginała się. Sam uchwyt jest wykonany w takim rozmiarze, aby ściśle przylegał do wnętrza obudowy akumulatora i nie zwisał tam.
Na początku myślałem o zrobieniu styków sprężynowych do akumulatorów, ale porzuciłem ten pomysł. Nie jest to najlepsza opcja przy dużych prądach, dlatego w uchwycie zostawiłem wycięcia na paski niklowe, którymi będą lutowane akumulatory. Zostawiłem też pionowe wycięcia na przewody, które powinny wystawać z połączeń międzypuszkowych poza pokrywę.
Ustawiłem do druku na drukarce 3D z ABS i po kilku godzinach wszystko było gotowe :)


Przykręcając wszystko postanowiłem nie ufać śrubom i wtopiłem w korpus te nakrętki wtykowe M2,5:


Mam to tutaj -
Świetny przedmiot do tego typu zastosowań! Łączy się go powoli lutownicą. Aby zapobiec zapychaniu się plastiku podczas wtapiania w ślepe otwory, wkręciłem w tę nakrętkę śrubę o odpowiedniej długości i podgrzałem jej łeb grotem lutownicy z dużą kroplą cyny dla lepszego przewodzenia ciepła. Otwory w plastiku dla tych nakrętek pozostają nieco mniejsze (0,1-0,2 mm) niż średnica zewnętrznej gładkiej (środkowej) części nakrętki. Trzymają bardzo mocno, możesz wkręcać i odkręcać śruby ile chcesz i nie bój się siły dokręcania.

Aby mieć możliwość monitorowania ogniwo po ogniwie i w razie potrzeby ładowania z zewnętrznym balansowaniem, w tylnej ściance akumulatora będzie wystawać 5-pinowe złącze, do którego szybko zarzuciłem szalik i zrobiłem to na maszynie:




Uchwyt posiada platformę na tę chustę.

Jak już pisałem, akumulatory przylutowałem paskami niklowymi. Niestety, metoda ta nie jest pozbawiona wad, a jedna z baterii była tak oburzona tym zabiegiem, że pozostawiła na stykach tylko 0,2 wolta. Musiałem go wylutować i przylutować inny, na szczęście wziąłem je z rezerwą. W przeciwnym razie nie było żadnych trudności. Za pomocą kwasu cynujemy styki akumulatora i paski niklu przycinamy na wymaganą długość, następnie dokładnie przecieramy całą puszkę i okolice watą z alkoholem (ale można też użyć wody) i lutujemy. Lutownica musi być mocna i albo bardzo szybko reagować na ochłodzenie grotu, albo po prostu mieć masywną grot, która nie ostygnie natychmiast po zetknięciu z masywnym kawałkiem żelazka.
Bardzo ważne: podczas lutowania i wszelkich późniejszych operacji z wlutowanym akumulatorem należy zachować szczególną ostrożność, aby nie spowodować zwarcia styków akumulatora! Ponadto, jak wskazano w komentarzach ybxtuj, bardzo wskazane jest lutowanie ich rozładowanych i całkowicie się z nim zgadzam, w ten sposób konsekwencje będą łatwiejsze, jeśli coś się zepsuje. Zwarcie takiego akumulatora, nawet rozładowanego, może spowodować duże kłopoty.
Przylutowałem przewody do trzech połączeń pośrednich pomiędzy akumulatorami - pójdą one do złącza płytki BMS do monitorowania banków oraz do złącza zewnętrznego. Patrząc w przyszłość chcę powiedzieć, że trochę popracowałem z tymi przewodami - nie można ich doprowadzić do złącza płytki, ale przylutować do odpowiednich pinów B1, B2 i B3. Te piny na samej płycie są połączone z pinami złącza.

Nawiasem mówiąc, wszędzie zastosowałem przewody w izolacji silikonowej - w ogóle nie reagują na ciepło i są bardzo elastyczne. Kupiłem kilka sekcji na Ebay, ale nie pamiętam dokładnego linku... Bardzo mi się podobają, ale jest minus - izolacja silikonowa nie jest zbyt mocna mechanicznie i łatwo ulega uszkodzeniu ostrymi przedmiotami.

