/       /       /    Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта


Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

$8.03
Перейти в магазин
Так как я довольно часто делал обзоры аккумуляторов, а также упоминал о переделке аккумуляторного инструмента, то в личке меня часто спрашивают о тех или иных нюансах переделок.
Спрашивают разные люди и вопросы часто примерно одинаковы, потому я решил сделать небольшой обзор и одновременно ответить на некоторые общие вопросы, связанные с выбором комплектующих и переделкой батарей.

Возможно кому нибудь обзор покажется неполным, так как переделке подверглась только сама батарея, но не волнуйтесь, я планирую сделать вторую часть обзора, где попробую ответить на вопросы по переделке зарядного устройства. А заодно хотелось бы узнать, как считает общественность, что лучше — универсальная плата совмещенная с БП, плата сама по себе, платы DC-DC или другие варианты.

Шуруповерты, да и просто любой другой аккумуляторный инструмент, производится уже довольно много лет. Потому на руках у пользователей накопилась довольно большая масса как старых батарей, так и лежащего иногда мертвым грузом инструмента.
Путей решения данной проблемы несколько:
1. Просто ремонт батареи, т.е. замена старых элементов на новые.
2. Переделка с аккумуляторного питания на сетевое, вплоть до установки БП в аккумуляторный отсек.
3. Замена Никель-кадмиевых и Никель-Металл гидридных на Литиевые.

В качестве небольшого отступления, иногда смысла переделывать/ремонтировать просто нет. Например если у вас совсем дешевый шуруповерт, купленный на мегараспродаже за 5 баксов, то вас может несколько удивить, что стоимость переделки выйдет как несколько таких шуруповертов (я утрирую). Потому надо сначала для себя прикинуть плюсы/минусы от переделки и ее целесооразность, иногда проще купить второй инструмент.

Первый вариант наверняка многие уже проходили, как впрочем и я. Он дает результат, хотя в случае фирменного инструмента часто хуже, чем был изначально. По цене выходит немного дешевле, по трудоемкости проще и значительно.

Второй вариант также имеет право на жизнь, особенно если работа происходит дома и неохота тратиться на замену аккумуляторов.

Третий вариант самый трудоемкий, но позволяет существенно улучшить эксплуатационные характеристики инструмента. Это и увеличение емкости аккумулятора и отсутствие «эффекта памяти», а иногда и увеличение мощности.
Но кроме трудоемкости появляется побочный эффект, литиевые аккумуляторы немного хуже работают на морозе. Хотя при условии, что многие фирмы без проблем производят такой инструмент, то я считаю, что иногда проблема преувеличена, хотя и справедлива.

Батареи имеют разную конструкцию, хотя в общем они имеют много общего, потому я буду рассказывать, а заодно и показывать на примере одного из представителей такой категории, шуруповерта Bosch PSR 12 VE-2. Этот шуруповерт моего товарища, он же и выступил «спонсором» обзора, предоставив для переделки сам шуруповерт, аккумуляторы, плату защиты и расходники.
Шуруповерт довольно неплохой, имеется блокировка шпинделя, две скорости, потому переделывать имеет смысл.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Так получилось, что аккумуляторных блоков было даже три, но переделывать будем один, еще один оставлю для другого обзора :)

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Кстати, аккумуляторы разные, но оба на 12 Вольт, емкость 1.2Ач, соответственно 14.4 Втч.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Разбираются аккумуляторные блоки по разному, но чаще всего корпус скручен при помощи нескольких саморезов. Хотя мне попадались варианты как на защелках, так и склеенные.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

В любом случае внутри вы увидите примерно такую картину. В данном случае сборка из 10 никель-кадмиевых аккумуляторов, причем обычно применяются аккумуляторы одного типоразмера, но вот их укладка может иногда отличаться. На фото один из распространенных вариантов, 9 штук внизу и один в вертикальной части.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Первым делом предстоит выбор аккумуляторов для замены.

В электроинструменте применяются аккумуляторы, рассчитанные на большой разрядный ток.
Я не так давно делал обзор разных аккумуляторов, в конце которого привел табличку, которая может помочь в этом вопросе, но если не уверены, то просто найдите документацию по аккумуляторам, которые планируете купить. Благо у фирменных аккумуляторов обычно с этим проблем нет.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Например я рекомендую такие типы:
Для мощного электроинструмента — Samsung INR18650-25R, US18650VTC4, Liitokala INR26650-50A
Для инструмента средней мощности — LGDBHG21865, LGDBHE41865, Samsung INR18650-30Q

