Зарядка для шуруповерта 12 вольт своими руками

При использовании шуруповёрта пользователи часто сталкиваются с повреждением зарядного устройства (ЗУ). В первую очередь это связано с нестабильностью параметров электрической сети, к которой подключается устройство заряда, а во вторую — с выходом из строя аккумуляторной батареи. Решается эта проблема двумя способами: покупкой нового зарядного устройства для шуруповёрта или его самостоятельным ремонтом.

Виды зарядных устройств

Популярность шуруповёрта вызвана тем, что он упрощает процесс закручивания или выкручивания различного крепёжного элемента. Характеризуясь мобильностью и небольшими размерами, он незаменим при сборке мебельных конструкций, разборке техники, кровельных и других строительных работах. Своей мобильностью инструмент обязан входящим в его конструкцию аккумуляторным батареям.

Достоинство применения аккумуляторов в возможности их неоднократного использования. Аккумуляторы, отдавая накопленную энергию устройству, периодически сами нуждаются в подзарядке. Для восстановления величины их ёмкости и служат зарядные устройства.

Зарядка аккумулятора шуруповёрта происходит двумя способами: встроенным или внешним зарядным прибором. Встроенное ЗУ позволяет заряжать батарею, не извлекая её из шуруповёрта. Схема восстановления ёмкости расположена непосредственно вместе с аккумулятором. В то время как выносное подразумевает их извлечение и установку в отдельное приспособление для заряда. Различают ЗУ по типу восстанавливаемых батарей. Применяемые аккумуляторы бывают:

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

Конечная стоимость шуруповёрта не в последнюю очередь зависит от типа используемых батарей и возможностей зарядного устройства. ЗУ выпускаются на 12 вольт, 14,4 вольта и 18 вольт. Кроме этого, ЗУ разделяются по возможностям и могут иметь:

Читайте также: Пила циркулярная Bosch PKS16 Multi (мультитул, роторайзер) + 3 диска (06033B3020)
  • индикацию,
  • быструю зарядку,
  • разный тип защиты.

Наиболее используемые ЗУ используют в работе медленный заряд, обусловленный малым током. Они не содержат в своей конструкции индикацию работы и не отключаются автоматически. Это более справедливо к встроенным приборам восстановления ёмкости. ЗУ, построенные на импульсных схемах, обеспечивают возможность ускоренного заряда. Они автоматически отключаются по достижению требуемой величины напряжения или в случае возникновения аварийной ситуации.

Типы применяемых батарей

Никель-кадмиевые аккумуляторы не испытывают проблем при заряде в ускоренном режиме. Такие батарейки обладают высокой нагрузочной способностью, невысокой ценой и спокойно переносят работы при минусовой температуре. К недостаткам относят: эффект памяти, токсичность, большую скорость саморазряда. Поэтому перед тем, как заряжать такого типа аккумулятор, его необходимо полностью разрядить. Батарея имеет высокую степень саморазряда и быстро разряжается, даже если её не используют. В настоящее время практически не выпускаются из-за своей токсичности. Из всех типов обладают наименьшей ёмкостью.

Никель-металл-гидридные по всем параметрам превосходят NiCd. У них меньше величина саморазряда, меньше выражен эффект памяти. При одинаковых размерах они имеют большую ёмкость. В их составе нет токсичного материала, кадмия. В ценовой категории этот тип занимает среднее положение, поэтому наиболее распространённый тип ёмкостных элементов в шуруповёрте именно он.

Литий-ионные характеризуются высокой ёмкостью и низким значением саморазряда. Эти аккумуляторы плохо переносят перегрев и глубокий разряд. В первом случае они способны взорваться, а во втором уже не смогут восстановить свою ёмкость. Они также способны работать при отрицательных температурах и не имеют эффекта памяти. Использование ЗУ с микроконтроллером позволило защитить батарею от перезаряда, тем самым сделав этот тип наиболее привлекателен к применению. По цене они дороже, чем первые два типа.

Зарядка Для Шуруповерта 12 Своими Руками

Как сделать зарядное устройство для шуруповёрта?

Нередко родное зарядное устройство

, входящее в набор
шуруповерта, работает медлительно, длительно заряжая аккумулятор. Тем, кто активно употребляет шуруповерт, это очень мешает при работе. Вопреки тому, что в набор заходит обычно два аккума (один установлен в ручку инструмента и при работе, а другой подключен к зарядному устройству и находится в течении зарядки), нередко обладатели не имею возможности приспособиться к рабочему циклу аккумов. Тогда имеет смысл сделать зарядное устройство в кустарных условиях и зарядка станет удобнее.

Зарядка Для Шуруповерта 12 Своими РукамиЗарядка Для Шуруповерта 12 Своими Руками

Виды батарей

Батареи неодинаковы по типам и режимы заряда у их будут различными. Никель-кадмиевые (Ni-Cd) батареи являются очень неплохим источником энергии, способны отдавать огромную мощность. Но, по экологическим причинам их создание прекращено и они будут встречаться что остается сделать нашему клиенту пореже и пореже. На данный момент везде их вытеснили литий-ионные батареи.

Сернокислотные (Pb) свинцовые гелевые батареи имеют хорошие свойства, но утяжеляют инструмент по этой причине не пользуются особенной популярностью, невзирая на относительную дешевизну. Так как они гелевые (раствор серной кислоты загущается силикатом натрия), то никаких пробок там нет, электролит из их числа не вытекает и ими конечно воспользоваться в каждом положении. (Когда, и никель-кадмиевые батареи для шуруповертов тоже относятся к классу гелевых.)

Литий-ионные батареи (Li-ion) являются на данный момент более многообещающими и продвигаемыми в технике на рынке. Их особенность полная плотность ячейки. Они имеют очень высшую удельную мощность, неопасны в воззвании (благодаря встроенному контроллеру заряда!), прибыльно утилизируются, являются более экологически незапятнанными, имеют малый вес. В шуруповертах в текущее время используются часто.

Режимы заряда

Принцип работы ЗУ

При выходе из строя ЗУ есть смысл сначала попробовать его восстановить. Для проведения ремонта желательно иметь схему прибора заряда и мультиметр. Схемотехника многих приборов заряда построена на микросхеме HCF4060BE. Её схема включения формирует выдержку интервала времени заряда. Она включает в себя цепь кварцевого генератора и 14-разрядный двоичный счётчик, благодаря чему на ней легко реализовывается таймер.

Принцип работы схемы зарядника проще разобрать на реальном примере. Вот как выглядит она в шуруповёрте Интерскол:

Такая схема предназначена для заряда 14,4-вольтовых аккумуляторов. Она имеет светодиодную индикацию, показывающую подключение в сеть, горит светодиод LED2, и процесс заряда, горит LED1. В качестве счётчика используется микросхема U1 HCF4060BE или её аналоги: TC4060, CD4060. Выпрямитель собран на силовых диодах VD1-VD4 типа 1N5408. Транзистор PNP типа Q1 работает в ключевом режиме, к его выводам подключены управляющие контакты реле S3-12A. Работой ключа управляет контроллер U1.

При включении ЗУ переменное напряжение сети 220 вольт через предохранитель поступает на понижающий трансформатор, на выходе которого её значение составляет 18 вольт. Далее, проходя через диодный мост, выпрямляется и попадает на сглаживающий конденсатор C1 ёмкостью 330 мкФ. Величина напряжения на нём равна 24 вольта. Во время подсоединения батареи контактная группа реле находится в разомкнутом положении. Микросхема U1 запитывается через стабилитрон VD6 постоянным сигналом равным 12 вольт.

Читайте также: Выбираем смазку для соединений вал/втулка

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, защищает его от скачка напряжения, вызванного отключением реле.

Используемая кнопка SK1 работает без фиксации. При её отпускании всё питание поступает через цепочку VD7, VD6 и ограничительное сопротивление R6. И также питание подаётся на светодиод LED1 через резистор R1. Светодиод загорается, сигнализируя, что начат процесс заряда. Время работы микросхемы U1 настроено на один час работы, после чего питание снимается с транзистора Q1 и, соответственно, с реле. Его контактная группа разрывается и ток заряда пропадает. Светодиод LED1 гаснет.

Самодельные приборы для заряда

Самостоятельно сделать зарядку для шуруповёрта на 12 вольт своими руками, по аналогии с той, что применяется в ЗУ Интерскол, довольно просто. Для этого потребуется воспользоваться способностью термореле разрывать контакт при достижении определённой температуры.

В схеме R1 и VD2 представляют собой датчик прохождения тока заряда, R1 предназначен для защиты диода VD2. При подаче напряжения транзистор VT1 открывается, через него проходит ток и светодиод LH1 начинает светиться. Величина напряжения падает на цепочке R1, D1 и прикладывается к аккумулятору. Ток заряда проходит через термореле. Как только температура аккумулятора, к которому подключено тепловое реле, превысит допустимое значение, оно срабатывает. Контакты реле переключаются, и ток заряда начинает протекать через сопротивление R4, светодиод LH2 загорается, сообщая об окончании заряда.

Схема на двух транзисторах

Ещё одно простое устройство можно выполнить на доступных элементах. Эта схема работает на двух транзисторах КТ829 и КТ361.

Величина тока заряда управляется транзистором КТ361 к коллектору, которого подключён светодиод. Этот транзистор также управляет состоянием составного элемента КТ829. Как только ёмкость батареи начинает увеличиваться, ток заряда уменьшается и светодиод соответственно плавно гаснет. Сопротивлением R1 задаётся максимальный ток.

Момент полного заряда батареи определяется необходимым напряжением на ней. Требуемая величина выставляется переменным резистором на 10 кОм. Чтобы её проверить, понадобится поставить вольтметр на клеммах подключения батареи, не подключая её саму. В качестве источника постоянного напряжения используется любой выпрямительный блок, рассчитанный на ток не менее одного ампера.

Использование специализированной микросхемы

Производители шуруповёртов стараются снизить цены на свою продукцию, часто это достигается путём упрощения схемы ЗУ. Но такие действия приводят к быстрому выходу из строя самой батареи. Применяя универсальную микросхему, предназначенную именно для ЗУ компании MAXIM MAX713, можно добиться хороших показателей процесса заряда. Вот как выглядит схема зарядного устройства для шуруповёрта на 18 вольт:

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 при необходимости снижать ток автоматически. По окончании зарядки схема на основе микросхемы практически не потребляет энергии от аккумулятора. Может прерывать свою работу по времени или при срабатывании термодатчика.

Виды зарядников

Аналоговые со встроенным блоком питания

Их популярность обусловлена низкой стоимостью. Если дрель (шуруповерт) не предназначена для профессионального использования, продолжительность работы — не самый первый вопрос. Задача простого зарядника — получить постоянное напряжение с достаточной для зарядки аккумулятора токовой нагрузкой.

Важно! Для начала заряда, напряжение на выходе блока питания должно быть выше номинального значения аккумулятора.

Работает такая зарядка по принципу обычного стабилизатора. Для примера рассмотрим схему зарядника для аккумулятора на 9-11 вольт. Тип батарей не имеет значения.

Такой блок питания (он же зарядник) можно собрать своими руками. Спаять схему можно на универсальной монтажной плате. Для рассеивания тепла микросхемы стабилизатора, достаточно медного радиатора площадью 20 см².

Обратите внимание

Стабилизаторы такого типа работают по компенсационному принципу — лишняя энергия отводится в виде тепла.

Читайте также: Как выбрать болгарку зная ее основные характеристики?