Próbowałem na bateriach i płytce w uchwycie - wszystko jest doskonałe:

Przymierzyłem chusteczkę ze złączem, za pomocą Dremel wyciąłem otwór w pojemniku na akumulator na złącze... i pomyliłem wysokość i wziąłem rozmiar ze złej płaszczyzny. Rezultatem była przyzwoita luka, taka jak ta:

Teraz pozostaje tylko zlutować wszystko razem.
Do szalika przylutowałam dołączoną końcówkę, przycinając ją na wymaganą długość:


Tam też przylutowałem przewody od połączeń międzykanałowych. Choć jak już pisałem udało się je wlutować do odpowiednich styków płytki BMS to jest też niedogodność - żeby wyjąć akumulatory trzeba będzie wylutować nie tylko plus i minus z BMS-a, ale także jeszcze trzy przewody, ale teraz możesz po prostu wyciągnąć złącze.
Musiałem trochę pokombinować ze stykami akumulatora: w oryginalnej wersji plastikowa część (przytrzymująca styki) wewnątrz nóżki akumulatora jest dociskana przez jeden akumulator stojący bezpośrednio pod nią, ale teraz musiałem pomyśleć, jak naprawić tę część , żeby nie było ciasno. Oto szczegóły:


Na koniec wziąłem kawałek silikonu (który pozostał po wylaniu jakiejś formy), odciąłem z niego mniej więcej odpowiedni kawałek i włożyłem go w nogę, dociskając tę ​​część. Jednocześnie ten sam kawałek silikonu dociska uchwyt do deski, nic nie będzie zwisać.
Na wszelki wypadek położyłem na stykach taśmę izolacyjną Kapton, a przewody spryskałem kilkoma kroplami gorącego kleju, aby podczas montażu nie dostały się pomiędzy połówki obudowy.

Ładowanie i równoważenie

Oryginalną ładowarkę zostawiłem ze śrubokręta, na biegu jałowym produkuje po prostu około 17 woltów. Co prawda ładowanie jest głupie i nie ma w nim stabilizacji prądu ani napięcia, jest tylko timer, który wyłącza go po około godzinie od rozpoczęcia ładowania. Wyjściowy prąd wynosi około 1,7A, co choć trochę za dużo, jest akceptowalne dla tych akumulatorów. Ale to dopóki nie dokończę tego do normy, ze stabilizacją prądu i napięcia. Ponieważ teraz płytka odmawia zrównoważenia jednego z ogniw, które początkowo miało ładunek o 0,2 V większy. BMS wyłącza ładowanie, gdy napięcie na tym ogniwie osiągnie odpowiednio 4,3 wolta, na pozostałych pozostaje w granicach 4,1 wolta.
Czytałem gdzieś stwierdzenie, że ten BMS normalnie równoważy się tylko przy ładowaniu CV/CC, gdy prąd stopniowo maleje pod koniec ładowania. Być może to prawda, więc aktualizacje ładowania czekają na mnie przed nami :)
Nie próbowałem go całkowicie rozładować, ale jestem pewien, że zabezpieczenie przed rozładowaniem zadziała. Na YouTubie są filmy z testami tej płyty, wszystko działa zgodnie z oczekiwaniami.

A teraz o grabiach

Wszystkie banki są naładowane do 3,6 wolta, wszystko jest gotowe do uruchomienia. Wkładam baterię do śrubokrętu, pociągam za spust i... jestem pewien, że niejedna osoba zaznajomiona z tą grabicą pomyślała teraz: „I do cholery odpalił ten śrubokręt” :) Zgadza się, śrubokręt lekko drgnął i tyle To. Puszczam spust, naciskam ponownie - to samo. Naciskam go płynnie - odpala i przyspiesza, ale jeśli uruchomisz go trochę szybciej - kończy się niepowodzeniem.
„No cóż…” – pomyślałem. Chińczycy zapewne w specyfikacji wskazali chińskie wzmacniacze. No cóż, mam doskonały gruby drut nichromowy, teraz przylutuję jego kawałek na rezystorach bocznikowych (są dwa 0,004 oma równolegle) i jeśli nie szczęście, to przynajmniej pewna poprawa sytuacja. Nie było poprawy. Nawet gdy całkowicie wyeliminowałem bocznik z pracy, po prostu przylutowałem po nim minus akumulatora. To nie jest tak, że nie było żadnej poprawy, ale że nie było żadnych zmian.
A potem wszedłem do Internetu i odkryłem, że te grabie nie są objęte prawami autorskimi – inni już dawno je deptali. Ale jakoś nie było widać rozwiązania, z wyjątkiem kardynalnego - kup tablicę odpowiednią specjalnie dla śrubokrętów.

