Ну а що робити тим, у кого інструмент старий? Та все дуже просто: викинути Ni-Cd банки та замінити їх на Li-Ion популярного формату 18650 (маркування позначає діаметр 18 мм та довжину 65 мм).

Яка потрібна плата і які потрібні елементи для переробки шуруповерту на літій-іон

Отже, ось мій акумулятор на 9,6 і ємністю 1,3 А · год. За максимального рівня заряду він має напругу 10,8 вольт. Літій-іонні елементи мають номінальну напругу 3,6 вольта, максимальну – 4,2. Отже, для заміни старих нікель-кадмієвих елементів на літій-іонні мені знадобляться 3 елементи, їхня робоча напруга буде 10,8 вольт, максимальна – 12,6 вольт. Перевищення номінальної напруги ніяк не зашкодить мотору, він не згорить і за більшої різниці, турбуватися не треба.

Літій-іонні елементи, як це давно відомо, категорично не люблять перезаряд (напруга вище 4,2 В) і надмірний розряд (нижче 2,5 В). При таких перевищення робочого діапазону елемент дуже швидко деградує. Тому літій-іонні елементи завжди працюють у парі з електронною платою (BMS – Battery Management System), що керує елементом та контролює як верхню, так і нижню межу напруги. Це плата захисту, що просто від'єднує банку від електричного ланцюга при виході напруги за межі робочого діапазону. Тому, крім самих елементів, буде потрібна така плата BMS.

Тепер два важливі моменти, з якими я кілька разів невдало експериментував, доки не прийшов до правильного вибору. Це – максимально допустимий робочий струм самих Li-Ion елементів та максимальний робочий струм BMS-плати.

У шуруповерті робочі струми за високого навантаження досягають 10-20 А. Тому й елементи потрібно купувати такі, які здатні віддавати високі струми. Особисто я успішно користуюся 30-амперними елементами 18650 виробництва Sony VTC4 (ємністю 2100 мАг) та 20-амперними Sanyo UR18650NSX (ємністю 2600 мАг). Вони нормально працюють у моїх шуруповертах. А ось, наприклад, китайські TrustFire 2500 мАг і японські світло-зелені Panasonic NCR18650B на 3400 мАг не годяться, вони такі струми не розраховані. Тому не треба гнатися за ємністю елементів - навіть 2100 мАч більш ніж достатньо; головне при виборі - не прорахуватися з максимально допустимим струмом розряду.

І так само, BMS-плата має бути розрахована на високі робочі струми. Я бачив у Youtube, як народ збирає акумулятори на 5-ти або 10-амперних платах – не знаю, особисто у мене такі плати при включенні шуруповерта одразу йшли на захист. На мою думку, це викид грошей. Скажу так, що сама фірма Makitaставить у свої акумулятори 30-амперні плати. Тому я користуюсь 25-амперними BMS, купленими на Аліекспресі. Вони коштують близько 6-7 доларів і шукаються на запит «BMS 25A». Оскільки потрібна плата на складання з 3-х елементів, треба шукати таку плату, в назві якої буде «3S».

Ще один важливий момент: деякі плати заряджання (позначення «С») та навантаження (позначення «P») можуть мати різні контакти. Наприклад, плата може мати три контакти: «P-», «P+» та «C-», як на рідній макитівській літій-іонній платі. Така плата нам не підійде. Заряджання та розряджання (charge/discharge) повинні здійснюватися через один контакт! Тобто, на платі має бути 2 робочі контакти: просто «плюс» і просто «мінус». Тому що наш старий зарядний пристрій також має лише два контакти.

Загалом, як уже можна було здогадатися, я зі своїми експериментами викинув багато грошей як на неправильні елементи, так і на неправильні плати, зробивши всі помилки, які можна було зробити. Натомість отримав безцінний досвід.

Як розібрати акумулятор шуруповерту

Як розібрати старий акумулятор? Є акумулятори, де половинки корпусу кріпляться гвинтами, але є на клею. Мої акумулятори саме з останніх, і я взагалі довгий час вважав, що їх неможливо розібрати. Виявилося, що можливо, якщо маєш молоток.

Загалом, за допомогою інтенсивних ударів у периметр кромки нижньої частини корпусу (молоток із нейлоновою головкою, акумулятор потрібно тримати у руці на вазі) місце склеювання успішно роз'єднується. Корпус при цьому не пошкоджується, я вже 4 штуки так розібрав.

Частина, що цікавить нас.

Від старої схемипотрібні лише контактні пластини. Вони міцно приварені до двох верхніх елементів точковим зварюванням. Відколупати зварювання можна викруткою або плоскогубцями, але колупати треба максимально акуратно, щоб не зламати пластик.

Все майже готове до подальшої роботи. До речі, штатні термодатчики та розмикачі я залишив, хоча вони вже не особливо актуальні.

Але дуже ймовірно, що наявність цих елементів необхідна для нормальної роботи штатного зарядного пристрою. Тому рекомендую їх зберегти.

Збираємо літієво-іонний аккумулятор

Ось нові елементи Sanyo UR18650NSX (за цим артикулом їх можна знайти на Аліекспрес) ємністю 2600 мАг. Для порівняння, старий акумулятор мав ємність всього 1300 мАг, удвічі менше.

Треба припаяти дроти до елементів. Провід треба брати перетином не менше 0,75 кв.мм, адже струми у нас будуть чималі. Провід з таким перетином нормально працює зі струмами більше 20 А при напрузі 12 В. Паяти літій-іонні банки можна, короткочасний перегрів їм не зашкодить, це перевірено. Але потрібний хороший швидкодіючий флюс. Я користуюсь гліцериновим флюсом ТАГС. Півсекунди - і все готове.

Припаюємо інші кінці проводів до плати згідно зі схемою.

На контактні роз'єми батареї я завжди пускаю ще товстіші дроти по 1,5 кв.мм – тому що місце дозволяє. Перш ніж їх припаювати до контактів у відповідь, на плату надягаю відрізок термозбіжної трубки. Вона потрібна для додаткової ізоляції плати від акумуляторних елементів. В іншому випадку гострі краї паяння можуть легко протерти або проткнути тонку плівку літій-іонного елемента і викликати замикання. Можна і не застосовувати термоусадку, але хоча б щось ізолююче прокласти між платою та елементами необхідно.