Входной трансформатор (Тр1) понижает переменное напряжение 220 вольт до значения 20 вольт. Мощность трансформатора рассчитывается по току и напряжению на выходе зарядного устройства.

Далее переменный ток выпрямляется при помощи диодного моста VD1. Обычно производители (особенно китайские) используют сборку диодов Шоттки.

После выпрямления ток будет пульсирующим, это вредно для нормального функционирования схемы. Пульсации сглаживаются фильтрующим электролитическим конденсатором (С1).

Роль стабилизатора выполняет микросхема КР142ЕН, на радиолюбительском слэнге — «кренка». Для получения напряжения 12 вольт, индекс микросхемы должен быть 8Б. Управление собрано на транзисторе (VT2) и подстроечных резисторах.

Автоматика на подобных устройствах не предусмотрена, время зарядки аккумулятора определяет пользователь. Для контроля заряда собрана несложная схема на транзисторе (VT1) и диоде (VD2). При достижении напряжения заряда, индикатор (светодиод HL1) гаснет.

Более продвинутые системы имеют в своем составе коммутатор, отключающий напряжение по окончанию заряда в виде электронного ключа.

В комплекте с шуруповертами эконом класса (произведенными в Поднебесной), встречаются зарядники и попроще. Немудрено, что процент выхода из строя довольно высок.

У владельца появляется перспектива остаться с относительно новым неработоспособным шуруповертом. По приложенной схеме вы сможете собрать зарядное устройство для шуруповерта своими руками, которое прослужит дольше фабричного.

Меняя трансформатор и стабилизатор, вы сможете подобрать необходимое значение для вашего аккумулятора.

Аналоговые с внешним блоком питания

Сама по себе схема зарядного устройства примитивна, насколько это возможно. В комплект входит сетевой блок питания, и собственно зарядник, в корпусе фиксаторе модуля аккумуляторных батарей.

Популярное: Как произвести ремонт аккумулятора шуруповерта самостоятельно

Блок питания рассматривать нет смысла, его схема стандартная – трансформатор, диодный мост, конденсаторный фильтр и выпрямитель. На выходе, как правило, 18 вольт, для классических 14 вольтовых аккумуляторных батарей.

Плата управления зарядом занимает площадь спичечного коробка:

Как правило, никакого теплоотвода на таких сборках нет, разве что нагрузочный резистор большой мощности. Поэтому подобные устройства часто выходят из строя. Возникает вопрос: как зарядить шуруповерт без зарядного устройства?

Решение простое для человека, умеющего держать в руках паяльник:

  • Первое условие – наличие источника питания. Если «родной» блок исправен, достаточно собрать несложную схему управления. В случае выхода из строя всего комплекта – можно использовать блок питания для ноутбука. На выходе требуемые 18 вольт. Мощности такого источника хватит за глаза для любого комплекта аккумуляторов
  • Второе условие – элементарные навыки сборки электросхем. Детали самые доступные, можно выпаять из старой бытовой техники, или купить на радиорынке буквально за копейки.

Принципиальная схема блока управления:

На входе стабилитрон на 18 вольт. Схема управления на транзисторе KT817, усиление обеспечивает мощный транзистор КТ818. Его необходимо снабдить радиатором. В зависимости от тока заряда, не нем может рассеиваться до 10 Вт, поэтому потребуется радиатор площадью 30-40 см².

Именно экономия «на спичках» делает китайские зарядники такими ненадежными. Подстроечник 1 КОм необходим для точной установки тока заряда. Резистор 4,7 Ом, стоящий на выходе цепи, также должен рассеивать достаточно тепла. Мощность не менее 5 Вт. Об окончании заряда оповестит светодиодный индикатор, он погаснет.

Собранную схему легко разместить в корпус штатной зарядки. Радиатор транзистора выносить не обязательно, главное обеспечить циркуляцию воздуха внутри корпуса.

Экономия заключается в том, что блок питания от ноутбука, по прежнему используется по назначению.

Важно! Общий недостаток аналоговых зарядных устройств – долгий процесс заряда.

Для бытового шуруповерта это не страшно. Оставил заряжаться на ночь перед началом работ – на сборку шкафа хватит. Среднее время заряда китайской аккумуляторной дрели – 3-5 часов.

Импульсные

Переходим к тяжелому вооружению. Профессиональные шуруповерты используются интенсивно, и простой в работе по причине разряженного аккумулятора недопустим. Ценовой вопрос опускаем, любая серьезная техника стоит дорого. Тем более что в комплекте обычно два аккумулятора. Пока один в работе – второй на подзарядке.

Популярное: Какой шуруповерт выбрать для ледобура: советы рыбаков

Импульсный блок питания в комплекте с интеллектуальной схемой управления зарядом, заполняет батарею на 100% буквально за 1 час. Можно собрать и аналоговый зарядник с такой же мощностью. Но его вес и размеры будут сопоставимы с шуруповертом.

Читайте также: Как заточить серп с зубьями в домашних условиях

Всех этих недостатков лишены импульсные зарядники. Компактный размер, высокие токи заряда, продуманная защита. Проблема одна: сложность схемы, и как следствие – высокая цена. Тем не менее, можно собрать и такое устройство. Экономия минимум в 2 раза.

Предлагаем вариант для «продвинутых» никель кадмиевых аккумуляторов, снабженных третьим сигнальным контактом.

Схема собрана на популярном контроллере MAX713. Предложенная реализация рассчитана на входное напряжение 25 вольт постоянного тока. Собрать такой источник питания не сложно, поэтому его схему опускаем.

Зарядное устройство интеллектуально. После проверки уровня напряжения, запускается режим ускоренного разряда (для предотвращения эффекта памяти). Заряд происходит за 1-1,15 часа.

Особенностью схемы является возможность выбора напряжения заряда и типа батарей. В описании на рисунке указано положение перемычек и значение резистора R19 для смены режимов.

Если фирменная зарядка профессионального шуруповерта выйдет из строя – вы сможете сэкономить на ремонте, собрав схему своими руками.

Зарядка шуруповёрта без зарядного

Восстановить батарею без помощи ЗУ несложно, но многие не представляют, как. Зарядить аккумулятор шуруповёрта без зарядного устройства можно, используя любой блок питания с постоянным напряжением. Величина его должна быть равной или немного больше значения напряжения заряжаемого аккумулятора. Например, для 12V батареи можно взять выпрямитель для зарядки автомобиля. С помощью клеммных зажимов и проводов подключить, соблюдая полярность, их друг к другу минут на тридцать, при этом контролируя температуру батареи.

А можно провести доработку и устройства питания с большим напряжением, воспользовавшись простым интегральным стабилизатором. Микросхема LM317 позволяет управлять входным сигналом до 40 вольт. Понадобится два стабилизатора: один включается по схеме стабилизации напряжения, а второй — тока. Такую схему можно применить и при переделке ЗУ, не имеющего узлов контроля процесса зарядки.

Работает схема совсем несложно. Во время работы образуется падение напряжения на резисторе R1, его хватает для того, чтобы засветился светодиод. По мере заряда ток в цепи падает. Через некоторое время напряжение на стабилизаторе будет малым и светодиод погаснет. Резистор Rx задаёт наибольший ток. Его мощность выбирается не менее 0,25 ватт. При использовании такой схемы аккумулятор не сможет перегреваться, поскольку устройство автоматически отключается при полном заряде батареи.

Часто можно встретить вредные советы, что зарядить аккумулятор можно, используя диодный мост и лампу накаливания на 100 Вт. Так делать категорически нельзя, потому что отсутствует гальваническая развязка и, кроме смертельного поражения электрическим током, существует большая вероятность взрыва батареи.

4.5 9 голоса

Рейтинг
статьи

Подписаться
Уведомить о
guest
0 Комментарий
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии