четверг, 20 октября 2016 г.

Переделка аккумулятора шуруповерта на Li-Ion

   Эту заметку я собираюсь продублировать на http://mysku.ru, поэтому нужен товар, который будет обозреваться. И этим товаром будет у нас выступать обычный компьютерный разъем DB9F.
 На Али купить можно, например, тут. Но я этот разъем не покупал, а нашел в своих исторически сложившихся закромах. Думаю, что и большинство читателей смогут найти, порывшись в старом компьютерном железе. "Папа" тоже нужен, он есть на старых модемных и прочих CОМ-port шнурках-удлиннителях .
   Почему написана эта заметка. Каждый раз, встречая на муське (и других форумах) статьи (и особенно последующие дискуссии)  о переделке аккумуляторов шуруповертов на Li-Ion аккумуляторы, я задумываюсь о том, что шуруповертов в домашних хозяйствах  нашей необъятной страны все-таки существенно больше, чем радиолюбителей  с прямыми руками и просто людей которые умеет использовать паяльник по прямому назначению.
 Ну, грустно читать все эти многоэкранные обсуждения ( обзор 1, обзор 2, обзор 3, обзор 4, обзор 5 .... и т.д.), в которых предлагается  покупать какие то контроллеры зарядки ценой в чуть меньше 2 тысяч рублей (для больших токов). Достаточно посмотреть на размеры этих плат и размеры мощных полевиков на платах ,чтобы интуитивно понять, что что-то тут не так.
  В одном из обсуждений, человек даже собрался Imax B6 покупать.  Мысль хорошая, но не  из-за аккумулятора же для шуруповерта. Естественно, все можно сделать существенно проще и дешевле и без ущерба качеству зарядки.
 Далее я пропускаю все абзацы про то, зачем вообще переводить шуруповерт на литий, про выбор высокотоковых аккумуляторов.  Собственно,  текст того что я хочу сказать я уже излагал в обсуждении на муське в очередном обзоре на данную тему.
Универсальный рецепт для переделки шуруповертов, пылесосов и всего прочего, причем с любым напряжением от 12 до…
  Покупаем удлиннитель с N розетками на 220 В, покупаем N сетевых адаптеров (вилок) на 0,5...1,0А с Usb выходом, можно купить самые-самые китайские по 50 рублей (сейчас где-то около 70 рублей). покупаем N usb разъемов на Али и там же N платок TP4056 (15 рублей). Получаем N гальванически развязанных «зарядок» для одного Li-ION с выходом 0.5....1.0 A. Далее без всяких ненужных плат выравнивания и лишних мощных транзисторов паяем последовательную батарею Li-ION и все ее точки ( крайние и промежуточные) выводим на разъем DB-9 (хватит на 4 или 5 последовательных банок, тут есть тонкость, лучше совместных участков зарядных проводов избегать). Паяем кабель: Выходы TP4056 -> DB-9.  Все!!! Ограничение по току — определяется типом аккумулятора. Каждый акк. заряжается всегда полностью до 4.2В. Дешевле не придумаешь.  Окончание зарядки — все LED на TP4056 зеленые (вариант — синие).  Сетевой «размножитель» можно не покупать, а просто засунуть платки адаптера TP4056 ( N-пар) в какой-нибудь большой старый адаптерный корпус и в этот же корпус поставить такой же DB-9.

   Шуруповерт никаким образом нельзя переразрядить, в силу особенностей его применения (пылесос, по-видимому, можно). Он просто «тянуть» перестает. Поэтому никаких индикаторов и защиты от переразряда не требуется. Даже если включать шуруповерт с полностью разряженными аккумуляторами — ну, упадет напряжение на аккумуляторе под нагрузкой до ( ниже) 2-х вольт. Ничего страшного. При снятии нагрузки (именно кратковременной) напряжение на банке восстановится до 2,5...3.0 вольт. Не почувствовать этот момент никак нельзя.

  А дальше, просто на фотографиях, покажу, как это сделано.  У меня 4 шуруповерта.  Два на даче (18V), дома (18V) и на работе (12V).  Если делать с платами защиты/контроллерами заряда, то будет полное финансовое разорение, особенно с учетом того, что в 18V шуруповерты требуются платы на 5 последовательно соединенных аккумуляторов (они реже встречаются и дороже).  Комментарии, я думаю, тут практически не требуются. Показан вариант на 4 литиевых аккумулятора для 12V шуруповерта.



