Как сделать зарядное устройство для шуруповёрта

Как сделать зарядное устройство для шуруповёрта?

Часто родное зарядное устройство, входящее в комплект шуруповерта, работает медленно, долго заряжая аккумулятор. Тем, кто интенсивно использует шуруповерт, это очень мешает в работе. Несмотря на то, что в комплект входит обычно два аккумулятора (один установлен в рукоятку инструмента и в работе, а другой подключен к зарядному устройству и находится в процессе зарядки), часто владельцы не могут приспособиться к рабочему циклу аккумуляторов. Тогда имеет смысл изготовить зарядное устройство своими руками и зарядка станет удобнее.

  • БП для шуруповерта 18 вольт
  • Шуруповерт от сети 220в своими руками
  • Сколько времени заряжать аккумулятор шуруповерта
  • Как отремонтировать аккумулятор для шуруповерта
  • Как работать с шуруповертом: инструкция

Стандартная электросхема зарядного устройства

Основой стандартной схемы является микросхема трехканального типа. В этом варианте на микросхеме крепятся четыре транзистора, сильно отличающихся по ёмкости и высокочастотные конденсаторы (импульсные или переходные). Для стабилизации тока используются тиристоры или тетроды открытого типа. Проводимость тока регулируется дипольными фильтрами. Эта электрическая схема легко справляется с сетевыми перегрузками.

Модели с разным напряжением

Мало определиться с типом зарядника и маркой производителя, для приобретения нужно знать еще напряжение своего шуруповерта. Самые распространенные варианты — 12, 14 и 18 В.

Зарядки на 12 В

Цепь может состоять из транзисторов до 4,4 пФ. Это видно на схеме зарядного устройства для шуруповерта 12 вольт. Проводимость в цепи — 9 мк. Конденсаторы нужны, чтобы контролировать скачки тактовой частоты. Применяемые резисторы — обычно полевые. У зарядных устройств на тетродах есть дополнительный фазовый резистор. Он защищает от электромагнитных колебаний.

Зарядки на 12 В работают с сопротивлением до 30 Ом. Нередко их можно встретить на аккумуляторах на 10 мАч. Среди известных производителей чаще применяет Makita.

Зарядки на 14 В

На схеме видно, что для зарядок на 14 В нужно пять транзисторов. Другие особенности цепи:

  • микросхема подходит только четырехканальная;
  • конденсаторы — импульсные;
  • для работы с аккумуляторами на 12 мАч нужны тетроды;
  • два диода;
  • проводимость — около 5 мк;
  • средняя емкость резистора — не более 6,3 пФ.

Устройства, созданные по схеме, выдерживают ток до 3,3 А. Триггеры включаются в цепь редко. Исключением является продукция Bosch. У изделий Makita триггеры с успехом заменяются волновыми резисторами.

Зарядки на 18 В

Зарядное устройство для шуруповерта 18 вольт использует в схеме лишь транзисторы переходного типа. К другим особенностям изделий относятся:

  • три конденсатора;
  • тетрод и диодный мост;
  • сеточный триггер;
  • проводимость тока — около 5,4 мк, иногда для ее увеличения применяются хроматические резисторы.

Использование трансиверов повышенной проводимости является особенностью отечественной компании «Интерскол». Токовая нагрузка может доходить до 6 А. Makita часто использует в своих моделях дипольные транзисторы высокого качества.

Какой бы производитель шуруповерта ни был выбран, проблему с заменой зарядного устройства можно легко решить. Для этого достаточно хотя бы знать некоторые особенности своего инструмента.

Зарядное для шуруповерта схема

Обычный шуруповерт может иметь аккумуляторы различного типа, все они отличаются по характеристикам. Соответственно и зарядки к ним нужны разные — для свинцовых, литиевых, никелевых аккумуляторов и других. Перед тем как собирать или чинить зарядное устройство, необходимо обязательно определиться с его типом, условиями использования. Это важно, так как некоторые шуруповерты нельзя использовать при низких температурах, другие не выдерживают длительной эксплуатации. Вопрос, как сделать зарядное устройство для шуруповерта своими руками, стоит не так часто. Сегодня в продаже можно найти разнообразные варианты зарядок, предназначенных как для конкретных моделей, так и универсальных. Но при работе на даче или строительной площадке, когда ближайший магазин далеко, а инструмент нужен сейчас, может потребоваться собрать самому зарядное устройство. Схема сборки несложная и ниже мы выложим несколько вариантов.

Зарядное устройство для шуруповёрта на микроконтроллере

Схема собранна для корректной зарядки аккумуляторов шуруповёрта, вся схема умещается в штатный корпус, имеется световая и звуковая сигнализация, начала и окончания заряда, схема собрана на основе PIC12F629.

После включения включаются и гаснут оба светодиода, при этом звучит сигнал, (тест индикации и звука). Затем начинает мигать красный светодиод, когда светодиод горит идёт зарядка, когда погашен контроль напряжения на аккумуляторе.

После достижения напряжения полного заряда на аккумуляторе,перестает мигать красный светодиод и включается зелёный, при этом звучит сигнал, сообщающий о том что зарядка окончена. Уровень напряжения полного заряда устанавливаетя переменным резистором.

Напряжение, которое должно быть на полностью зараженном аккумуляторе, устанавливается переменным резистором. Входное напряжение = напряжение которое должно быть на полностью зараженном аккумуляторе +1 вольт. Транзистор любой полевой с P-каналом, подходящий по току.

Что необходимо сделать для зарядки 14 в аккумуляторов? Подать на вход 15-16 вольт, и установить переменным резистором порог срабатывания отключения зарядки при 14,4 вольт.

Зарядка происходит импульсами, импульсы зарядки индицируются светодиодом «заряд», в промежутках между импульсами происходит контроль напряжения на аккумуляторе, по достижение нужного напряжение подаётся звуковой сигнал, и начинает мигать светодиод «заряд окончен».

Зарядное устройство для дрели-шуруповерта

Схема выдает напряжение 18 вольт. Если заряжать аккумуляторы на 14.4 вольт, нужно будет подобрать резистором зарядный ток.

Схема импульсного разрядно-зарядного устройства Ni-Cd аккумуляторов для шуруповёрта

Зарядное устройство представляет собой трансформаторный, не стабилизированный источник питания, ограничение тока заряда осуществляется за счет насыщения трансформатора. Напряжение на выходе трансформатора примерно 14V.

Очень простое ЗУ для шуруповерта

А это вариант схемы простейшего зарядного устройства для шуруповерта, когда не хочется усложнять конструкцию лишними радиоэлементами. Те, кто хоть немного разбираются соберут данную схему очень быстро. По крайней мере данное зарядное устройство более простое и удобное в отличии от штатных. Естественно, что речь идет о дешевых моделях. В этой схеме регулировка зарядного тока АКБ производится резистором R10.

Подключение аккумуляторного шуруповерта к сети 220 В: сетевой адаптер

Привести в движение электропривод шуруповерта от сети напряжением 220 В может сетевой адаптер. Его можно приобрести в готовом виде – цена позволяет. Можно сделать самому. Покупной адаптер нужно вставить в корпус аккумулятора шуруповерта, предварительно вынув батареи. Единственный недостаток – небольшая длина шнура.

Сетевой адаптер для шуруповерта своими руками: материалы

Процесс переделки аккумуляторного шуруповерта в сетевой несложный и не занимает много времени. Для этого нужно иметь:

  1. Зарядное устройство от ноутбука.
  2. Шуруповерт с аккумулятором, бывшим в употреблении.
  3. Электрический провод.
  4. Изоленту.
  5. Паяльник и припой.
  6. Кислоту.

Сетевой адаптер для шуруповерта своими руками: пошаговая инструкция

Процесс переделки включает в себя следующие действия:

  • Сначала нужно обязательно померить выходное напряжение на устройстве. Оно должно составлять 19 В.
  • После этого нужно взять аккумулятор и разобрать. Если он скручен винтами, то просто развинтить их, если склеен, то предварительно его необходимо обстучать резиновым молотком. Корпус вычистить от грязи и подготовить к дальнейшей работе, просверлив в нем отверстие для силового кабеля.
  • Теперь нужно отрезать разъем и зачистить провода от изоляции.
  • Аккумуляторную батарею не стоит выбрасывать сразу. Она какое-то время может служить противовесом. Центр тяжести шуруповерта смещен и находится в районе рукоятки. При удалении гальванических элементов его место изменится, и работать с инструментом будет неудобно.
  • К проводам, идущим от клемм аккумулятора, нужно присоединить удлиненный кабель от зарядки ноутбука. Предварительно его необходимо пропустить через подготовленное отверстие в корпусе. Кабель можно припаять или сделать скрутку, заизолировав изолентой.
  • Когда все готово, необходимо все уложить в корпус и проверить полярность. После этого протестировать шуруповерт.
Читайте также  Паяльный жир

