Как правильно заряжать аккумулятор шуруповерта

Достоинства и недостатки зарядных устройств шуруповерта

Среди разнообразных моделей винтовертов и зарядок к ним потребителю нужно выбрать качественный инструмент. Прежде чем его купить, необходимо ответить на вопросы: для каких целей приобретается инструмент и как заряжать аккумулятор?

Многие модели имеют отличный дизайн, небольшие габариты, малый вес, хорошие эксплуатационные характеристики. Используется оригинальная упаковка — отдельный кейс. Батарейки находятся в комплекте, а заряжать аккумулятор необходимо не менее 50 минут. При работе руки мастера не устают, потому что рукоятка имеет 24 ступени.

В большом кейсе можно хранить дополнительные инструменты: плоскогубцы, саморезы. Достоинства модели заключаются в наличии бесколлекторного двигателя и вентиляционных отверстий в корпусе.

Схема зарядного устройства Hitachi.

У некоторых моделей зарядного устройства слишком долго охлаждается батарея (в течение 50 минут), а в инструкции указано время работы — 30 мин. В китайских моделях зарядка неавтоматическая, срок эксплуатации составляет не более 2 лет. Ударный шуруповерт имеет один аккумулятор, который заряжается несколько раз при очень интенсивной работе.

У тяжелых винтовертов есть 3 скорости, вес — 2,2 кг, аккумуляторы — 18 V Li-Ion. Литиевые аккумуляторы — несомненное достоинство зарядки, позволяющее заряжать инструмент, когда на индикаторе появляется разряд до 30% емкости.

К недостаткам работы относят использование несменных аккумуляторов. При выходе из строя они заменяются только в сервисном центре.

Ремонт снабжающего устройства для дрели-шуруповерта

Схема питания аккумуляторной дрели.

Шуруповерт — дорогая вещь, но она необходима в хозяйстве. Стоимость аккумулятора составляет большую часть цены дрели. Практичный хозяин не станет тратить лишние деньги на приобретение нового блока питания, а произведет ремонт зарядки своими руками.

Для работы приобретают инструменты:

• напильник;
• отвертка;
• наждак;
• припой;
• паяльник;
• флюс.

По внешнему виду зарядки можно определить неисправность. Если пробиты диоды в зарядке на 18 V и сгорел трансформатор, то приобретают диоды FR307 или 607 и тепловой предохранитель с первичной обмоткой.

Произвести замену аккумуляторов не сложно. Разбирают корпус, заменяют элементы, даже если корпус склеен или собран на шурупах.

Необходимо запомнить расположение элементов и порядок их соединения между собой. В батарее располагается 12 элементов. Никель-кадмиевые блоки имеют повышенный самозаряд. Элементы в них содержат высокое сопротивление.

В зарядке может быть сетевое напряжение, понижаемое трансформатором. При возникшей неисправности стабилизация тока и напряжения отсутствует, а светодиоды горят при зарядке постоянно.

С помощью паяльника зачищают контакты аккумуляторов. Пайку производят в течение 2 секунд во избежание перегрева блока. При работе следует соблюдать меры безопасности: нужно паять в очках, расходовать кислоту по каплям.

Шуруповерт можно переделать для работы с литиевыми блоками. В этом случае заряжать аккумулятор шуруповерта можно быстрее и качественнее. Никелевый блок заряжается в обыкновенном зарядном устройстве. К моменту окончания зарядки величина тока понижается, напряжение не контролируется устройством, и аккумулятор не отключается самостоятельно.

Вторым этапом работы является подключение четырех блоков друг с другом. Их укладывают в отсек для батареи и скрепляют изолентой, затем подключают к контактам, предварительно соединив между собой проводами из алюминия с сечением в 2,5 мм².

Зарядка блока осуществляется с помощью переходника: на одной его стороне находится вилка, а на другой — два разъема (балансировочный и зарядный). Снабжение блока идет через 2 кабеля, последовательно соединенных между собой.

