Форумы на DIYProjector.info: Восстановление Аккумулятора Шуруповерта Bosch Psr12 - Форумы на DIYProjector.info

Восстановление Аккумулятора Шуруповерта Bosch Psr12 Апгрейд аккумулятора шуруповерта на литий-полимер Оценка:

• Группа: Главные администраторы -->
• Сообщений: 615
• Регистрация: 29 Сентябрь 05
• Откуда: Москва

Предлагаю для затравки материальчик для нового раздела (раздел обсуждается тут).

Летом я успешно восстановил аккумулятор моего шуруповерта BOSCH PSR12. Нет, начну по-другому.

Есть у меня шуруповерт вышеуказанной марки.

Кстати, всем рекомендую. Компактный, легкий, приятный на ощупь пластик, удобно лежит в руке, в меру мощный, есть подсветка рабочей зоны. В общем для непрофессионального использования (т.е. если вы не строитель и не монтажник) самое оно. Я его именно так и использую: время от времени что-нибудь дома или на даче завинтить, просверлить и т.д. И тут кроется его (и ему подобных) основной недостаток - батарея. В аккумуляторном блоке шуруповерта используются Ni-Cd (никель-кадмиевые) элементы. Они не боятся высоких токов нагрузки. Однако при этом у них довольно сильный саморазряд (даже свежий блок держит заряд максимум 3-4 недели). К тому же у таких элементов ярко выражен эффект памяти: если их недоразряжать или недозаряжать, они как бы «запоминают» крайние значения заряда/разряда и в результате ощутимо теряют емкость. Ну и немаловажен также тот факт, что элементов в батарее 10 штук (1,2В х 10 = 12В), и они соединены последовательно. Т.е. уровень заряда каждого элемента никак не контролируется. Поэтому уже после нескольких циклов разряда/заряда батарея разбалансируется. Уровень заряда каждого элемента оказывается разным, причем вследствие эффекта памяти этот процесс со временем усугубляет сам себя. В результате батарея выходит из строя при том, что умирают не все элементы, а всего несколько.

Именно такую картину я и получил. При использовании не чаще раза в месяц на протяжении 4 лет моя батарея сильно потеряла емкость, не прожив и 50 циклов (мне кажется). Год назад я пробовал разбирать ее и вручную «тренировать» элементы по отдельности. Помогло, но очень ненадолго - все-таки часть элементов уже безвозвратно потеряла емкость. В итоге, когда этим летом в очередной раз шуруповерт мне понадобился и я в очередной раз обнаружил, что аккумулятор разряжен в ноль, причем даже после 4-часовой зарядки его хватило на 20 шурупов, я окончательно взбесился и решил действовать радикально.

Но посмотрев цены на новый блок (около 1500-1800 руб. за обычный 1,5 Ач и 2500 руб. за повышенную емкость 2,2 Ач, кажется) я ужаснулся и решил попытаться применить смекалку Самоделкина />.

Немаловажную роль во всем этом сыграл еще и тот факт, что на прошлый День рождения моя любимая жена подарила мне радиоуправляемый вертолет, чем вынудила с головой окунуться во всякие авиамодельные технологии и штучки-дрючки. Именно благодаря этому я узнал, что в мире (точнее, в одной его азиатской части) давно производятся недорогие (да нет, не то слово, они ДЕШЕВЫЕ!) литий-полимерные аккумуляторы любых емкостей и конфигураций, которые прямо просятся, чтобы их запихнуть в мой шуруповерт. Ибо литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы обладают следующими преимуществами: - Значительно лучшее отношение емкость/вес и емкость/объем (чем у Ni-Cd и Ni-MH). - Быстрая и эффективная зарядка током в 1C, т.е. численно равным емкости в Ач. Например, за 1 час батарея 1000 мАч заряжается на 95% током в 1А. - Высокая нагрузочная способность - до 40С, в моем случае используется 20С. Т.е. аккумулятор емкостью 1000 мАч в штатном режиме отдает 20А. - Нет эффекта памяти - аккумулятор не нужно разряжать перед зарядкой, а также не обязательно полностью заряжать. - Ячейки могут иметь как цилиндрическую, так и прямоугльнопараллелепипедную форму, последняя позволяет более эффективно использовать имеющееся пространство.

Но, как водится, без недостатков тоже не обходится. Например, аккумуляторы боятся минусовых температур, на морозе безвозвратно теряют емкость. Но есть и более серьезный недостаток, точнее особенность - литий-полимерные аккумуляторы не терпят перезаряда и переразряда. Номинальное напряжение ячейки - 3,7 В. Максимальное напряжение, до которого можно заряжать (100% зарядка) - 4,2 В. Минимальное напряжение, до которого можно разряжать - 3,2 В. Самые безобидные последствия - резкая потеря емкости. Ну а в худшем случае - взрыв и пожар (при перегреве из-за перезаряда или превышения разрядного тока или короткого замыкания). Страшно? На всякий случай напоминаю, в вашем мобильнике скорее всего литий-полимерный аккумулятор 3,7В. Вот только бояться особо нечего. Все аккумуляторы мобильников, ноутбуков и т.д. снабжены защитными схемами, контролирующими напряжение и температуру. Но и стоят они немало в пересчете на емкость. В дешевых же аккумуляторах никакой защиты нет. Поэтому их можно заряжать только «умным» зарядным устройством. Такое устройство выполняет следующие функции: - Поддержание максимально допустимого зарядного тока в широком диапазоне напряжений. - Контроль напряжения на аккумуляторе, чтобы оно ни при каких обстоятельствах не превысило 4,2 В - Если батарея состоит из нескольких ячеек, контроль напряжения каждой ячейки в отдельности и выравнивание напряжений (балансировка). - В особо продвинутых устройствах есть дополнительные защитные функции: контроль температуры через выносной датчик, ограничение зарядки по времени и т.п. Разрядка аккумулятора в процессе работы питаемого им устройства также должна происходить с обязательным контролем напряжения, чтобы не допустить его падения ниже 3,2В на ячейку, иначе аккумулятор быстро потеряет емкость.

• Создатель темы
• Добрый админ

• Группа: Главные администраторы -->
• Сообщений: 615
• Регистрация: 29 Сентябрь 05
• Откуда: Москва

Теперь о комплектующих. Для начала я измерил пространство внутри батарейного блока.

Аккумуляторы подбирал уже исходя из имеющихся размеров. Тут, кстати, есть простор для выбора. Можно взять маленький, занимающий только часть доступного пространства, зато легкий. Можно больше и тяжелее. При необходимости можно соединять батареи параллельно. В моем случае были выбраны 3 батареи емкостью 1000 мАч напряжением 11,4 В.

Каждая батарея состоит из 3 ячеек (3 х 3,7В = 11,4В), соединенных последовательно. У батареи 2 «хвоста» с разъемами. Красно-черный с двухконтактным разъемом на конце - силовой, через него батарея присоединяется к нагрузке. Второй - разноцветный, с четырехконтактным белым разъемом - зарядно-балансировочный. Каждый провод подсоединен напрямую к каждой ячейке, чтобы контролировать напряжение. Через этот разъем батарея присоединяется к зарядному устройству.

Батареи заняли все доступное пространство. Чтобы три батареи работали совместно, их пришлось соединить параллельно. При этом запараллелить потребовалось не только силовые выходы, но и балансировочные. Вот примерная схема.

Можно было, конечно, отрезать все разъемы и нужным образом спаять выводы. Но я не стал. Все-таки есть вероятность, что какая-то ячейка выйдет из строя и понадобится замена одной из 3 батарей. К тому же паять выводы под напряжением небезопасно. Как я писал, короткое замыкание чревато взрывом. Поэтому были изготовлены переходники как для зарядной, так и для разрядной цепи. Для этого закуплены подходящие разъемы:

Переходник для нагрузки совсем не сложный, три разъема спаяны параллельно и выведены на штатный разъем блока.

Зарядный переходник чуть более муторный, но принцип тот же. Разве что для 2 батарей не стал паять крайние линии - они уже запараллелены через нагрузочный переходник.

Все вместе выглядит следующим образом:

Надо сказать, запихнуть весь этот клубок внутрь оказалось задачей не из легких, однако результат того стоил.

Снаружи остался зарядный разъем. При установке блока в шуруповерт для него как раз остается место.

Цель достигнута. И что же, на этом все?

• Создатель темы
• Добрый админ

• Группа: Главные администраторы -->
• Сообщений: 615
• Регистрация: 29 Сентябрь 05
• Откуда: Москва

А вот и нет. Забыли про важный момент. Аккумулятор требует контроля напряжения разрядки. Разряжать его можно не более чем до 3,2В на ячейку (т.е. в моем случае 9,6В), иначе он быстро потеряет емкость. В моем шуруповерте, разумеется, никаких контрольных функций нет. Поэтому мне потребовалось его усовершенствовать. Для контроля напряжения использован вот такой элементарный индикатор со звуковой сигнализацией.

Суть его работы проста. Пока напряжение в норме, индикатор светит синим. Как только падает ниже 9,8В - загорается красный и включается пищалка. Для размещения индикатора выбрано место в рукоятке, чтобы при работе правой рукой индикаторы были видны. Для них в корпусе просверлено 2 отверстия, которые были закрыты кусочком тонкого белого ПВХ (виден на фото, вертикальный прямоугольник). Пищалка оказалось довольно громкой, так что пришлось ее заклеить пенистым скотчем

Также пришлось удалить кое-какие лишние ребра жесткости, чтобы индикатор нормально разместился и не мешал аккумуляторному блоку. Крепление индикатора выполнено посредством полиуретанового клея, в народе известного как «Момент».

Отдельно стоит остановиться на подключении индикатора в цепь. Для правильной работы он должен подключаться к батарее ДО выключателя-регулятора нагрузки. С другой стороны, напряжение должно подаваться на него только при включении нагрузки, чтобы во время хранения батарея не разряжалась (индикатор потребляет порядка 5мА). Я сначала думал поставить реле, но что-то не нашел подходящего, способного включаться в широком диапазоне напряжений. Потом пытался использовать геркон и магнит на курке, но не смог найти подходящего взаимного расположения, чтобы геркон надежно включался и не забывал выключаться. В итоге выручило меня наличие в шуруповерте подсветки - маленького светодиода в нижней части корпуса, направленного на рабочую зону. Он всегда включается и горит вне зависимости от числа оборотов. Его питание было использовано для включения индикатора через транзистор КТ315Б. Цепь светодиода (благо она имеет где-то внутри выключателя-регулятора ограничительный резистор) подведена к базе, а индикатор включен в цепь коллектора. При этом между коллектором и эмиттером на транзисторе падает напряжение порядка 0,3В, так что порог индикатора окажется выше. Но, думаю, это не беда.

Ну и напоследок о зарядном устройстве. Я использую вот такое:

Стоит копейки и работает, как надо. Зарядный ток около 1,2А. В процессе зарядки идет контроль балансировки. Напряжение питания: 12В. Зарядка идет до напряжения 12,6 В, для этого устройство имеет встроенный преобразователь напряжения. В конце зарядки производится постепенное понижение тока зарядки до 0 при поддержании 4,2В на ячейку. Для питания зарядного устройства использую вот такой компактный и недорогой блок питания:

Что имеем в итоге: - Восстановлен аккумуляторный блок - уже неплохо. - Повышена емкость в 2 раза (с 1,5 Ач до 3 Ач). - Сокращено время зарядки в 3 раза (с 4 ч до 1ч 20 мин). - Уменьшен вес на 100 г. - Самое для меня важное: теперь шуруповерт всегда готов к работе, даже полежав пару месяцев без движения.

Затраты: - Батареи 3 х $5,5 = $16,5 - Хвосты с разъемами $2 - Хвосты с разъемами $3,1 - Индикатор $4 - Зарядник $6 - Доставка $20 (можно было взять более дешевую, но дольше) - БП с доставкой $11 Итого: $62,6 и уйма удовольствия />

Надеюсь, кому-то пригодится.

Ну вот, теперь точно все.

• Группа: Постояные пользователи -->
• Сообщений: 278
• Регистрация: 09 Сентябрь 10
• Откуда: Минск

Сообщение отредактировал Димон: 13 Декабрь 2010 - 04:54

• Создатель темы
• Добрый админ

• Группа: Главные администраторы -->
• Сообщений: 615
• Регистрация: 29 Сентябрь 05
• Откуда: Москва

• Группа: Постояные пользователи -->
• Сообщений: 1 499
• Регистрация: 20 Октябрь 07
• Откуда: Краснодар

Сообщение отредактировал Ил-2: 13 Декабрь 2010 - 19:10

• Группа: Постояные пользователи -->
• Сообщений: 278
• Регистрация: 09 Сентябрь 10
• Откуда: Минск

• Группа: Постояные пользователи -->
• Сообщений: 262
• Регистрация: 18 Декабрь 10
• Откуда: Москва
• Интересы: радио техника. авто. оптика. вакуумные покрытия итд

• Группа: Постояные пользователи -->
• Сообщений: 278
• Регистрация: 09 Сентябрь 10
• Откуда: Минск

igor (21 Декабрь 2010 - 22:26) писал:

• Группа: Постояные пользователи -->
• Сообщений: 1 050
• Регистрация: 21 Ноябрь 10
• Откуда: Орбитальная станция Мир
• Интересы: Гаджеты и мини-проекторы а также гаджеты-проекторы

• Группа: Постояные пользователи -->
• Сообщений: 278
• Регистрация: 09 Сентябрь 10
• Откуда: Минск

• Группа: Постояные пользователи -->
• Сообщений: 262
• Регистрация: 18 Декабрь 10
• Откуда: Москва
• Интересы: радио техника. авто. оптика. вакуумные покрытия итд

Вод 19 в и 4а какраз и подзарядить за 20 мин прим на столько же

Счя кумекаю чтоб придумать аккумуляторным паяльником стоят 2 банки

• Группа: Постояные пользователи -->
• Сообщений: 38
• Регистрация: 23 Январь 10
• Откуда: Spb

Сообщение отредактировал Kyrill: 19 Февраль 2011 - 21:17 Причина редактирования Выделил красным

• Группа: Постояные пользователи -->
• Сообщений: 10
• Регистрация: 19 Май 09
• Откуда: Энергодар

• Группа: Постояные пользователи -->
• Сообщений: 233
• Регистрация: 23 Октябрь 09
• Откуда: SPB

Да автору 5+ за тему.

Шуруповерт это очень полезный инструмент в наше время а вот аком - это его слабое место .