Подключение аккумуляторного шуруповерта к сети 220 В: сетевой адаптер

Привести в движение электропривод шуруповерта от сети напряжением 220 В может сетевой адаптер. Его можно приобрести в готовом виде – цена позволяет. Можно сделать самому. Покупной адаптер нужно вставить в корпус аккумулятора шуруповерта, предварительно вынув батареи. Единственный недостаток – небольшая длина шнура.

Сетевой адаптер для шуруповерта своими руками: материалы

Процесс переделки аккумуляторного шуруповерта в сетевой несложный и не занимает много времени. Для этого нужно иметь:

  1. Зарядное устройство от ноутбука.
  2. Шуруповерт с аккумулятором, бывшим в употреблении.
  3. Электрический провод.
  4. Изоленту.
  5. Паяльник и припой.
  6. Кислоту.

Сетевой адаптер для шуруповерта своими руками: пошаговая инструкция

Процесс переделки включает в себя следующие действия:

  • Сначала нужно обязательно померить выходное напряжение на устройстве. Оно должно составлять 19 В.
  • После этого нужно взять аккумулятор и разобрать. Если он скручен винтами, то просто развинтить их, если склеен, то предварительно его необходимо обстучать резиновым молотком. Корпус вычистить от грязи и подготовить к дальнейшей работе, просверлив в нем отверстие для силового кабеля.
  • Теперь нужно отрезать разъем и зачистить провода от изоляции.
  • Аккумуляторную батарею не стоит выбрасывать сразу. Она какое-то время может служить противовесом. Центр тяжести шуруповерта смещен и находится в районе рукоятки. При удалении гальванических элементов его место изменится, и работать с инструментом будет неудобно.
  • К проводам, идущим от клемм аккумулятора, нужно присоединить удлиненный кабель от зарядки ноутбука. Предварительно его необходимо пропустить через подготовленное отверстие в корпусе. Кабель можно припаять или сделать скрутку, заизолировав изолентой.
  • Когда все готово, необходимо все уложить в корпус и проверить полярность. После этого протестировать шуруповерт.

Конструкция зарядного устройства от шуруповёрта

Без сомнений, электроинструмент значительно облегчает наш труд, а также сокращает время рутинных операций. В ходу сейчас и всевозможные шуруповёрты с автономным питанием.

Рассмотрим устройство, принципиальную схему и ремонт зарядного устройства для аккумуляторов от шуруповёрта фирмы «Интерскол».

Для начала взглянем на принципиальную схему. Она срисована с реальной печатной платы зарядного устройства.

Печатная плата зарядного устройства (CDQ-F06K1).

Силовая часть зарядного устройства состоит из силового трансформатора GS-1415. Мощность его около 25-26 Ватт. Считал по упрощённой формуле, о которой уже говорил здесь.

Пониженное переменное напряжение 18V со вторичной обмотки трансформатора поступает на диодный мост через плавкий предохранитель FU1. Диодный мост состоит из 4 диодов VD1-VD4 типа 1N5408. Каждый из диодов 1N5408 выдерживает прямой ток 3 ампера. Электролитический конденсатор C1 сглаживает пульсации напряжения после диодного моста.

Основа схемы управления – микросхема HCF4060BE, которая является 14-разрядным счётчиком с элементами для задающего генератора. Она управляет биполярным транзистором структуры p-n-p S9012. Транзистор нагружен на электромагнитное реле S3-12A. На микросхеме U1 реализован своеобразный таймер, который включает реле на заданное время заряда – около 60 минут.

При включении зарядника в сеть и подключении аккумулятора контакты реле JDQK1 разомкнуты.

Микросхема HCF4060BE запитывается от стабилитрона VD6 – 1N4742A (12V). Стабилитрон ограничивает напряжение с сетевого выпрямителя до уровня 12 вольт, так как на его выходе около 24 вольт.

Если взглянуть на схему, то не трудно заметить, что до нажатия кнопки «Пуск» микросхема U1 HCF4060BE обесточена – отключена от источника питания. При нажатии кнопки «Пуск» напряжение питания от выпрямителя поступает на стабилитрон 1N4742A через резистор R6.

Далее пониженное и стабилизированное напряжение поступает на 16 вывод микросхемы U1. Микросхема начинает работать, а также открывается транзистор S9012, которым она управляет.

Напряжение питания через открытый транзистор S9012 поступает на обмотку электромагнитного реле JDQK1. Контакты реле замыкаются, и на аккумулятор поступает напряжение питания. Начинается заряд аккумулятора. Диод VD8 (1N4007) шунтирует реле и защищает транзистор S9012 от скачка обратного напряжения, которое образуется при обесточивании обмотки реле.

Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.

Что будет после того, когда контакты кнопки «Пуск» разомкнутся? По схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое напряжение через диод VD7 (1N4007) поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. В результате микросхема U1 остаётся подключенной к источнику питания даже после того, как контакты кнопки будут разомкнуты.

Сменный аккумулятор.

Сменный аккумулятор GB1 представляет собой блок, в котором последовательно соединено 12 никель-кадмиевых (Ni-Cd) элементов, каждый по 1,2 вольта.

На принципиальной схеме элементы сменного аккумулятора обведены пунктирной линией.

Суммарное напряжение такого составного аккумулятора составляет 14,4 вольт.

Также в блок аккумуляторов встроен датчик температуры. На схеме он обозначен как SA1. По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Маркировка термовыключателя JJD-45 2A. Конструктивно он закреплён на одном из Ni-Cd элементов и плотно прилегает к нему.

Один из выводов термодатчика соединён с минусовым выводом аккумуляторной батареи. Второй вывод подключен к отдельному, третьему разъёму.

Алгоритм работы схемы довольно прост.

При включении в сеть 220V зарядное устройство ни как не проявляет свою работу. Индикаторы (зелёный и красный светодиоды) не светятся. При подключении сменного аккумулятора загорается зелёный светодиод, который свидетельствует о том, что зарядник готов к работе.

При нажатии кнопки «Пуск» электромагнитное реле замыкает свои контакты, и аккумулятор подключается к выходу сетевого выпрямителя, начинается процесс заряда аккумулятора. Загорается красный светодиод, а зелёный гаснет. По истечении 50 – 60 минут, реле размыкает цепь заряда аккумулятора. Загорается светодиод зелёного цвета, а красный гаснет. Зарядка завершена.

После зарядки напряжение на клеммах аккумулятора может достигать 16,8 вольт.

Такой алгоритм работы примитивен и со временем приводит к так называемому «эффекту памяти» у аккумулятора. То есть ёмкость аккумулятора снижается.

Если следовать правильному алгоритму заряда аккумулятора для начала каждый из его элементов нужно разрядить до 1 вольта. Т.е. блок из 12 аккумуляторов нужно разрядить до 12 вольт. В заряднике для шуруповёрта такой режим не реализован.

Вот зарядная характеристика одного Ni-Cd аккумуляторного элемента на 1,2V.

На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента (temperature), напряжение на его выводах (voltage) и относительное давление (relative pressure).

Специализированные контроллеры заряда для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов, как правило, работают по так называемому методу дельта -ΔV. На рисунке видно, что в конце зарядки элемента происходить уменьшение напряжения на небольшую величину – порядка 10mV (для Ni-Cd) и 4mV (для Ni-MH). По этому изменению напряжения контроллер и определяет, зарядился ли элемент.

Так же во время зарядки происходит контроль температуры элемента с помощью термодатчика. Тут же на графике видно, что температура зарядившегося элемента составляет около 45 0 С.

Вернёмся к схеме зарядного устройства от шуруповёрта. Теперь понятно, что термовыключатель JDD-45 отслеживает температуру аккумуляторного блока и разрывает цепь заряда, когда температура достигнет где-то 45 0 С. Иногда такое происходит раньше того, как сработает таймер на микросхеме HCF4060BE. Такое происходит, когда емкость аккумулятора снизилась из-за «эффекта памяти». При этом полная зарядка такого аккумулятора происходит чуть быстрее, чем за 60 минут.

Читайте также  Как сделать наполнитель для подарков

Как видим из схемотехники, алгоритм заряда не самый оптимальный и со временем приводит к потере электроёмкости аккумулятора. Поэтому для зарядки аккумулятора можно воспользоваться универсальным зарядным устройством, например, таким, как Turnigy Accucell 6.

Возможные неполадки зарядного устройства.

Со временем из-за износа и влажности кнопка SK1 «Пуск» начинает плохо срабатывать, а иногда и вообще отказывает. Понятно, что при неисправности кнопки SK1 мы не сможем подать питание на микросхему U1 и запустить таймер.

Также может иметь место выход из строя стабилитрона VD6 (1N4742A) и микросхемы U1 (HCF4060BE). В таком случае при нажатии кнопки включение зарядки не происходит, индикация отсутствует.

В моей практике был случай, когда стабилитрон пробило, мультиметром он «звонился» как кусок провода. После его замены зарядка стала исправно работать. Для замены подойдёт любой стабилитрон на напряжение стабилизации 12V и мощностью 1 Ватт. Проверить стабилитрон на «пробой» можно также, как и обычный диод. О проверке диодов я уже рассказывал.

После ремонта нужно проверить работу устройства. Нажатием кнопки запускаем зарядку АКБ. Приблизительно через час зарядное устройство должно отключиться (засветится индикатор «Сеть» (зелёный). Вынимаем АКБ и делаем «контрольный» замер напряжения на её клеммах. АКБ должна быть заряженной.

Если же элементы печатной платы исправны и не вызывают подозрения, а включения режима заряда не происходит, то следует проверить термовыключатель SA1 (JDD-45 2A) в аккумуляторном блоке.

Схема достаточно примитивна и не вызывает проблем при диагностике неисправности и ремонте даже у начинающих радиолюбителей.

Важна ли мобильность?

После того как аккумуляторная батарея становится неспособной держать заряд, шуруповерт превращается в абсолютно бесполезный инструмент. Покупка нового зарядного устройства нецелесообразна, так как его цена нередко составляет до 50% стоимости новой модели. Поэтому мысль о переделке инструмента под сеть — совершенно оправданное решение.

Есть возможность восстановить характеристики аккумулятора, однако этот вариант все-таки полумера, потому что в дальнейшем ситуация повторится. Однако перед тем как выбрать решение, необходимо обдумать, что делать с мобильностью инструмента. Так ли она нужна? Есть 2 варианта потенциальной модификации шуруповерта:

  1. Инструмент с внешним блоком питания. В этом случае делают отдельное устройство. Это не так страшно, потому что даже громоздкую конструкцию можно расположить в непосредственной близости от розетки. Однако с ограничением, связанным с длиной кабеля БП и сетевого шнура, придется смириться.
  2. Шуруповерт с БП, вмонтированным на место аккумулятора. Такой способ модификации даст возможность избежать сборки габаритной конструкции, значительно ограничивающей применение инструмента. Но в этом случае проблему доступа тоже может создать длина сетевого кабеля. Зато использовать в таком качестве можно компактные устройства. Ими смогут стать покупные или имеющиеся блоки питания, если они подходят по характеристикам.

Способы «возрождения» шуруповерта сильно отличаются. Тем не менее, каждый из этих вариантов находит сторонников, так как отвечает разным потребностям хозяев аккумуляторных инструментов, чья эксплуатация внезапно стала невозможной.

В заключение

Технически сделать блок питания для шуруповерта не сложно. Главное – быть предельно внимательным. Надежно припаивайте провода. Используйте автомобильные аккумуляторы только в крайнем случае – они не удобны в эксплуатации, слишком громоздкие и маломощные.

Для переделки лучше всего подойдут компьютерные блоки питания. Они продаются отдельно в компьютерных магазинах.

В магазине, где торгуют электроинструментом, можно приобрести нужный блочный элемент для шуруповерта.

Узнать о том, как переделать батарейный инструмент в сетевой, можно из следующего видео: