Как перевести шуруповерт на литиевые (li-ion) аккумуляторы своими руками
Как перевести шуруповерт со старых никель кадмиевых аккумуляторов на литиевые в домашних условиях.
Привет всем любителям мастерить своими руками! Сегодня практически у каждого есть аккумуляторный шуруповерт, а то и не один. В сегодняшней статье хочу показать как можно своими руками перевести шуруповерт на литиевые аккумуляторы.
Большинство шуруповертов имеют никель-кадмиевые аккумуляторы, но срок службы таких не очень большой и они очень привередливые к зарядке, т.е. их нельзя заряжать пока они не сядут, так как имеют эффект памяти и от этого их емкость будет уменьшаться. Так же цена на оригинальные аккумы тоже довольно высокая.
Данному шуруповерту уже 4 года. Его я выиграл на этом сайте, участвуя в одном из конкурсов. Пользуясь случаем, хочу поблагодарить сайт полезные самоделки и в частности администратора Александра за такой замечательный приз! Удачи и процветания данному сайту.
Как уже говорил, данному шуруповерту уже 4 года и все таки его аккумулятор начал сдавать. Хватает заряда на очень маленькое время и даже сам по себе от простоя он садится. Все же я считаю, что 4 года это большой срок для таких аккумуляторов.
Процесс переделки
Первым делом нужно разобрать аккумулятор и достать из него старые банки. От них так же нужно будет отделить пластинки, которыми они спаяны, так как ими и будем спаивать новые аккумуляторы.
Так же необходимо вытащить клеммную часть.
Далее нужно эти клеммы отсоединить и подготовить два толстых силовых провода.
Теперь самая основная часть.
Необходимо купить специальную плату и три высокотоковых аккумулятора формата 18650. (ссылки на все компоненты будут в описании к видео). По стоимости выходит в пределах 1к рублей. На аккумуляторах лучше не экономить и взять хорошие.
По подключению я думаю из фото ниже все понятно. Просто припаивайте все как на фото и все будет работать отлично. Уже по такому принципу переделал не один шуруповерт и все замечательно работает.
Так же припаял два силовых провода и гнездо для подзарядки. Гнездо взял от строй платы модема. Зарядка подходит от моего второго 12в шуруповерта, который уже на литиевых аккумуляторах, но если такого нет, то там же где заказываете плату, есть и зарядки. Заряжать после переделки штатной зарядкой нельзя. Предварительно все проверяю перед упаковыванием в корпус.
Теперь нужно вытащить все внутренности из корпуса аккумулятора.
Как видно все аккумуляторы и плата просто отлично помещаются в корпусе.
Гнездо зарядки сделал в верхней части аккумулятора. Его удобно будет заряжать не снимая.
Клеммную часть и гнездо зарядки зафиксировал на термоклей. Держится все хорошо.
После сборки все работает отлично. Все что требуется от шуруповерта, все прекрасно работает. Более наглядно можно будет увидеть в видео ниже.
Плата с зарядкой справляется хорошо. Как видно из фото ниже при зарядке горит красный индикатор.
Переделка аккумулятора шуруповёрта на литиевые элементы
Многие владельцы шуруповёртов хотят переделать аккумуляторы от них на литиевые аккумуляторные элементы. На эту тему написано много статей и в настоящем материале хотелось бы суммировать информацию по этому вопросу. В первую очередь рассмотрим доводы в пользу переделки шуруповёрта на литиевые батареи и против нее. А также рассмотрим отдельные моменты самого процесса замены аккумуляторов.
Все за и против переделки аккумулятора шуруповёрта на литиевые элементы
Для начала следует задуматься, а нужна ли мне эта переделка? Ведь это будет откровенный «самопал» и в ряде случаев может привести к выходу из строя как аккумулятора, так и самого шуруповёрта. Поэтому, давайте, рассмотрим все за и против этой процедуры. Возможно, что после этого некоторые из вас решат отказаться от переделки Ni─Cd аккумулятора для шуруповёрта на литиевые элементы.
