Запись из жизни:


Замена аккумуляторов в шуруповерте

07.04.2015 | Обзоры, Покупка, Своими руками, Электро | 17 | Автор:



Мой шуруповерт Makita, с покупки которого прошло лет 5, потерял свою емкость в аккумуляторах. И встал очень острый вопрос в покупке новых элементов. Но не просто их замена на аналогичные, а полный отказ от Ni-Cd (ядовитых, малой емкости, с эффектом памяти) на Li-ion.И так, начнем!

Нам понадобится:

  1. ZIPPY Compact 1300mAh 4S 25C Lipo Pack или Turnigy 1300mAh 4S 30C Lipo Pack или Turnigy 1300mAh 4S 20C Lipo Pack (RU Warehouse)
  2. ИЛИ лучше, дешевле и больше емкость в аккумуляторах типа 18650 оригинального производства таких фирм как Samsung или LG, купить здесь: https://goo.gl/dwmqxE
  3. XT60 Male/Female
  4. DC-DC преобразователь (DC-DC LM2596) купить здесь: https://goo.gl/C5mBKS
  5. Контроллер заряда на 4 ячейки (YH11047A)? купить здесь: https://goo.gl/RH0KxM

Элемент питания

Li-ion с 4 ячейками (по 3,7 Вольт каждая) в моем случае подходит больше всего, для вот такого типа аккумуляторов, который между прочем оказался разборным (на шурупах):
Замена аккумуляторов в шуруповерте
4 ячейки Li-ion выдают 14,8 Вольт емкостью 1000-1300 мАч.

В аналогичной статье, автор использует аккумулятор на 1000 мАч, в моем случае размеры позволяют не занижать емкость оригинальной батареи 1300 мАч. Если ваша конструкция позволяет использовать более емкий элемент питания, вы можете поставить хоть 5000 мАч, но каким током и сколько времени вы потратите на его зарядку.

— Нестеров Кирилл

Замена аккумуляторов в шуруповерте
В моем наборе шуруповерта Makita 2 аккумулятора по 1300 мАч каждый, что удобно как при зарядке (быстрая полная зарядка), так и в замене аккумулятора на новый. Я не так часто пользуюсь им, поэтому одного заряда всегда хватало на время заряда запасного. Аккумуляторы без параллельно включенных ячеек (мое личная не приязнь), только четыре последовательно. Собственно это видно и на этикетках:

Замена аккумуляторов в шуруповерте на Li-ion

Подключения данных аккумуляторов одинаковое, как по схеме, так и по разъемам. 5 контактный разъем для балансировки (специальный режим заряда, при котором не допускается заряжать аккумуляторную ячейку выше положенного ей напряжения, аналогично и контроля разряда не допуская падения напряжения ниже допускаемого) и 2 контактный для основной нагрузки.

Разъемы подключения аккумуляторов для моделирования

Забегая вперед, аккумуляторы показали не очень хороший результат, набрав 1054 мАч при разряде, в этом не виновата схема защиты, так как замеры производились как с ней так и без нее:

Реальная емкость аккумулятора TURNIGY 1300mA

 

Что TURNIGY, что ZIPPY Compact по 1000 мАч, они похожи не только размерами, но и качеством проводов и разъемов и цветом. А может это одно и то же с разной пленкой и наклейкой. Не поймите меня не правильно, но аккумуляторы типа 18650 оригинального производства таких фирм как Samsung, LG, Sanyo реально выдают положенную им емкость, о чем я уже подумал после этого теста. Только не берите 18650 со встроенной защитой, так как они ограничивают ток, а пусковой ток и рабочий шуруповерта превышает его в разы.

Но аккумуляторы куплены и я продолжаю переделка своего шуруповерта на Li-ion источник питания. И нашим следующим шагом это защита элементов питания.

 

Контроллер заряда на 4 ячейки

Плата защиты и балансировки заряда Li-ion аккумуляторов на 3 и 4 ячейки

Это реальное фото схемы, здесь не хватает нескольких элементов, я заказывал у 2-х разных продавцов, отсутствие этих элементов в обоих случаях.

— Нестеров Кирилл

В двух словах, данная схема нужна для защиты 4-ёх Li-ion ячеек собранных в один элемент от низкого разряда, перезаряда, высоких токов нагрузки. Собственно это можно понять из технических характеристик:

  • Li-ion схема защиты на 4s (4 ячейки)
  • Рабочие температуры: -40~+85 градусов
  • Размер модуля (мм): 50*22*4
  • Защита от высокого напряжения элемента 4,15 ± 0,05 Вольт
  • Защита от высокого напряжения на элементе 4,25 ± 0,025 Вольт
  • Защита от разряда 2,50 ± 0.08 Вольт
  • При разряда поднимает напряжение 3,00 ± 0,1 Вольт
  • Ток перегрузки: 20-30 Ампер
  • Номинальный ток: 15 Aмпер. Естественное охлаждение 10 Ампер, добавить теплоотвод при 15A а, максимальный мгновенная ток 30A)

К сожалению я не имею возможности проверить эти характеристики на соответствие, одно знаю точно, схема проверена мною лично в полевых условиях и проблем не наблюдалось.

Схема включения:

Схема платы защиты и балансировки заряда Li-ion аккумуляторов

Схема взята у китайского продавца, на стрелке написано по китайски:

自动激活/非自动激活选择:
贴0欧电阻时为自动激活.
拆掉0欧电阻时为非自动激活.

- Google перевод -
Автоматическое включение / не автоматические варианты активации:
Автоматически активируется опубликовал 0 Ом резистор.
Номера активируется автоматически, когда удаляется 0 Ом резистор.

— автор не известен
Эта же плата может заряжать и 3 ячейки / банки по включенной ниже схеме:
Схема платы защиты и балансировки заряда Li-ion аккумуляторов на 3 ячейки / банки
К сожалению мне пришла урезанная схема без того самого резистора и группы других деталей (как писал выше от обоих продавцов), я не знаю за что они отвечали, поэтому схему собирал, как указано у продавца на 4 ячейки.


Внимание!
На 2-ух фото неверно распаян 5 пиновый коннектор, его я взял со старой платы ИБП (источник бесперебойного питания). Точное название этого разъема xh-5p 2,54 мм эти разъемы не дорогие, легко можно найти на Aliexpress или ebay.
Как сказано первый раз, я не верно распаял разъем xh-5p, точнее перепутал боковые провода + и - (красный и черный соответственно), на плате немного нагревались элементы, при этом на выходе было 16 Вольт, так он пролежал несколько часов, разрядив батарею всего на 200-300 мА. Перепаяв верно выводы, схема перестала греться на выходе все те же 16 Вольт. Зарядка iMax B6 в режиме зарядки без балансировки успешно зарядила аккумулятор через плату.

Для 5 контактного разъема допустимо использовать тонкие провода, все зависит от вашего будущего тока заряда. Другое дело основные выводы, для подключения нагрузки (P- и P+), не скупитесь на толстые медные провода, в моем случае это 2 проводника по 1,5 мм² каждый (проводники многожильные, так как они должны легко гнуться), ведь они должны выдерживать токи 20-30 Ампер.

 

DC-DC преобразователь

Тут все просто DC-DC LM2596 Step-down Adjustable Power Supply Module CC-CV LED Driver, ранее я его использовал в личных целях, как стабилизатор.

DC-DC преобразователь

Характеристики:

 

Распиновка и управляющие элементы DC-DC преобразователя

В процессе наполнения ... так как провожу тестирование штатного зарядного устройства на совместимость с новым Li-ion аккумулятором.

Монтаж в штатный корпус

Вот я и добрался до замены начинки штатного аккумулятора шуруповерта Makita. Раскручиваем его корпус и вынимаем блок Ni-Cd ячеек, самое сложное это оторвать приваренные контакты от клемм, и тем самым не сломать хрупкий пластик, что у меня и не получилось, поэтому пришлось использовать супер клей.

Замена аккумуляторов в шуруповерте

Отсоединять термозащиту и защиту от высоких токов я не стал, ровно как и снимать их контакты с пластмассы. Соединение произвел сразу, тут подпаиваем только разъемы контактов (P- и P+), так как остальные припаиваем к разъемам, для удобства дальнейшего обслуживания.

Сборка аккумуляторной батарейки для шуруповерта

Так как разъемы ставились на Ni-Cd банки, пришлось зафиксировать их в крышке тем же супер клеем:

Монтаж схемы защита Li-ion в аккумуляторный блок шуруповерта Makita

Через несколько минут, размещаем аккумулятор на дне корпуса, соединяем клеммы с платой зашиты и небольшой маленький штрих - кусок поролоновой губки, которая позволяет избежать дребезг при вибрации нашего инструмента.

Реально рабочий самодельный аккумулятор на Li-ion элементах для шуруповерта

 

Таким образом замена аккумуляторов в шуруповерте занимает не более одного часа. Вес готового блока составил 225 грамм против оригинального Ni-Cd весом в 610 грамм, теперь работать с инструментом стало не просто без усталости а даже не привычно. Меня расстроил тот факт, что за не эти деньги мы получаем всего 1000 мАч, а не 2600 мАч если бы использовались оригинальные аккумуляторы 18650 фирмы Samsung. Время работы от одного заряда нереально долгое, на столько и самому не верится!

В процессе наполнения ... так как провожу тестирование штатного зарядного устройства на совместимость с новым Li-ion аккумулятором.



Метки записи: , , , , , , , .





  • dronnick

    Интересно, попробую свой Бош переделать. А DC-DC LM2596 зачем нужен?

    • Это для отдельного зарядного устройства, но пока тестирование продолжается, если оригинальное зарядное устройство макита для Ni-Cd сможет заряжать Li-ion, то преобразователь не понадобится вовсе!

      • dronnick

        понял, родная зарядка может оказаться слишком умной и отказаться заряжать.

  • Canonir

    А при резком нажатии на кнопку защита не срабатывает? А то я собрал Zippy Compact 4S 1500 25C и такой же красный балансер без некоторых элементов и при резком старте срабатывает защита, видимо ток старта превышает 15 А (померить нечем).В режиме дрели могу остановить патрон рукой при большом усилии. (Как вариант — глючный балансер попался). Вставил все это в B&D kc2002fk. А зарядка пока где-то идет почтой. 🙁
    Проверил в режиме простоя — за 2 недели заряд даже на сотую вольта не изменился.

    • Спасибо за интерес к статье.
      1. Не срабатывает! И мало того запускал при нагрузке (сверли Al).
      2. Zippy Compact 4S 1500 25C — вам бы его на емкость проверить, что бы подтвердить факт завышения характеристик на этикетке.
      3. Пришла 2-ая такая же плата защиты, еще не проверял, тут вы меня напугали с 15А, не будет ли у меня такое же…
      4. Тоже проверял. Подтверждаю, заряд не изменился!

      • Canonir

        Приветствую, все-таки пришел мне DC-DC преобразователь, буду делать зарядную часть. Можно узнать, какие вы параметры у него установили (напряжение, ток и что за крутилка — емкость батареи, смысл понятен, но как установить)?

        • Статья http://mysku.ru/blog/ebay/17448.html

          Это пороговый ток, т.е. при падении ниже которого включается индикация.

          Задача с этим преобразователем не допустить перезаряда выше 4,2 Вольт на банку (у нас 4s поэтому не больше 16.8 Вольт)

          Ток например 1 Ампер

          Пороговый ток 100 мА (минимум)

          1. Разряженный аккумулятор s4 =12 Вольт, подключаем на зарядку к этому преобразователю и поднимаем напряжения выше 12 Вольт до момента когда получим нужный нам ток заряда. (например 1 ампер, при этом ограничение по току по максимуму, что бы не срабатывало).

          2. Так как мы не используем радиатор, 3 Ампера нам много (15Вт применяется куллер). Выставляем срабатывание защиты по току на 2 Ампера

          3. Заряжаем аккумулятор отдельно например в iMax B6 (не более 16.8 Вольт) и подключаем снова к преобразователю, выставляя пороговый ток, т.е. срабатывание индикации на ток заряженного аккумулятора.

          В предложенном мною способе используется плата защиты, поэтому перезарядка и переразрядка ей не страшны. А вот перегрев преобразователя и ток заряда нам важны, как никогда.
          Ток заряда может быть не более 2 Ампер.

    • Пробовал стопорнуть, нагружал, гонял по максимум. В результате: защита не срабатывает, посадить 1000 мАч не получилось даже за 3-4 часа жесткой эксплуатации.

  • Taurus999able

    Ребята подскажите, как поступить, хочу переделать 18 Вольтовый шурик. Я так понимаю плату нужно 5S, то-есть на 5 элементов. Но при полном заряде напряжение будет в районе 20-21 Вольт. Как поступить? Плату нашел на ток разряда до 30А.

  • Иван Петров

    в этом изделии присутствует балансир ?

    • Нет, практика показала что заряд происходит равномерно, если пользоваться каждый день то для верности делайте отдельную балансировку раз в год. Но повторюсь это не обязательно.

Календарь публикаций

Декабрь 2016
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Ноя    
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031  

Не пропусти акцию:

Архив новостей

Подписаться на канал KIRILL NESTEROV