Postanowiłem spróbować dotrzeć do źródła problemu.

Odrzuciłem założenie, że zabezpieczenie przeciążeniowe zadziałało podczas prądów rozruchowych, ponieważ nawet bez bocznika nic się nie zmieniło.
Ale nadal patrzyłem oscyloskopem na domowy bocznik 0,077 oma między akumulatorami a płytką - tak, PWM jest widoczne, ostre szczyty zużycia o częstotliwości około 4 kHz, 10-15 ms po rozpoczęciu pików, które płyta obcina odłączony od obciążenia. Ale te piki pokazywały mniej niż 15 amperów (w oparciu o rezystancję bocznika), więc na pewno nie jest to kwestia przeciążenia prądowego (jak się później okazało, nie było to do końca prawdą). A rezystancja ceramiczna 1 om nie spowodowała wyłączenia, ale prąd również wynosił 15 amperów.
Była też możliwość krótkotrwałego zaciągnięcia na bankach w trakcie uruchamiania, co uruchomiło zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem, więc pojechałem zobaczyć, co się dzieje na bankach. Cóż, tak, dzieje się tam horror - szczytowy spadek wynosi do 2,3 V na wszystkich bankach, ale jest bardzo krótki - mniej niż milisekunda, podczas gdy płyta obiecuje poczekać sto milisekund, zanim włączy zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem. „Chińczycy wskazali chińskie milisekundy” – pomyślałem i poszedłem przyjrzeć się obwodowi kontroli napięcia puszek. Okazało się, że zawiera filtry RC, które wygładzają nagłe zmiany (R=100 Ohm, C=3,3 uF). Po tych filtrach, już na wejściu mikroukładów sterujących bankami, spadek był mniejszy - tylko do 2,8 wolta. Nawiasem mówiąc, oto arkusz danych chipów sterujących can na tej płycie DW01B -
Według danych technicznych czas reakcji na nadmierne rozładowanie jest również znaczny – od 40 do 100 ms, co nie mieści się w obrazie. Ale ok, nie ma co więcej zakładać, więc zmienię rezystancję w filtrach RC ze 100 omów na 1 kOhm. To radykalnie poprawiło obraz na wejściu mikroukładów; nie było już pobrań mniejszych niż 3,2 wolta. Ale to wcale nie zmieniło zachowania śrubokręta – nieco ostrzejszy początek – a potem się zamknął.
„Zastosujmy prosty, logiczny ruch”©. Tylko te mikroukłady DW01B, które kontrolują wszystkie parametry rozładowania, mogą odciąć obciążenie. I za pomocą oscyloskopu przyjrzałem się wyjściom sterującym wszystkich czterech mikroukładów. Wszystkie cztery mikroukłady nie podejmują żadnych prób odłączenia obciążenia po uruchomieniu śrubokręta. A napięcie sterujące znika z bramek mosfetów. Albo mistycyzm, albo Chińczycy schrzanili coś w prostym obwodzie, który powinien znajdować się pomiędzy mikroukładami a mosfetami.
Zacząłem inżynierię wsteczną tej części płytki. Przeklinając i biegając od mikroskopu do komputera.