Тепер все ізольовано як слід.

Контактну частину можна зміцнити в корпусі акумулятора парою крапель супер-клею.

Акумулятор готовий до збирання.

Добре, коли корпус на гвинтах, але це не мій випадок, тож я просто знову склеюю половинки «Моментом».

Заряджання батареї здійснюється штатним зарядним пристроєм. Щоправда, алгоритм роботи змінюється.

У мене є два зарядні пристрої: DC9710 та DC1414 T. І працюють вони тепер по-іншому, тому я розповім, як саме.

Зарядний пристрій Makita DC9710 та літій-іонна батарея

Раніше заряд акумулятора контролював сам пристрій. При досягненні повного рівня воно зупиняло процес і сигналізувало про завершення заряджання зеленим індикатором. Але зараз контролем рівня та відключенням харчування займається встановлена ​​нами схема BMS. Тому після завершення зарядки червоний світлодіод на зарядному пристрої просто вимкнеться.

Якщо у вас саме такий старий пристрій вам пощастило. Тому що з ним просто. Світиться діод – йде зарядка. Погас – заряджання завершено, акумулятор повністю заряджений.

Зарядний пристрій Makita DC1414 T та літій-іонна батарея

Тут є невеликий нюанс, який треба знати. Це ЗУ новіше і призначене воно для заряджання ширшого діапазону акумуляторів від 7,2 до 14,4 В. Процес зарядки на ньому йде як завжди, горить червоний світлодіод:

А от коли акумулятор (якому у випадку NiMH-елементів належить мати максимальну напругу 10,8 В) досягне 12 вольт (у нас же Li-Ion елементи, у яких максимальна сумарна напруга може становити 12,6 В), заряднику знесе дах. Тому що він не зрозуміє, який саме акумулятор він заряджає: чи 9,6-вольтовий, чи 14,4-вольтовий. І в цей момент Makita DC1414 увійде в режим помилки, по черзі блимаючи червоним і зеленим світлодіодом.

Це нормально! Ваша нова батарея все одно зарядиться - щоправда, не до кінця. Напруга складатиме приблизно 12 вольт.

Тобто якусь частину ємності з цим зарядним пристроєм ви пропустите, але мені здається, це можна пережити.

Разом модернізація акумулятора обійшлася приблизно 1000 рублів. Новий макітовський Makita PA09 коштує вдвічі дорожче. Причому ми в результаті отримали вдвічі більшу ємність, а подальший ремонт (у разі нешвидкого виходу з ладу) полягатиме лише у заміні літій-іонних елементів.

І так, як і обіцяв постараюсь розписати вам весь процес переходу по заміні з ni-cad акб в акумулятори li-ion. Відразу скажу, що рідний блок живлення у вас залишиться як зарядний пристрій і для нових акумуляторів. А ось старі акумулятори, які були у вас в акумуляторному дрилі, можете сміливо утилізувати. Так як на мій погляд ni-cad акб дуже низької якості через те, що при виготовленні акумуляторів йде повна економія матеріалів. Звідси вони й не блищать своєю живучістю. У той час як li-ion можуть працювати не одну п'ятірку років при дбайливому використанні, і їм не страшний довгий простий, на відміну від ni-cad акб.

Загалом про плюси не мені вам розповідати, але у відео я вам про них ще розповім і постараюся продемонструвати.

Так у цьому відео та темі ми з вами розглянемо перехід 14.4 вольтового шуруповерта. У майбутньому розглянемо 18 Вольтовий. Ну а тепер детальніше.

Тож нам знадобиться.

Найголовніше це навички паяння, тому що в переробці потрібно проводити з'єднання методом паяння:

Потрібен паяльник 25-40 ват або паяльна станція, припій, паяльна кислота, каніфоль або флюс. Провід перетином 0.75 кв, і 2 кв довжиною 15-20 см, для зв'язку АКБ і самого шуруповерта.

Знижуючий перетворювач на струм не менше 3А, він служить не тільки зарядним пристроєм для акумуляторів але і блоком живлення, тобто якщо ми будемо використовувати 12В 5А блок живлення, за допомогою цього пристрою ми не тільки заряджатимемо дриль, але і працюватимемо під час зарядки їй від мережі. У чому є свої плюси.

За моїми розрахунками, оптимально використовуватиме три LI-ION АКБ з'єднаних послідовно, це буде 11.1 В пікове 4.2*3=12,6В. (Запам'ятаємо значення 12.6В, воно нам знадобиться, щодо цього напруга виставлятимемо напругу зарядки, на знижувальному перетворювачі.)

Щоб акумулятори прослужили довго я пропоную встановити міні плату контролера заряду для кожного акумулятора. Ця плата стежитиме за напругою на кожному акумуляторі, якщо потрібно одні до заряджатися, а інші не перезаряджатимуться. Простіше кажучи, ви отримаєте мах ємність довгий час! А ваші акумулятори зношуватимуться однаково.

Називається така плата російською балансир, і він не має жодних додаткових захистів.

Для пошуку на інтернет аукціонах користуйтесь знімком вище та назвою лота: Balance Board for 3 Packs 11.1v

Характеристики плати:

Item Description:

Цей баланс board designed для Li-ion battery pack без balance charging function. Це PCB board, is not battery protection board,

has not protection function for charging/discharging.

Feature:

Balance voltage for each cell at 4.2v and it mainly for voltage / current balancing charging.

При перекладі стає зрозуміло, що дана плата відповідає тільки за підтримку заряду кожної секції не вище мах значення акумулятора. Що нам і потрібне.

Схема підключення акумуляторів до плати+ до плати перетворювача + до шуруповерта.

Як видно з малюнка, який я схематично постарався показати складного, нічого в даній збірці немає.

Плюси цієї збірки очевидні.

Що стосується акумуляторів, то я використовую акумулятори від старих ноутбучних АКБ. що дуже сильно здешевлює цю переробку шуруповерта. Та й пристойно скорочує його кінцеву вартість. А використання фірмових акумуляторів збільшує ємність шуруповерта більш ніж удвічі. Так як я використовую акб з'єднані послідовно в парі, а якщо у вас вистачить місця ще під 3 АКБ, можна розглянути ось таке підключення акумуляторів. :

Місткість Акумуляторів не залежить від того, скільки їх у вас з'єднано послідовно. А залежить від паралельного підключення. Для підвищення терміну життя акумулятора рекомендую використовувати лише перевірені акумулятори та одного виробника.

Давно не було огляду переробки шуруповерта на літій:)
Огляд присвячений в основному платі BMS, але будуть посилання і ще деякі дрібниці, задіяні в перекладі мого старого шуруповерта на літієві батареї формату 18650.
Коротко - цю плату можна брати, після невеликого допилювання вона цілком нормально працює в шуруповерті.
ЗИ: багато тексту, картинки без спойлерів.

P.S. Огляд майже ювілейний на сайті – 58000-й, якщо вірити адресному рядку браузера;)

Навіщо все це

Працює у мене вже кілька років куплений у будмазі дешево безіменний двошвидкісний шуруповерт на 14.4 вольта. Точніше, не прямий зовсім безіменний - на ньому проставлена ​​марка цього будмага, але й не якийсь іменитий. На диво живучи, досі не зламався і виконує все, що я від нього вимагаю - і свердління, і закручування-розкручування шурупів, і як намотник трудиться:)


Але його рідні NiMH акумулятори так довго працювати не захотіли. Один із двох комплектних остаточно здохнув рік тому після 3 років експлуатації, другий останнім часом уже не жив, а існував - повної зарядки вистачало на 15-20 хвилин роботи шуруповерта з перервами.
Спочатку я хотів обійтися малими силами і просто замінити старі банки на такі нові. Купив ось ці у цього продавця -
Вони чудово працювали (хоча і трохи гірше за рідних) цілих два або три місяці, після чого здохли швидко і повністю - після повного заряду їх не вистачало навіть на закрутити десяток шурупів. Не рекомендую брати у нього акумулятори – хоча ємність спочатку відповідала обіцяній, довго вони не протягнули.
І я зрозумів, що доведеться таки заморочитися.

Ну і тепер про головне:)

Вибравши на Алі з пропонованих плат BMS, зупинився на огляданій, за її розмірами та параметрами:

• Модель: 548604
• Вимкнення перезаряду при напрузі: 4.28+ 0.05 V (на комірку)
• Відновлення після відключення перезаряду при напрузі: 4.095-4.195V (на комірку)
• Вимкнення перерозряду при напрузі: 2.55±0.08 (на комірку)
• Затримка відключення по перезаряду: 0.1s
• Температурний діапазон: -30-80
• Затримка відключення за КЗ: 100ms
• Затримка відключення за перевищенням струму: 500 ms
• Струм балансування осередків: 60mA
• Робочий струм: 30A
• Максимальний струм (спрацьовування захисту): 60A
• Робота захисту за КЗ: самовідновлення після відключення навантаження
• Розміри: 45x56mm
• Основні функції: захист від перезаряду, захист від перерозряду, захист від КЗ, захист від перевантаження струмом, балансування.

Начебто все відмінно підходить для задуманого, наївно думав я:) Ні, щоб почитати огляди інших BMS, а головне - коментарі до них… Але ж ми віддаємо перевагу своїм граблам, і тільки наступивши на них, дізнаємося, що авторство на ці граблі вже давним давно і безліч разів описано в інеті:)

Усі компоненти плати розміщені з одного боку:

Друга сторона порожня і вкрита білою маскою:

Частина, що відповідає за балансування при заряді:

Ця частина відповідає за захист осередків від перезаряду/перерозряду і вона відповідає за загальний захиствід КЗ:

Мосфети:

Зібрано акуратно, відвертих розлучень флюсу немає, вигляд цілком пристойний. У комплекті йшов хвіст із роз'ємом, був одразу встромлений у плату. Довжина проводів у цьому роз'ємі – близько 20-25 см. На жаль, одразу його не сфотографував.

Що ще замовив саме для цієї ситуації:
Акумулятори
Нікелеві смужки для спайки акумуляторів: (так, знаю, що можна спаяти і проводами, але смужками буде зайнято менше простору і вийде естетичніше:)) Та й спочатку я хотів навіть зібрати контактне зварювання (не тільки для цієї переробки, звичайно), тому і замовив смужки, але ліньки перемогла і довелося паяти.

Вибравши вільний день (точніше, нахабно пославши інші справи подалі), я взявся за переробку. Для початку розібрав батарею з китайськими акумуляторами, що здохли, викинув акумулятори і ретельно заміряв простір усередині. Після чого сів малювати тримач батарей та плати у 3D-редакторі. Плату теж довелося намалювати (без подробиць), щоб приміряти все в зборі. Вийшло якось так:


За задумом плата кріпиться зверху, однією стороною в пази, друга сторона затискається накладкою, сама плата серединою лежить на площині, що виступає, щоб при її притисканні вона не прогиналася. Сам тримач зроблений такого розміру, щоб щільно сидіти всередині корпусу батареї та не бовтатися там.
Спершу подумував зробити пружинні контакти для акумуляторів, але відмовився від цієї думки. Для великих струмів це не найкращий варіант, тому залишив у тримачі вирізи для нікелевих смужок, якими акумулятори будуть спаяні. Також залишив вертикальні вирізи для проводів, які мають виходити від міжбанкових з'єднань за межі кришки.
Поставив друкуватися на 3D-принтері з ABS і за кілька годин все було готове:)


Прикручування всього навісного я вирішив не довіряти шурупам і вплавив в корпус такі вставні гайки М2.5:


Брав тут -
Відмінна річ для такого застосування! Вплавляється не поспішаючи паяльником. Щоб пластик не набився всередину при вплавленні в глухі отвори, я вкручував в цю гайку болтик відповідної довжини і грів його капелюшок жалом паяльника з великою краплею олова для кращої теплопередачі. Отвори в пластиці під ці гайки залишаються трохи менше (на 0.1-0.2 мм) діаметра зовнішньої гладкої (середньої) частини гайки. Тримаються дуже міцно, можна скільки завгодно вкручувати-викручувати болтики і не особливо соромитися із зусиллям затягування.

Для того щоб мати можливість побаночного контролю і, при необхідності, зарядки із зовнішнім балансуванням, у задній стінці батареї буде стирчати 5-контактний роз'єм, для якого я швидко накидав хустку і виготовив її на верстаті:




У власнику передбачено майданчик для цієї хустки.