Доводы «за»
Начнём с преимуществ:
- Энергетическая плотность литий─ионных элементов значительно выше, чем у никель─кадмиевых, которые по умолчанию используются в шуруповёртах. То есть, аккумулятор на литиевых банках будет иметь меньший вес, чем на кадмиевых при той же ёмкости и выходном напряжении;
- Зарядка литиевых аккумуляторных элементов происходит значительно быстрее, чем в случае Ni─Cd. Для их безопасной зарядки потребуется около часа;
- У литий─ионных аккумуляторов отсутствует «эффект памяти». Это значит, что их необязательно полностью разряжать перед тем, как ставить на зарядку.
Теперь о недостатках и сложностях литиевых аккумуляторов.
Доводы «против»
- Литиевые аккумуляторные элементы нельзя заряжать выше 4,2 вольта и разряжать ниже 2,7 вольта. В реальных условиях этот интервал ещё более узкий. Если выйти за эти пределы аккумулятор можно вывести из строя. Поэтому, кроме самих литиевых банок вам потребуется подключить и установить в шуруповёрт контроллер заряда-разряда;
- Напряжение одного элемента Li─Ion 3,6─3,7 вольта, а для Ni─Cd и Ni─MH это значение 1,2 вольта. То есть, возникают проблемы со сборкой аккумуляторной батареи для шуруповёртов с номиналом по напряжению 12 вольт. Из трёх литиевых банок, соединённых последовательно, можно собрать АКБ номиналом 11,1 вольта. Из четырёх ─ 14,8, из пяти ─ 18,5 вольта и так далее. Естественно, что и пределы напряжения при заряде-разряде также будут другие. То есть, могут возникнуть проблемы совместимости переделанной батареи с шуруповёртом;
- В большинстве случаев в роли литиевых элементов для переделки используются банки стандарта 18650. По размерам они отличаются от Ni─Cd и Ni─MH банок. Кроме того, нужно будет место для контроллера заряда-разряда и проводов. Всё это нужно будет уместить в стандартном корпусе АКБ шуруповёрта. Иначе работать им будет крайне неудобно;
- Зарядное устройство для кадмиевых аккумуляторов может не подойти для зарядки батареи после её переделки. Возможно, потребуется доработка ЗУ или использование универсальных зарядок;
- Литиевые аккумуляторы теряют работоспособность при отрицательных температурах. Это критично для тех, кто использует шуруповёрт на улице;
- Цена литиевых аккумуляторов выше кадмиевых.
Замена аккумуляторов в шуруповёрте на литиевые
Что нужно прикинуть перед началом работ?
Нужно определиться с количеством элементов в батарее, что в итоге решает величину напряжения. Для трёх элементов потолок будет 12,6, а для четырёх ─ 16,8 вольта. Речь идёт о переделке широко распространённых аккумуляторов с номиналом 14,4 вольта. Лучше выбрать 4 элемента, поскольку при работе напряжение довольно быстро просядет до 14,8. Различие в несколько вольт не отразится на работе шуруповёрта.
Кроме того, большее количество литиевых элементов даст большую ёмкость. А значит, большее время работы шуруповёрта.
Литиевые аккумуляторные элементы 18650
Номинальное напряжение литиевых элементов 3,6─3,7 вольта, а ёмкость в большинстве случаев составляет 2000─3000 мАч. Если позволяет корпус аккумулятора, можете взять не 4, а 8 элементов. По два соединить их в 4 параллельные сборки, а затем уже их подключить последовательно. В результате вы сможете нарастить ёмкость АКБ. Но далеко не в каждый корпус удастся упаковать 8 банок 18650.
И последний подготовительный этап – это выбор контроллера. По своим характеристикам он должен соответствовать по номинальному напряжению и току разряда. То есть, если вы решили собирать батарею 14,4 вольта, то выбираете контроллер с этим напряжением. Рабочий ток разряда обычно выбирается в два раза меньше, чем предельно допустимый ток.
Плата контроллера заряда-разряда
Выше мы установили, что предельно допустимый кратковременный ток разряда для литиевых элементов 25─30 ампер. Значит, контроллер заряда-разряда должна быть рассчитана на 12─15 ампер. Тогда защита будет срабатывать при увеличении тока до 25─30 ампер. Не забывайте также о габаритах платы защиты. Её вместе с элементами нужно будет уместить в корпус АКБ шуруповёрта.
Замена аккумуляторов
Ну а дальше идёт сам процесс сборки. Сначала разбираете корпус аккумулятора. Если это модель на 14,4 вольта, то внутри будут 12 никель─кадмиевых аккумуляторов номиналом 1,2 вольта.
Сборка никель─кадмиевых аккумуляторов
После этого нужно спаять купленные элементы в сборку с последовательным соединением. Далее к ней припаивается контроллер в соответствии с его схемой. При этом подключаются балансировочные точки. На плате есть для них специальный разъём, а часто и провода с коннектором поставляются в комплекте.
Корпус аккумулятора шуруповёрта
После сборки батареи припаиваются выводы на плюс и минус, и вся конструкция помещается в корпус. В принципе, процесс на этом закончен. Проблемы могут возникнуть лишь с зарядным устройством. Но в большинстве случаев штатные зарядки для шуруповёртов заряжают литиевые элементы без проблем. При этом заряд банок идёт через контроллер, поэтому ничего страшного с самими элементами не произойдёт.
Опрос
Тоже переделывал шуруповерт 14.4В на Li-ion
Тоже брал готовый контроллер у китайцев, но другой. Индикатор делал на TL431, на них(TL431) в принципе и балансир можно сделать.
Вы пишете лучше использовать 4 аккумулятора, так как напряжение быстро просядет до 14.8v, тут я согласен, но вот слова о том что этим мы и увеличим обьем не верны, при последовательном соединении емкость не меняется, и ровна емкости одного аккумулятора, емкость увеличевается при паралельном соединении.
Дилявер, а вот тут уже вы правы только отчасти. Дело в том что, емкость в мАч останется прежней, это факт, но… емкость в Ватт часах увеличится.
В этом обзоре больше хренотени, чем реальных советов (и видео с ютуба выбрали такие же гундосые, пустые). Такой пример запомнился. Контроллер в Китае (по их репликам) стоит как новый литиевый аккумулятор!? Да где и когда такое было. Вот минут десять назад спецом глянул Алиэкспресс — завалено, см. такой, как мне требуется, на 18 В, — цены с доставкой от 1,8-до 3-4-6 долларов, и это у же с термодатчиком и припаянными проводами!
Добрий день! Дайте пожалуйста совет какой BMS контролер нужно для шуруповерта 18v, 1,2 A. Спасибо Вам заранее.
Для шуруповерта 18v нужно брать контролер на 21v!
ru.aliexpress.com/item/Aihasd-21-1005S-BMS-LMO-Ternary/32831689172.html
Здравствуйте! Дайте пожалуйста ссылку на модуль зарядки на 14v для 4-х аккумуляторов, как Вы описываете в Вашем видео. Не смог найти.
Здравствуйте! У меня вопрос: если защитная плата к батарейкам без балансировки, нужно ли подсоединять промежуточные провода? У меня 3S, я подключил от первой батареи минус к 0v, и от последней плюс к 12,6v. Нагрузка и зарядка на других клеммах (+, — ) . А вот на 3,7v и 7,4v ничего не подсоединил. Шурик пару раз так крутанул, при зажатом патроне отключился, и все больше не крутит. Вроде зарядил все, но мультиметром на +, — разъемах показывает 7,6v , а в самих батареях 12,6v есть. Подскажите, что там не так?
Контроллер считает что банки дохлые, нужно соединить промежуточные банки, и не считать себя умнее разработчиков!
Выскажусь, хе-хе, раз пошла такая пьянка…
У меня это второй шурик, мощностью 18 В. Я не технарь, не имею дач, гаражей, предприятий, халтур. Просто — такой вот по жизни — не люблю побираться- одолжаться, — включая спички, соль, сигарету, тем паче, киянок, тиски, тисочки, степлер-скобозабиватель, тусло, молоток, рубанок, шерхебель, ножовку, стамеску, стеклорез, угольник, уровень, кисти малярные, шпателя, лобзик, дрель, болгарка-штроборез, естественно, шурик и проч., проч. Отдельными ручными и электроинструментами я пользовался один-два раза, покупал под некую конкретную работу, — например, сам делал откосы из ламината для входной двери.
В шурике аккумуляторы никель-кадмиевые стоят, третий год заканчивается, — регулярно их прокачиваю (разряд-заряд-разряд-заряд). Иногда для испытания мощи вкручиваю пару-тройку 100 мм в дубовый брусак, — со скрипом, на сухую. Мощи хватает с избытком. Очень доволен. В большой работе новый шурик был четырежды — балкон переделывал (демонтировал пластик обивал вагонкой), подвал облагораживал и под.. Думаю, аккумуляторы прослужат ещё года три-четыре. Я за ними смотрю, главное, я знаю, что они мне достались ЗАВЕДОМО новыми, при покупке, точнее (целая история), при вручении мне торговым представителем завода.
Убеждён, 50-70% проблем-бед пользователей никель-кадмиевых АКБ, — им втюхивают крепко залежалый товар, такой, который, по сути, надо было еще год-два назад списывать или уценять на 50-80%. По причине полусдохлых, а то и дохлых банок АКБ (одной — точняк).
Мне также впарили шурик залежалый, а состояние банок как определишь — никто ж тебе не даст вкрывать АКБ. Хорошо, что шурик дал закончить ремонт на кухне, собрать новую мебель, даже откосы установить. И сдохли оба АКБ сразу же. Расколупал — по две-три — прям подтекающих банки. Ну и что прикажете делать?Год гарантии прошел две недели тому назад. Хорошо, думаю, что всё первостепенное переделал, где по мелочи — можно и отвертками покурутить. Через год наметилась еще работа для шурика. Стал подумывать о покупке шурика электрического… И вдруг вспыхнула злость на интернет-продавца сдохшего шурика (не нашёл и следов — поменяли дислокацию, название?). Стал искать производителя адрес. И таки как-то разыскал, написал претензию… В духе, что ваш шурик отличный, не хуже макит и хилти, но вот АКБ ставите какие-то полудохлые… А производитель аккурат в год моего обращения запустил новую модель шуриков — раскрас стал ярче, красивее, и всё стало поизящнее. Ну и приезжает ко мне представитель завода и забирает у меня старый шурик, а выдаёт свежак.
Чемодан на чемодан поменяли. Мне лучшего и не надо. Если никель-кадмиевые АКБ отживут, вставлю литиевые, сам или через мастерскую (стар я уже) и куплю новую литиевую зарядку. Подарю шурик зятю. Пусть приобщается…
Вот новые АКБ три года уже, а мощные — как тигры. Я их берегу. Посмотрю, сколько нормальные АКБ способны прожить при самой страшной для них полубезработице. Большинство потребителей шуриков берут их для некой разовой, а потом периодической службы. Для никель-кадмия это жуткая жизнь. Им надо полная разрядка и полная зарядка, хотя бы 1-2 раза в месяц. Хранить желательно в сухом и прохладном (холодном) помещении. Шурик — отдельно от АКБ.
Пособие для переделки шуруповёрта и зарядки на Li-Ion. Легкое понижение тока в MT3608 для зарядки переделанных Ni-Cd в Li-Ion аккумуляторов для шуруповёрта
Если у Вас есть (или завалялся у знакомых) старый шуруповёрт на Ni-Cd и все аккумуляторы сели, да ещё зарядное сломалось (сгорело), закажите на али плату MT3608 за 40р, поищите старое зарядное устройство от сотового телефона (у всех навалом) и старые аккумуляторы от ноутбука (из них нам нужны аккумуляторы Li-Ion 18650).
Сегодня мы будем переделывать старый шуруповёрт с никель-кадмиевых аккумуляторов на литий-ионные, и соответственно модифицировать его зарядное устройство.
Всё легко переделывается. Начнём с аккумуляторов.
Если шуруповёрт был на 12В, нам будет нужно 4 аккумулятора 18650 (16.8В максимум), если на 14.4В — 5 шт (21В максимум), если на 18В — то 6 шт (25.2В максимум). Запас прочности электродвигателя и других механизмов в шуруповёрте большой, а нам повышение мощности не помешает.
Сначала тестируются аккумуляторы 18650 Li-Ion, если есть из чего выбирать, подбираются с одинаковой ёмкостью. Дорого и точно это можно сделать с помощью прибора BT-C3100 V2.2 или аналогичного. Заводская ёмкость аккумуляторов 18650 из ноутбуков 2000-2200 мАч, написана на них, если нет, то можно делить на 2 ёмкость, написанную на шильдике бучного аккумулятора. Прогонка будет лучше, если дать 3 цикла заряд/разряд. Если замеренная ёмкость на 5-10% ниже написанной, то допустимо, если же ёмкость сильно ниже — то аккумуляторы потеряли ёмкость. Также замеряем в приборе внутреннее сопротивление аккумуляторов и оно тоже должно быть одинаковым.
Без точных приборов достаточно зарядить Li-Ion 18650 аккумуляторы до 4.2V в любой подходящей к ним зарядке с ограничением по напряжению, дать одинаковую нагрузку и через одинаковое время замерить на них напряжение. Если упало до одинаковых величин, то нормально. Например, нагружаем полностью заряженный 18650 на нагрузку 3-5 Ом (ток от 1.5 до 0.8 А), и через одинаковое время (к примеру три минуты) меряем, сколько осталось от 4.2В под нагрузкой и без нагрузки. Если конечное напряжение под нагрузкой и без нагрузки одинаково, аккумуляторы подходят. Это говорит об одинаковой нагрузочной способности и одинаковом внутреннем сопротивлении.
Из корпуса сменного аккумулятора выкидываем старые севшие/замкнувшие Ni-Cd аккумуляторы, и запаиваем вместо них Li-Ion на требуемое нам напряжение. У самих аккумуляторов Li-Ion лучше оставить плоские соединители от ноутбука, но, если всё же будете паять к Li-Ion провода, место пайки охлаждайте обдувом, паяйте быстро с флюсом или кислотой, чтобы уменьшить время нагрева поверхностей аккумулятора, во избежание выхода из строя. Провода для пайки берите от старого компьютерного БП, или толще.
Лучше будет, если аккумуляторы припаять через плату балансира зарядки: «4S или 6S balance protection board», она не даст аккумуляторам перезарядится выше 4.2V. Также через такую плату будут лучше заряжаться разноёмкостные аккумуляторы, но в случае разных аккумуляторов будут намного быстрее деградировать менее ёмкие, потому как они будут разряжаться ниже минимального напряжения 2.8V, в то время как на более ёмких ещё будет запас напряжения. Шуруповёрт ещё крутит, но более слабые аккумуляторы уже деградируют.
Затем проверяем, как крутит шуруповёрт на Li-Ion акках, обычно это повышение мощности на 20-40% и уменьшение веса сменного аккумулятора.
Теперь переходим к переделке зарядки, особенно, если она сгорела, или её нет. У разных фирм они разные, Bosch, Shturm, Hitachi, всё разное. Из корпуса зарядки можно достать всю начинку, кроме клеммной колодки. По большому счету, нам нужна только клеммная колодка для подключения сменного аккумулятора. Конечно же, в корпусе всё будет лучше. Мне было слишком много тока от тяжелого трансформатора, и он был тяжел, поэтому я нашел ему лучшее применение (в лабораторный БП).
Припаиваем выход зарядного для сотового к плате MT3608 на VIn контакты, плюс, минус. Включаем, подкручиваем резистор до нужного нам напряжения на выходе, это 16.8, 21 или 25.2В соответственно, какой у вас аккумулятор Li-Ion.
MT3608 — это Step Up (повышающий) конвертер напряжения с широтоимпульсной модуляцией, на обычных платах выходной конденсатор нужно перепаять на большой контакт выхода VOut+ и соответственно зачистить землю рядом с ним для припайки конденсатора. Это недоделка китайцев, плата худо работает с завода..
Делаем ограничение тока заряда, для этого нам нужен резистор 5-15 Ом и самый простой и мелкий диод. Припаиваем провод плюса VOut+ напрямую к клеммной колодке на плюс аккумулятора. А VOut- через резистор в минусовом проводе. С измерительной точки резистора диод (анодом) мы припаяем (катодом с полоской) на сигнал FB микросхемы, это 3-й контакт MT3608, мелко, но он прозванивается на потенциометре с другой стороны платы, куда легче паять.
Подключаем аккумулятор на зарядку и проверяем ток заряда, это будет от 50 мА (15 Ом) до 200 мА (5 Ом). Соответственно ток с сотовой зарядки будет, к примеру 50мА*(21В/5В/КПД) =300мА, а для 200мА*(21В/5В/КПД)=1200мА (может быть слишком большим, не каждая сотовая зарядка это потянет). Проверяем зарядку, если она греется или напряжение с неё проседает с 5В до 2.5В, то следует уменьшить ток, во избежание перегрева.
Вы спросите, почему такой маленький ток зарядки, ведь будет долго заряжаться.. Первый момент, при больших токах заряда, близких к 1.0C (С-ёмкость Li-Ion аккмулятора), время заряда около часа, аккумулятор точно умирает через 1-2 года таких зверств. Второе, даже старые Li-Ion аккумуляторы имеют свойство восстанавливаться при низких токах зарядки (если конечно химия не потекла и не вздулись), и зарядка низким током точно продлит жизнь аккумулятора. Можно посмотреть https://www.youtube.com/watch?v=ep8o8DVPz_0 для изучения вопроса.
Плюсы: бОльшая ёмкость Li-Ion аккумуляторов, повышенная мощность шуруповёрта, лёгкий вес, бОльшее время службы. Минимум переделок, легкодоступные детали. Если трансформатор в зарядном рабочий, то это бонус (для лабораторного БП).
Минусы: долгое время полного заряда (10-20 часов). Крайне не желательно сажать Li-Ion аккумуляторы ниже 3V на ячейку, то бишь делать полный разряд (когда шуруповёрт крутит значительно слабее), Li-Ion аккумуляторы намного ранее теряют ёмкость на холоде, уже при 0 градусов шуруповёрт мало проработает (Можно одеть перчатку или платок или шарф только на аккумулятор шуруповёрта для непродолжительной работы на холоде, или отогревать только аккумулятор в помещении на отопительной батарее).
Крайне не советую покупать дешевые яркие китайские аккумуляторы в магазинах, их ёмкость значительно меньше заявленной! Уж лучше на али взять NCR18650B Li-Ion 3400 мАч Panasonic (4шт — 1100р), они реальные.
Вместо зарядки от сотового можно брать 5В или 12В с компьютерного БП или БП от роутера/модема.
Как-то мне попалась очень слабая китайская зарядка от сотового. Написано 5В, 450мА. Даже при 21V 50 мА, MT3608 перегружало зарядку и напряжение на выходе падало до 2В, зарядка закипала. Что пришлось переделать:
Сначала я сделал ограничение напряжения начала преобразования Uвх для MT3608 (чтобы конвертер не переводил БП зарядного в состояние 2В 2А, когда всё начинало сильно грется и сгорать). На схеме из простых деталей резистор R2 можно заменить подстроечником на 1-10-100кОм (оптимально 10к и R1 10к тогда). Это дало возможность заводится StepUp конвертору только от повышенного входного напряжения, максимальный ток для китайской зарядки был при напряжении 4.3 В, если чуть повысить подстроечником, работа конвертера прекращалась и напряжение подскакивало до 5В.
Ещё захотелось поднять зарядный ток, 21V 80 мА было мало..
Чем выше напряжение на вторичной обмотке высокочастотного трансформатора преобразователя БП зарядки, тем больше мощности можно снять при одинаковом токе (а максимальный ток зависит от сечения провода), но можно дойти до перенасыщения или перегрева трансформатора, и схема БП может уходить в защиту или сгорать..
На выходе в БП зарядки есть оптрон обратной связи и стабилитрон на 3-4 Вольта или резисторы для стабилизации 5.2В. Мне повезло и попалось зарядное в том числе и с защитным стабилитроном на 7.5В, который я запаял вместо измерительного стабилитрона, и получил на выходе зарядного 9В. Выше 10В зарядное для сотового лучше не разгонять, обычно на 11-12 вольтах идёт срыв стабилизации..
В итоге подкрутил ограничение потребления входного напряжения на 8.2 вольта, получил на выходе конвертера 21V 140мА, в итоге 13 часов заряда для моих 2000мАч аккумуляторов 18650 нормально.
Тэги: из подручных деталей, можно везде найти, легкодоступные, легко переделать, простота, проще, когда ничего нет.
Оставляйте комментарии, делитесь опытом, советуйте, у кого что получилось, как лучше переделать.. Если снимите видео по переделке, выложите сюда ссылку..
