Узнать как переделать шуруповерт на литий ионные аккумуляторы своими руками

25 Oct 2018

Шуруповерт настолько тесно втиснулся в жизнь современного человека, что без него не обходится ни один ремонт или строительные работы в доме и на производстве. Главное удобство инструмента в его мобильности, что обеспечивается за счет съемного автономного аккумулятора. Именно поэтому рассматриваемое устройство и получило название «аккумуляторный шуруповерт». Часто при эксплуатации возникает вопрос о том, как переделать аккумулятор шуруповерта, так как никель-кадмиевые батареи имеют большой недостаток по сравнению с литиевыми — это низкий срок службы. Чтобы не покупать новый электроинструмент с литиевой батареей, можно модернизировать старую АКБ, заменив в ней никель-кадмиевые банки.

Что такое аккумулятор шуруповерта и какими бывают АКБ

Портативность шуруповерта обеспечивается за счет применения независимого источника питания. В качестве такового источника выступает аккумуляторная батарея, принцип работы которой аналогичен обычной батарейке для часов или пульта дистанционного управления. Только аккумулятор для электроинструмента имеет напряжение в несколько десятков раз больше, чем обычная пальчиковая батарейка.

Аккумулятор в действие приводит двигатель шуруповерта. При вращении якоря электромотора происходит передача момента вращения на редуктор. Редуктор понижает или повышает скорость вращения (в зависимости от установленного режима) рабочего органа — патрона, в котором фиксируются насадки. Независимый источник питания в роли аккумулятора на шуруповерте — это ключевой элемент, без которого работа устройства просто невозможна.

Часто владельцы недорогих шуруповертов сталкиваются с такой ситуацией, как быстрый разряд батареи. Причиной того является материал изготовления независимого источника питания. Различают три основных вида аккумуляторов для шуруповерта:

Никель-кадмиевые — самые простые, недорогие и недолговечные. Еще одним недостатком такого материала является небольшой запас заряда
Никель-металлгидридные — усовершенствованная модификация кадмиевых, которые обладают повышенной устойчивостью к частым зарядам и разрядам (но при этом они быстро разряжаются). Воздействие низких температур негативно отражается на продолжительности работы источника
Литий-ионные — это новая эра аккумуляторов, которые не только держат долго заряд (медленное расходование за счет большой емкости), но еще и способны служить не менее 10 лет

Часто владельцы только после покупки шуруповерта, который поставляется с никель-кадмиевым аккумулятором, осознают о том, что «нужно было выбирать электроинструмент с литиевой батареей». Причину покупки электроинструмента с никель-кадмиевым источником также легко объяснить, ведь с таким АКБ прибор стоит в несколько раз дешевле. Если не верите, можете сравнить цену на шуруповерты в интернет магазине Цилиндр.

Никель-кадмиевые и металлгидридные — зачем нужно их заменять

Одними из самых первых аккумуляторов, которые стали применяться в электроинструментах, были никель-гибридные источники. К достоинствам таких устройств относится оптимальный запас емкости и низкие показатели нагрева банок, если сравнивать их с гидридными. Кроме того, такие источники являются недорогими, и при этом эффективно справляются со своей основной задачей при их правильном применении.

К достоинствам никель кадмиевых устройств относятся:

Низкий риск перегрева по сравнению с гидридными
Никель-кадмиевые источники содержатся внутри металлического корпуса, который обеспечивает высокие показатели устойчивости и герметичности
Если правильно эксплуатировать, то никель-гидрид будет служить не менее 3-5 лет, однако именно по той причине, что прибором часто приходится пользовать в экстремальных условиях, срок службы АКБ резко снижается с первого дня покупки
Низкая стоимость, которая делает такие устройства востребованными
Не боятся глубокого разряда

Для продления эксплуатационного ресурса АКБ, чтобы не спрашивать себя, как переделать аккумулятор шуруповерта на литий, необходимо соблюдать простую инструкцию по применению Ni-Cd батарей:

Работать инструментом можно и нужно до полного разряда АКБ
Заряжать источник нужно до полного восполнения емкости
В отличие от литиевых, хранить кадмиевые источники питания лучше в разряженном виде
Наличие «эффекта памяти» является недостатком, однако его можно легко устранить путем повторного проведения трех циклов «заряда-разряда»

Гидридные появились после кадмиевых, однако они не получили большой популярности, так как быстро разряжаются, и не подходят для мощных моделей винтовертов. У гидридных отсутствует «эффект памяти», а также они менее вредны для окружающей среды, в отличие от кадмиевых. Если ваша батарея, которая состоит из кадмиевых или гидридных источников, то рано или поздно возникнет необходимость ее замены. Приобрести новую батарею на шуруповерт малоизвестной марки или устаревшей модели практически невозможно, поэтому возникает необходимость модернизировать старую. Из старой кадмиевой батарейки можно сделать еще более качественную, но для этого понадобится разобраться, как переделать аккумулятор шуруповерта.

Можно ли переделывать АКБ шуруповерта достоинства и недостатки

Итак, если поставлена цель переделки старого аккумулятора электроинструмента на литий, то для начала сопоставим все достоинства и недостатки этой задумки. По сути переделка прибора является «самопалом», что в итоге может привести к поломке самого шуруповерта. Это нужно учитывать еще при размышлении до реализации задумки. Самое опасное в таком подходе — это наличие вероятности сгорания электродвигателя, но уместно это только в том, случае, если неправильно рассчитать подающее напряжение.

Перед тем, как переделать шуруповерт на литий ионные аккумуляторы, нужно выяснить все достоинства (они же плюсы) такого подхода:

Малая энергетическая плотность литий ионных источников, что отражается на весе АКБ. После переделки вес АКБ уменьшится на 100-180 грамм
Быстрый заряд литиевых аккумуляторов в отличие от кадмиевых
Полное отсутствие эффекта памяти у литий-ионных устройств. Если индикатор показывает, что остается немного заряда, то можно поставить батарею на зарядку, не дожидаясь ее полного разряда

Все эти достоинства указывают на то, что все-таки есть смысл произвести переделывание АКБ шуруповерта с никель-кадмия на литий-ион. Однако не будем торопиться, и разберемся с недостатками литиевых источников питания:

Трудности сборки АКБ соответствующего номинала. Такие трудности связаны с тем, что одна банка li-ion выдает 3,6-3,7 вольта, а аналогичные элементы Ni-Cd и Ni-MH имеют 1,2 вольта. В итоге получается, что для сбора 12-вольтового аккумулятора нужно взять 10 кадмиевых банок, а вот получить аналогичное напряжение из лития не получится, так как 3,7*3=11,1 вольт, что недостаточно, а если использовать 4 элемента, то напряжение будет завышенным, что приведет к выходу из строя электромотора. Изготовить АКБ на шуруповерт, который имеет номинал 12 В, из литий ионных источников практически невозможно. При большом желании можно использовать микросхему для ограничения напряжения
Размеры литиевых банок больше (они длиннее), чем кадмиевые, даже при условии, что их нужно в 2 раза меньше. Кроме банок, в конструкцию корпуса АКБ нужно также вместить контроллер заряда-разряда (это небольшая электронная плата)
Необходимость переделывания не только аккумулятора, но еще и зарядного устройства, так как после переделки понадобится повысить выходное напряжение. Что не переделывать заводской блок питания, хотя это не занимает много времени, можно купить универсальное зарядное устройство для аккумулятора шуруповертов
Заряд снижается с понижением температуры, поэтому эксплуатировать прибор на улице в сильные морозы не рекомендуется
Высокая стоимость литиевых банок в отличие от кадмиевых
Контроль заряда в пределах от 2,7 до 4,2 вольта. Если не соблюдать эти параметры, то АКБ может выйти из строя

У процесса перехода на литиевые источники есть много недостатков, поэтому после их выяснения, у многих сразу отпадает желание переделывать аккумулятор шуруповерта, так как его проще отремонтировать. Если все эти недостатки не являются для вас преградой, тогда переходим к реализации задумки.

Подготовка к переделке шуруповерта аккумулятора

Процесс подготовки основывается на выборе источников питания. Для этого изначально выясняем, какой параметр напряжения имеет старый аккумулятор. Если штатная АКБ не работает, то не спешите ее утилизировать. Ведь от нее нужен корпус, в котором и понадобится разместить новые литиевые банки.

Если напряжение электроинструмента составляет 14 вольт или 18 вольт, то реализовать переделку будет проще, чем на 12 В. Выбирать для реализации задумки нужно литиевые банки типа 18650. При их покупке требуется учитывать емкость и разрядный ток, величина которого должна быть не менее 20-30 ампер. Если величина напряжения устройства составляет 18В, тогда понадобится 5 литиевых банок.

Это интересно! Чтобы узнать величину напряжения, которую выдает старый кадмиевый аккумулятор, нужно подключить к его выводам щупы мультиметра и измерить разность потенциалов. Если батарея повреждена или нерабочая, то аналогичную манипуляцию нужно произвести для зарядного блока.

На завершающем этапе подготовки понадобится также выбрать контроллер (микросхема для защиты новых элементов от перегрева). Выбирается он по номинальному напряжению и току. Если брать 4 банки по 3,7 вольт, тогда понадобится контроллер соответствующего номинала 14,5В. Величина рабочего тока должна быть меньше в 2 раза, чем предельно допустимое значение.

Если предельно-допустимая величина тока составляет 25-30 Ампер (при подключении прибора на зарядку или в момент пуска электромотора инструмента), тогда контроллер нужно выбирать со значением тока в 2 раза меньше - 12-15А. Контроллер понадобится отдельно приобрести, как и литиевые банки. Теперь, когда известно, что нужно для переделки аккумулятора шуруповерта, можно приступать к реализации задачи.

Как переделать аккумуляторный шуруповерт на литиевый аккумулятор

Когда все необходимые материалы и инструменты подготовлены, можно выяснить, как переделать шуруповерт на литий ионные аккумуляторы. Инструкция по переделке аккумулятора шуруповерта на литий имеет следующий вид:

Для начала нужно разобрать пластиковый корпус штатного аккумулятора. Обычно шуруповерты, если комплектуются никель-кадмиевые АКБ, то в наборе их присутствует 2 штуки. Когда первый выходит из строя, значит использовать его в качестве донора, из которого изготавливается модернизированная версия источника питания
Чтобы разобрать корпус источника, нужно вывинтить 3, 4 или 6 крепежных элементов. Внутри корпуса обнаружится соответствующее количество никель-кадмиевых банок (10 и более штук)
Все банки соединены последовательно, что в итоге позволяет получать суммарное напряжение. На этом этапе можно сделать паузу, и подумать о том, что намного проще обнаружить вышедшую из строя никель-кадмиевую банку, и заменить ее. Для ремонта кадмиевой батареи можно купить купить аккумуляторную банку Ni-Cd на шуруповерт в Цилиндре, и запаять ее вместо той, которая имеет пониженное напряжение (не держит заряд)
Наша основная цель не просто отремонтировать устаревшую кадмиевую батарею, а заменить в ней банки на литиевые источники. Для этого удаляем все банки путем перекусывания контактов
На корпусе должен остаться только контактный разъем с плюсовой и минусовой клеммами, а также термодатчик
Термодатчик не удаляется, так как если его выпаять, то при подключении модернизированной батареи к зарядному блоку, он не включится (не будет заряжать)
Если кто не силен в электронике, то контроллер нужен обязательно, так как его главное назначение — это защита элементов от перегрева
Когда корпус аккумулятора шуруповерта готов к принятию новых литиевых банок, их необходимо спаять между собой последовательно. Для спаивания используется провод сечением не менее 2,5 кв. мм. Если использовать провод меньшего сечения, то при прохождении больших токов произойдет снижение мощности устройства
Спаивать банки литиевые нужно быстро, чтобы они не нагревались, или же воспользоваться точечной сваркой. Чтобы быстро припаять провод к банке, понадобится мощный паяльник мощностью выше 60 Вт
К соединенным последовательно банкам нужно припаять контроллер. Схема соединения показана на фото
Даже если вы не разбираетесь в электронике, то согласно схемы на фото выше, не составит большого труда спаять соответствующие провода
Теперь полученную конструкцию с припаянными клеммами нужно разместить внутри корпуса
После того, как аккумулятор шуруповерта переделан, нужно собрать его, и произвести тестовое испытание на инструменте. Если работает шуруповерт с модернизированной батареей, то и будет ее заряжать блок

Это интересно! По желанию можно в корпус аккумулятора установить цифровой вольтметр, который будет показывать величину напряжения. Только сразу же не забывайте установить переключатель, чтобы иметь возможность выключать измеритель напряжения, иначе он будет постоянно показывать величину и при этом разряжать батарею.

Никаких трудностей в процессе реализации работ практически не возникает, если все составные детали выбраны правильно. Теперь, если собираетесь модернизировать портативный электроинструмент (причем не только шуоуроверт, но и портативные угловые дрели, болгарки), то с наличием инструкции, как переделывается аккумулятор шуруповерта, не составит большого труда реализовать процесс самостоятельно в домашних условиях.

После сборки самодельного устройства, его можно установить в инструмент и испытать качество функционирования. Однако вскоре возникнет необходимость зарядить переделанный аккумулятор, поэтому разберемся, как это сделать.

Зарядка переделанного аккумулятора шуруповерта

Если при переделке аккумулятора термодатчик остался на месте, то можно смело подключать модернизированную батарейку к штатному зарядному блоку и заряжать его. Чтобы исключить перегревание банок, в конструкции АКБ предусмотрена установка микроконтроллера. При постановке на зарядку АКБ нужно учитывать один момент — это величина зарядного напряжения блока должна быть выше номинала аккумулятора. Если величина напряжения на блоке меньше, тогда нужно произвести небольшую реконструкцию зарядного устрйоства.

Инструкция по правильной зарядке литий-ионного аккумулятора предусматривает соблюдение следующих рекомендаций:

Заряжать модернизированный аккумулятор теперь можно не только после полного разряда АКБ, но и в любой подходящий момент, например, во время перерыва при работе
Литиевые аккумуляторы быстрее набирают заряд, поэтому время зарядки сокращается с 5-8 часов до 2-3, что зависит от емкости устройства
На зарядных имеются индикаторы, которые сигнализируют о завершении заряда путем загорания зеленого светодиода

Теперь с поставленной задачей, как переделать аккумуляторы шуруповерта, сможет справиться каждый, кто поставил себе такую цель. Зачем переделывать источник питания от шуруповерта на литий, многие не понимают, однако спустя несколько лет пользования электроинструментом, такой вопрос начинают задавать себе большинство владельцев винтовертов. Переделать под литий аккумулятор не составляет большого труда, тем более, если вам интересна эта процедура. И не важно, какой марки ваш инструмент — Макита или Эдон, главное, чтобы при переделке соблюдалась инструкция от самого начала и до конца.