Если пришло в негодность зарядное устройство, осматривают понижающий трансформатор и плату. Вокруг диодов может образоваться желтизна, указывающая на то, что зарядка пропускает ток в двух направлениях. В результате происходят перегрев обмоток трансформатора и пробой во всех диодах. Во время ремонта необходимо выпаять диоды, перепаять их.

Следует проверить обмотки трансформатора (для обнаружения обрыва в них). При перегреве датчика его заменяют и восстанавливают проводимость. Включив прибор в сеть, проверяют работу индикационного устройства. В случае его исправности прибор готов к работе.

Заряжать аккумулятор с помощью специального устройства просто. Правильно выполненная зарядка позволит установить автономный режим для шуруповерта, учесть все нюансы в его работе и выбрать оптимальный тип аккумулятора с минимумом недостатков.

Индикатор заряженности аккумулятора

Тоже насущная проблема – хотя бы примерно знать сколько процентов заряда остается на аккумуляторе, чтобы он не разрядился в самый ответственны момент.
Для параллельных сборок на 4,2 вольта самым очевидным решением будет сразу приобрести готовую плату пауэрбанка, на которой уже есть дисплей отображающий проценты заряда. Эти проценты не супер-точные, но всё же помогают. Цена вопроса примерно 150-200руб, все представлены на сайте Гайвера. Даже если вы собираете не пауэрбанк а что-то другое, плата эта довольно дешевая и небольшая, чтобы разместить ее в самоделке. Плюс она уже имеет функцию заряда и защиты аккумуляторов.
Есть готовые миниатюрные индикаторы на одну или несколько банок, 90-100р Ну а самым дешевым и народным методом является использование повышающего преобразователя МТ3608 (30 руб.), настроенного на 5-5,1v. Собственно если вы делаете пауэрбанк на любом преобразователе на 5 вольт, то даже не нужно ничего докупать. Доработка заключается в установке красного или зеленого светодиода (другие цвета будут работать на другом выходном напряжении, от 6в и выше) через токоограничивающий резистор 200-500ом между выходной плюсовой клеммой (это будет плюс) и входной плюсовой (для светодиода это получится минус). Вы не ошиблись, между двумя плюсами! Дело в том, что при работе преобразователя между плюсами создается разница напряжения, +4,2 и +5в дают между собой напряжение 0,8в. При разряде аккумулятора его напряжение будет падать, а выходное с преобразователя всегда стабильно, значит разница будет увеличиваться. И при напряжении на банке 3,2-3,4в разница достигнет необходимой величины, чтобы зажечь светодиод – он начинает показывать, что пора заряжаться.

Разновидности зарядных устройств для никелькадмиевых аккумуляторов

Сегодня на рынке можно выделить две основные группы устройств, предназначенных для заряда никель кадмиевых аккумуляторов:

• Автоматические ЗУ;
• Реверсивные импульсные ЗУ.

Как правило, автоматическое зарядное устройство для никель─кадмиевых аккумуляторов имеет следующую цветовую индикацию. Красный цвет индикатора показывает, что идёт процесс заряда батареек. Чтобы сделать разряд аккумуляторов, на устройстве имеется переключатель «разряд». В процессе разряда индикатор будет иметь жёлтый цвет. После того, как пройдёт разряд, зарядное устройство для Ni─Cd аккумуляторов само запустит зарядку. Зелёный цвет индикатора говорит о том, что цикл разряд-заряд закончен.

Пример зарядного устройства для Ni-Cd аккумуляторов

Шаг 5 Схема проводки

Чтобы завершить сборку электрокомпонентов, спаяем их в соответствии со схемой. Я приложил схему в программе Fritzing и фото физического соединения.