Oto co otrzymaliśmy:


W zielonym prostokącie znajdują się same baterie. Na niebiesko - klucze z wyjść układów zabezpieczających, też nic ciekawego, w normalnej sytuacji ich wyjścia do R2, R10 po prostu „wiszą w powietrzu”. Najciekawsza część jest na placu czerwonym, czyli tam, jak się okazało, pies szperał. Dla uproszczenia narysowałem mosfety jeden po drugim, lewy odpowiada za rozładowanie do obciążenia, prawy za ładunek.
O ile rozumiem, przyczyną wyłączenia jest rezystor R6. Dzięki niemu organizowana jest „żelazna” ochrona przed przeciążeniem prądowym ze względu na spadek napięcia na samym mosfecie. Co więcej, to zabezpieczenie działa jak wyzwalacz - gdy tylko napięcie u podstawy VT1 zacznie rosnąć, zaczyna zmniejszać napięcie na bramce VT4, od czego zaczyna zmniejszać przewodność, wzrasta spadek napięcia na nim, co prowadzi do jeszcze większego wzrostu napięcia u podstawy VT1 i procesu lawinowego prowadzącego do całkowitego otwarcia VT1 i odpowiednio zamknięcia VT4. Dlaczego tak się dzieje przy uruchamianiu śrubokręta, gdy szczyty prądu nie osiągają nawet 15A, podczas gdy działa stałe obciążenie 15A - nie wiem. Być może rolę odgrywa tutaj pojemność elementów obwodu lub indukcyjność obciążenia.
Aby to sprawdzić, najpierw zasymulowałem tę część obwodu:


A oto co otrzymałam z wyników jej pracy:


Oś X to czas w milisekundach, oś Y to napięcie w woltach.
Na dolnym wykresie - obciążenie jest włączone (nie trzeba patrzeć na liczby na Y, są one dowolne, po prostu w górę - obciążenie jest włączone, w dół - wyłączone). Obciążeniem jest rezystancja 1 oma.
Na górnym wykresie czerwony to prąd obciążenia, niebieski to napięcie na bramce mosfet. Jak widać, napięcie bramki (niebieskie) maleje z każdym impulsem prądu obciążenia i ostatecznie spada do zera, co oznacza, że ​​obciążenie jest wyłączone. I nie jest przywracany nawet wtedy, gdy ładunek przestaje próbować coś zużywać (po 2 milisekundach). I choć zastosowano tu inne mosfety o innych parametrach, obraz jest taki sam jak na płytce BMS – próba uruchomienia i wyłączenia w ciągu milisekund.
Cóż, przyjmijmy to jako hipotezę roboczą i uzbrojeni w nową wiedzę spróbujmy przeżuć ten kawałek chińskiej nauki :)
Istnieją dwie opcje tutaj:
1. Umieść mały kondensator równolegle z rezystorem R1, czyli:


Kondensator ma pojemność 0,1 uF, według symulacji można nawet mniej, do 1 nf.
Wynik symulacji w tej wersji:


2. Całkowicie usuń rezystor R6:


Wynik symulacji tej opcji:

Wypróbowałem obie opcje - obie działają. W drugiej opcji śrubokręt w żadnym wypadku się nie wyłącza - start, obrót jest zablokowany - kręci (lub próbuje z całych sił). Ale jakoś życie z wyłączoną ochroną nie jest całkowicie spokojne, chociaż nadal istnieje ochrona przed zwarciami w mikroukładach.
Dzięki pierwszej opcji wkrętak zaczyna pewnie przy każdym nacisku. Udało mi się wyłączyć urządzenie tylko wtedy, gdy uruchomiłem go na drugiej prędkości (zwiększonej do wiercenia) z zablokowanym uchwytem. Ale nawet wtedy szarpie dość mocno przed wyłączeniem. Przy pierwszej prędkości nie mogłem go wyłączyć. Tę opcję pozostawiłem dla siebie; jestem z niej całkowicie zadowolony.

Na płytce są nawet puste miejsca na podzespoły, a jedno z nich wydaje się być specjalnie zaprojektowane dla tego kondensatora. Został zaprojektowany na rozmiar SMD 0603, więc wlutowałem tutaj 0,1 uF (zakreśliłem na czerwono):

WYNIK

Deska w pełni spełniła oczekiwania, choć była niespodzianka :)
Nie widzę sensu opisywania wad i zalet, wszystko tkwi w parametrach, wskażę tylko jedną zaletę: zupełnie drobna modyfikacja zamienia tę płytkę w w pełni funkcjonalną ze śrubokrętami :)

PS: kurczę, przebudowa śrubokręta zajęła mi mniej czasu niż napisanie tej recenzji :)
ZZY: może moi towarzysze, którzy są bardziej doświadczeni w obwodach mocy i obwodów analogowych, mnie w czymś poprawią, sam jestem cyfrowo-analogowym człowiekiem aż do zera :)

Planuję kupić +284 Dodaj do ulubionych Recenzja przypadła mi do gustu +359 +726

Branża produkuje śrubokręty od dawna i wiele osób ma starsze modele z akumulatorami niklowo-kadmowymi i niklowo-wodorkowymi. Zamiana śrubokręta na lit poprawi parametry użytkowe urządzenia bez konieczności zakupu nowego narzędzia. Obecnie wiele firm oferuje usługi konwersji akumulatorów do śrubokrętów, ale możesz to zrobić samodzielnie.

Zalety akumulatorów litowo-jonowych

Akumulatory niklowo-kadmowe mają niską cenę, wytrzymują wiele cykli ładowania i nie boją się niskich temperatur. Jednak pojemność akumulatora zmniejszy się, jeśli zostanie naładowany przed całkowitym rozładowaniem (efekt pamięci).

Baterie litowo-jonowe mają następujące zalety:

• duża pojemność, która zapewni dłuższy czas pracy wkrętarki;
• mniejszy rozmiar i waga;
• Dobrze utrzymuje ładunek, gdy nie jest używany.

Ale bateria litowa do śrubokręta nie wytrzymuje dobrze pełnego rozładowania, dlatego narzędzia fabryczne na takich bateriach są wyposażone w dodatkowe płytki drukowane, które chronią akumulator przed przegrzaniem, zwarciem i przeładowaniem, aby uniknąć eksplozji lub całkowitego rozładowania. Gdy mikroukład jest zainstalowany bezpośrednio w akumulatorze, obwód otwiera się, jeśli nieużywany akumulator znajduje się oddzielnie od narzędzia.

Trudności w przeróbce

Akumulatory litowo-jonowe mają obiektywne wady, takie jak słaba wydajność w niskich temperaturach. Ponadto przy konwersji śrubokręta na baterie litowe 18650 możesz napotkać szereg trudności:

1. Norma 18650 oznacza, że ​​średnica jednego ogniwa akumulatora wynosi 18 mm przy długości 65 mm. Wymiary te nie pokrywają się z wymiarami elementów niklowo-kadmowych lub niklowo-metalowo-wodorkowych zamontowanych wcześniej we wkrętarce. Wymiana baterii będzie wymagała umieszczenia ich w standardowej obudowie baterii, a także zainstalowania mikroukładu ochronnego i przewodów połączeniowych;
2. Napięcie wyjściowe ogniw litowych wynosi 3,6 V, a ogniw niklowo-kadmowych 1,2 V. Załóżmy, że napięcie nominalne starego akumulatora wynosi 12 V. Takiego napięcia nie da się uzyskać łącząc ogniwa Li-Ion szeregowo. Zmienia się także zakres wahań napięcia podczas cykli ładowania i rozładowania akumulatora jonowego. W związku z tym przerobione baterie mogą nie być kompatybilne z wkrętarką;
3. Baterie jonowe różnią się specyfiką działania. Nie wytrzymują napięć przeładowania większych niż 4,2 V i napięć rozładowania mniejszych niż 2,7 V, dopóki nie ulegną awarii. Dlatego przy regeneracji akumulatora należy w śrubokręcie zamontować płytkę zabezpieczającą;
4. Istniejąca ładowarka może nie nadawać się do wkrętarki z akumulatorem litowo-jonowym. Będziesz także musiał go przerobić lub kupić inny.

Ważny! Jeśli wiertarka lub śrubokręt są tanie i niezbyt wysokiej jakości, lepiej ich nie przebudowywać. Może to kosztować więcej niż koszt samego narzędzia.

Wybór baterii

Wkrętaki często korzystają z akumulatorów 12 V. Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze akumulatora Li-Ion do wkrętarki:

1. W takich przyrządach stosowane są elementy o wysokich wartościach prądu rozładowania;
2. W wielu przypadkach pojemność elementu jest odwrotnie proporcjonalna do prądu rozładowania, więc nie można go wybrać na podstawie samej pojemności. Głównym wskaźnikiem jest prąd. Wartość prądu roboczego wkrętaka można znaleźć w paszporcie narzędzia. Zwykle wynosi od 15 do 30-40 A;
3. Przy wymianie baterii wkrętarki na Li-Ion 18650 nie zaleca się stosowania ogniw o różnej pojemności;
4. Czasami pojawiają się wskazówki, jak używać baterii litowej ze starego laptopa. Jest to absolutnie niedopuszczalne. Są zaprojektowane na znacznie niższy prąd rozładowania i mają nieodpowiednie właściwości techniczne;
5. Liczbę elementów oblicza się na podstawie przybliżonego stosunku - 1 Li-Ion do 3 Ni-Cd. W przypadku akumulatora 12 V należy wymienić 10 starych puszek na 3 nowe. Poziom napięcia zostanie nieznacznie obniżony, ale jeśli zostaną zamontowane 4 elementy, zwiększone napięcie skróci żywotność silnika.

Ważny! Przed montażem należy w pełni naładować wszystkie elementy w celu wyrównania.

Demontaż obudowy akumulatora

Obudowa jest często montowana za pomocą wkrętów samogwintujących, inne opcje są montowane za pomocą zatrzasków lub kleju. Klejony blok jest najtrudniejszy do demontażu; należy użyć specjalnego młotka z plastikową główką, aby nie uszkodzić części ciała. Wszystko ze środka zostało usunięte. Do podłączenia do narzędzia lub ładowarki można ponownie wykorzystać wyłącznie płytki stykowe lub cały zespół zacisków.

Łączenie ogniw akumulatora

MieszaninaLi– Jonbaterie do śrubokrętawykonywane na kilka sposobów:

1. Zastosowanie specjalnych kaset. Metoda jest szybka, ale styki mają dużą rezystancję przejściową i mogą zostać szybko zniszczone przez stosunkowo duże prądy;
2. Lutowanie. Metoda odpowiednia dla tych, którzy umieją lutować, ponieważ trzeba mieć pewne umiejętności. Lutowanie należy wykonać szybko, ponieważ lut szybko się stygnie, a długotrwałe nagrzewanie może uszkodzić akumulator;
3. Zgrzewanie punktowe. Jest preferowaną metodą. Nie każdy ma spawarkę, takie usługi mogą świadczyć specjaliści.

Ważny! Elementy należy połączyć szeregowo, następnie dodać napięcie akumulatora, ale pojemność się nie zmieni.

W drugim etapie przewody są przylutowane do styków zmontowanego akumulatora i do płytki ochronnej zgodnie ze schematem połączeń. Przewody o przekroju 1,5 mm² są przylutowane do styków samego akumulatora dla obwodów mocy. W przypadku innych obwodów można zastosować cieńsze druty - 0,75 mm²;

Następnie na akumulator nakłada się kawałek rurki termokurczliwej, ale nie jest to konieczne. Można także nałożyć koszulkę termokurczliwą na mikroukład ochronny, aby odizolować go od kontaktu z akumulatorami, w przeciwnym razie ostre występy lutownicze mogą uszkodzić obudowę elementu i spowodować zwarcie.

Dalsza wymiana baterii składa się z następujących kroków:

1. Zdemontowane części ciała są dobrze oczyszczone;
2. Ponieważ wymiary nowych ogniw akumulatorowych będą mniejsze, należy je bezpiecznie zamocować: przykleić do wewnętrznej ściany obudowy za pomocą kleju Moment lub szczeliwa;
3. Przewody dodatni i ujemny są przylutowane do starej listwy zaciskowej, są umieszczane w oryginalnym miejscu w obudowie i mocowane. Płyta ochronna jest ułożona, części akumulatora są połączone. Jeśli były wcześniej sklejone, ponownie stosuje się „Moment”.