Следует помнить, что часто заявленная емкость аккумулятора обратно пропорциональна максимально отдаваемому току. Т.е. чем на больший ток рассчитан аккумулятор, тем у него меньше емкость. Пример конечно довольно условный, но очень близок к реальности. Например очень емкие аккумуляторы Panasonic NCR18650B для электроинструмента не подходят, так как их максимальный ток всего 6.8 Ампера, шуруповерт же потребляет 15-40 Ампер.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

А теперь что нельзя применять:
Аккумуляторы показанные на фото ниже, а также всякие Ультрафайр, Мегафайр, а также любые 18650 с заявленной емкостью 100500мАч.
Кроме того я категорически не рекомендую применять старые аккумуляторы от батарей ноутбуков. Во первых, они не рассчитаны на такой ток, во вторых, они скорее всего будут иметь большой разброс характеристик. Причем не только по емкости, а и по внутреннему сопротивлению. Лучше примените их где нибудь в другом месте, например в ПоверБанке для заряда вашего смартфона.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Альтернативный вариант, модельные батареи, например для катеров, квадракоптеров, машин и т.п.
Применять вполне можно, но я бы предпочел привычные 18650 или 26650 и виду наличия прочного корпуса, а также более реальной замены в будущем. 18650 и 26650 купить легко, а модельные могут убрать из продажи, заменив их батареями другого формфактора.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Но кроме всего прочего следует помнить, что нельзя применять аккумуляторы разной емкости. А вообще желательно использовать аккумуляторы из одной партии купив сразу необходимое количество (в идеале +1 про запас, если все таки попадутся разные). Т.е. если у вас на полке год лежит 2 аккумулятора, а потом вы покупаете к ним пару новых и соединяете последовательно, то это лишний шанс получить проблемы и балансировка здесь уже может не помочь, не говоря о аккумуляторах с изначально разной емкостью.

Для переделки батареи данного шуруповерта были выбраны аккумуляторы LGDBHG21865.
Шуруповерт не очень мощный, потому я думаю что проблем быть не должно. Аккумуляторы рассчитаны на длительный разрядный ток в 20 Ампер, при выборе аккумуляторов следует найти в документации на аккумулятор соответствующую строку и посмотреть какой ток там указан.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Литиевые аккумуляторы имеют заметно большую емкость при меньших габаритах, чем кадмиевые. На фото слева сборка 10.8В 3Ач (32Втч), справа родная, 12В 1.2Ач (14.4Втч).

При выборе количества требуемых аккумуляторов для замены следует руководствоваться тем, что условно один литиевый (LiIon, LiPol) заменяет 3 штуки обычных. В 12 Вольт батарее стоит 10 штук, потому обычно их меняют на 3 штуки литиевых. Можно поставить 4 штуки, но инструмент будет работать с перегрузкой и возможны ситуации, когда может пострадать.
Если у вас 18 Вольт батарея, то там скорее всего стоит 15 обычных, которые меняются на 5 литиевых, но такой инструмент встречается реже.
Или говоря простым языком,
2-3 NiCd = 1 литиевый,
5-6-7 NiCd = 2 литиевых,
8-9-10 NiCd = 3 литиевых,
11-12-13 NiCd = 4 литиевых
и т.д.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Перед сборкой необходимо проверить емкость аккумуляторов, потому как даже в одной партии аккумуляторы могут иметь разброс, причем чем «безроднее» производитель, тем больше будет разброс.
Например табличка из одного моего обзора, где я тестировал, а попутно отбирал комплекты аккумуляторов для переделки радиостанций.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

После этого следует полностью зарядить все аккумуляторы чтобы уравнять их заряд.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Соединение аккумуляторов.
Для соединения аккумуляторов применяют несколько решений:
1. Кассеты
2. Пайка
3. Точечная сварка.

1. Кассета, очень просто и доступно, но категорически не рекомендуется для больших токов, так как имеет высокое сопротивление контакта.
2. Пайка. Вполне имеет право на жизнь, я сам так делаю иногда, но данный способ имеет нюансы.
Как минимум паять надо уметь. Причем уметь паять правильно, а главное — быстро.
Кроме того надо иметь соответствующий паяльник.
Пайка происходит следующим образом: Зачищаем место контакта, покрываем это место флюсом (я использую F3), берем залуженный провод (лучше не очень большого сечения, 0.75мм.кв достаточно), набираем на жало паяльника много припоя, прикасаемся к проводу и вместе с ним прижимаем к контакту аккумулятора. Либо прикладываем провод к месту пайки и паяльником с большой каплей припоя прикасаемся к месте между проводом и аккумулятором.
Но как я писал выше, способ имеет нюансы, необходим мощный паяльник с массивным жалом. Аккумулятор имеет большую теплоемкость и при легком жале он банально его остудит до такой температуры, что припой «примерзает», иногда вместе с жалом (зависит от паяльника). В итоге вы будете долго пытаться прогреть место контакта и в итоге перегреете аккумулятор.
Потому берут старый паяльник с большим медным жалом, желательно хорошо прогретый, тогда прогреваться будет только место пайки и после тепло просто распределится и общая температура будет не очень высокой.
Проблемы касаются минусового вывода аккумулятора, с пайкой плюсового обычно сложностей нет, он легче, но тоже сильно перегревать не советую.