1. + контакт разъема питания соединяем с одним из контактов выключателя, а – контакт разъема питания соединяем с пином GND стабилизатора 7805
2. Второй контакт выключателя соединяем с пином Vin стабилизатора 7805
3. Устанавливаем три конденсатора 100 нФ параллельно между Vin и GND пинами стабилизатора напряжения (для этого используйте макетную плату)
4. Устанавливаем конденсатор 100 нФ между пинами Vout и GND стабилизатора напряжения (на макетной плате)
5. Соедините Vout пин стабилизатора напряжения с IN+ пином модуля TP4056
6. Соедините пин GND стабилизатора напряжения с IN- пином модуля TP4056
7. Соедините + контакт батарейного отсека с B+ пином модуля TP4056, а – контакт батарейного отсека соедините с В- пином модуля TP4056

На этом соединения завершены. Если вы используете 5 В блок питания, пропускайте все пункты с подключениями к стабилизатору напряжения 7805, и подключайте + и – блока напрямую к IN+ и IN- пинам модуля TP4056 соответственно.
Если вы будете использовать 12В блок питания, при прохождении тока 1А стабилизатор 7805 будет нагреваться, это можно исправить теплоотводом.

Есть два варианта соединения аккумуляторов, последовательное и параллельное.

При последовательном соединении суммируется напряжение на всех аккумуляторах, при подключении нагрузки с каждого аккумулятора идет ток, равный общему току в цепи, в общем сопротивление нагрузки задает ток разряда. Это вы должны помнить со школы. Теперь самое интересное, емкость. Емкость сборки при таком соединении по хорошему равна емкости аккумулятора с самой маленькой емкостью. Представим, что все аккумуляторы заряжены на 100%. Смотрите, ток разряда у нас везде одинаковый, и первым разрядится аккумулятор с самой маленькой емкостью, это как минимум логично. И как только он разрядится, дальше нагружать данную сборку будет уже нельзя. Да, остальные аккумуляторы еще заряжены. Но если мы продолжим снимать ток, то наш слабый аккумулятор начнет переразряжаться, и выйдет из строя. То есть правильно считать, что емкость последовательно соединенной сборки равна емкости самого малоемкого, либо самого разряженного аккумулятора. Отсюда делаем вывод: собирать последовательную батарею нужно во первых из одинаковых по емкости аккумуляторов, и во вторых, перед сборкой они все должны быть заряжены одинаково, проще говоря на 100%. Существует такая штука, называется BMS (Battery Monitoring System), она может следить за каждым аккумулятором в батарее, и как только один из них разрядится, она отключает всю батарею от нагрузки, об этом речь пойдёт ниже. Теперь что касается зарядки такой батареи. Заряжать ее нужно напряжением, равным сумме максимальных напряжений на всех аккумуляторах. Для литиевых это 4.2 вольта. То есть батарею из трех заряжаем напряжением 12.6 в. Смотрите что происходит, если аккумуляторы не одинаковые. Быстрее всех зарядится аккумулятор с самой маленькой емкостью. Но остальные то еще не зарядились. И наш бедный аккумулятор будет жариться и перезаряжаться, пока не зарядятся остальные. Переразряда, я напомню, литий тоже очень сильно не любит и портится. Чтобы этого избежать, вспоминаем предыдущий вывод.

Перейдем к параллельному соединению. Емкость такой батареи равна сумме емкостей всех аккумуляторов в нее входящих. Разрядный ток для каждой ячейки равен общему току нагрузки, деленному на число ячеек. То есть чем больше акумов в такой сборке, тем больший ток она может отдать. А вот с напряжением происходит интересная вещь. Если мы собираем аккумуляторы, имеющие разное напряжение, то есть грубо говоря заряженные до разного процента, то после соединения они начнут обмениваться энергией до тех пор, пока напряжение на всех ячейках не станет одинаковым. Делаем вывод: перед сборкой акумы опять же должны быть заряжены одинаково, иначе при соединении пойдут большие токи, и разряженный акум будет испорчен, и скорее всего может даже загореться. В процессе разряда аккумуляторы тоже обмениваются энергией, то есть если одна из банок имеет меньшую емкость, остальные не дадут ей разрядиться быстрее их самих, то есть в параллельной сборке можно использовать аккумуляторы с разной емкостью. Единственное исключение – работа при больших токах. На разных аккумуляторах под нагрузкой по-разному просаживается напряжение, и между “сильным” и “слабым” акумом начнёт бежать ток, а этого нам совсем не нужно. И то же самое касается зарядки. Можно абсолютно спокойно заряжать разные по емкости аккумуляторы в параллели, то есть балансировка не нужна, сборка будет сама себя балансировать.

В обоих рассмотренных случаях нужно соблюдать ток зарядки и ток разрядки. Ток зарядки для Li-Io не должен превышать половины ёмкости аккумулятора в амперах (аккумулятор на 1000 mah – заряжаем 0.5 А, аккумулятор 2 Ah, заряжаем 1 А). Максимальный ток разрядки обычно указан в даташите (ТТХ) аккумулятора. Например: ноутбучные 18650 и аккумы от смартфонов нельзя грузить током, превышающим 2 ёмкости аккумулятора в Амперах (пример: акум на 2500 mah, значит максимум с него нужно брать 2.5*2 = 5 Ампер). Но существуют высокотоковые аккумуляторы, где ток разряда явно указан в характеристиках.

Изготовление зарядного устройства под разное количество аккумуляторов

Литиевые аккумулятор (Li-Io, Li-Po) являются самыми популярными на данный момент перезаряжаемыми источниками электрической энергии. Литиевый аккумулятор имеет номинальное напряжение 3.7 Вольт, именно оно указывается на корпусе. Однако, заряженный на 100% аккумулятор имеет напряжение 4.2 В, а разряженный “в ноль” – 2.5 В, вообще нет смысла разряжать аккумулятор ниже 3 В, во-первых, он от этого портится, во-вторых, в промежутке от 3 до 2.5 В аккумулятор отдаёт всего пару процентов энергии. Таким образом, рабочий диапазон напряжений принимаем 3 – 4.2 Вольта. Мою подборку советов по эксплуатации и хранению литиевых аккумуляторов вы можете посмотреть вот в этом видео

Лучше модели для дома и шабашек

Makita DF033DZ

Небольшая пистолетная модель от японского производителя подойдет для выполнения нечастых работ по закрутке/выкрутке саморезов, а также для сверления отверстий в дереве и металле. В дереве максимально может просверлить 21 мм, а в металле 10 мм. При этом с саморезами 50 – 60 мм он справляется на ура, благодаря крутящему моменту в 30 Нм. Регулироваться крутящий момент может в 21 позиции. Также отметим, что пользователь может выставить скорость вращения патрона в 450 и 1700 об/мин в зависимости от материала, с которым работает.

Здесь есть хорошая подсветка для работы в труднодоступных местах или там, где плохая освещенность. Весит устройство всего 930 грамм (без аккумулятора), поэтому им можно довольно долго работать без усталости в руках. Отметим также относительно невысокую стоимость агрегата. Этот прибор поставляется без аккумулятора, поэтому его придется докупить отдельно. К нему подойдут аккумуляторы типа BL 1015, 1016, 1020В, 1021В, 1040В, 1041В.

Bort BAB-12X2LI-FDK

Еще один недорогой «трудяга», который будет безотказно работать долгие годы. У него крутящий момент порядка 35 Нм, что позволяет ему сверлить отверстия в металле 10 мм и в дереве 25 мм. При желании можно регулировать скорость вращения патрона в двух позициях: 350 и 1350 об/мин. А, чтобы лучше видеть место сверления, здесь есть качественная подсветка. После отключения питания сразу же происходит остановка двигателя и вам не придется держать устройство на весу, ожидая пока бита остановится.

Отметим, что в комплекте с шуруповертом идут два сменных аккумулятора на 1,5 Ач. В среднем полная зарядка аккумулятора происходит за час. Также здесь дополнительно идет двусторонняя бита и удобный кейс для хранения. В целом это отличное недорогое устройство бытового назначения для домашнего ремонта.

BLACK&DECKER BDCDC18K

Это устройство относится к так называемому классу дрелей-шуруповертов, хотя выполняет те же функции, что и обычный «шурик». Работает он от литий-ионного аккумулятора емкостью 1,5 Ач. Кстати он идет в комплекте, поэтому покупать отдельно не нужно. Если хотите докупить дополнительно акуумулятор, то для него подойдут следующие комплектующие: BL 1518, 2018 и 4018.

Аппарат способен сверлить в металле отверстия размером 10 мм и 25 мм в древесине. Максимальная сила вкручивания саморезов составляет 30 Нм. Ее можно регулировать в 10 положениях в зависимости от обрабатываемого материала. Как и в предыдущих моделях, здесь есть подсветка рабочего места. Комплектуется это устройство пластиковым кейсом для транспортировки.

Bosch GSR 10,8 V-EC YX

Компактный малыш от немецкой компании Bosch предназначен для постоянного использования дома и на «шабашках». Он очень легкий – всего 700 грамм, поэтому отлично подойдет даже для женской руки. Здесь относительно небольшой крутящий момент в 20 Нм, чего хватит для крепления гисокартона и профилированного листового железа. В зависимости от «деликатности» материала можно менять скорость вращения патрона с помощью переключателя.

Главным преимуществом модели является бесщеточный двигатель, который при небольшой мощности устройства выдает отличное КПД и избавляет от регулярной замены угольных щеток. Если агрегат перегреется или у него заклинит сверло, то защитная система отключит двигатель. Как и требуется от качественного устройства здесь есть подсветка рабочей зоны. Стоит бошевский «шурик» не дешево, но за немецкое качество нужно платить.

DeWALT DCF887N

Ну и не могли мы обойти стороной мощный ударный шуруповерт от DeWALT. Этот профессиональный агрегат предназначен для тяжелых работ по закручиванию/откручиванию винтов и саморезов. Крутящий момент в 205 Нм позволяет использовать прибор в качестве гайковерта, что пригодится во время ремонта автомобиля. При этом вы можете регулировать КМ, подстраивая его под материалы разной плотности. Также здесь есть 3-позиционная регулировка скорости.

Как и предыдущая модель, DeWALT DCF887N оснащен бесщеточным долговечным двигателем. Три светодиода, расположенные сверху на корпусе, обеспечат качественную подсветку рабочей зоны. Пользователи отмечают превосходное качество сборки – нигде ничего не люфтит и не скрипит, бита держится в патроне крепко. Однако высокое качество аппарата сказалось на цене.

Шаг 7 Сборка, часть 2 устанавливаем электрокомпоненты

Следуйте инструкции, чтобы установить компоненты в корпусе:

1. Установите батарейный отсек так, чтобы монтажные точки были снаружи отсека/корпуса. Клеевым пистолетом приклейте отсек (рис.1).
2. Установите на место модуль TP4056 так, чтобы USB0разъем и диоды попали в соответствующие отверстия, зафиксируйте термоклеем (рис.2).
3. Установите на место стабилизатор напряжения 7805, зафиксируйте термоклеем (рис.3).
4. Установите на свои места разъем питания и выключатель, зафиксируйте их термоклеем (рис.4).
5. Расположение компонентов должно выглядеть так же, как на рис.5.
6. Нижнюю крышку закрепите на месте винтами (рис.6).
7. Позже я закрыл неровности, оставшиеся от горячего ножа, черной изолентой. Также их можно сгладить наждачкой.

Завершенное зарядное устройство показано на рис.7. теперь его нужно испытать.