Оживляем шуруповерт. Все для переделки шуруповерта на 18650 литий-ионные аккумуляторы
Аккумулятор шуруповерта рано или поздно «устанет» и его необходимо будет менять. Купить новый аккумулятор оправданно в ситуации когда инструмент стоит копейки. Но если у вас что-то более-менее приличное, или аккумулятор старый на Ni-CD, то однозначно имеет смысл поменять севшие 18650 аккумуляторы на новые или полностью перевести шуруповертс никеля на литиевые.
Безусловно, как и в любом деле, тут есть свои нюансы, но если ваши руки хотя бы минимально прямые, то самостоятельно переделать шуруповерт на литий совсем несложно. Нужно лишь знать что купить для переделки и понимать базовые нюансы процесса. А уж купить на алиэкспресс все для перевода шуруповерт на литий — элементарно.
Почему 18650 Li-ion? Преимущества литиевых аккумуляторов очевидны:
Кстати, если вы любите читать, то есть вариант отлично сэкономить! Книжный сервис ЛИТРЕС, крупнейший в России и странах СНГ дает четвертую книгу в подарок при покупке трех. Лично я именно там и покупаю книги уже порядка 5 лет. Ценник и без того доступный, а с таким бонусом выходит совсем небольшим. Есть удобное приложение для чтения и прослушивания книг. По ссылке выше — одна из моих подборок, в которой есть жирный обновляемый промокод.
Переделка аккумулятора шуруповерта. Что нужно знать:
1) Для шуруповерта нужны высокотоковые 18650 аккумуляторы (идеально — Sony/Murata VTC5, VTC5A, VTC6. Допустимо — Samsung 25R), либо менее высокотоковые аккумуляторы, соединенные в параллель (если позволяет место).
2) Категорически нельзя использовать старые ноутбучные аккумуляторы и просто разные аккумуляторы. Все 18650 аккумуляторы в сборке должны иметь минимальный разбег емкости и прочих характеристик. Безусловно, купить высокотоковый 18650 аккумулятор на алиэкспресс — самое простое решение. Только заранее учитывайте что название модели не будет иметь никакого отношения к ячейке внутри. 4 аккумулятора, купленные одним лотом у одного продавца могут существенно отличаться по емкости и внутреннему сопротивлению. Хотя ниже по ссылке будет неплохой вариант для тех, кто не хочет паять.
Я делал статью о том как выбрать 18650 литий-ионный аккумулятор, если интересно — читаем ее тут
3) Подключение аккумуляторов к BMS плате производится строго последовательно: вначале 0 В затем 4,2 В, 8,4 В, 12,6 В, 16,8 В. При нарушении BMS работать не будет!
4) 18650 аккумуляторы в сборке должны быть заряжены одинаково. Лучше всего зарядить каждый аккумулятор отдельно и затем собрать в сборку.
5) Как посчитать сколько нужно 18650 литиевых аккумуляторов вместо никелевых? В целом, расчет такой:
2-3 NiCd = 1 литиевый, 5-6-7 NiCd = 2 литиевых, 8-9-10 NiCd = 3 литиевых, 11-12-13 NiCd = 4 литиевых
6) Литиевые аккумуляторы очень боятся перегрева. Идеальный вариант — точечная сварка. Пайка тоже вполне работает. Как паять 18650? Самое главное — вам нужно максимально большое жало. Свести время контакта жала и 18650 аккумулятора к минимуму и не перегреть последний. В остальном процесс не отличается от любой другой пайке. Лучше всего набить руку на тех старых аккумуляторах, которые вы будете заменять.
BMS-плата
BMS (Battery Management System) – система управления батареей. BMS-плата исключительно важна при переделке шуруповерта на литий. Зачем она нужна и как она работает? Она контролирует заряд и разряд, предотвращая переразряд и перезаряд аккумулятора шуруповерта, в нее встроен «балансир», который заряжает отдельно каждый Li-Ion аккумулятор в сборке. Последнее крайне важно! Бывают BMS без балансира! 3S — 12v, 4s — 14v, 5s — 18v Чтобы выбрать BMS плату, надо учитывать что минимальный ток должен быть 30А, иначе она будет уходить в защиту.
Вариант BMS-платы по ссылке на 2-3 доллара дороже каких-то базовых версий, но вы получаете 100А вместо 30А или 40А. На мой взгляд, по функционалу это лучшая БМС-плата с алиэкспресс и заслуживает этой символической переплаты.
Теория замены аккумуляторов шуруповерта Bosch/Metabo на более емкие.
LoNS написал:
Сегодня наткнулся на оригинальные банки акб 18650 Samsung емкостью 3500 мач.
Стоит найти даташит на эти банки, и выяснить какой максимальный разрядный ток они позволяют.
LoNS написал:
И почему производитель изначально не ставит в свои акб такие емкие банки?
Потому что банки с максимальной ёмкостью имеют ограничения по разрядному току.
Даташит эта шта у нас парусцкы? Мануал? Теххарактеристики? Выложил фото этих банок. Возможно ли понять что это за банки и найти этот даташит на них?
LoNS написал:
Сегодня наткнулся на оригинальные банки акб 18650 Samsung емкостью 3500 мач.
Стоит найти даташит на эти банки, и выяснить какой максимальный разрядный ток они позволяют.
LoNS написал:
И почему производитель изначально не ставит в свои акб такие емкие банки?
Потому что банки с максимальной ёмкостью имеют ограничения по разрядному току.
LoNS написал:
Возможно ли понять что это за банки и найти этот даташит на них?
Забиваете в яндекс следующее:
inr18650-35e datasheet
Третья ссылка.
LoNS написал:
Alex___dr, и какой максимальный разрядный ток нужен для современных банок?
У современных банок он разный. Отталкиваться нужно от тока который нужен шуруповёрту при нагрузке.
LoNS написал:
В теории получаем 3500мач х 6 штук = 21000 мач на блоке вместо стоковых 6000 мач.
плохо у вас с теорией, напряжение АКБ 4,2В, что бы получить 12 нужно включить три последовательно, их емкость не растет, а растет напряжение. 8 класс физики в школе.
Если поставить 6 по 3500 Ah емкость будет 7000ah, но указанные АКБ не подходят для инструмента.
Нужно минимум 15А (for continuous discharge) если 6 банок, но лучше 20А, и минимум 20А если 3 банки.
Вот хороший сайт для подбора
Максимум что можно получить на 18650 хорошего это
LG HG2 18650 Battery, 3000mAh, 20A, 3.6V, Grade A Lithium-ion (LG18650HG2)
или Sony VTC6 18650 Battery, 3000mAh, 20A, 3.6V, Grade A Lithium-ion (US18650VTC6)
Из вариантов для 6 банок, можно использовать
Samsung 30Q 18650 Battery, 3000mAh, 15A, 3.6V, Grade A Lithium-ion (INR18650-30Q)
Они кстати и стоят у боша, милки в 6ah
вариантов 18650 с емкостью более 3000ah и током от 10А попросту нет, если верить сайту.
Как легко повысить ёмкость батареи шуруповёрта
Купил я как-то себе недорогой шуруповёрт. Вот такой:
Нехитрые расчёты (14,4 : 3,6 = 4) показали, что там четыре аккумулятора по 2000 мАч. Через вентиляцию просвечивают три цилиндра, в форме стандартных аккумуляторов:
Четыре аккумулятора. Совершенно не удивился, стандартная ячейка, при помощи которой можно набрать батарею на 18 вольт. А вот что написано на аккумуляторах:
1500 мАч. Интересно, а что тогда написано на аккумуляторах шуруповёрта, как на этой картинке?
Я тебе по секрету скажу. Только никому! Даже 1500 которые ты видишь, не факт что 1500.
Клин клином! Напиши маркером 16000 и работай от забора до обеда!
Хороший производитель обычно дает запас по емкости. То есть,новый аккумулятор с надписью 2А\ч,фактически имеет емкость 2.2-2.3 А\ч. Но тут явно не такой случай.
Раскурочить аккум прямо на кассе и закатить скандал.
Переделка шуруповёрта Диолд
Дано: шурик деда с исчерпавшими ресурс аккумуляторами. Задача: заменить аккумуляторы на Li-ion или LiFePO4, добавить индикацию уровня заряда и подсветку рабочей зоны.
Сначала выбирал аккумуляторы
Решил взять подешевле, поэтому Li-ion — напряжение полностью заряженного аккумулятора 4,2В позволяет использовать для 12-вольтовой батареи всего три банки.
Разряжать можно примерно до 3В (2,75В критический минимум). А вот тут, получается, мы не дотягиваем до параметров «родных» аккумуляторов. Напряжение полностью разряженной родной Ni-Cd батареи считается 10В, с литиевой мы в теории получаем меньше 9В, что с одной стороны плохо: если на 10В мотор шуруповёрта уже будет легко останавливаться, то мы сможем использовать только половину ёмкости аккумуляторов (такова была моя «экспертная» оценка ситуации).
С другой стороны, высока вероятность ситуации, когда аккумулятор снимается с дрели и не ставится на зарядку. А оставлять «севший» литиевый аккумулятор нельзя. В этом случае остаточная половина ёмкости позволяет не беспокоится о длительном хранении такого аккумулятора. Есть общая рекомендация для продления жизни литиевых аккумуляторов — не разряжать их «в ноль» (в отличие от Ni-Mh и Ni-Cd).
Выбирал на Алике, обязательно читал отзывы, чтобы люди уже применяли эти аккумуляторы именно в шуриках. По характеристикам — не сильно высокая ёмкость (некоторые рекомендуют брать 1500mAh, я выбрал 2600mAh — больше, я думаю, не стоит брать в форм-факторе 18650): Ссылка на товар на AliExpress
В описании товара не указаны максимальные токи разрядки, полагался на удачу и на надпись в заголовке «безопасные промышленного использования» без пруфов.
Тест ёмкости разрядкой током 1А этих аккумуляторов. Устройство OPUS BT-C3100 V2.2
К таким банкам положена плата защиты
На Али таких очень куча, поэтому выбирал просто по цене.
Параметры — 12 Вольт на входе и на выходе, приличный допустимый ток. На момент выбора я, честно говоря, не измерял токи, потребляемые аппаратом. Предположил что 30А должно быть «выше крыши» (даже с учётом того, что китаец почти точно соврал раза в три). Желательно брать с балансировкой заряда, но я тогда не нашёл подходящего варианта, взял без балансировки и отдельно платы балансировки:
Как поменять батарейки в шуруповерте своими рукам
Шуруповерт — один из тех инструментов, который нужен каждому мужчине. Прибор может работать как от сети, так и от специальных зарядных устройств. Поэтому о том, как происходит замена аккумуляторов в шуруповерте, рекомендуется знать каждому владельцу подобного изделия. Процесс несложный, но у некоторых моделей могут быть определенные особенности.
Для каждого изделия количество банок в батарее может быть разным
Определение неисправности
Перед тем, как устранить неисправность, требуется выяснить, действительно ли она присутствует. С этой целью выполняются следующие действия:
Важно! Заменить некачественные элементы достаточно просто, они подключаются в обычной последовательности с учетом плюсов и минусов. Это относится ко всем моделям Makita, Бош, Зубр, Метабо, Деволт, Интерскол, Диолд, AEG.
Общие рекомендации по ремонту
В отношении никель-кадмиевых аккумуляторов выделяют следующие особенности:
Требуется подготовить необходимые инструменты
В отношении литиевых аккумуляторных батареек также есть определенные правила, которые требуется учитывать:
Замена никель-кадмиевых аккумуляторов в шуруповерте на литиевые
Замена аккумуляторов шуруповерта своими руками на литиевые осуществляется при помощи расчета их количества при условии, что на один элемент потребуется 3,7 В. Например, для изделия мощностью в 14,4 В необходимо подготовить 4 банки Li-Ion стандарта 18650.
Также стоит учитывать разницу в размерах. Чтобы поменять АКБ понадобится приобрести контроллер заряда-разряда, который устанавливается дополнительно в корпус с банками. Кроме того, не исключается, что придется заменить зарядное устройство.
Технология замены Ni-Cd на Li-ion в шуруповерте
Литиевые элементы отличаются долговечностью, поэтому многие владельцы шуруповертов думают о том, что заменять ими никель-кадмиевые изделия.
Технология замены включает несколько этапов, которым требуется обязательно следовать.
Определение количества Li-ion аккумуляторов
В основном параметры аккумулятора нанесены на нем самом либо на шуруповерте. Для определения количества необходимых элементов требуется разделить указанное на инструменте напряжение на 1,2В (это номинальное напряжение одной никелевой банки).
Чтобы выяснить, сколько литиевых деталей потребуется на замену, деление проводится на 3,7 В — это нормальный показатель для данного вида банок.
Полученный результат рекомендуется округлять в большую сторону, это не скажется негативно на инструменте, а просто увеличит немного его мощность.
Требуется правильно подобрать все необходимые элементы для замены
Выбор Li-ion аккумулятора
Производители предлагают литий-ионные и литий-полимерные элементы. Вторые отличаются меньшим размером и большей безопасностью, однако и стоят они дороже. При этом они не способны отдавать в работу большие токи. Поэтому специалисты рекомендуют брать обычные литий-ионные банки.
Лучше, если у элемента будут приваренные гибкие отводы, потому что подобные детали не любят повышенных температур и лишней пайки. Рекомендуется посмотреть несколько вариантов в магазинах, чтобы выбрать наиболее подходящую модель.
Как влияет величина напряжения аккумулятора на продолжительность работы шуруповерта
Вопрос о том, как влияет величина напряжения аккумулятора на длительность работы изделия, интересует многих. Чтобы понять какая мощность у изделия, требуется умножить напряжение на емкость батареи.
Для справки! Например, у шуруповерта с батареей мощностью 14,4 В и емкостью 1,5 А/ч мощность будет составлять 21,6 Вт.
Готовые сборки 18650 аккумуляторов
В качестве замены лучше приобретать готовые сборки 18650 аккумуляторов. Можно сделать это на китайских торговых онлайн-площадках либо в других интернет-магазинах.
Выбор платы защиты BMS
Литий-ионные аккумуляторы требуют внимательного отношения и соблюдения определенных требований. Роль защиты выполняет плата BMS. Именно данный элемент не допускает превышение напряжения более 4,2 В и снижения меньше 2,55 В на один аккумулятор во время зарядки. Кроме того, элемент держит под контролем максимально допустимый ток и сохраняет необходимый баланс между батареями.
Основными параметрами при выборе является количество последовательно соединенных элементов. В интернете можно посмотреть таблицу, в которой указаны все необходимые параметры и с ее помощью подобрать подходящую плату.
Сделать замену можно даже в домашних условиях, главное — соблюдать последовательность
Блок питания для зарядки
Для литий-ионных аккумуляторов зарядные устройства выбирают, исходя из количества последовательно включенных аккумуляторов в батарее. Чем их больше, тем больше должно быть выходное напряжение.
Зарядка аккумуляторов штатным ЗУ от шуруповерта
При желании можно приобрести специальную универсальную плату для литиевого аккумулятора. Ее устанавливают в родное зарядное устройство. Однако специалисты рекомендуют использовать не доработки, а подходящие зарядки именно для этого вида батарей.
Индикатор емкости литиевой батареи
Индикаторы встречаются светодиодные и цифровые. Вторые дешевле, но не удобны в использовании. Лучше выбирать светодиодные варианты, исходя из количества последовательно включенных аккумуляторов.
Держатель 18650 аккумуляторов
Держатели для аккумуляторов 18650 также лучше приобретать готовые. При желании можно найти в онлайн-магазинах хорошие варианты по приемлемым ценам.
Электрическая схема переделки шуруповерта под Li-Ion аккумуляторы
Перед тем, как заменить аккумуляторы в шуруповерте, рекомендуется подготовить правильную схему сборки. Чтобы исключить выход из строя каких-либо компонентов, необходимо точно соблюдать полярность подключения.
Важно! При составлении схемы рекомендуется на ней красным цветом отмечать положительную полярность, а синим — отрицательную.
Пример замены Ni-Cd аккумулятора на Li-Ion в шуруповерте
Примеры замены никелевого АКБ на литий-ионный можно найти в интернете. Для работы используют паяльник, термоклей и другие инструменты.
Важно соблюдать все необходимые последовательности, чтобы не нарушить работу изделия. При аккуратном и внимательном подходе даже в домашних условиях можно заменить одни элементы на другие.
Заменять аккумуляторы на шуруповерте несложно, с работой справится любой хоть немного разбирающийся в электричестве мужчина.
Замена NiCd аккумуляторов на Li в шуруповертах (подробно)
Шуруповёрту много лет. Штатные NiCd батареи давно ушли в историю.
Само железо еще бодрое.
Стоимость новой батареи соизмерима со стоимостью нового шуруповёрта.
Она возможно новая при покупке, но уже не «молодая» и готова умереть.
Немного теории
1 бочонок NiCd выдает 1,2 В. Для 14 вольтового шуруповёрта нужно 12 штук.
Зарядка производится малым током (0,1 от максимального тока разряда).
При полной разрядке навсегда выходит из строя.
Имеет высокий саморазряд и память остаточного заряда.
Итак, нужно запитать шуруповёрт с рабочим напряжением 14,4 Вольт.
Приступаем
Блок питания от ноутбука
(сетевой на 220 В с выходом 18 В постоянного напряжения).
Можно купить отдельно или порыться в закромах запчастей от старых ноутбуков.
Я нашел в закромах (у знакомых). Разъем (приборную часть) пришлось покупать в радиомагазине.
Более низкое напряжение не годится, так как есть входные ограничения по напряжению для платы стабилизации.
Блок платы стабилизатора
(корпус купил в «Чип и Дип»). Можно и самому склеить.
Плата стабилизатора внутри блока.
Красной стрелкой отмечены потенциометры, которыми выставляется выходной ток и выходное напряжение (на аккумуляторный блок шуруповёрта). Надписи «I» и «U» сделал белой краской сам.
После монтажа, подключаем блок питания и выставляем выходное напряжение по цифровому вольтметру.
Я выставил 16,8 В, а не 17,2 В (с запасом по 0,1 В на каждый аккумулятор).
Слева гнездо для блока зарядки (сетевого).
Справа гнездо для провода идущего к аккумулятору шуруповёрта.
На блоке платы стабилизатора и аккумуляторном блоке 15,7 В. До минимального разряда еще далеко.
Один раз отвалилась пайка. Вольтметр сразу показал не допустимо низкое напряжение.
На поиск неисправности ушло минут 5 с учетом разборки блока аккумуляторов.
Предельные значения напряжений на аккумуляторном блоке наклеены на дно блока аккумуляторов шуруповерта скотчем.
Вольтметр на блоке аккумуляторов позволяет оценить степень заряда. Обычно ставлю на подзарядку, когда будет 11-12 Вольт
Когда первый раз включаем зарядку, в разрез провода между блоком платы стабилизатора и аккумуляторным блоком шуруповёрта нужно вставить амперметр и на плате стабилизатора установить нужный ток потенциометром «I» (1-2 А в зависимости от емкости конкретных элементов 18650).
Выставил ток 1 А стареньким тестером ТЛ-4.
Аккумуляторный блок шуруповёрта (корпус «родной»)
На аккумуляторном блоке контрольный вольтметр, гнездо для подключения зарядки и выключатель вольтметра (виден плохо из-за черного цвета).
Надписи о значении напряжения и распайки разъема далеко не лишние.
Нужны при ремонте.
Батарейный блок изнутри.
Контроллер на 4 аккумулятора
Контроллер нужно брать с выходным током на 15-16 А.
Если будет меньше, контроллер при большой нагрузке или старте шуруповерта будет отключать аккумулятор.
Монтаж сделан толстым проводом, так токи там большие!
Аккумуляторы скреплены между собой термоклеем (получилась батарея).
Батарея прикреплена термоклеем к стенкам блока.
Плата контроллера после распайки прикреплена термоклеем к батарее.
Технологические нюансы.
Если припаивать паяльником, то нужно это делать мощным и кратковременными касаниями.
Я же сделал точечную сварку из трансформатора микроволновки.
Потренировался в сварке и всё получилось.
Про точечную сварку ленты таким трансформатором можно найти видео на ютубе.
На сайте можно почитать статьи про Li батареи, контроллеры и т.п.
То ли от куртки, то ли от сумки остался шнурок с регулировочной клипсой. Приделал его к ручке шуруповёрта. Если нужно, вешаю за шнурок шуруповёрт на руку. И не нужно искать место куда его положить. например при работе на лестнице.
Второй экземпляр зарядного блока сделал в одном корпусе.
Вместо компьютерного блока питания был куплен преобразователь с 220 на 24В и ток 3А.