Як я вже писав, акумулятори спаював нікелевими смужками. На жаль, цей метод не позбавлений недоліків і один із акумуляторів обурився таким поводженням з ним настільки, що залишив на своїх контактах лише 0.2 вольта. Довелося його випоювати і паяти інший, добре брав їх із запасом. В іншому жодних труднощів не виникло. За допомогою кислоти лудимо контакти акумулятора і нарізані по потрібній довжині нікелеві смужки, потім ретельно протираємо ватою зі спиртом (але можна і з водою) все залужене і навколо нього, і паяємо. Паяльник повинен бути потужним і або вміти дуже швидко реагувати на остигання джала, або просто мати масивне жало, яке не охолоне миттєво при контакті з масивною залізкою.
Дуже важливо: під час паяння та при всіх наступних операціях зі спаяним блоком акумуляторів потрібно уважно стежити за тим, щоб не замкнути будь-які контакти акумуляторів! Крім того, як вказав у коментарях ybxtuj, дуже бажано паяти їх розрядженими, і я абсолютно згоден з ним, так наслідки будуть легшими якщо все-таки щось замкнеться. КЗ такої батареї, навіть розрядженої, може призвести до великих неприємностей.
До трьох проміжних з'єднань між акумуляторами припаяли дроти - вони підуть на роз'єм плати BMS для контролю за банками та на зовнішній роз'єм. Забігаючи вперед, хочу сказати, що з цими проводами я зробив трохи зайвої роботи - їх можна не вести до роз'єму плати, а припаяти до відповідних контактів B1, B2 та B3. Ці контакти на платі з'єднані з контактами роз'єму.

До речі, я скрізь використовував дроти у силіконовій ізоляції – зовсім не реагують на нагрівання та дуже гнучкі. Купував на Ебе кілька перерізів, але точне посилання вже не пам'ятаю ... Дуже вони мені подобаються, але є і мінус - силіконова ізоляція не дуже міцно механічно і легко ушкоджується гострими предметами.

Приміряв акумулятори та плату у тримачі - все чудово:

Приміряв хустку з роз'ємом, дрімолем випилив у корпусі батареї отвір під роз'єм… і промахнувся по висоті, не з тієї площини взяв розмір. Вийшла пристойна така щілина:

Тепер залишається спаяти все до купи.
На свою хустку припаяв хвіст, що йде в комплекті, обрізавши його по потрібній довжині:


Туди ж упав проводи від міжбанкових з'єднань. Хоча, як я вже писав, можна було припаяти їх на відповідні контакти плати BMS, але тут є і незручність - щоб витягнути акумулятори потрібно буде відпоювати від BMS не тільки плюс і мінус, а ще три проводи, а зараз можна просто висмикнути роз'єм.
Небагато повозитися довелося з контактами батареї: у рідному виконанні пластикова деталь (що тримає контакти) усередині ніжки батареї підтискається одним акумулятором, що стоїть прямо під нею, а зараз довелося думати, чим цю деталь зафіксувати, так щоб не намертво. Ось ця деталь:


Зрештою взяв шматок силікону (залишився від заливки якоїсь форми), відрізав від нього приблизно відповідний шматок і вставив у ніжку, підібгавши ту деталь. Заодно цей же шматок силікону притискає тримач із платою, нічого бовтатись не буде.
Про всяк випадок проклав поверх контактів каптонову ізоленту, дроти прихопив кількома соплями краплями термоклею, щоб вони не потрапили між половинками корпусу під час його складання.

Заряджання та балансування

Зарядку я залишив рідну від шуруповерта, вона видає на холостому ходу близько 17 вольт. Правда, зарядка тупа і ніякої стабілізації струму або напруги в ній немає, є тільки таймер, що відключає її приблизно через годину після заряджання. Струм видає близько 1.7А, що хоч і забагато, але допустимо для цих акумуляторів. Але це поки що я не дороблю її до нормальної, зі стабілізацією струму та напруги. Тому що зараз плата відмовляється балансувати одну з осередків, що спочатку мала заряд на 0.2 вольта більше. BMS відключає заряд коли напруга на цьому осередку доходить до 4.3 вольта, відповідно на інших воно залишається в межах 4.1 вольта.
Читав десь твердження, що ця BMS нормально балансує лише із зарядкою CV/CC, коли струм під кінець заряду поступово знижується. Можливо, це так і є, так що попереду на мене чекає модернізація зарядки:)
Розряджати до кінця не пробував, але впевнений, що захист за розрядом спрацює. На Ютубі є ролики з тестами цієї плати, все працює як належить.

А тепер про граблі

Усі банки заряджені до 3.6 вольт, готове до запуску. Вставляю батарею в шуруповерт, натискаю курок і... Упевнений, що не одна людина, знайома з цими граблями, зараз подумав «І хрін стартанув у тебе шуруповерт»:) Абсолютно вірно, шуруповерт трохи смикнувся і все. Відпускаю курок, натискаю знову - те саме. Натискаю плавно – стартує та розганяється, але варто стартанути його трохи порізче – відмова.
«Ось...», подумав я. Китаєць, мабуть, вказав у специфікації китайські ампери. Ну та гаразд, у мене є відмінний товстий ніхромовий дріт, зараз я напаяю її шматок поверх резисторів-шунтів (коштують два по 0.004 Ома в паралель) і настане мені якщо і не щастя, то хоча б якесь поліпшення ситуації. Поліпшення не настало. Навіть коли я взагалі виключив із роботи шунт, просто припаявши мінус батареї після нього. Тобто не те, що покращень не настало, а не настало взагалі жодних змін.
І ось тоді я поліз до інету і виявив, що копірайт на ці граблі мені не світить - вони давно вже схожі на інші. Але рішення якось не було видно, крім кардинального - купувати плату, що підходить саме для шуруповертів.

І вирішив я спробувати все ж таки доколупатися до кореня проблеми.