Это мой шуруповерт. В аккумулятор установлен разъем DB9F  



  Это зарядное устройство с 4-мя гальванически развязанными каналами. На выходе все четыре канала "объединяются" в разъеме DB9M.




Четыре платы ЗУ LI-Ion с Али на микросхеме TP4056. Я находил по 12 рублей ( 20 штук). Ссылку потерял.


   Естественно, все это можно засунуть в единую коробочку, на выходе которой будет только разъем DB9M, но иметь 4 гальванически развязанных отдельных канала зарядки очень удобно. Например, у меня переделано питание тестера с "Кроны" на два последовательно включенных литиевых аккумулятора от одноразовых электронных сигарет.  Заряжаю той же зарядкой, двумя каналами.
  Такую конструкцию сможет повторить любой, далекий от электроники, домашний умелец.
Небольшое примечание/уточнение.  Аккумуляторы в корпусе шуруповертного аккумулятора мы соединяем последовательно. Четыре штуки для 12, 14, 16V шуруповертов и 5 штук для 18V аккумуляторов.  18 - вольтовый шуруповерт совершенно нормально работает и от четырех Li-Ion аккумуляторов, но только на свежезаряженных аккумуляторах.  Придется его гораздо чаще подзаряжать.  На разъем DB9.1  и DB9.2 выведены + и -  первого аккумулятора отдельными проводами, которые припаяны непосредственно к полюсам аккумулятора. На DB9.3 выведен отдельным проводом + второго аккумулятора и т.д. .... По  электрической схеме контакт 2 и 3 DB9 это одна и та же точка. Однако это не совсем так с точки зрения платы заряда на TP4056. Следует избегать в цепи заряда совместных участков проводников, потому что при разных токах от двух плат заряда в конкретный момент времени может появиться ошибка в десятки/сотни милливольт. Провода в цепи зарядки желательно ставить диаметром побольше (ну, и в основной цепи разряда, естественно, тоже). Для шуруповерта с аккумулятором 18V при таком подключении потребуется 10 контактов. У меня в качестве 10-го контакта задействован металлический корпус разъема DB9.  
   Еще картинка. Вариант для аккумулятора на 18 Вольт,  5 каналов.



   Как купить маленькие дешевые (40...70 рублей) сетевые адаптеры на Али, чтобы они реально выдавали один ампер - это отдельная тема. Я покупал адаптеры  лотами по 5 и 10 штук. Ссылку дать не могу, потому что странички на которых были приобретены показанные на фотографиях адаптеры, к сожалению,  уже не существуют. Помню, что у продавца на страничке была картинка с нагрузочными резисторами и USB доктором, на котором было написано 0,98 А.  Не обманул, ток такой на выходе действительно присутствовал, правда он сопровождался пульсациями с размахом полтора вольта. Пришлось допаивать внутрь танталовые конденсаторы.  Одной емкости 220 мкФ, 6.3...10V на выходе таких адаптеров вполне достаточно, чтобы  адаптер по характеристикам приблизился к фирменной зарядке от эппла ( получаются пульсации 50...150 mV).  

Вместо кота. 


   Вот такой неплохой USB-doctor можно сделать из купленного на Алиэкспрессе вольтметра-амперметра (100 В, 10 А). Он чуть лучше большинства "докторов" первого поколения по падению напряжения на токоизмерительном шунте. Точно я не замерял, но цифра порядка 70 милливольт на 1 ампер. Такое падение напряжения сравнимо с "доктором" с OLED дисплеем. У остальных ( и у "стандартного" белого "доктора" со шнурком) падение на шунте больше 100 мВ. Точные цифры, на самом деле, получить не так просто как бы хотелось, потому что каждый лишний USB контакт в цепи "съедает" около 30 мВ/1,0 А протекающего тока.   
На больших зарядных токах старые варианты "докторов", включенные в цепь, могут сами по себе снижать ток зарядки смартфона/планшета даже с короткими и качественными USB шнурками.
Дополнение:
При обсуждении на mysku.ru попросили схему, которая описана словами в этом посте. Такую схему, которая "без совместных участков". Выложил там и добавляю здесь.