Универсальное Зарядно Разрядное устройство для шуруповерта

Универсальная зарядка для шуруповерта

Решил переделывать и детально описать новое рукодельное устройство зарядки для шуруповерта АКБ 14,4 Вольт, 1,3 Ач, с разрядом и зарядом или ЗРУ.
Заряд взамен блока питания с выпрямителем, блок питания от принтера Canon AC Adapter k30245.
Разряженная АКБ, (в моем случае 10 вольт), будет заряжаться зарядным устройством с ЭДС 15 — 17 В в зависимости от потребности в скорости зарядки, без дополнительных ограничителей тока/напряжения, т.е. — напрямую "заряд постоянным напряжением"
Полный заряд высоким током ( более 2,5 А) за 2,5-3 часа. А до 50% — за четверть часа.
Понудительный разряд АКБ.
Для чего понудительный разряд?
Он необходим, чтобы емкость АКБ не снижалась, т.е., чтобы исключать эффект "памяти".
Разряд произойдет за счёт трансформатора и кулера.
Ограничитель разряда по схеме:

Универсальная зарядка для шуруповерта

Регулировка выключения нагрузки при 10 вольтах, меньше страшновато…

Преределка 18 вольтового зарядного устройства шуруповерта DORKEL

Универсальная зарядка для шуруповерта
Универсальная зарядка для шуруповерта
Универсальная зарядка для шуруповерта
Универсальная зарядка для шуруповерта
Универсальная зарядка для шуруповерта

Универсальная зарядка для шуруповерта

Универсальная зарядка для шуруповерта
Универсальная зарядка для шуруповерта

Универсальная зарядка для шуруповерта

Зарядка АКБ шуруповерта нестандартным зарядным!

Универсальная зарядка для шуруповерта
Универсальная зарядка для шуруповерта

Универсальная зарядка для шуруповерта

На старом ЗРУ был ограничитель заряда АКБ, в этот раз решил от него отказаться в пользу вольтметра.
Выставляю при зарядке 15 вольт (АКБ 14,4 вольт) больше АКБ на себя не примет за любой зазор времени, для более быстрой зарядки выставляю 16-17 вольт.
Дополнительно установил USB мамку через L7805. Смартфончик по пути зарядить итд.
Кулер подключен через L7812.

Изготовление устройства зарядного для шуруповёрта собственными руками

Универсальная зарядка для шуруповерта

Во время использования шуруповёрта пользователи часто встречаются с повреждением устройства зарядки (ЗУ). Первым делом это связано с нестабильностью показателей электросети, к которой подсоединяется устройство заряда, а во вторую — с поломкой батареи аккумулятора.

Решается проблема такого рода двумя вариантами: приобретением нового устройства зарядки для шуруповёрта или его самостоятельным ремонтом.

Виды зарядных устройств

Популярность шуруповёрта вызвана тем, что он облегчает процесс завинчивания или выкручивания разного крепёжного компонента. Характеризуясь подвижностью и маленькими размерами, он незаменим во время сборки мебельных конструкций, разборке техники, кровельных и остальных строительных работах.

Собственной подвижностью инструмент обязан входящим в его конструкцию аккумуляторным батареям.
Положительное качество использования аккумуляторов в возможности их неоднократного применения.

Аккумуляторы, отдавая накопившуюся энергию устройству, иногда сами нуждаются в подзарядке. Для восстановления величины их ёмкости и служат зарядные устройства.
Зарядка аккумулятора шуруповёрта происходит двумя вариантами: вмонтированным или внешним зарядным прибором.

Встроенное ЗУ позволяет заряжать батарею, не извлекая её из шуруповёрта. Схема восстановления ёмкости расположена конкретно одновременно с аккумулятором. Тогда как выносное предполагает их извлечение и установку в индивидуальное устройство для заряда.

Отличают ЗУ по типу восстанавливаемых батарей. Используемые аккумуляторы бывают:

  • никель-кадмиевые (NiCd);
  • никель-металл-гидридные (NiMH);
  • литий-ионные (LiIon).

Итоговая цена шуруповёрта не на завершальной стадии зависит от типа применяемых батарей и возможностей устройства зарядки. ЗУ выпускаются на 12 вольт, 14,4 вольта и 18 вольт.

Плюс ко всему, ЗУ делятся по возможностям и могут иметь:

  • индикацию;
  • быструю зарядку;
  • различный тип защиты.

Наиболее применяемые ЗУ применяют в работе медлительный заряд, обусловленный малым током. Они не имеют в собственной конструкции индикацию работы и не отключаются автоматично. Это более правильно к вмонтированным приборам восстановления ёмкости.

ЗУ, возведенные на импульсных схемах, предоставляют возможность ускоренного заряда. Они автоматично отключаются по достижению необходимой величины напряжения или во время появления непредвиденной ситуации.

Типы используемых батарей

Универсальная зарядка для шуруповерта

Никель-кадмиевые аккумуляторы не испытывают проблем при заряде в быстром режиме. Такие батарейки обладают высокой нагрузочной способностью, низкой ценой и замечательно переносят работы при низкой температуре. К минусам относят: эффект памяти, ядовитость, высокую скорость саморазряда.

Благодаря этому прежде чем заряжать данного типа аккумулятор, его следует полностью разрядить. Батарея имеет большую степень саморазряда и быстро разряжается, даже в том случае, если её не применяют. На данный момент почти не выпускаются из-за собственной токсичности.

Из различных типов обладают наименьшей ёмкостью.
Никель-металл-гидридные по всем показателям превосходят NiCd.

У них меньше величина саморазряда, меньше выражен эффект памяти. При похожих размерах они имеют большую ёмкость.

В их составе нет ядовитого материала, кадмия. В категории цен данный тип занимает усредненное положение, благодаря этому самый популярный вид ёмкостных элементов в шуруповёрте собственно он.
Литий-ионные отличаются высокой ёмкостью и невысоким значением саморазряда.

Эти аккумуляторы переносят плохо перегрев и глубокий разряд. В первом варианте они могут разразиться, а в другом уже не смогут возобновить собственную ёмкость. Они тоже могут работать при минусовых температурах и не имеют эффекта памяти.

Применение ЗУ с микроконтроллером дало возможность обезопасить батарею от перезаряда, таким образом сделав данный тип наиболее интересен к использованию. По стоимости они дороже, чем первые два типа.

Плюс ко всему, главной характеристикой батарей аккумулятора, считается их ёмкость. Чем выше данный показатель — тем дольше работает шуруповёрт.

Мерная единица ёмкости — миллиампер в час (мА/ч). Конструкция батареи состоит в последовательном соединении элементов питания и помещение их в единый корпус.

Для Li-Ion напряжение на одном элементе составляет 3,3 вольта, для NiCd и NiMH — 1,2 вольта.

Рабочий принцип ЗУ

При поломке ЗУ имеет смысл сначала попробовать его возобновить. Для выполнения ремонта лучше всего иметь схему прибора заряда и мультиметр. Схемотехника многих приборов заряда выстроена на микросхеме HCF4060BE.

Её схема включения образовывает выдержку интервала времени заряда. Она в себя включает цепь кварцевого генератора и 14-разрядный двоичный счётчик, из-за чего на ней легко реализовывается таймер.
Рабочий принцип схемы зарядника легче разобрать на реальном примере.

Вот как смотрится она в шуруповёрте Интерскол:

Универсальная зарядка для шуруповерта

Такая схема необходима для заряда 14,4-вольтовых аккумуляторов. Она имеет светодиодную индикацию, показывающую подключение в сеть, горит светоизлучающий диод LED2, и процесс заряда, горит LED1.

В качестве счётчика применяется микросхема U1 HCF4060BE или её аналоги: TC4060, CD4060. Выпрямитель собран на силовых диодах VD1-VD4 типа 1N5408.

Транзистор PNP типа Q1 работает в главном режиме, к его выводам подключены управляющие контакты реле S3-12A. Работой ключа управляет контроллер U1.
При включении ЗУ переменое напряжение сети 220 вольт через предохранитель поступает на силовой трансформатор, на выходе которого её значение составляет 18 вольт.

Дальше, проходя через диодный мост, выпрямляется и попадает на сглаживающий конденсатор C1 ёмкостью 330 мкФ. Величина напряжения на нём равна 24 вольта.

Во время подключения батареи контактная группа реле находится в разомкнутом положении. Микросхема U1 запитывается через стабилитрон VD6 постоянным сигналом равным 12 вольт.

Когда кнопка «Пуск» SK1 нажата, на 16-й вывод контроллера U1 поступает стабилизированный сигнал через резистор R6. Ключ Q1 открывается и через него поступает ток на выводы реле.

Контакты прибора S3-12A замыкаются и начинается процесс зарядки. Диод VD8, включённый параллельно транзистору, оберегает его от скачка напряжения, вызванного отключением реле.

Универсальная зарядка для шуруповерта

Применяемая кнопка SK1 работает без фиксации. При её отпускании все питание поступает через цепочку VD7, VD6 и ограничительное сопротивление R6. И также питание подаётся на светоизлучающий диод LED1 через резистор R1.

Светоизлучающий диод воспламеняется, сигнализируя, что начат процесс заряда. Рабочее время микросхемы U1 настроено на один час работы, после этого питание снимается с транзистора Q1 и, исходя из этого, с реле. Его контактная группа разрывается и ток заряда исчезает.

Светоизлучающий диод LED1 гаснет.
Такой прибор заряда оснащен схемой защиты от перегревания.

Реализовывается подобная защита при помощи термопреобразователя — термопара SA1. Если во время процесса температура достигнет значения более 45 градусов по Цельсию, то термопара сработает, микросхема получит сигнал и цепь заряда разорвётся. После завершения процесса напряжение на клеммах батареи может достигать 16,8 вольт.

Этот метод зарядки не считается интеллектуальным, ЗУ не способен найти, в каком состоянии находится батарея. Благодаря чему длительность работы шуруповёрта от аккумулятора будет уменьшаться в связи с появлением у него эффекта памяти.

Другими словами ёмкость аккумулятора каждый раз после заряда уменьшается.

Самодельные приборы для заряда

Сделать самостоятельно зарядку для шуруповёрта на 12 вольт собственными руками, по аналогичности с той, что используется в ЗУ Интерскол, очень легко. Чтобы это сделать понадобиться воспользоваться способностью реле температуры разрывать контакт при достижении конкретной температуры.

Универсальная зарядка для шуруповерта

В схеме R1 и VD2 собой представляют измеритель прохождения тока заряда, R1 предназначается для защиты диода VD2. При подаче напряжения транзистор VT1 открывается, через него проходит ток и светоизлучающий диод LH1 начинает светиться. Величина напряжения падает на цепочке R1, D1 и прикладуют к аккумулятору.

Ток заряда идет через реле температуры. Как только температура аккумулятора, к которому подключено теплореле, превысит допустимое значение, оно срабатывает.

Контакты реле переключаются, и ток заряда начинает протекать через сопротивление R4, светоизлучающий диод LH2 воспламеняется, сообщая о завершении заряда.

Схема на 2-ух транзисторах

Ещё одно нехитрое по своей конфигурации устройство можно выполнить на доступных элементах. Эта схема работает на 2-ух транзисторах КТ829 и КТ361.

Универсальная зарядка для шуруповерта

Величина электрического тока заряда управляется транзистором КТ361 к коллектору, которого подключён светоизлучающий диод. Этот транзистор также управляет состоянием составного элемента КТ829. Как только ёмкость батареи становится больше, ток заряда уменьшается и светоизлучающий диод исходя из этого медленно гаснет.

Сопротивлением R1 задаётся самый большой ток.
Момент полного заряда батареи определяется нужным напряжением на ней.

Требуемая величина выставляется переменным резистором на 10 кОм. Чтобы её проверить, понадобится поставить вольтметр на клеммах подсоединения батареи, не подключая её саму.

Как источник постоянного напряжения применяется любой выпрямительный блок, высчитанный на ток не менее одного ампера.

Применение специальной микросхемы

Производственники шуруповёртов пытаются уменьшить расценки на собственную продукцию, часто это можно достигнуть путём упрощения схемы ЗУ. Но эти действия приводят к быстрой поломке самой батареи. Используя многофункциональную микросхему, приготовленную только для ЗУ компании MAXIM MAX713, можно достичь хороших критериев процесса заряда.

Вот как смотрится схема устройства зарядки для шуруповёрта на 18 вольт:

Универсальная зарядка для шуруповерта

Микросхема MAX713 позволяет заряжать никель-кадмиевые и никель-металл-гидридные аккумуляторы в режиме быстрого заряда, током до 4 C. Она умеет отслеживать параметры батареи и если понадобится уменьшать ток автоматично. По завершении зарядки схема на основе микросхемы почти не потребляет энергии от аккумулятора. Может прерывать собственную работу по времени или при срабатывании термодатчика.

HL1 служит для индикации питания, а HL2 — для отображения быстрого заряда. Настройка схемы состоит в следующем.

Для начала подбирается зарядный ток, в большинстве случаев его значение составляет величину равную 0,5 C, где то — ёмкость аккумулятора в амперчасах. Вывод PGM1 соединяется с плюсом напряжения питания (+U).

Мощность выходного транзистора рассчитывается по формуле P=(Uвх — Uбат)*Iзар, где:

  • Uвх – самое большее напряжение при входе;
  • Uбат – напряжение на аккумулятор;
  • Iзар – зарядный ток.

Как зарядить аккумулятор от шуруповёрта без родного зарядного

Сопротивление R1 и R6 рассчитывается по формулам: R1=(Uвх-5)/5, R6=0.25/Iзар.

Выбор времени, через которое зарядный ток выключится, определяется подключением контактов PGM2 и PGM3 к самым разнообразным выводам. Так, для 22 минут PGM2 оставляется неподключенным, а PGM3 соединяется с +U, для 90 минут PGM3 коммутируется с 16 ногой микросхемы REF.

Когда понадобится расширить время зарядки до 180 минут PGM3 закорачивают с 12 ногой MAX713. Самое большее время 264 минуты достигается соединением PGM2 со второй ногой, а PGM3 с 12 ногой микросхемы.

Зарядка шуруповёрта без зарядного

Лучшее универсальное зарядное устройство для всех видов аккумуляторов

Возобновить батарею без помощи ЗУ очень просто, но большинство даже не могут представить, как. Зарядить аккумулятор шуруповёрта без устройства зарядки можно, применяя любой блок питания с постоянным напряжением.

Величина его должна быть равной или чуть выше значения напряжения заряжаемого аккумулятора. Допустим, для 12V батареи можно взять выпрямитель для зарядки автомобиля. При помощи клеммных зажимов и проводов подключить, выполняя полярность, их друг к другу минут на тридцать, при этом контролируя температуру батареи.

А можно провести доработку и устройства питания с высоким напряжением, воспользовавшись простым интегральным стабилизатором. Микросхема LM317 дает возможность управлять входным сигналом до 40 вольт.

Понадобится два стабилизатора: один включается по схеме стабилизации напряжения, а второй — тока. Такую схему можно задействовать и при переделке ЗУ, не содержащего узлов контроля процесса зарядки.

Универсальная зарядка для шуруповерта
Универсальная зарядка для шуруповерта

Работает схема очень легко. В рабочий период образуется падение напряжения на резисторе R1, его хватает для того, чтобы засветился светоизлучающий диод. По мере заряда ток в цепи падает.

Через определенный промежуток времени напряжение на стабилизаторе будет малым и светоизлучающий диод погаснет. Резистор Rx задаёт самый большой ток.

Его мощность подбирается не менее 0,25 ватт. Во время использования такой схемы аккумулятор не сможет сильно греться, так как устройство автоматично выключается при полном заряде батареи.
Часто можно повстречать вредные рекомендации, что зарядить аккумулятор можно, применяя диодный мост и лампу с нитью накала на 100 Вт.

Так делать решительно нельзя, так как отсутствует гальваническая развязка и, не считая смертельного удара электричеством, есть высока вероятность взрыва батареи.