Припущення, що спрацьовує захист від перевантаження при пускових струмах, я відмілив, тому що навіть без шунта нічого не змінювалося.
Але все ж таки подивився осцилографом на саморобному шунті 0.077 ома між акумуляторами і платою - так, ШІМ видно, різкі піки споживання з частотою приблизно 4 кГц, через 10-15 мс після початку піків плата відрубує навантаження. Але ці піки показували менше 15 ампер (виходячи з опору шунта), так що точно справа не в струмовому навантаженні (як виявилося згодом, це не зовсім правильно). Та й керамічне опір 1 Ом не викликало відключення, адже струм теж під 15 ампер.
Був ще варіант короткочасного просідання на банках при пуску, від чого спрацьовує захист від перерозряду і я поліз дивитися, що відбувається на банках. Ну так, там жах твориться - пікова просадка до 2.3 вольта на всіх банках, але вона дуже коротка - менше мілісекунди, тоді як плата обіцяє чекати сотню мілісекунд перед тим, як врубить захист від перерозряду. "Китайці вказали китайські мілісекунди", подумав я і поліз дивитися схему контролю напруги банок. Виявилося, що у ній стоять RC-фільтри, що згладжують різкі зміни (R=100 Om, C=3.3 uF). Після цих фільтрів - вже на вході мікросхем, що контролюють банки, просідання було менше - всього до 2.8 вольт. До речі, ось даташит на мікросхеми контролю банок на цій платі DW01B -
За даташитом час реакції на перерозряд теж чималий - від 40 до 100 мс, що не вписується в картину. Але добре, припустити більше нічого, тому поміняю я опору в RC-фільтрах зі 100 Ом на 1 ком. Це кардинально покращило картину на вході мікросхем, просідання менше 3.2 вольт там більше не було. Але анітрохи не змінила поведінку шуруповерта - трохи різкіший старт - і затик.
«Підемо простим логічним ходом» ©. Відрубувати навантаження можуть лише ці мікросхеми DW01B, які контролюють усі параметри розряду. І я переглянув осцилографом керуючі виходи всіх чотирьох мікросхем. Усі чотири мікросхеми жодних спроб відключити навантаження при старті шуруповерта не роблять. А з затворів мосфетів напруга, що управляє, зникає. Або містика чи китайці щось накрутили у простій схемі, яка має бути між мікросхемами та мосфетами.
І почав я реверс-інжиніринг цієї частини плати. З матюками і бігаючи від мікроскопа до комп'ютера.

Ось що намалювалося в результаті:


У зеленому прямокутнику – це самі акумулятори. У синьому – ключі з виходів мікросхем захисту, теж нічого цікавого, у нормальній ситуації їх виходи на R2, R10 просто «висять у повітрі». Найцікавіша частина - у червоному квадраті, ось тут, як виявилося, собака і порився. Мосфети я намалював по одному для спрощення, лівий відповідає за розряд у навантаження, правий за заряд.
Наскільки я зрозумів причина відключення в резисторі R6. Через нього організовано «залізний» захист від струмового навантаження за рахунок падіння напруги на самому мосфеті. Причому цей захист працює як тригер - варто напрузі на базі VT1 почати підвищуватися, як він починає знижувати напругу на затворі VT4, від чого той починає знижувати провідність, на ньому підвищується падіння напруги, що призводить до ще більшого збільшення напруги на базі VT1 і пішов лавиноподібний процес, що призводить до повного відкриття VT1 і, відповідно, закриття VT4. Чому це відбувається при пуску шуруповерта, коли піки струму не досягають і 15А, тоді як постійне навантаження 15А працює - я не знаю. Можливо тут грає роль ємність елементів схеми чи індуктивність навантаження.
Для перевірки я спочатку зробив симуляцію цієї частини схеми:


І ось що отримав за результатами її роботи:


По осі X - час у мілісекундах, по Y - напруга у вольтах.
На нижньому графіку - включення навантаження (на цифри Y можна не дивитися, вони умовні, просто вгору - навантаження включена, вниз - вимкнена). Навантаженням є опір 1 Ом.
На верхньому графіку червоним – струм навантаження, синім – напруга на затворі мосфету. Як видно, напруга на затворі (синім) знижується з кожним імпульсом струму навантаження і зрештою падає до нуля, а значить, навантаження відключається. І не відновлюється навіть коли навантаження перестає намагатися щось споживати (після 2 мілісекунд). І хоча тут застосовані інші мосфети з іншими параметрами, картина один на один як у платі BMS – спроба старту та відключення через лічені мілісекунди.
Ну що ж, приймемо це за робочу гіпотезу і озброївшись новими знаннями, спробуємо розгризти цей шматок науки китайця:)
Тут є два варіанти:
1. Поставити невеликий конденсатор паралельно резистору R1, це:


Конденсатор 0.1 мкф, за симуляцією можна і менше, до 1 нф.
Результат симуляції у такому варіанті:


2. Прибрати взагалі резистор R6:


Результат симуляції цього варіанта:

Я спробував обидва варіанти – обидва працюють. У другому варіанті шуруповерт не відключається за жодних обставин - старт, блокування обертання - крутить (або щосили намагається). Але якось не зовсім спокійно жити з відключеним захистом, хоча ще залишається захист від КЗ на мікросхемах.
При першому варіанті шуруповерт впевнено стартує за будь-якого натискання. Домогтися відключення я зміг лише коли стартував його на другій швидкості (підвищена для свердління) із заблокованим патроном. Але і він досить сильно смикає перед відключенням. На першій швидкості я не зміг досягти його відключення. Цей варіант я залишив собі, мене він повністю влаштовує.

На платі навіть є порожні місцядля компонентів і один з них начебто спеціально призначений для цього конденсатора. Розраховане воно під розмір SMD 0603, сюди я впаяв 0.1 мкф (обвів його червоним):

ПІДСУМК

Плата цілком виправдала очікування, хоч і зробила сюрприз:)
Плюси та мінуси розписувати не бачу сенсу, все це в її параметрах, вкажу тільки одну гідність: зовсім незначна доопрацювання перетворює цю плату на повноцінно працюючу з шуруповертами:)

ЗИ: млинець, я шуруповерт переробляв менше часу, ніж писав цей огляд:)
ЗЗИ: можливо мене поправлять у чомусь досвідченіші в силовій та аналоговій схемотехніці товариші, сам я цифровик і аналог сприймаю через пень колоду:)

Планую купити +266 Додати до обраного Огляд сподобався +359 +726

У багатьох майстрів на службі є акумуляторний шуруповерт. Згодом батарея деградує і дедалі менше тримає заряд. Знос акумулятора дуже впливає на час автономної роботи. Постійна підзарядка не рятує. У цій ситуації допомагає «перепакування» акумулятора такими самими елементами. Найчастіше використовувані елементи акумуляторах шуруповерта, це типу розмір «SC». Але найцінніше у майстра, це ремонт своїми руками.
Переробимо шуруповерт із батареєю на 14.4 вольта. У шуруповертах часто використовують мотор на широкий діапазон напруги живлення. Так що в даному випадкуможна застосувати всього три Li-ion комірки формату 18650. Плати контролю використовувати не буду. Розряд елементів буде видно у роботі. Як тільки не закручується саморіз, наприклад, настав час ставити на зарядку.

Переробка шуруповерта на Li-ion без плати

Спочатку розбираємо нашу батарею. Усередині її знаходиться 12 елементів. 10 штук в один ряд та 2 у другому ряду. До другого ряду елементів приварено контактну групу. Залишаємо пару елементів із контактною групою, решту утилізуємо.

Тепер потрібно припаяти дроти для подальшої роботи. Контакти виявилися з матеріалу, який не вдається залудити, тому припаюємо дроти до елементів. Мінус до корпусу елемента, а плюс безпосередньо до плюсового п'ятачка. Старі елементи виконують роль опори у роботі беруть участь.

Застосовувати літій-іонні акумулятори формату 18650. Елементи бу. Потрібні для доопрацювання високострумові елементи. Я свої елементи «перевдягнув» у термо-усадку від Sanyo, стара була неабияк пошарпана. Перевірив залишкову ємність Imax.
З'єднуємо акумулятори послідовно та припаюємо елементи голови. Акумулятор практично готовий.

Тепер забезпечимо комфортне заряджання. Потрібно встановити роз'єм на чотири контакти. Я застосував роз'єм зі старої материнської плати на потрібну кількість контактів. У відповідь частину взяв зі старого комп'ютерного блоку живлення.

Вирізаємо отвір під гніздо. Роз'єм заливаємо епоксидним клеєм або супер клеєм із содою. Так само припаюємо дроти.

Припаюємо дроти до елементів. Провід із першого контакту роз'єму на плюс батареї. Провід з другого контакту роз'єму на плюс другого елемента, він мінус першого елемента і так далі. Так як заряджати буду «розумним» зарядним пристроєм, потрібно зробити балансувальний провід.

Як роз'єм для підключення до зарядного пристроюбуду використовувати провід від блока живлення комп'ютера. Провід через який запитувався флоппі дисковод. Відрізаємо всі ключі з роз'єму і чудово підходить під зарядне. Розпаюється просто. Червоний провід до першого контакту акумулятора. Чорний провід до другого контакту роз'єму акумулятора тощо.

Всіх вітаю, хто заглянув на вогонь. Мова в огляді піде, як ви напевно вже здогадалися, про дві прості платки, призначені для контролю за збираннями Li-Ion акумуляторів. В огляді буде тестування, а також кілька варіантів переробки шуруповерту під літій на основі цих плат або подібних. Кому цікаво, милості прошу під кіт.

Загальний вигляд:


Короткі ТТХ плат:


Примітка:

Відразу ж хочу попередити - з балансом тільки синя плата, червона без балансу, тобто. це чиста плата захисту від перезаряду/перерозряду/КЗ/високого навантажувального струму. А також всупереч деяким переконанням ні одна з них не має контролера заряду (CC/CV), тому для їх роботи необхідна спеціальна плата. ним струму.

Габарити плат:

Розміри плат плаття невеликі, всього 56мм * 21мм у синій і 50мм * 22мм у червоній:




Ось порівняння з акумуляторами АА і 18650:


Зовнішній вигляд:

Почнемо з синій плати захисту :


При більш детальному розгляді можна побачити контролер захисту - S8254AA і компоненти балансування для 3S збирання:


На жаль, робочий струм за заявою продавця всього 8А, але судячи з датошитів один спорт AO4407A розрахований на 12А (піковий 60А), а у

Ще відзначу, що таке балансування совком невеликої (близько 40ma) і активується балансування, як тільки всі осередки / банки перейдуть в рaз.
Підключення:


попросту, бо не має балансу:


Вона також виконана на основному контролері захисту - S8254AA, але розрахована на більш високий робочий струм в 15А (знов же за заявами


Ходячи по датaшитaм нa використані силові майстри, робочий ток заявлений 70А, a пiковий 200А, хопить навіть одного цукерки, а у нас і

Підключення аналогічне:


Отже, як ми бачимо, на обох платах присутня контролер захисту з необхідною розв'язкою, силові майстри і шунти для ходу. ансир. Я особливо не вникав у схемі, але прогулянки, що силові майстри зпаралелені, тому робітники тільки можна множити на два. Про алгоритм заряду (CC/CV) ці плати не знають. У підтвердження того, що це саме плати захисту, можна судити по дaташиту на контролер S8254AA, в якому про зарядний модуль ні слова:


Сам контролер розрахований на 4S з'єднання, тому з деякою дороботою (судячи з даташиту) - підтримка кондора і резитору, атака:


Синю хустку так просто доробляти до 4S не вийде, доведеться допоювати елементи балансу.

Тестування плат:

Отже, переговоримо до самого головного, а саме до того, наскільки вони придатні для реального застосування. Для тестування нам допоможуть наступні пристосування:
- Збірний модуль (три трьох/чотириреєстрових вольтметрів і холдер для трьох 18650 акумуляторів), який мелькав у моєму огляді, пров. вістика:


- Двохрегістровий ампервольтметр для контролю струму (нижні показання приладу):


- понижувальний DC/DC програвальник з токообмеженням і можливістю заряду літію:


- зарядно-балансований пристрій iCharger 208B для розряду всієї збірки

Стенд простої - плата перетворювач подає фіксовану постійну напругу 12,6V і обмежує зарядний струм. По вольтметрам дивимося, на якому напрузі роблять плати і як відбалансовані банки.
Для початку поглянемо головну фішку синьої плати, а саме балансування. На фото 3 банки, заряджені на 4,15V/4,18V/4,08V. Як бачимо - розбалансування. Подаємо напругу, зарядний струм поступово подає (нижній збірник):


Оскільки платівка не має яких-небудь індикаторів, то закінчення балансування можна оцінити тільки на очі. Амперметр за годину з лишком до закінчення вже показував по нулях. Кому цікаво, ось невеликий ролик про те, як працює балансир в цій плаці:

У підсумку банки відбалансовані на рівні 4,210V/4,212V/4,206V, що дуже непогано:


При подачі напруги трохи більшого 12,6V, як я зрозумів, балансир неактивен і як тільки напруження на одній з банків до 5 ключає заряд:


Така ж ситуація і з червоною платою, контролер захисту S8254AA відключає заряд також на рівні 4,25V:


Тепер пройдеться по відтінку при навантаженні. Розряджати буду, як вже згадував вище, зарядно-балансувальним пристроєм iCharger 208B в режимі 3S струмом 0,5А (для більш точних замірів). Оскільки мені не дуже хочеться чекати розряду всієї батареї, тому я взяв один розряджений акумулятор (на фото зелений Самкон INR18650-25R).
Синя плата відключає навантаження, як тільки напруження на одній з банків досягне 2,7V. На фото (без навантаження->перед відключенням->закінчення):


Як бачимо, рівно на 2,7V плата відключає навантаження (продавець заявляв 2,8V). Як мені здається, небагато викокувато, особливо якщо враховувати той факт, що в тих же шуруповертах навантаження величезні, і слідом, і. Всі ж бажано в таких приборах мати відтінок під 2,4-2,5V.
Червона плата, наоборот, відключає навантаження, як тільки напруження на одній з банок досягне 2,5V. На фото (без навантаження->перед відключенням->закінчення):


Ось тут взагалі все чудово, але немає балансу.

Висновок:Особисто моя думка така, що для електроінструменту чудово підійде звичайна плата захисту без балансу (червона). Вона має високі робочі струми, оптимальне напруження відрізки в 2,5V, так і легко доробляється до конфігурації 4S (14,4V/16,8V. Я вважаю - це найоптимальніший вибір для поділу бюджетного шурик під літій.
Тепер по синій хустці. З плюків - наявність балансування, але робочі струми все ж невеликі, 12А (24А) це для шурика з крутним моментом 15-25Нож кіл. чти стирає при затяжці саморізу. Та й напруження відтінку всього 2,7V, а це означає, що при сильній навантаженні частина ємності батареї залишається непотрібною, оскільки вона на банках пристойна, так і вони розраховані на 2,5V. Синю хустку краще використовувати в яких-небудь дамочках, але це знову ж таки, особисто моя думка.

Можливі схеми застосування або як переробляти харчування шурика на літій:

Отже, як можна переробити харчування улюбленого шурик з NiCd на Li-Ion / Li-Pol? Ця тема вже досить заїжджена і рішення, в принципі, знайдені, але я впритул повторююся.
Для початку скажу лише одне – в бюджетних шуриках стоїть лише плата захисту від перезаряду/перерозряду/КЗ/високого навантажувального струму (аналогового об'єкта). Жодної балансування там немає. Більше того, навіть у брендових електроінструментах немає балансування. Це ж відноситься до всіх інструментів, де є горді надписи «Зарядка за 30 хвилин». Так, вони заряджаються за полчaка, але відключення відбувається тоді, як тільки напруження на одній з банок досягне номіналу або робота. Не важко здогадатися, що банки будуть заряджені не повністю, але різниця всього 5-10%, тому не стільки важливо. Головне запам'ятати, заряд з балансировкою йде, як мінімум, кілька годин. Тому виникає питання, а воно вам треба?

Отже, найпоширеніший варіант виглядає так:
Мережеве ЗУ зі стабілізованим виходом 12,6V і обмеженням струму (1-2А) -> плата захисту ->
У підсумку: дешево, швидко, прийнятно, надійно. Балансування гуляє в залежності від стану банків (ємність і внутрішній опір). Повно робочий варіант, але через деякий час розбещена дасть про себе знати за часом роботи.

Більш правильний варіант:
Мережеве ЗУ зі стабілізованим виходом 12,6V, обмеженням струму (1-2А) -> плата захисту з балансовкою -> 3 послідовно з'єднані
У підсумку: дорого, швидко / повільно, якісно, ​​надійно. Балансування в нормі, ємність батареї максимальна

Отже, будемо намагатися зробити нагоду другого варіанта, ось як можна зробити:
1) Li-Ion/Li-Pol акумулятори, плати захисту і спеціалізований зарядно-балансований пристрій (iCharger, iMax). Додатково доведеться вивести балансувальний роз'єм. Хвилин всього два - модельні зарядники недешеві, та й обслуговувати не дуже зручно. Плюси - високий струм заряду, високий струм балансування банків
2) Li-Ion/Li-Pol акумулятори, плата захисту з балансовкою, DC перетворювач з токообмеженням, БП
3) Li-Ion/Li-Pol акумулятори, плата захисту без балансування (червона), DC перетворювач з токообмеження, БП. З хвилин тільки те, що з часом з'явиться розбалаванка банк. Для мінімізації розбалаванки, перед переробкою шурика необхідно підігнати напруження до одного рівня і бажано брати банки з однієї

Перший варіант згодиться тільки тим, хто має модельне ЗУ, але мені здається, якщо їм потрібно було, то вони вже давно давно. Другий і третій варіанти практично однакові і мають право на життя. Необхідно лише вибрати, що важливіше - швидкість або ємність. Я вважаю, що найоптимальніший варіант - останній, але тільки раз в кілька місяців потрібно балансувати банки.

Отже, вистачить балаканини, перейдемо до переділки. Оскільки я не маю шурика на NiCd акумуксах, тому про переділ тільки на словах. Нам буде потрібно:

1) Джерело живлення:

Перший варіант. Блок живлення (БП), як мінімум, на 14V або більше. Струм віддачі желатель не менше 1А (в цілому близько 2-3А). Нам підійде блок живлення від ноутбуків/нетбуків, від зарядних пристроїв (вихід більше 14V), блоки для живлення світлодіодних лін, відеозапису ер або :


- Знижувальний DC/DC перетворювач з токообмеженням і можливостями заряду літію, наприклад або :


- Другий варіант. Готові блоки живлення для шурик з токообмеженням і виходом 12,6V. Стоїть недешево, як приклад з мого огляду шуруповерту MNT - :


- Третій варіант. :


2) Плата захисту з балансиром або без нього. То таку бажано брати із запасом:


Якщо використовуватися буде варіант без балансу, то необхідно підпаювати балансувальний роз'єм. Це потрібно для контролю напруги на банках, тобто. для оцінки розбалансування. І як ви розумієте, потрібно буде періодично дорожчати батареєю банально простим зарядним модулем TP4056, якщо почалася розбалаванка. Т.е. разів у кілька місяців, беремо платок TP4056 і заряджаємо по черзі всі банки, які по закінченні заряду мають напругу нижче 4,18V. Даний модуль коректно відрубує заряд на фіксованій напрузі 4,2V. Дана процедура займе годинник-полтора, зате банки будуть більш-менш відбалансовані.
Напишено трохи сумбурно, але для тих, хто в танці:
Через пару місяців ставимо на зарядку батареєю шуруповерту. По закінченні заряду дістаємо балансувальний хвостік і міряємо напруження на банках. Якщо виходить щось на кшталт цього – 4,20V/4,18V/4,19V, то балансування, в принципі не потрібна. Але якщо картина наступна - 4,20V/4,06V/4,14V, то беремо модуль TP4056 і дорожчому по черзі дві банки до 4,2V. Іншого варіанта, крім спеціалізованих зарядників-балансів я не бачу.

3) Високотокові акумулятори:


Я вже рано пикав пару невеликих оглядів про деякі з них - і . Ось основні моделі високоточних 18650 Li-Ion акумуляторів:
- Sanyo UR18650W2 1500mah (20А Макс.)
- Sanyo UR18650RX 2000mah (20А Макс.)
- Sanyo UR18650NSX 2500mah (20А Макс.)
- Samsung INR18650-15L 1500mah (18А Макс.)
- Samsung INR18650-20R 2000mah (22А Макс.)
- Samsung INR18650-25R 2500mah (20А Макс.)
- Samsung INR18650-30Q 3000mah (15А Макс.)
- LG INR18650HB6 1500mah (30А Макс.)
- LG INR18650HD2 2000mah (25А Макс.)
- LG INR18650HD2C 2100mah (20А Макс.)
- LG INR18650HE2 2500mah (20А Макс.)
- LG INR18650HE4 2500mah (20А Макс.)
- LG INR18650HG2 3000mah (20А Макс.)
- SONY US18650VTC3 1600mah (30А Макс.)
- SONY US18650VTC4 2100mah (30А Макс.)
- SONY US18650VTC5 2600mah (30А Макс.)

Я рекомендую перевірені часом дешеві Samsung INR18650-25R 2500mah (20А Макс.), Samsung INR18650-30Q 3000mah (15А Макс2a000000) ). З іншими баночками особливо не стикався, але особисто мій вибір - Samsung INR18650-30Q 3000mah. У Лиж був невеликий технологічний дефект і почали з'являтися фейки із заниженою струмовіддачею. Статтю про те, як відрізнити фейк від оригіналу може скинути, але трохи пізніше, потрібно знайти її.

Як все це господарство поєднати:


Ну і пару слів про поєднання. Використовуємо якісні медні багатожильні проводи пристойного лікування. Це якісні акустичние або звичайні ШВВП/ПВС з перебігом 0,5 або 0,75 мм2 з смагага (випаровуємо ізоляцію і одержуємо якісні проводки) різниці. Довжина комбінаційних проводників повинна бути мінімальною. Акумулятори, бажані з однієї партії. Перед їх поєднанням бажано зарядити їх до одного напруження, щоб якомога довше не було розбаланування. Паяння акумуляторів не надає нічого складного. Головне мати потужний паяльник (60-80Вт) і активний флюс (паяльна кислота, наприклад). Паяється на урa. Головне потім протерти місце паяння спиртом або ацетоном. Самі акумулятори розташовуються в батарейному відтінку від старих NiCd банк. Розташовувати краще трикутником, минувши до плюсу або як у природі «вальтом», за аналогією з цим (один акум буде розташований наоборот):


Так, що поєднують акумулятори проводу, виходять короткими, відтак, падіння дорогоцінного напруження в них під навантаженням буде мінімальним. Використовувати володарі на 3-4 акумулятора не рекомендую, не для таких струмів вони призначені. Побаночні і балансувальні проводники не так важливі і можуть бути найменшого лікування. В ідеалі, акуми і плату захисту краще запихати в батарейний відтінок, а знижуючий DC преобразователь окремо в станцію. Світлодіодні індикатори заряд/заряджено можна замінити своїми і вивести на корпус докстанції. При бажанні можна додати в батарейний модуль мінівольтметр, але це зайві гроші, тому що загальне напруження на АКБ тільки побічно. Але якщо є бажання, чому б і немає. Ось :

Тепер прикинемо за цінами:
1) БП - від 5 до 7 доларів
2) DC/DC преобразователь – від 2 до 4 доларів
3) Плати захисту - від 5 до 6 доларів
4) Акумулятори - від 9 до 12 доларів (3-4 $ штука)

Усього, в середньому 15-20 $ за переділку (зі знижками / купонами), або 25 $ без цих.

Перевага:
Я вже рано згадував про переваги літієвих джерел живлення (Li-Ion/Li-Pol) над нікельними (NiCd). У нашому випадку порівнювання віч-на-віч – типова батарея шурика з NiCd акумулів проти літієвої:
+ Висока щільність енергії. У типової нікелевої батареї 12S 14,4V 1300mah запакована енергія 14,4*1,3=18,72Wh, а у літієвої батареї 4S 18,650 14,4
+ Відсутності ефекту пам'яті, тобто. можна заряджати їх в будь-який момент, не чекаючи повного розряду
+ Найменші габарити і вагу при однакових параметрах з NiCd
+ швидкий час заряду (не бояться великих струмів заряду) і зрозуміла індикація
+ низький Camoрозрядок

З хвилин Li-Ion можна відзначити тільки:
- низька морозостійкість акумуляторів (бояться від'ємних температур)
- потрібна банансування банок при заряді і наявність захисту від перерозряду
Як бачимо, приналежність літію в наявності, тому зачасту має сенс перемикання живлення ...

Висновок:оглядові платки непогані, повинні підійти для будь-якої задачі. Якби у мене був шурик на NiCd банках, для переробки я б вибрав червону платню, :-)…

Товар надано для написання огляду магазином. Огляд опубліковано відповідно до п.18 Правил сайту.