Bez płytki zabezpieczającej BMS akumulator litowo-jonowy wkrętarki nie będzie mógł prawidłowo działać. Sprzedawane egzemplarze różnią się parametrami. Oznaczenie BMS 3S zakłada np., że tablica jest zaprojektowana na 3 elementy.

Na co należy zwrócić uwagę, aby wybrać odpowiedni mikroukład:

1. Obecność równoważenia zapewniająca równomierne ładowanie elementów. Jeżeli występuje, w opisie danych technicznych należy podać wartość prądu bilansującego;
2. Maksymalna wartość prądu roboczego, którą można wytrzymać przez długi czas. Średnio trzeba skupić się na 20-30 A. Ale to zależy od mocy śrubokręta. Małej mocy potrzeba 20 A, dużej mocy – od 30 A;
3. Napięcie, przy którym akumulatory są wyłączane w przypadku przeładowania (około 4,3 V);
4. Napięcie, przy którym śrubokręt się wyłącza. Wartość tę należy dobrać w oparciu o parametry techniczne ogniwa akumulatorowego (minimalne napięcie – ok. 2,6 V);
5. Prąd zabezpieczenia przed przeciążeniem;
6. Rezystancja elementów tranzystorowych (wybierz wartość minimalną).

Ważny! Wielkość prądu wyzwalającego podczas przeciążenia nie jest bardzo istotna. Wartość ta jest dostosowana do roboczego prądu obciążenia. W przypadku krótkotrwałych przeciążeń, nawet jeśli narzędzie się wyłączyło, należy zwolnić przycisk start i można kontynuować pracę.

O tym, czy sterownik posiada funkcję autostartu, decyduje obecność w danych technicznych wpisu „Automatyczne odzyskiwanie”. Jeżeli nie ma takiej funkcji, to aby ponownie uruchomić wkrętarkę po zadziałaniu zabezpieczenia, należy wyjąć akumulator i podłączyć go do ładowarki.

Ładowarka

Akumulatora litowo-jonowego wkrętarki nie można ładować poprzez podłączenie go do konwencjonalnego źródła zasilania. Służy do tego ładowarka. Zasilacz po prostu wytwarza stabilne napięcie ładowania w określonych granicach. A w ładowarce parametrem decydującym jest prąd ładowania, który wpływa na poziom napięcia. Jego znaczenie jest ograniczone. Obwód ładowarki zawiera węzły odpowiedzialne za zatrzymanie procesu ładowania i inne funkcje zabezpieczające, na przykład wyłączenie w przypadku nieprawidłowej polaryzacji.

Najprostsza ładowarka to zasilacz z rezystorem zawartym w obwodzie w celu zmniejszenia prądu ładowania. Czasami podłączają także timer, który uruchamia się po upływie ustawionego czasu. Wszystkie te opcje nie sprzyjają długiemu czasowi pracy na baterii.

Metody ładowaniaLI Jonbaterie do wkrętarki:

1. Korzystanie z fabrycznej ładowarki. Często nadaje się również do ładowania nowego akumulatora;
2. Przeróbka obwodu ładowarki wraz z instalacją dodatkowych elementów obwodu;
3. Zakup gotowej pamięci. Dobrą opcją jest IMax.

Załóżmy, że istnieje stara ładowarka Makita DC9710 do ładowania akumulatora Ni-Cd 12 V, która posiada sygnalizację w postaci zielonej diody LED sygnalizującej zakończenie procesu. Obecność tablicy BMS umożliwi zatrzymanie ładowania po osiągnięciu określonych limitów napięcia na element. Zielona dioda LED nie zaświeci się, ale czerwona po prostu zgaśnie. Ładowanie zostało zakończone.

Ładowarka Makita DC1414 T jest przeznaczona do ładowania szerokiej gamy akumulatorów 7,2–14,4 V. W niej, gdy po zakończeniu ładowania zostanie uruchomione wyłączenie ochronne, wskazanie nie będzie działać poprawnie. Migają czerwone i zielone światła, co sygnalizuje również zakończenie ładowania.

Koszt wymiany akumulatorów wkrętarki na litowo-jonowe zależy od mocy narzędzia, konieczności zakupu ładowarki itp. Jeśli jednak wiertarko-wkrętarka jest w dobrym stanie, a ładowarka nie wymaga większych przeróbek ani wymiany, to za kilka tysięcy rubli można kupić ulepszone elektronarzędzie o zwiększonej żywotności baterii.

Wideo

Wielu rzemieślników ma w swojej ofercie wkrętarkę akumulatorową. Z biegiem czasu bateria ulega degradacji i trzyma coraz mniej ładunku. Zużycie baterii ma ogromny wpływ na żywotność baterii. Ciągłe ładowanie nie pomaga. W takiej sytuacji pomaga „przepakowanie” akumulatora tymi samymi elementami. Najczęściej stosowanymi elementami w bateriach wkrętakowych są elementy typu „SC”. Ale najcenniejszą rzeczą, jaką ma mistrz, jest naprawianie rzeczy własnymi rękami.
Przeróbmy śrubokręt z akumulatorem 14,4 V. Wkrętarki często wykorzystują silnik dla szerokiego zakresu napięcia zasilania. Zatem w tym przypadku można zastosować tylko trzy ogniwa Li-Ion w formacie 18650, nie będę używał płytek sterujących. Wyładowanie elementów będzie widoczne podczas pracy. Gdy na przykład śruba samogwintująca nie zostanie dokręcona, czas ją naładować.

Zamiana wkrętarki na Li-Ion bez płytki BMS

Najpierw zdemontujmy naszą baterię. Wewnątrz znajduje się 12 elementów. 10 sztuk w jednym rzędzie i 2 w drugim rzędzie. Grupa kontaktowa jest przyspawana do drugiego rzędu elementów. Zostawiamy kilka elementów z grupą kontaktową, a resztę pozbywamy się.

Teraz musisz przylutować przewody do dalszej pracy. Styki okazały się wykonane z materiału, którego nie można ocynować, dlatego przylutowaliśmy przewody do elementów. Minus do korpusu elementu i plus bezpośrednio do łaty dodatniej. Stare elementy pełnią rolę podpory i nie uczestniczą w pracy.

Będę używał akumulatorów litowo-jonowych w formacie 18650. Elementy są używane. Do modyfikacji potrzebne są elementy wysokoprądowe. „Zmieniłem” elementy na termokurczliwe od Sanyo, stare było dość zniszczone. Sprawdziłem pojemność resztkową Imax.
Akumulatory łączymy szeregowo i lutujemy elementy głowicy. Bateria jest prawie gotowa.

Teraz zadbajmy o wygodne ładowanie. Musisz zainstalować złącze czteropinowe. Użyłem złącza ze starej płyty głównej w celu uzyskania potrzebnej liczby pinów. Część pasującą wziąłem ze starego zasilacza komputerowego.

Wytnij otwór na złącze. Wypełnij łącznik klejem epoksydowym lub super klejem z dodatkiem sody. Lutujemy również przewody.

Przylutuj przewody do elementów. Poprowadź przewód od pierwszego styku złącza do dodatniego bieguna akumulatora. Przewód od drugiego styku złącza do plusa drugiego elementu, który jest jednocześnie minusem pierwszego elementu i tak dalej. Ponieważ będę ładować „inteligentną” ładowarką, muszę zrobić przewód równoważący.

Jako złącze do podłączenia do ładowarki wykorzystam przewód z zasilacza komputera. Przewód, przez który zasilany był napęd dyskietek. Odcięliśmy wszystkie klucze od złącza i idealnie pasuje do ładowarki. Łatwo się rozlutowuje. Czerwony przewód do pierwszego styku złącza akumulatora. Czarny przewód do drugiego pinu złącza akumulatora itp.