В любом случае, если у вас нет опыта пайки, то крайне не рекомендую этот способ.

3. Самый правильный способ — точечная сварка, мгновенно, без перегрева. Но сварочный станок должен быть правильно настроен чтобы не сделать сквозную дыру в дне аккумулятора, потому лучше обратиться к профессионалам. За небольшую денежку на рынке вам сварят вашу батарею.
Альтернативный вариант, в некоторых онлайн магазинах предлагается услуга (вернее варианты лотов, с лепестками и без) по привариванию контактных лепестков, это не очень дорого, но гораздо безопаснее пайки.

Данную сборку «сварил» тот же товарищ, который и дал мне шуруповерт для обзора.
На фото видно, что между лепестком и корпусом аккумулятора проложен тряпичный изолятор. Это важно, так как без него вы можете перегреть лепесток и он проплавит изоляцию аккумулятора, последствия думаю понятны.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Внимательные читатели наверняка заметили непонятные пластмассовые проставки между аккумуляторами.
Данное решение относится к классу — как делать правильно.
Инструмент в работе подвержен вибрации и возможна ситуация повреждения изоляции между банками (я такого не встречал, но теоретически). Установка проставок исключает данную ситуацию. Можно не ставить, но так более правильно. Вот только где их купить, не подскажу, но можно поискать на рыках в батарейных киосках.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Затем необходимо вывести провода для подключения к плате защиты и клеммной колодке.
Для силовых проводов я использую провод сечением не менее 1.5мм.кв, а для менее нагруженных цепей 0.5мм.кв.
Конечно вы спросите, зачем провод 0.5мм.кв если там тока нет и можно применить гораздо более тонкий провод. Провод большего сечения имеет толще изоляцию и обеспечивает большую механическую прочность, т.е. его сложнее повредить. Вы конечно можете использовать любой провод, я лишь показал вариант, который считаю более правильным.
В идеале провода сначала залудить с обеих сторон, а свободные концы изолировать, но такое возможно при второй переделке одного и того же аккумулятора, когда длина проводов уже известна. Для первой я обычно беру провода с запасом.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Если присмотреться, то на верхнем фото заметны отверстия в крайних клеммах аккумулятора, это также делается для повышения надежности соединения. Незалуженный провод вставляется в отверстие и запаивается, в таком варианте меньше риск получить плохой контакт.
В общем паяем провода, заодно желательно дополнительно изолировать клеммы при помощи термоусадки.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

В итоге у нас получится такая сборка. От плюсового контакта отходит два провода, это обусловлено особенностью подключения платы защиты.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Последний шаг в подготовке сборки скорее желателен, чем обязателен. Так как сборка «живая», то необходимо зафиксировать элементы друг относительно друга. Для этого я использую термоусадочную трубку, хотя в данном случае корректнее — трубу. Она довольно тонкая, но весьма прочная, ее цель именно сжать всю конструкцию.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Надеваем термоусадку и при помощи фена усаживаем ее. Привычный вариант с зажигалкой скорее всего не пройдет, так как желательно делать это равномерно.
В тоге у нас вполне заводская, на вид, сборка аккумуляторов.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Примеряем собранную сборку в корпусе. Вообще конечно обычно это делают сначала, этот момент я как то упустил, но думаю что это вполне логично :)

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Монтаж.

Дальше следует этап установки сборки в батарейный отсек. Тривиальная на первый взгляд операция кроет в себе небольшие подводные камни.
Для начала вымываем пыль и грязь из отсека. Я сделал ошибку и протер только нижнюю часть, остальное потом вычищал щеткой и ваткой. Потому проще помыть с мылом и просушить.

Дальше приклеивание сборки. В исходном варианте аккумуляторы просто были зажаты половинками корпуса, но в нашем случае такое редко возможно, потому сборки чаще всего приклеивают.
Здесь как и раньше, есть несколько вариантов, рассмотрим их.
1. Двухсторонний скотч
2. Термоклей
3. Силиконовый герметик
4. Прибить насквозь 150 гвоздями, а с обратной стороны загнуть. :)

Так как последний вариант больше подходит для любителей экстрима, то распишу более «приземленные».
1. Очень просто и удобно, но так как место контакта маленькое, то держит не очень хорошо, а кроме того надо использовать хороший скотч.

