Jak przerobić śrubokręt niklowy na litowy 12 V. Konwersja śrubokręta na baterie litowe: instrukcje

Problemem, z którym boryka się każdy posiadacz w domu jakiegokolwiek elektronarzędzia zasilanego akumulatorowo, jest wydłużanie jego żywotności. Zasadniczo wszystkie domowe modele wkrętaków są wyposażone w akumulatory wodorkowe (NiMH) lub niklowo-kadmowe (NiCd). A wynika to przede wszystkim z ich niższej ceny w porównaniu do odpowiedników litowo-jonowych (Li-ion).

Pomimo wysokich kosztów te ostatnie są preferowane pod wieloma względami. Wystarczy wskazać tylko dwa - prawie całkowity brak samorozładowania i dłuższy okres trwałości. Nie musisz używać śrubokręta na co dzień, ale tylko od czasu do czasu, dlatego warto samodzielnie zamienić baterię śrubokręta z NiCd (lub NiMH) na baterię litowo-jonową, nie wydając pieniędzy na próbkę przemysłową. W tym artykule opisano, jak to zrobić.

Wszystkie wartości napięć podane poniżej dotyczą tylko jednego z modeli wkrętaków, tytułem przykładu obliczeń.

Algorytm konwersji akumulatora na akumulator litowo-jonowy

Wybór akumulatorów

Tutaj warto pamiętać o szkole średniej - gdy akumulatory są połączone szeregowo, sumuje się ich napięcie znamionowe. Na przykład, jeśli śrubokręt potrzebuje do normalnej pracy 14,4 V, to zamiast jednej (standardowej) baterii wystarczy kupić 4 sztuki po 3,3 V. To wystarczy, ponieważ elementy litowo-jonowe również nie „zwisają” dużo, gdy narzędzie jest włączone.

Co wziąć pod uwagę:

• Gdy już zostanie podjęta decyzja o przeróbce baterii do wkrętarki, to aby osiągnąć oczekiwany efekt warto zaopatrzyć się w miniakumulatory znanego producenta. Na przykład akumulatory LiFePO4 firmy Sistem A123. Ich pojemność (w mAh) wynosi 2300, co wystarcza do normalnej pracy elektronarzędzia. Jeśli skupisz się na tanich elementach „made in China”, przebudowa straci sens – te produkty nie posłużą długo.
• Kupując mini akumulatory litowo-jonowe za pośrednictwem sklepu internetowego, możesz sporo zaoszczędzić. Będą kosztować około 900 rubli, podczas gdy w punkcie sprzedaży detalicznej trzeba będzie za nie zapłacić co najmniej 1700 - 2000. To samo dotyczy ładowarki. Takie podejście rozwiąże problem przy minimalnych kosztach, w przeciwnym razie łatwiej jest kupić gotowy akumulator litowo-jonowy do śrubokręta za 6800–7150 rubli i nie tracić czasu na przeróbki. O, .
• Kupując akumulatory należy zwrócić uwagę na obecność miedzianych pasków na ich zaciskach. Znacząco ułatwi to proces składania akumulatora z poszczególnych elementów (etap lutowania).

Dobór narzędzi i materiałów

Proces lutowania wyróżnia się swoją specyfiką. Końcówka lutownicy nagrzewa się do wysokiej temperatury, a długotrwałe narażenie na działanie ciepła jest szkodliwe dla akumulatora. Dlatego konieczne jest ograniczenie czasu ogrzewania do minimum. Można to osiągnąć, jeśli zamiast tradycyjnego topnika - kalafonii sosnowej lub opartych na niej związków zawierających alkohol - użyjesz kwasu lutowniczego. Można go kupić w każdym punkcie sprzedaży narzędzi i części do montażu radia lub w sklepie samochodowym (dział części zamiennych). Koszt 20 g butelki lutowniczej wynosi około 35 rubli.

Opierając się na powyższym i tak, aby jego moc była wystarczająca do szybkiego stopienia lutu. Autor zastosował najczęściej spotykaną w życiu codziennym - 65 W/220. Trudniej jest pracować narzędziem o większej mocy - 100 W - ponieważ trudno uniknąć przegrzania. Wymaga to doświadczenia i dokładności. To samo dotyczy lutownicy o mocy 40 W. Będziesz musiał wydłużyć czas ogrzewania, więc możesz „przesadzić”. Choć jest to rekomendacja oparta na osobistym doświadczeniu i autor nie ma prawa narzucać swojej opinii.

Instalacja baterii litowo-jonowej

Przygotowanie „montażu”

Zanim zaczniesz lutować, powinieneś zdecydować o rozmieszczeniu komory baterii. Oznacza to, że ułóż wszystkie elementy tak, aby wygodnie do nich pasowały. Następnie zakupione akumulatory zabezpiecza się taśmą samoprzylepną (PVC, taśma).

Przetwarzanie styków mini-baterii

Stopniowo utleniają się. Oznacza to, że należy je trochę oczyścić. Wystarczy lekko, za pomocą drobnoziarnistego papieru ściernego.

• Rozpoczyna się od odtłuszczenia „kontaktowej” części akumulatora i krótkiego podgrzania nałożonego lutu. Lepiej jest cynować łatwo topiącymi się, na przykład POS-40. Lutownica powinna stykać się z metalem akumulatora przez nie więcej niż 1,2 - 2 sekundy. Należy zachować szczególną ostrożność podczas lutowania zacisku dodatniego.
• Jako przewody łączące zaleca się stosowanie drutów miedzianych o przekroju co najmniej 2,5 metra kwadratowego. Muszą być izolowane termokambrem.
• Wszystkie minibaterie łączymy zworkami zgodnie ze schematem. Jako takie stosuje się drut lub „opony” wykonane z pasków cienkiego metalu.
• Ostatnim krokiem jest podłączenie przewodów do zacisków komory akumulatora. Jeżeli włożenie w nią zestawu jest utrudnione, należy usunąć żebra usztywniające. Wykonane są z tworzywa sztucznego, więc pozbycie się ich za pomocą obcinaków bocznych jest łatwe.

Dodatkowo

Decyzja, czy to zrobić, czy nie, należy do Ciebie, czytelniku. Ale cechą akumulatorów litowo-jonowych jest to, że są one wrażliwe na przeładowanie. Dlatego wskazane jest kontrolowanie napięcia znamionowego nie tylko całego zestawu, ale także każdego elementu z osobna. Oznacza to, że oprócz 2 przewodów „+” i „–” trzeba wyprowadzić jeszcze 5. Aby ograniczyć się tylko do jednego złącza (zarówno do ładowania, jak i równoważenia), możesz użyć tego.

Schemat okablowania styków

• „+” – 5 i 9.
• „–” – 1 i 6.
• Styki równoważące (rosnące) – 2, 7, 3, 8 i 4.

Złącza do podłączenia do ładowarki dobierane są w zależności od jej modelu. Obydwa kable połączeniowe lutujemy zgodnie ze schematem.

Pomimo tego, że zastosowanie akumulatorów litowo-jonowych zapewnia wiele korzyści - brak „pamięci” akumulatora, wyjątkowo niskie samorozładowanie, możliwość pracy jako śrubokręt w ujemnych temperaturach, długi okres trwałości (do 8 lat) - są bardziej wrażliwe na przestrzeganie technologii ładowania. Jeśli nie kontrolujesz napięcia znamionowego, akumulatory litowo-jonowe szybko się niszczą. W związku z tym będziesz musiał kupić specjalną, droższą ładowarkę. Ten, który był oryginalnie wyposażony w śrubokręt, nie nadaje się do akumulatorów litowo-jonowych.

W Internecie można znaleźć zalecenia dotyczące ponownego wykorzystania akumulatorów Li-Ion, które zostały wcześniej zamontowane w innych urządzeniach technicznych. Na przykład, aby zapewnić autonomiczną pracę laptopa lub telefonu (telefonu komórkowego). Istnieje wiele opcji. Autor sugeruje zadać proste pytanie – Czy taka oszczędność jest racjonalna, jeśli używane produkty nie zapewniają normalnej pracy wkrętarki, biorąc pod uwagę specyfikę zastosowania tego elektronarzędzia? Być może przez jakiś czas będzie pełnił swoje zadanie, ale jak skutecznie i na jak długo jest to całkowicie logiczne pytanie. Dlatego takie porady różnych „domowych” ludzi nie są godne uwagi.

Aby monitorować stan ogniw akumulatora, można kupić wskaźnik napięcia. W sklepie radiowym dowiesz się jaką płytkę najlepiej zastosować. Jest niedrogi - około 180 rubli.

Przed przystąpieniem do ponownej obróbki akumulatora należy zapoznać się z kartą katalogową wkrętarki. Jakie jest wskazane napięcie znamionowe? W zależności od tego wybierana jest wymagana liczba elementów.

Autor zwraca uwagę, że bez wystarczającej wiedzy z zakresu radiotechniki nie zaleca się samodzielnego wytwarzania płytek elektronicznych. Na przykład najmniejszy błąd w doborze części do obwodu równoważącego sprawi, że elementy zaczną „wylatywać” jeden po drugim i trzeba będzie je regularnie wymieniać na nowe minibaterie.

Jeśli nie masz pewności, że praca zostanie wykonana sprawnie, nie powinieneś tracić czasu na przebudowę i kupować w sklepie akumulator litowo-jonowy do wkrętarki. Mimo swojej ceny, na dłuższą metę będzie to tańsze niż ciągłe reanimowanie domowego akumulatora. Albo jest to prostsze – kup odpowiedni model ładowarki. Wtedy nie będziesz musiał montować desek.

Narzędzie bezprzewodowe jest bardziej mobilne i łatwiejsze w obsłudze w porównaniu do swoich sieciowych odpowiedników. Nie możemy jednak zapominać o istotnej wadzie narzędzi bezprzewodowych: jak sam rozumiesz, kruchości baterii. Zakup nowych akumulatorów osobno jest porównywalny cenowo z zakupem nowego narzędzia.

Po czterech latach eksploatacji mój pierwszy śrubokręt, a właściwie baterie, zaczęły tracić pojemność. Na początek zmontowałem jedną z dwóch baterii, wybierając działające „banki”, ale ta modernizacja nie trwała długo. Przerobiłem śrubokręt na przewodowy - okazał się bardzo niewygodny. Musiałem kupić ten sam, ale nowy 12-woltowy „Interskol DA-12ER”. Baterie w nowym śrubokręcie wytrzymały jeszcze krócej. W rezultacie dwa sprawne wkrętaki i więcej niż jeden działający akumulator.

W Internecie napisano wiele o tym, jak rozwiązać ten problem. Proponuje się zamianę starych akumulatorów Ni-Cd na akumulatory Li-Ion o rozmiarze 18650. Na pierwszy rzut oka nie ma w tym nic skomplikowanego. Wyjmujesz stare akumulatory Ni-Cd z obudowy i instalujesz nowe Li-Ion. Okazało się jednak, że nie wszystko jest takie proste. Poniżej opisano, na co należy zwrócić uwagę podczas modernizacji narzędzia bezprzewodowego.

Do przebudowy będziesz potrzebować:

Zacznę od akumulatorów litowo-jonowych 18650. Zakupione w godz.

Napięcie nominalne elementów wynosi 18650 - 3,7 V. Według sprzedawcy pojemność to 2600 mAh, oznaczenie ICR18650 26F, wymiary 18 na 65 mm.

Przewagą akumulatorów Li-ion nad Ni-Cd są mniejsze wymiary i waga, przy większej pojemności, a także brak tzw. „efektu pamięci”. Ale akumulatory litowo-jonowe mają poważne wady, a mianowicie:

1. Ujemne temperatury gwałtownie zmniejszają pojemność, czego nie można powiedzieć o akumulatorach niklowo-kadmowych. Stąd wniosek – jeśli narzędzie jest często używane w ujemnych temperaturach, to zastąpienie go akumulatorem Li-ion nie rozwiąże problemu.

2. Rozładowanie poniżej 2,9–2,5 V i przeładowanie powyżej 4,2 V mogą mieć krytyczne znaczenie i możliwa jest całkowita awaria. Dlatego potrzebna jest tablica BMS do kontrolowania ładowania i rozładowania; jeśli nie zostanie zainstalowana, nowe akumulatory szybko ulegną awarii.

W internecie opisuje się głównie jak przerobić wkrętarkę 14V - idealnie nadaje się do modernizacji. Z czterema ogniwami 18650 połączonymi szeregowo i napięciem nominalnym 3,7 V. otrzymujemy 14,8 V. - dokładnie to, czego potrzebujesz, nawet przy pełnym naładowaniu plus kolejne 2 V, nie jest to niebezpieczne dla silnika elektrycznego. A co z instrumentem 12 V? Opcje są dwie: zamontować 3 lub 4 elementy 18650, jeśli trzy to za mało, zwłaszcza przy częściowym rozładowaniu, a jeśli cztery - trochę za dużo. Wybrałem cztery i moim zdaniem dokonałem dobrego wyboru.

A teraz o płycie BMS, również pochodzi ona z AliExpress.

Jest to tak zwana płytka kontrolująca ładowanie i rozładowywanie akumulatora, a konkretnie w moim przypadku CF-4S30A-A. Jak widać z oznaczeń, jest on przeznaczony na akumulator składający się z czterech „puszek” 18650 i prąd rozładowania do 30A. Posiada również wbudowany tzw. „balancer”, który kontroluje ładowanie każdego elementu z osobna i eliminuje nierównomierne ładowanie. Aby tablica działała prawidłowo, do montażu pobierane są baterie o tej samej pojemności i najlepiej z tej samej partii.

Ogólnie rzecz biorąc, w sprzedaży dostępnych jest wiele różnych płyt BMS o różnych właściwościach. Nie polecam brać go na prąd niższy niż 30A - płytka będzie ciągle przechodzić w zabezpieczenie i żeby przywrócić działanie, niektóre płytki trzeba na krótko zasilić prądem ładowania, a żeby to zrobić trzeba wyjąć akumulator i go podłączyć do ładowarki. Płyta, którą rozważamy, nie ma takiej wady, wystarczy zwolnić spust śrubokręta, a przy braku prądów zwarciowych płyta włączy się sama.

Oryginalna uniwersalna ładowarka świetnie nadawała się do ładowania przerabianego akumulatora. W ostatnich latach Interskol zaczął wyposażać swoje narzędzia w uniwersalne ładowarki.

Na zdjęciu widać do jakiego napięcia tablica BMS ładuje mój akumulator razem ze standardową ładowarką. Napięcie na akumulatorze po naładowaniu wynosi 14,95 V, nieco więcej niż wymagane dla wkrętarki 12 V, ale to chyba nawet lepiej. Mój stary śrubokręt stał się szybszy i mocniejszy, a obawy, że się przepali, stopniowo rozwiały się po czterech miesiącach użytkowania. Wydaje się, że to wszystkie główne niuanse, możesz zacząć przerabiać.

Demontujemy starą baterię.

Lutujemy stare puszki i zostawiamy zaciski wraz z czujnikiem temperatury. Jeśli usuniesz również czujnik, nie włączy się on podczas korzystania ze standardowej ładowarki.

Według schematu na zdjęciu wlutowujemy ogniwa 18650 w jedną baterię. Zworki między „brzegami” muszą być wykonane grubym drutem o powierzchni co najmniej 2,5 metra kwadratowego. mm, ponieważ prądy podczas obsługi śrubokręta są duże, a przy małym przekroju moc narzędzia gwałtownie spadnie. W internecie piszą, że akumulatorów Li-Ion nie da się lutować, bo boją się przegrzania, i zalecają łączenie ich za pomocą zgrzewania punktowego. Lutować można tylko przy użyciu lutownicy o mocy co najmniej 60 watów. Najważniejsze jest szybkie lutowanie, aby nie przegrzać samego elementu.

Powinien być w przybliżeniu taki, aby zmieścił się w obudowie baterii.

Od natywnego niklowo-kadmowego NI-CD po litowo-jonowy Li-ion o rozmiarze 18650.

Trochę teorii.

Potężne przenośne urządzenia zasilające wykorzystują specjalne akumulatory o zwiększonym prądzie wyjściowym. W śrubokręcie pod zwiększonym obciążeniem powstaje duży prąd i aby sobie z nim poradzić, stosuje się wzmocnione akumulatory Ni-CD i NiMH (zwykle owinięte w papier). Średni prąd roboczy dwunastowoltowego śrubokręta wynosi 3-7 amperów, przy obciążeniu może osiągnąć do 15 A, a w impulsie do 30 A.

Z tego wynika pierwsza rekomendacja– Przy wymianie kadmu na lit należy stosować wyłącznie wysokoprądowe akumulatory litowo-jonowe. Teraz te baterie są produkowane przez Samsung, LG, SONY i wielu innych producentów.

Używanie 4 akumulatorów litowo-jonowych w 12-woltowym śrubokręcie destrukcyjny dla wyłącznika zasilania regulatora prędkości PWM, umieszczonego w przycisku. Napięcie w pełni naładowanego akumulatora litowo-jonowego wynosi 4,2 wolta, napięcie w pełni naładowanego zestawu czterech akumulatorów wyniesie 16,8 wolta, czyli o jedną trzecią więcej niż zalecane napięcie, zgodnie z prawem Ohma – „prąd jest wprost proporcjonalny do napięcie w obwodzie”, mówi nam, że prąd również wzrośnie o jedną trzecią, a w impulsie może osiągnąć 40A, żaden klucz nie wytrzyma takiego przeciążenia i ulegnie awarii. Zalecamy używanie tylko 3 akumulatorów litowo-jonowych do akumulatora 12 V, 4 akumulatory doskonale sobie radzą z akumulatorem 14,4 V, a 5 akumulatorów wystarczą do akumulatora 18 V.

Podczas pracy akumulatora litowo-jonowego należy kontrolować jego napięcie ładowania i rozładowania, ponieważ ze względu na jego właściwości fizyczne i chemiczne napięcie musi utrzymywać się w ściśle określonym zakresie 2,5–4,2 wolta. Tylko w tych warunkach można zagwarantować maksymalną żywotność baterii i bezpieczną pracę.

Stosowanie regulatora ładowania i rozładowania jest obowiązkowe i zgodnie z pierwszym zaleceniem sterownik musi obsługiwać pracę przy prądach od 12 do 30 amperów, w przeciwnym razie przy zwiększonym obciążeniu sterownik „przejdzie w zabezpieczenie” i normalna praca urządzenia zostanie przerwana. nie działa.

Do ładowania możesz wykorzystać własną ładowarkę, pamiętaj o pozostawieniu czujnika temperatury i przegrzania na miejscu, w przeciwnym razie nie będzie ładował. Jeśli z jakiegoś powodu ładowarka „nie chce” działać, to poniższe dwie opcje są dla Ciebie.

Możesz wziąć gotowy, dostosowany do ilości elementów w Twoim zestawie i dobrać go pod kątem optymalnego prądu ładowania. W takim przypadku w bloku wierci się otwór na gniazdo 5,5 * 2,1 mm i przez niego przeprowadzane będzie dalsze ładowanie. To rozwiązanie jest szczególnie pomocne, gdy w akumulatorze jest bardzo mało miejsca. W naszym przypadku właśnie tak zrobiliśmy, ale wszystkie czujniki pozostawiliśmy na swoich miejscach, na wypadek, gdyby się przydały.

Doskonałym rozwiązaniem w zakresie ładowania jest zastosowanie uniwersalnego modułu konwersji napięcia DC-DC z możliwością regulacji prądu i napięcia, tzw. CC CV. Dużą popularnością cieszą się moduły step-down oparte na chipach XL4015 i LM2596. Ustawiasz napięcie ładowania na wyjściu modułu na 12,6-13,6 V i prąd ładowania w zakresie 500-900 mAh, a moduł zrobi resztę sam. Zastosowanie tych modułów umożliwia ładowanie wkrętarki z dowolnego źródła prądu o napięciu powyżej 13 V. Jest to szczególnie uzasadnione, jeśli Twoja wkrętarka posiada zasilacz niezależny od ładowarki, wówczas stary zasilacz doskonale poradzi sobie z ładowaniem nowych akumulatorów.

Cóż, ogólne zalecenia - zaleca się stosowanie drutu o przekroju co najmniej 4 mm2, należy zachować ostrożność podczas instalowania, wszelkie zwarcia prowadzą do natychmiastowego nagrzania przewodów i można się poparzyć, wszystkie połączenia i miejsca lutowania muszą być jak najbardziej niezawodne i trwałe, jak to możliwe, ponieważ wysokie prądy Cóż, są wibracje.

Zdecydowaliśmy się na zastosowanie w naszej wkrętarce akumulatorów, które spełniają wszystkie niezbędne parametry. Zastosowano również - jest to miniaturowy sterownik wysokoprądowy 50*22 mm z zabezpieczeniem zwarciowym i przeciążeniowym. Wszystkie połączenia wykonaliśmy drutem silikonowym 6 mm.kv (zalecamy zastosować mniejszy przekrój, na takim przekroju ciężko pracować).

Od początku długo zastanawialiśmy się jak ułożyć akumulatory z płytką, potem zastanawialiśmy się gdzie umieścić złącze ładowania. No cóż, gdy już zdecydowaliśmy, zaczęliśmy powoli lutować wszystko w całość. Najwygodniej było umieścić dwa akumulatory w korpusie głównym, a płytkę BMS i trzeci akumulator w bolcu obudowy.

Już w trakcie montażu zrodził się pomysł zasilenia naszego akumulatora, zaraz powiedziane, zaraz zrobione. Jest gdzie go przykręcić, nie zapomniano też o przycisku, żeby można było go wcisnąć i zobaczyć, ile jeszcze zostało pojemności. Moduł jest konfigurowalny, więc w zasadzie można go przykręcić do dowolnego akumulatora.

Jako podsumowanie.

Wszyscy byli zadowoleni z przebiegu i wyniku. Masę akumulatora zmniejszono o połowę. Bateria przeszła wszystkie testy bez żadnych zastrzeżeń.

Z życzeń na przyszłość.

Leży śrubokręt AEG, również z akumulatorem 12 V, mamy nadzieję, że wpadnie w nasze ręce i będzie w nim więcej miejsca i zastanawiamy się nad zamontowaniem akumulatorów.

Witam wszystkich, którzy tu wpadną. Recenzja skupi się, jak zapewne już się domyślacie, na dwóch prostych zestawach słuchawkowych przeznaczonych do monitorowania zespołów akumulatorów Li-Ion, zwanych BMS. Recenzja obejmie testy, a także kilka opcji konwersji śrubokręta na lit w oparciu o te lub podobne płytki. Wszystkich zainteresowanych zapraszamy pod kat.
Aktualizacja 1, Dodano test prądu pracy płytek i krótki film na czerwonej tablicy
Aktualizacja 2, Ponieważ temat nie wzbudził większego zainteresowania, postaram się uzupełnić recenzję o kilka kolejnych sposobów na przeróbkę Shurika, aby stworzyć coś w rodzaju prostego FAQ

Formularz ogólny:


Krótka charakterystyka wydajności płyt:


Notatka:

Od razu ostrzegam – tylko niebieska tablica ma balanser, czerwona nie ma balansera, czyli tzw. Jest to wyłącznie płyta zabezpieczająca przed przeładowaniem/nadmiernym rozładowaniem/zwarciem/wysokim prądem obciążenia. A także, wbrew niektórym przekonaniom, żaden z nich nie posiada kontrolera ładowania (CC/CV), więc do ich działania wymagana jest specjalna płytka ze stałym ograniczeniem napięcia i prądu.

Wymiary deski:

Wymiary desek są bardzo małe, tylko 56mm*21mm dla niebieskiej i 50mm*22mm dla czerwonej:




Oto porównanie z bateriami AA i 18650:


Wygląd:

Zacznijmy:


Po bliższym przyjrzeniu się widać kontroler zabezpieczeń – S8254AA oraz elementy równoważące do montażu 3S:


Niestety według sprzedawcy prąd pracy to tylko 8A, ale sądząc po datasheetach, jeden mosfet AO4407A jest przeznaczony na 12A (szczyt 60A), a my mamy takie dwa:

Zwrócę również uwagę, że prąd równoważący jest bardzo mały (około 40 mA), a równoważenie jest aktywowane, gdy tylko wszystkie ogniwa/banki przełączą się w tryb CV (druga faza ładowania).
Połączenie:


prostsze, bo nie posiada balansera:


On również bazuje na kontrolerze zabezpieczeń – S8254AA, ale jest przeznaczony na wyższy prąd pracy wynoszący 15A (znowu według producenta):


Patrząc na arkusze danych zastosowanych mosfetów mocy, prąd roboczy wynosi 70A, a prąd szczytowy to 200A, wystarczy nawet jeden mosfet, ale mamy dwa:

Połączenie jest podobne:


Jak więc widzimy, obie płytki mają kontroler zabezpieczeń z niezbędną izolacją, mosfety mocy i boczniki do kontroli przepływającego prądu, ale niebieska ma również wbudowany balanser. Nie zagłębiałem się zbytnio w obwód, ale wygląda na to, że mosfety mocy są równoległe, więc prądy robocze można pomnożyć przez dwa. Ważna uwaga – maksymalne prądy robocze są ograniczone przez boczniki prądowe! Chusty te nie znają algorytmu ładowania (CC/CV). Aby potwierdzić, że są to właśnie płytki zabezpieczające, można sądzić po arkuszu danych kontrolera S8254AA, w którym nie ma ani słowa na temat modułu ładującego:


Sam sterownik jest przystosowany do połączenia 4S, więc po pewnej modyfikacji (sądząc po datasheet) - wlutowaniu złącza i rezystora, być może czerwona chusta się sprawdzi:


Nie jest łatwo przerobić niebieską chustę na 4S, trzeba będzie przylutować elementy balansera.

Testowanie płyty:

Przejdźmy więc do najważniejszej rzeczy, a mianowicie do tego, jak nadają się do prawdziwego użytku. W testach pomogą nam następujące urządzenia:
- moduł prefabrykowany (trzy woltomierze trzy/czterorejestrowe i uchwyt na trzy akumulatory 18650), który pojawił się w mojej recenzji ładowarki, choć bez ogonka równoważącego:


- amperomierz dwurejestrowy do kontroli prądu (dolne odczyty urządzenia):


- przetwornica step-down DC/DC z ograniczeniem prądu i możliwością ładowania litu:


- urządzenie ładujące i równoważące iCharger 208B do rozładowywania całego zestawu

Podstawa jest prosta - płytka przetwornicy dostarcza stałe napięcie stałe 12,6V i ogranicza prąd ładowania. Za pomocą woltomierzy sprawdzamy, przy jakim napięciu pracują płytki i jak banki są zbilansowane.
Najpierw spójrzmy na główną cechę niebieskiej planszy, a mianowicie balansowanie. Na zdjęciu są 3 puszki, naładowane napięciem 4,15 V/4,18 V/4,08 V. Jak widać mamy do czynienia z brakiem równowagi. Podajemy napięcie, prąd ładowania stopniowo maleje (niższy wskaźnik):


Ponieważ szalik nie posiada żadnych wskaźników, zakończenie wyważania można ocenić jedynie naocznie. Amperomierz pokazywał zera już na ponad godzinę przed końcem. Dla zainteresowanych zamieszczam krótki filmik przedstawiający działanie balansera w tej płytce:

Aktualizacja 1: Test obciążenia:
Z prądem wyjściowym pomoże nam następujący stojak:
- ten sam uchwyt/uchwyt na trzy akumulatory 18650
- woltomierz 4-rejestrowy (kontrola napięcia całkowitego)
- jako obciążenie żarówki samochodowe (niestety mam tylko 4 żarówki po 65W każda, więcej nie mam)
- Multimetr HoldPeak HP-890CN do pomiaru prądów (max 20A)
- wysokiej jakości miedziane przewody akustyczne o dużym przekroju

Kilka słów o stojaku: akumulatory łączy się za pomocą „jacka”, czyli tzw. jakby jeden po drugim, aby zmniejszyć długość przewodów łączących, a zatem spadek napięcia na nich pod obciążeniem będzie minimalny:


Łączenie puszek na uchwycie („jack”):


Sondy do multimetru to wysokiej jakości przewody z krokodylkami z ładowarki i balansera iCharger 208B, gdyż HoldPeak nie budzą zaufania, a niepotrzebne połączenia wprowadzą dodatkowe zniekształcenia.
Najpierw przetestujmy czerwoną płytkę zabezpieczającą, bo to ona jest najciekawsza pod względem obciążenia prądowego. Przylutuj przewody zasilania i puszki:


Okazuje się mniej więcej tak (połączenia obciążenia okazały się mieć minimalną długość):


Wspomniałem już w części o przeróbce Shurika, że ​​takie uchwyty nie są specjalnie przeznaczone na takie prądy, ale wystarczą do testów.
A więc stojak oparty na czerwonym szaliku (według pomiarów nie więcej niż 15A):


Wyjaśnię krótko: płyta trzyma 15A, ale nie mam odpowiedniego obciążenia, aby zmieścić się w tym prądzie, ponieważ czwarta lampa dodaje około 4,5-5A więcej, a to już przekracza granice płytki. Przy natężeniu 12,6 A mosfety mocy są ciepłe, ale nie gorące, w sam raz do długotrwałej pracy. Przy prądach większych niż 15 A płyta przechodzi w ochronę. Zmierzyłem rezystorami, dodali kilka amperów, ale stojak był już zdemontowany.
Ogromnym plusem tablicy czerwonej jest brak blokady zabezpieczającej. Te. Kiedy zabezpieczenie zostanie uruchomione, nie ma potrzeby jego aktywowania poprzez podanie napięcia na styki wyjściowe. Oto krótki film:

Niebieski szalik utrzymuje większy prąd, ale przy prądach większych niż 10 A mosfety mocy bardzo się nagrzewają. Przy 15A szalik wytrzyma nie dłużej niż minutę, ponieważ po 10-15 sekundach palec nie utrzymuje już temperatury. Na szczęście szybko się schładzają, więc całkiem nadają się do krótkotrwałych obciążeń. Wszystko byłoby dobrze, ale gdy zadziała zabezpieczenie, płytka zostaje zablokowana i aby ją odblokować, należy podać napięcie na styki wyjściowe. Ta opcja wyraźnie nie jest przeznaczona dla śrubokręta. W sumie prąd wynosi 16A, ale mosfety bardzo się nagrzewają:


Wniosek: Osobiście uważam, że do elektronarzędzia idealna jest zwykła płyta ochronna bez wyważarki (czerwona). Charakteryzuje się wysokimi prądami roboczymi, optymalnym napięciem odcięcia 2,5 V i można go łatwo rozbudować do konfiguracji 4S (14,4 V/16,8 V). Myślę, że to najlepszy wybór do zamiany budżetowego Shurika na lit.
A teraz niebieski szalik. Jedną z zalet jest obecność równoważenia, ale prądy robocze są nadal niewielkie, 12 A (24 A) to trochę za mało dla Shurika z momentem obrotowym 15-25 Nm, zwłaszcza gdy wkład prawie się zatrzymuje podczas dokręcania śruby. A napięcie odcięcia wynosi tylko 2,7 V, co oznacza, że ​​\u200b\u200bpod dużym obciążeniem część pojemności akumulatora pozostanie nieodebrana, ponieważ przy wysokich prądach spadek napięcia na bankach jest znaczny i są one zaprojektowane na 2,5 V. A największą wadą jest to, że płytka blokuje się po uruchomieniu zabezpieczenia, więc używanie w śrubokręcie jest niepożądane. W niektórych domowych projektach lepiej jest używać niebieskiego szalika, ale znowu jest to moja osobista opinia.

Możliwe schematy zastosowań czyli jak przerobić zasilacz Shurika na lit:

Jak zatem zmienić zasilanie swojego ulubionego Shurika z NiCd na Li-Ion/Li-Pol? Temat jest już dość oklepany i w zasadzie rozwiązania zostały znalezione, ale pokrótce się powtórzę.
Na początek powiem jedno – w budżetowych shurikach jest tylko płytka zabezpieczająca przed przeładowaniem/przeładowaniem/zwarciem/wysokim prądem obciążenia (analogicznie do testowanej czerwonej tablicy). Nie ma tam żadnego balansowania. Co więcej, nawet niektóre markowe elektronarzędzia nie mają wyważenia. To samo dotyczy wszystkich narzędzi, które dumnie mówią „Ładowanie w 30 minut”. Tak, ładują się w ciągu pół godziny, ale wyłączenie następuje, gdy napięcie na jednym z banków osiągnie wartość nominalną lub zostanie uruchomiona płyta zabezpieczająca. Nietrudno zgadnąć, że banki nie będą w pełni naładowane, jednak różnica wynosi tylko 5-10%, więc nie jest to aż tak istotne. Najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest to, że zrównoważone ładowanie trwa co najmniej kilka godzin. Powstaje więc pytanie, czy tego potrzebujesz?

Zatem najczęstsza opcja wygląda następująco:
Ładowarka sieciowa ze stabilizowanym wyjściem 12,6V i ograniczeniem prądu (1-2A) -> płytka zabezpieczająca ->
Podsumowując: tanio, szybko, akceptowalnie, niezawodnie. Równoważenie zależy od stanu puszek (pojemność i opór wewnętrzny). Jest to całkowicie działająca opcja, ale po pewnym czasie brak równowagi da się odczuć w czasie pracy.

Bardziej poprawna opcja:
Ładowarka sieciowa ze stabilizowanym wyjściem 12,6V, ograniczeniem prądu (1-2A) -> płytka zabezpieczająca z balansowaniem -> 3 akumulatory połączone szeregowo
Podsumowując: drogie, szybkie/wolne, wysokiej jakości, niezawodne. Równoważenie jest normalne, pojemność baterii jest maksymalna

Spróbujemy więc zrobić coś podobnego do drugiej opcji, oto jak możesz to zrobić:
1) Akumulatory Li-Ion/Li-Pol, płytki zabezpieczające oraz specjalistyczne urządzenie do ładowania i balansowania (iCharger, iMax). Dodatkowo będziesz musiał zdemontować złącze równoważące. Wady są tylko dwie – modele ładowarek nie są tanie i nie są zbyt wygodne w obsłudze. Plusy – wysoki prąd ładowania, wysoki prąd równoważący
2) Akumulatory Li-Ion/Li-Pol, płytka zabezpieczająca z balansowaniem, przetwornica DC z ograniczeniem prądu, zasilacz
3) Akumulatory Li-Ion/Li-Pol, płytka zabezpieczająca bez balansowania (czerwona), przetwornica DC z ograniczeniem prądu, zasilacz. Jedynym minusem jest to, że z biegiem czasu puszki staną się niezrównoważone. Aby zminimalizować brak równowagi, przed wymianą shurika należy ustawić napięcie na tym samym poziomie i zaleca się stosowanie puszek z tej samej partii

Pierwsza opcja sprawdzi się tylko u tych, którzy mają pamięć wzorcową, ale wydaje mi się, że skoro tego potrzebowali, to już dawno przerobili swojego Shurika. Opcja druga i trzecia są praktycznie takie same i mają prawo do życia. Musisz tylko wybrać, co jest ważniejsze – prędkość czy pojemność. Uważam, że ostatnia opcja jest najlepszą opcją, ale tylko raz na kilka miesięcy trzeba zbilansować banki.

A więc dość gadania, przejdźmy do przebudowy. Ponieważ nie mam doświadczenia z akumulatorami NiCd, o konwersji mówię tylko słownie. Będziemy potrzebować:

1) Zasilanie:

Pierwsza opcja. Zasilanie (PSU) co najmniej 14 V lub więcej. Pożądane jest, aby prąd wyjściowy wynosił co najmniej 1 A (najlepiej około 2-3 A). Zasilacz wykorzystamy np. z laptopów/netbooków, z ładowarek (wyjście powyżej 14V), zasilaczy do zasilania taśm LED, sprzętu do rejestracji wideo (zasilacz DIY) lub:


- Przetwornica step-down DC/DC z ograniczeniem prądu i możliwością ładowania litu np. lub:


- Druga opcja. Gotowe zasilacze do Shurików z ograniczeniem prądu i wyjściem 12,6V. Tanie nie są, jak na przykładzie mojej recenzji wkrętaka MNT -:


- Trzecia opcja. :


2) Płyta ochronna z balanserem lub bez. Wskazane jest, aby wziąć prąd z rezerwą:


W przypadku zastosowania opcji bez balansera konieczne jest przylutowanie złącza balansującego. Jest to konieczne do kontrolowania napięcia na bankach, tj. ocenić brak równowagi. Jak rozumiesz, jeśli zacznie się brak równowagi, będziesz musiał okresowo ładować akumulator jeden po drugim za pomocą prostego modułu ładującego TP4056. Te. Raz na kilka miesięcy bierzemy szalik TP4056 i ładujemy po kolei wszystkie banki, które na koniec ładowania mają napięcie poniżej 4,18V. Moduł ten prawidłowo odcina ładowanie przy stałym napięciu 4,2V. Ta procedura zajmie półtorej godziny, ale banki będą mniej więcej zrównoważone.
Jest napisany trochę chaotycznie, ale dla tych w zbiorniku:
Po kilku miesiącach ładujemy akumulator wkrętarki. Pod koniec ładowania wyjmujemy ogon równoważący i mierzymy napięcie na brzegach. Jeśli otrzymasz coś takiego - 4,20 V/4,18 V/4,19 V, wówczas równoważenie w zasadzie nie jest potrzebne. Ale jeśli obraz jest następujący - 4,20 V/4,06 V/4,14 V, to bierzemy moduł TP4056 i ładujemy kolejno dwa banki do 4,2 V. Nie widzę innej opcji niż specjalistyczne ładowarki-balansery.

3) Baterie wysokoprądowe:


O niektórych z nich napisałem już kilka krótkich recenzji – i. Oto główne modele wysokoprądowych akumulatorów litowo-jonowych 18650:
- Sanyo UR18650W2 1500mah (maks. 20A)
- Sanyo UR18650RX 2000mah (maks. 20A)
- Sanyo UR18650NSX 2500mah (maks. 20A)
- Samsung INR18650-15L 1500mah (maks. 18A)
- Samsung INR18650-20R 2000mah (maks. 22A)
- Samsung INR18650-25R 2500mah (maks. 20A)
- Samsung INR18650-30Q 3000mah (maks. 15A)
- LG INR18650HB6 1500mah (maks. 30A)
- LG INR18650HD2 2000mah (maks. 25A)
- LG INR18650HD2C 2100mah (maks. 20A)
- LG INR18650HE2 2500mah (maks. 20A)
- LG INR18650HE4 2500mah (maks. 20A)
- LG INR18650HG2 3000mah (maks. 20A)
- SONY US18650VTC3 1600mah (maks. 30A)
- SONY US18650VTC4 2100mah (maks. 30A)
- SONY US18650VTC5 2600mah (maks. 30A)

Polecam sprawdzony i tani Samsung INR18650-25R 2500mah (maks. 20A), Samsung INR18650-30Q 3000mah (maks. 15A) lub LG INR18650HG2 3000mah (maks. 20A). Nie miałem dużego doświadczenia z innymi słoikami, ale moim osobistym wyborem jest Samsung INR18650-30Q 3000mah. Narty miały małą wadę technologiczną i zaczęły pojawiać się podróbki o niskim napięciu wyjściowym. Mogę opublikować artykuł o tym, jak odróżnić podróbkę od oryginału, ale trochę później trzeba go poszukać.

Jak to wszystko połączyć:


Cóż, kilka słów o połączeniu. Stosujemy wysokiej jakości druty miedziane o przyzwoitym przekroju. Są to wysokiej jakości akustyczne lub zwykłe SHVVP/PVS o przekroju 0,5 lub 0,75 mm2 ze sklepu z narzędziami (zdzieramy izolację i otrzymujemy wysokiej jakości przewody w różnych kolorach). Długość przewodów łączących powinna być ograniczona do minimum. Baterie najlepiej z tej samej partii. Przed ich podłączeniem warto naładować je tym samym napięciem, aby jak najdłużej nie było niezbilansowania. Lutowanie akumulatorów nie jest trudne. Najważniejsze jest, aby mieć mocną lutownicę (60-80 W) i aktywny topnik (na przykład kwas lutowniczy). Luty z hukiem. Najważniejsze jest, aby następnie przetrzeć miejsce lutowania alkoholem lub acetonem. Same akumulatory umieszcza się w komorze akumulatorów ze starych puszek NiCd. Lepiej jest ułożyć go w trójkąt, minus na plus lub popularnie zwany „jack”, analogicznie do tego (jedna bateria będzie umieszczona odwrotnie) lub jest dobre wyjaśnienie nieco wyżej (w części testowej ):


Dzięki temu przewody łączące akumulatory będą krótkie, dlatego spadek cennego napięcia w nich pod obciążeniem będzie minimalny. Nie polecam używać uchwytów na 3-4 akumulatory, nie są one przeznaczone na takie prądy. Przewody obok siebie i równoważące nie są tak istotne i mogą mieć mniejszy przekrój. Najlepiej byłoby umieścić akumulatory i płytkę zabezpieczającą w komorze akumulatorów, a przetwornicę obniżającą napięcie DC oddzielnie w stacji dokującej. Wskaźniki LED ładowania/naładowania można zastąpić własnymi i wyświetlić na korpusie stacji dokującej. Jeśli chcesz, możesz dodać miniwoltomierz do modułu akumulatorowego, ale to dodatkowe pieniądze, ponieważ całkowite napięcie na akumulatorze tylko pośrednio wskaże pojemność resztkową. Ale jeśli chcesz, to czemu nie. Tutaj :

Teraz oszacujmy ceny:
1) BP – od 5 do 7 dolarów
2) Przetwornica DC/DC – od 2 do 4 dolarów
3) Deski ochronne - od 5 do 6 dolarów
4) Baterie – od 9 do 12 dolarów (3-4 dolarów za sztukę)

Łącznie średnio 15-20 dolarów za przebudowę (ze zniżkami/kuponami) lub 25 dolarów bez nich.

Aktualizacja 2, kilka dodatkowych sposobów na przeróbkę Shurika:

Następna opcja (sugerowana na podstawie komentarzy, dzięki I_R_O I Cartmann):
Używaj niedrogich ładowarek typu 2S-3S (jest to producent tego samego iMaxa B6) lub wszelkiego rodzaju kopii B3/B3 AC/imax RC B3 () lub ()
Oryginalny SkyRC e3 ma prąd ładowania na ogniwo 1,2 A w porównaniu do 0,8 A dla kopii, powinien być dokładny i niezawodny, ale dwa razy droższy niż kopie. Można go kupić bardzo niedrogo w tym samym miejscu. Jak rozumiem z opisu posiada 3 niezależne moduły ładujące, coś na kształt 3 modułów TP4056. Te. SkyRC e3 i jego kopie nie mają jako takiego balansowania, a po prostu ładują banki do jednej wartości napięcia (4,2 V) w tym samym czasie, ponieważ nie mają złączy zasilających. Asortyment SkyRC faktycznie obejmuje na przykład urządzenia do ładowania i równoważenia, ale prąd równoważący wynosi tylko 200 mA i kosztuje około 15-20 dolarów, ale może ładować urządzenia zmieniające życie (LiFeP04) i prąd ładowania do 3A. Zainteresowani mogą zapoznać się z gamą modeli.
Łącznie do tej opcji potrzebna jest dowolna z powyższych ładowarek 2S-3S, czerwona lub podobna (bez balansowania) płytka zabezpieczająca oraz akumulatory wysokoprądowe:


Jak dla mnie to bardzo dobra i ekonomiczna opcja, chyba bym się przy niej pozostała.

Inna opcja zaproponowana przez towarzysza Wołosaty:
Skorzystaj z tzw. „czeskiego balansera”:

Lepiej go zapytać, gdzie to się sprzedaje, pierwszy raz o tym słyszę :-). O prądach nic nie mogę powiedzieć, ale sądząc po opisie, potrzebuje źródła zasilania, więc opcja nie jest zbyt budżetowa, ale wydaje się ciekawa pod względem prądu ładowania. Oto link do. W sumie do tej opcji potrzebujesz: zasilacza, czerwonej lub podobnej (bez równoważenia) płytki zabezpieczającej, „czeskiego balansera” i akumulatorów wysokoprądowych.

Zalety:
O przewadze zasilaczy litowych (Li-Ion/Li-Pol) nad niklowymi (NiCd) już wspominałem. W naszym przypadku bezpośrednie porównanie – typowy akumulator Shurik wykonany z akumulatorów NiCd kontra lit:
+ wysoka gęstość energii. Typowa bateria niklowa 12S 14,4 V 1300 mAh ma zmagazynowaną energię 14,4 * 1,3 = 18,72 Wh, podczas gdy bateria litowa 4S 18650 14,4 V 3000 mAh ma zmagazynowaną energię 14,4 * 3 = 43,2 Wh
+ brak efektu pamięci tj. możesz je naładować w dowolnym momencie, nie czekając na całkowite rozładowanie
+ mniejsze wymiary i waga przy tych samych parametrach co NiCd
+ szybki czas ładowania (nie boją się wysokich prądów ładowania) i czytelne wskazanie
+ niskie samorozładowanie

Jedynymi wadami Li-Ion są:
- niska mrozoodporność akumulatorów (boją się ujemnych temperatur)
- wymagane jest równoważenie puszek podczas ładowania i obecność zabezpieczenia przed nadmiernym rozładowaniem
Jak widać zalety litu są oczywiste, dlatego często warto przerobić zasilacz...

Wniosek: Recenzowane szaliki nie są złe, powinny nadawać się do każdego zadania. Gdybym miał shurika na puszkach NiCd, do przeróbki wybrałbym czerwoną chustę, :-)…

Produkt został udostępniony do napisania recenzji przez sklep. Recenzja została opublikowana zgodnie z punktem 18 Regulaminu.

„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 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 w rzeczywistości 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.

Ze starego akumulatora Ni-Mh spokojnie zmieści się w naszej obudowie do 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 jak podłączyliśmy klucz udarowy 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 ( najtańszy 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 2000mAh LG INR18650HD2 3,7V 25A, 18650 2500mAh LG ICR18650HE4 3,7V 20A, 18650 2600mAh SONY US18650VTC5 3,6V 30A, 18650 3000mAh LG INR18650HG2 3,7V 20A.

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 14,8 V)
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 roboczy” określa „przepustowość” karty zabezpieczającej. Te. Sterownik 4A jest przeznaczony na prąd 4A, a przy 8A będzie posiadał zabezpieczenie przed przeciążeniem. Sterownik z obciążeniem znamionowym 16A „przejdzie w zabezpieczenie” przy 30±10A. Wszystkie te parametry wskazane są 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 mechanizmu zapadkowego, co ogranicza siłę skrętną.

Akumulator Li-Ion 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 momencie 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