2. Вариант хороший, сам иногда пользуюсь (кстати, применяю черный термоклей). Но в данном случае не советовал бы. Дело в том, что термоклей имеет свойство «плыть» при нагреве. Для этого достаточно забыть шуруповерт летом на улице и получить в итоге болтающуюся внутри батарею. Я не скажу что такое будет обязательно, но такое свойство клей имеет, факт. Кроме того, термоклей не очень хорошо липнет к массивным элементам и при нагрузке может просто отвалиться.

3. На мой взгляд самый удобный вариант. Герметик не боится нагрева, не течет со временем и имеет хорошую адгезию к большинству материалов. Кроме того он довольно эластичен и при этом практически не теряет эластичность со временем.

Я использовал санитарный герметик Церезит. На фото может показаться что он еле намазан, это не так, герметика довольно много. Кстати, следует учитывать, что большинство герметиков не клеит к предыдущему слою герметика.
Кроме того можно применить похожий монтажный клей в таких же тубах, например «Момент», но силикон мне кажется более подходящим.

В общем наносим герметик, вставляем нашу сборку, прижимаем и оставляем сохнуть.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Плата защиты.

Вот мы и дошли до собственно предмета данного обзора, платы защиты. Заказаны они были еще весной, но посылка потерялась, их потом выслали заново, в итоге они таки пришли.
Почему были заказаны именно эти платы я уже не вспомню, но они смирно лежали и ждали своего часа, дождались :)

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Данная плата рассчитана на подключение трех аккумуляторов и имеет заявленный рабочий ток 20 Ампер.
Только сейчас я обратил внимание, что плата имеет довольно высокий порог срабатывания защиты по превышению напряжения, 4.325 Вольта. Возможно я неправ, но считаю что лучше 4.25-4.27.
Также указано, что ток 20 Ампер это максимальный длительный, ток срабатывания при перегрузке составляет 52 Ампера.

Табличка очень похожа на таблички от других плат, потому я выделю отдельные важные пункты.
1. Ток балансировки, так как данная плата этого не умеет, то здесь прочерк
2. Максимальный длительный ток, для большинства применения надо 20-25 Ампер. На менее мощном инструменте достаточно и 15-20, более мощный потребует 25-35 и более.
3. Максимальное напряжение на элементе, при котором плата отключает батарею. Зависит от типа примененных аккумуляторов.
4. Минимальное напряжение на элементе при котором плата отключит нагрузку. 2.5 Вольта это довольно мало, лучше выбирать этот параметр таким же, как заявлено в даташите на аккумулятор.
5. Ток, при котором срабатывает защита от перегрузки. Не надо стремится к запредельным величинам. Хотя этот ток напрямую связан с максимальным рабочим, потому обычно здесь проблем нет. Даже если сработала защита, то чаще всего достаточно просто отпустить кнопку шуруповерта и потом нажать опять.
6. Данный пункт отвечает за автоматический сброс срабатывания защиты.
7. Сопротивление ключевых транзисторов, чем меньше, тем лучше.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Внешне к плате претензий нет, качество сборки вполне аккуратное.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Снизу ничего нет, это и к лучшему, не будет проблем с приклеиванием платы :)

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

О платах защиты я расскажу немного подробнее.
Для начала отвечу на вопрос — а можно без платы защиты? Нет.
Плата защиты как минимум обеспечивает отключение при перегрузке, это вредно как для аккумуляторов, так и для инструмента.
Кроме того плата защищает от перезаряда и переразряда. По сути можно сказать, что переразряд можно почувствовать по падению мощности, но это относится не ко всем инструментам, а кроме того можно попасть в ситуацию, когда один элемент сильно «устал» и напряжение на нем падает очень резко. В таком варианте легко получить переполюсовку, т.е. аккумулятор не просто уйдет в «ноль», а через него будет проходить ток в обратной полярности. Такой эффект получается только при последовательном соединении элементов и он нем почему то часто забывают.
Литиевые аккумуляторы довольно опасны и плата защиты для них обязательна!

Платы в основном делятся на два типа (хотя на самом деле их больше), с возможностью балансировки и без.

Объясню, что такое балансировка и зачем она вообще нужна.
Сначала вариант «пассивной» балансировки.
Такой вариант применяется на подавляющем большинстве плат как самый простой в реализации.
По мере достижения аккумулятором порогового напряжения он начинает нагружаться на резистор, который берет на себя часть зарядного тока. Пока этот аккумулятор «борется», другие успевают зарядиться до своего максимума.
Дальше несколько картинок с этой статьи.

1. Один из аккумуляторов либо заряжен больше других, либо имеет немного меньшую емкость.
2. В случае простого заряда на нем будет напряжение выше, чем на остальных
3. Балансир отбирает на себя часть тока заряда, не давая напряжению подняться вше максимального.
4. В итоге все аккумуляторы заряжены равномерно.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Второй вариант балансира, «активный». Он имеет совсем другую реализацию и не подходит для работы с большими токами заряда. Его задача, всегда поддерживать одинаковое напряжение на элементах. Работает он по принципу «перекачки» энергии от аккумулятора с большим напряжением в аккумулятор с меньшим. В одном из своих обзоров я делал такой балансир, кому интересно, могут прочитать чуть более подробно.
А в этом обзоре я делал вариант правильной зарядки с активным балансиром и оттуда табличка, по которой можно увидеть процесс балансировки без подключения батареи и платы к зарядному устройству… Да, он медленный, но он протекает всегда, а не только во время заряда.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Мы немного отвлеклись.
Плата защиты с балансировкой обычно содержит несколько больших SMD резисторов, количество которых кратно количеству каналов. при 3 каналах это 3 или 6. На них чаще всего написано что то типа — 470, 510, 101 и т.п.
Слева плата 4 канала, справа — 3 канала.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Здесь балансира нет, зато есть токоизмерительные шунты в виде SMD резисторов с низким сопротивлением. На них обычно написано R010, R005. Потому плату с балансиром и без отличить можно по внешнему виду.
Кстати, платы могут не иметь токоизмерительного шунта. Это не всегда означает, что плата не умеет измерять ток. Просто иногда контроллер умеет использовать в качестве «шунта» полевые транзисторы.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Бывают и отдельно платы балансиров, а также комплекты балансир + плата защиты.
Такой вариант вполне имеет право на жизнь, если устраивает по цене, но проводов будет больше.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Попутно я часто встречаю заблуждение насчет возможности использования данных плат как зарядного устройства. Людей обычно сбивает с толку слово Charge в указании лота.
Эти платы не умеют управлять зарядом, они только защищают аккумуляторы. Но неграмотность продавцов или кривой перевод делает свое дело и люди продолжают ошибаться.
Но существуют и платы «все в одном», правда они не рассчитаны на высокие токи и для электроинструмента не подходят.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

На данной плате установлено восемь ключевых транзисторов, а точнее — четыре пары.
Применены транзисторы AOD514 и AOD4132 они соответственно имеют сопротивление и максимальный ток — 5.9мОм 46 Ампер и 4мОм 85 Ампер.
Слева виден токоизмерительный шунт. Данный вариант более предпочтителен чем SMD резисторы, которые иногда имеют свойство «подгорать» из-за больших импульсных токов.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Транзисторы на платах устанавливают парами не просто так. Дело в том, что мощные полевые транзисторы имеют в своем составе «паразитный» диод и чтобы отключать ток в обе стороны их надо ставить два.
В данном случае два транзистора дают общее сопротивление 10мОм (5.9+4) и максимальный ток 46 Ампер (считается по самому слабому). Но так как стоит четыре пары транзисторов, то получается — 2.5мОм и 180 Ампер, что весьма хорошо для такой платы.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Плата не имеет центрального контроллера и собрана по довольно примитивной схемотехнике, канальные мониторы напряжения и дальше схема, сводящая все к управлению полевыми транзисторами. Это просто, но это работает. Хотя наверное сейчас я бы выбрал что нибудь более «продвинутое».
Кроме того плата не имеет балансира. Вы спросите, как так, ведь я выше расписывал преимущества балансира.
Балансир это хорошо, и я рекомендую покупать платы именно с ним. Но также я считаю, что нормально подобранные аккумуляторы в балансире особо и не нуждаются, от сильного падения он не спасет, а проблем может добавить. Были случаи, когда неисправный балансир высаживал батарею.
Кроме того большинство производителей электроинструмента не ставит балансиры в свои батарейные блоки. Правда там действует принцип «запланированного устаревания», потому я все таки больше за балансир, чем против него.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Кроме того на плате есть контакты для подключения термодатчика (а выше на фотографии из другого магазина есть пример такой платы с термодатчиком). Термодатчик это хорошо и в моих планах разобраться как подключить родной термодатчик батареи шуруповерта.
Предположительно надо выпаять резистор RT, заменить резистор RY на номинал, соответствующий номиналу нового датчика, а новый датчик припаять к контактам RK.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

С платами вроде немного разобрались, переходим к продолжению переделки.

Так как плата в процессе работы может нагреваться (хотя и не сильно), то для защиты аккумуляторов от лишнего тепла я решил сделать прокладку. Кроме того она защитит аккумуляторы в случае разрыва полевых транзисторов и сквозного прогорания платы (такое бывает, но крайне редко, потому скорее теоретически).
Я взял обрезок стеклотекстолита и снял фольгу.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Затем при помощи все того же силиконового герметика приклеил прокладку к аккумуляторной сборке, а потом приклеил саму плату.
Конструкция конечно страшная, но в данном случае это самое простое и довольно надежное решение.
Плата приклеивалась не «на обум», предварительно я прикинул как удобнее ее потом будет подключать.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Схема подключения была на странице магазина, но на самом деле она практически не отличается от схем подключения других плат. Аккумуляторы последовательно, минус к плате, первая средняя точка считая от минуса — В1+, вторая В2+, третья В3+. Но так как аккумуляторов всего три, то В3+ это плюс всей сборки.
Второй провод от плюсового вывода идет к нагрузке.
Минусовой провод нагрузки (как и зарядного) подключается к отдельному контакту платы.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Дальше подключаем провода.
Порядок подключения проводов может быть критичным, я обычно подключаю сначала минус сборки, затем плюс, а уже потом средние точки начиная от минусового вывода (В1, В2 и т.д.).
Есть информация, что неправильная последовательность подключения может выжечь контроллер, хотел добавить в обзор, но не нашел ссылок.
Кроме того паять надо очень аккуратно, чтобы не замкнуть контакты, иначе будет печальная картина. Пожалуй это один из самых сложных, для новичка, этапов в переделке… Я сначала залуживаю площадки платы, а потом паяю, так легче.

В идеале провода потом также зафиксировать при помощи герметика, чтобы не болтались.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

В самом начале я показал блок аккумуляторов, который вынул из батарейного отсека.
Сверху виден клеммник, выбрасывать его нельзя, так как он очень важен для переделки. Клеммники бывают разные, но суть у них одна, быстрое соединение с инструментом или зарядным устройством.
Сначала, когда я начал переделывать, я решил что резистор здесь задает напряжение заряда (зарядное рассчитано на 7.2-14.4 Вольта), но проверка показала, что зарядное даже не имеет для него соответствующего контакта, как и шуруповерт :(
На еще один из контактов выведен терморезистор для контроля температуры батареи, правда это не сильно помогло, один из аккумуляторных блоков имеет явные следы перегрева и деформированной пластмассы.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Но перед подключением следует подумать о фиксации клемника. Изначально его держали аккумуляторы, но так как аккумуляторов уже нет, то придется импровизировать.
Для фиксации я измерил внутреннюю ширину выступающей части, а затем вырезал кусочек пластмассы соответствующей ширины. Правда все равно немного прогадал и вырезал чуть меньше, пришлось намотать изоленты :)

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Обычно отпаивается оба провода, но в моем случае минусовой провод был достаточной длины и я его не стал убирать, а заменил только плюсовой.
Кстати, так как клеммная колодка изготовлена из пластмассы, а сами клеммы довольно массивные, то здесь либо применяем тот же принцип, что и при пайке аккумуляторов, либо просто откусываем старый провод в 7-10мм от конце клеммы и припаиваем новый провод к нему. Второй вариант не хуже, но заметно проще.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

1. Припаиваем плюсовой провод сборки к клеммнику. Термоусадка это скорее уже перфекционизм, коротить там особо некуда, но хотелось аккуратно.
2. Вставляем клеммник на родное место, забиваем (или очень сильно вдавливаем) пластмассовый фиксатор, который я вырезал выше.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Припаиваем минусовой провод от клемника к плате и покрываем плату защитным лаком. А вот последнее уже не перфекционизм, а вполне полезное дело, так как плата находится под напряжением и может эксплуатироваться в условиях большой влажности. Если не покрывать плату лаком, то возможна коррозия открытых частей дорожек и выводов компонентов.
Я использую лак Пластик 70.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

На этом с аккумулятором все, ставим обратно пружины, фиксаторы и собираем в кучку.
Предварительно лучше перевернуть всю конструкцию и вытрусить то, что могло случайно попасть внутрь, у меня это был обрезок изоляции провода.
Заодно можно протереть/смазать механизм фиксации аккумулятора в шуруповерте.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Программа минимум выполнена, аккумулятор работает, но так как родное зарядное еще не переделано, то подключил пока к блоку питания.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Так как в данный обзор скорее всего уже не влезет переделка зарядного (и не только), да и хочется сделать это красиво и правильно, то планируется еще один обзор на эту тему, где я расскажу о возможных доработках, переделке зарядного и вариантах правильного заряда.

Для заряда можно конечно использовать распространенное зарядное устройство типа Imax. Но я считаю такой вариант неудобным.
Кроме того, иногда выводят разъем для балансировки аккумуляторов шуруповерта. Вещь конечно полезная, но как по мне, то немного лишняя, а кроме того не всегда безопасная. На мой взгляд достаточно просто один раз подобрать аккумуляторы и дальше просто заряжать без балансировки. Либо купить плату защиты с балансиром, а торчащие разъемы это увеличение шанса их закоротить, поломать, да и это скорее вариант для дома.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Для более реального применения лучше либо переделать родное зарядное, либо полностью заменить его «начинку».
Первый вариант технически сложен, так как алгоритм заряда литиевого аккумулятора заметно отличается от кадмиевого, а кроме того некоторые родные зарядные устройства и назвать то так язык не поворачивается, внутри только трансформатор, диодный мост и пяток деталей, никакого контроля в помине нет.
Например у Боша еще и «продвинутый» вариант, с контроллером.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

В качестве второго варианта можно использовать родной трансформатор зарядного устройства, его диодный мост и кусок печатной платы в качестве клеммной колодки.

Для переделки надо докупить плату типа такой как на фото.
Либо любую другую, которая умеет стабилизировать напряжение и ток. Обычно у этих плат как минимум два подстроечных резистора. Но в данном случае даже три, третий регулирует порог включения индикации окончания заряда.

Если по фото, то первый — напряжение, второй — индикация, третий — ток заряда.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

В таком варианте подключается плата вместо родной, придется добавить только электролитический конденсатор емкостью 1000-2200мкФ.

Но такое решение имеет и свои минусы. Плата зарядного только отображает завершение процесса заряда, но не отключает аккумулятор. Не то чтобы это совсем плохо-плохо, но ничего хорошего в этом также нет.
Для решения данной проблемы можно применить простейшее решение, отключать выход после окончания процесса заряда.
Для этого придется добавить четыре детали, реле на 24 Вольта, оптрон PC817, диод и кнопку.
Светодиод оптрона включается вместо светодиода отображающего процесс заряда, а транзистор оптрона управляет реле.
Но в данном варианте реле не может включиться само, потому параллельно контактам необходима кнопка (как я говорил, решение очень простое). Т.е. вставили аккумулятор, нажали на кнопку, пошел процесс заряда, после окончания заряда реле отключилось и аккумулятор обесточился.
Кнопку можно подключить параллельно контактам транзистора оптрона, тогда подойдет и обычная тактовая кнопка. Естественно в обоих случаях нужна кнопка без фиксации.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Оптрон и реле.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Также можно использовать и другие платы, наверняка многие их видели на просторах Али.
Первая попроще, регулируется только ток и напряжение, индикация заряда выставлена фиксировано, светодиод погасает когда ток упадет меньше 1/10 от установленного тока заряда (стандартный алгоритм заряда лития).
Вторая по сути как первая, но в более «продвинутом» варианте, отображается напряжение аккумулятора и ток его заряда.
Обзор первой, и второй.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Кстати, для заряда можно даже использовать плату без стабилизации тока, но придется ее немного доработать, я даже показывал как это сделать.

Все приведенные варианты используют родной трансформатор зарядного устройства, но если его нет, то преобразователь просто надо дополнить блоком питания., например таким.
но стоит учитывать, БП должен быть на напряжение выше, чем напряжение окончания заряда аккумулятора, разница нужна примерно 3-5 Вольт или больше.
Т.е. в данном случае 15 Вольт БП не подходит, но обычно такие БП имеют регулировки выходного напряжения ±20% и его можно немного поднять. Но можно просто купить БП на 24 Вольта и ничего не регулировать.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Если же у вас в наличии только БП на 12 Вольт, а заряжать надо аккумулятор как в обзоре, то можно использовать универсальный преобразователь, например такой, правда и стоит он дороже.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

О доработках.
Можно добавить индикацию заряда батареи, например звуковую или звуковую + световую.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповертаПлата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Либо измерять напряжение при помощи небольшого вольтметра, а то и вообще поставить гибрид вольтметр + звук.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Но лично мне больше нравятся простые варианты, измерение напряжения с индикацией несколькими светодиодами.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Причем последний вариант я уже делал и описывал схему и изготовление.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Почти такой же вариант применен в одном из моих шуруповертов, а точнее в его батареях.

Плата защиты аккумуляторной батареи или как переделать батарею шуруповерта

Краткое видео результата переделки. На видео видно, что в тяжелых случаях происходит срабатывание защиты. Аккумулятор был уже чуть подсажен, потому в режиме трещотки на второй скорости защита срабатывала не всегда. При полностью заряженном аккумуляторе это происходит чаще. Но также видно, что срабатывание защиты происходит корректно, нагрузка, отключение. После этого я отпускаю кнопку, нажимаю опять и шуруповерт работает.


На этом в общих чертах все, по поводу переделки батарей рассказал вроде все, что вспомнил, а по поводу зарядного устройства более подробно расскажу как нибудь в другой раз, так как есть много идей.

Да, чуть не забыл, собственно о предмете обзора, плате защиты.
Плата работает, работает отлично, по крайней мере проблем с ней я не обнаружил.
При зажатии патрона, установке трещотки на максимум (вроде уровень 5) и второй скорости, плата уходит в защиту с шансом примерно 50/50. Если включить первую скорость, то тока для срабатывания защиты не хватает. В общем вполне нормальное поведение. Можно уменьшить номинал шунта и защита будет срабатывать позже, но я не вижу в этом смысла.

Да, теперь о стоимости переделки. Цена трех аккумуляторов около 15 долларов + 5-8 плата защиты + доллар за всякую мелочевку, итого выходит около 20-25 долларов за одну батарею.
Дорого? Я считаю что весьма дорого, потому дешевый инструмент переделывать просто нет смысла. Но в любом случае переделка не так сложна, как кажется на первый взгляд, главное начать.

В обзоре я не писал про аккумуляторы LiFe, по большому счету с ними все абсолютно также, за исключением того, что к ним надо специальные платы, так как напряжение этих аккумуляторов немного ниже, чем у привычных LiIon. Аккумуляторы отличные, надежность с ними будет выше, но емкость батареи — ниже.

Надеюсь, что обзор был полезен, как всегда жду вопросов в комментариях.
Естественно возможны варианты, и я тоже могу где то ошибаться, потому вышенаписанное лишь мое видение процесса.
$8.03
Перейти в магазин
Эту страницу нашли, когда искали:
аккумулятор шуруповерта ушел в защиту, переделать акб шуруповерта на li-ion батареи услуга, как собирать аккумуляторный блок батарей, защита для аккумуляторов 18650 на 12 вольт, как сделать чтобы зарядник аккумулятора шуруповерта с термодатчиком заряжал аккумулятор без термодатчика, yh11047a схема подключения на 2 элемента, переделка гидридной зарядки под литийон, имакс подключение лиьипвого аккумулятора, плата уходит в защиту шуруповерта, lgdbhg21865 datasheet, как защитить литиевые аккумуляторы от перезаряда, нужен ли балансир на литиевые аккумуляторы для шуруп 18650, 18650 платы защиты для контроля заряда последовательной сборки, схемы защиты от перезарядки для гелевых аб, плата защиты для аккумуляторов типа 1s увеличить ток разряда

Вас может заинтересовать

Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно
Milwaukee Electric Tool 2607-22CT M18 Hammer Drill Kit
Milwaukee Electric Tool 2607-22CT M18 Hammer Drill Kit
Пара аккумуляторных шуруповертов
Пара аккумуляторных шуруповертов
Аккумуляторы TrustFire 14500 protected 900mAh, часть вторая, продолжение эксперимента.
Аккумуляторы TrustFire 14500 protected 900mAh, часть вторая, продолжение эксперимента.

Комментарии: 6

  1. Очень хорошо написано.
    Я так понял, что по идее есть версия этой платы, но на 4 канала?
    20 января 2017 04:18
    ЦитироватьОтветить
    1. Да, так и есть, плата бывает в двух вариантах исполнения, у меня была версия на 3 банки.
      20 января 2017 11:58
      ЦитироватьОтветить
  2. Anton
    0
    Большое спасибо! Все просто и понятно. Но куда вы деваете все потом?? На столе ничего нет больше!
    Сколько обзоров - и стол пустой!
    1. О, это целая головная боль. Иногда продаю, иногда делаю/покупаю не себе, а кому-то из друзей. Кроме того часть сложена в ящиках. Хотя есть достаточное количество вещей которыми пользуюсь сам. Но вообще стараюсь поддерживать порядок на столе, если стол завален, то и работать настроения нет :)
  3. В начале статьи вы упоминали вариант переделки шуруповерта на работу от 220В. Обзора на такую переделку Вы не писали?
    Поиском не нашел.
    Питание отдельным блоком питания (например, компьютерным) понятно. Минус в том, что нужен толстый провод к шуруповерту.
    Но вы говорили о возможности разместить БП в корпусе аккумулятора шуруповерта. Трансформаторный вряд ли влезет и будет очень тяжелый. Безтрансформаторный - маломощный. В чем я не прав?
    21 сентября 2017 23:44
    ЦитироватьОтветить
    1. Не, такого я не делал, не было необходимости. 
      22 сентября 2017 21:52
      ЦитироватьОтветить

Добавить комментарий

Ваше имя:
Ваш e-mail:

Текст комментария:
Секретный код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив