Замена АКБ на Li-ion у шуруповерта

Mad Fun
Идет загрузка
Загрузка
02.07.2018
49734
48
Применение

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

66
Статья относится к принтерам:
SkyOne
Всем доброго дня!

Неожиданно пришлось переезжать, поэтому проект с покрасочной камерой откладывается на неопределенный срок, но за то ремонт подкинул новый проектик.

Есть у меня хороший шуруповерт, купленный за немалые деньги 4 года назад, и всем он меня устраивал, но вот NiCAD аккумуляторы уже совсем отказывались работать. Купил я ему замену и, начав собирать шкафчик, откинул его в сторону и вернул на следующий день обратно в магазин, т.к. кнопки у него изначально какие-то все расхлябанные, пластик попахивает, стопор ротора живет своей жизнью, а если зажать длинную биту или сверло, то биение на конце не дает нормально работать, ну и другие мелочи. Если бы не было сравнения, то возможно я и не знал бы, что это все ненормально. В итоге оказалось, что более-менее нормальный шуроповерт сейчас стоит порядка 7000 руб. В общем решил я лучше переделать своего проверенного «друга» на Li-ion, благо сейчас это сделать достаточно легко.

Итак, задача заменить NiCAD батареи Li-Ion, без снижения удобства использования, надежности, сохранив эстетичный внешний вид.

Из покупных деталей:
  • 3 шт. Li-Ion батареи типоразмера 18650, высокотоковые (ток разряда до 30А);
  • 1 шт. плата BMS с защитой от перезаряда и переразряда;
  • 1 шт. сетевой адаптер питания на 18В 2А;
  • 1 шт. преобразователь DC-DC с возможностью установки пороговых значений тока и напряжения;
  • 1 шт. индикатор заряда батареи.

Заказываем все: батареи советую заказывать у проверенных продавцов и на местном рынке, я взял у друга, который занимается электротранспортом, остальное заказал на Ali. Все обошлось примерно в 1400 руб. Через 2 недели все комплектующие уже были у меня.
Вначале разобрал батарею, примерился, решил оставить верхнюю часть с разъемом.
Зарядка тоже должна быть удобной, поэтому будем ее адаптировать под Li-Ion, а точнее выбросим все и оставим только разъем.
Теперь нужно все спаять и проверить как это работает. Для пайки аккумуляторного блока использовал кондуктор, распечатанный из пластика P-Carbon на 3D принтере SkyOne. Кстати, не забывайте сушить P-Carbon иначе получите очень много «волос» на напечатанной детали (на фото есть пример такой распечатки).
После того, как мы убедились, что все заряжается как надо и проверили пирометром нагрев элементов переходим к моделированию всей сборки.
Кстати, для снятия контура с нижней части корпуса АКБ использовал обычный сканер, как показывает практика – это наиболее простой и быстрый способ.
Далее идет 2 итерации распечатка-подгонка. После первой выявляем места, где что-нибудь во что-нибудь упирается, подрезаем руками и заново примеряем. Когда все сошлось, вносим изменения в модели и распечатываем финальные варианты. Пробные варианты лучше распечатывать из PLA+, а рабочие детали, которые будут в последствии использоваться, из P-Carbon.
И вот финал. Для защиты от влаги покрыл плату БМС лаком.
В следующей статье напишу про печать зарядки для этой АКБ и результаты использования аккумулятора. Так проект уникальный, имеет ли смысл выкладывать модели?

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

66
Комментарии к статье

Комментарии

02.07.2018 в 09:21
1

Хорошая статья, совсем недавно точно также менял аккумуляторный блок на шуруповерт, только весь акб смоделировал и распечатал. Использовал 4 аккумулятора 18650. Нарадоваться мощности и долгоживучести не могу!

02.07.2018 в 09:39
0

Тоже жду детали для своего шурупика. Как все приедет буду делать. Только на 4х 18650

02.07.2018 в 09:50
0

   Был соблазн поставить 4 банки, но стандартная батарея на 12V, а 4 банки дают 16.8V. Решил не испытывать мотор-редуктор на прочность и поставил 3 банки. Всю мебель в новой квартире собираю им, пока доволен 'как слон', пока посадить не получилось. Плюс нравится, что новая батарея гармонирует с по дизайну с остальным шуруповертом. 
   Напишу позже статью про зарядку, она получилась весьма удобной.

02.07.2018 в 13:44
0

Вы напряжение одного аккума считали как 4,2 В. Я так брал 4 аккума из расчета, что 3,7В, т.е. 4х3,7=14,8 В. Просто в магазинах, что в интернете находил написано, что напряжение 3,7 В.

05.07.2018 в 02:47
0

У литиевых аккумуляторов среднее напряжение 3.7В, верхнее 4.2В. У никелевых среднее 1.2В, верхнее 1.4÷1.5В. Также у лития меньше внутреннее сопротивление и под нагрузкой напряжение проседает меньше. На четырёх банках крутить будет заметно лучше, но риск внезапного ой всё электрической части повыше.

03.07.2018 в 02:21
2

Мысль про 4 банки была правильной. Только надо было литий-железо-полимерные 18650 использовать, получили бы срок службы 15 лет и равномерную отдачу мощности на всём заряде. И преобразователь нафиг не нужен был бы. Недодумали, однако

15.07.2018 в 08:45
0

Как Вы думаете, для шуруповерта 18в, сколько банок ставить. Хватит ли 4? 5 вроде много. Да и плату с зарядкой такую не нашел.

02.07.2018 в 10:12
1

'сетевой адаптер питания на 18В' опечатка? Почему 18В, а не 12?

02.07.2018 в 10:18
2

12 не хватит, у банок же 4.2 потолок. Поэтому, видимо, «что было побольше», а дальше DC-DC преобразователь.

02.07.2018 в 10:25
2

Верно, 12V - недостаточно, следующий из доступных был 18V. Далее питание все-равно регулируется отдельной платой.

02.07.2018 в 10:20
0

Понижающий преобразователь стоит.

02.07.2018 в 11:09
1

Варианта по сути два, либо, как сделал автор, либо купить готовый блок на 12,6В, он по-моему даже не просто питающий, а со встроенным алгоритмом зарядки. Где-то даже натыкался на строгие рекомендации по установке именно блоков/зарядок вместо голых БП. Тоже думаю переделать своих троих богатырей на литий)

02.07.2018 в 11:16
0

У меня аккум на 14В изначально... И решил проблему просто купив аналог, пусть и не литиевый. Но ценник очень интересный получается и скоро нужно будет второй аккумулятор менять. Вот и задумался... Но пока вижу переделки под 12В только, а сам в электронике не силен. Поэтому подожду пока

02.07.2018 в 11:23
2

Советую глянуть недавние видео Алекса-Гайвера на ТыТубе, Сашка там всё предельно подробно описал по переделке аккума.

02.07.2018 в 12:06
0

просто купив аналог, пусть и не литиевый
У меня 11-тилетний Black&Decker - три года аккумуляторы отпахали. А когда узнал стоимость новых - столько же, сколько весь шуруповёрт с 2-мя аккумуляторами в комплекте :-(
Но у меня он с тех пор от автомобильного аккумулятор работает 'на выезде' и в гараже. А для квартиры купил сетевой 'шурик'.

02.07.2018 в 12:27
0

вот как раз блек-деккер на 12 в переделывал на литий, 3 новые банки и контроллер аккуратно влезли в старый корпус

02.07.2018 в 12:27
0

Фигасе... у меня Макита на 14,4В и я взял на али аккум за 1300... хороший аккум... родному не уступает

02.07.2018 в 10:46
1

У меня шуруповерт точно такой же, правда уже забросил его (сдохли акки), другой подарили. А тут такая тема :)

Так проект уникальный, имеет ли смысл выкладывать модели?
Конечно!
Два шуруповерта лучше чем один :)

И вопрос. Как обстоят дела с развесовкой? Штатный акк. тяжелый, а ваша сборка явно легче или нет?

02.07.2018 в 10:55
4

Хорошо, постараюсь выложить файлы в ближайшее время. Да, моя сборка компактнее и легче, но не заметил какого-либо неудобства связанного с развесовкой.

02.07.2018 в 12:08
1

Главное указать модель правильно. 
Ну и некоторые фирмы делают немалую кучу электроинструмента под свои типовые (одинаковые) аккумуляторы ('болгарки', лобзики и т.д.).

02.07.2018 в 11:32
0

Отлично получилось! Задумался о втором аккумуляторе для своего шурика. Вопрос: как узнать ток разряда аккумулятора, chipdip, например, такую информацию не предоставляет :(... Вопрос снялся, есть другие сайты :) Спасибо за статью :)

02.07.2018 в 12:32
0

Токи разряда там большие могут быть, в пике  - 10-20-30А. Поэтому и плату нужно брать не самую дешевую (как у автора - навскидку на 20-30А, от этого зависит размер и цена), и главное - аккумуляторы. Есть специальные 18650 под большой ток. Я делал на таких, брал на али

Хотя, может у кого есть опыт работы с обычными или со старыми ноутбучными и меня поправят. 

03.07.2018 в 19:28
0

не тянет ноутбучные. только если мееедленно мееедленно его заводить, крутить, и кааак ток нагрузка пошла - вырубаются нафик. ток возрастает, напруга просаживается , плата защиты срабатывает. всё. приехали. так что только высокотоковые акки. я на али 'литокала' беру.

02.07.2018 в 12:20
1

А можно попросить ссылку на BMS? Мне как раз нужен под 12В шуруповёрт. Заранее спасибо!

ugh
05.07.2018 в 08:08
0
02.07.2018 в 12:25
2

Отвлекся и забыл написать еще одну мысль.
Вот вы говорите:

Так проект уникальный, имеет ли смысл выкладывать модели?
Как раз таки нужно выкладывать как можно больше специфических моделей. Пусть даже эта модель будет нужна только двум людям: разработчику модели и человеку, которому она позарез нужна. Но в итоге он будет очень благодарен разработчику.

03.07.2018 в 12:07
3

Выложил архив здесь: [url]https://3dlaboratorio.ru/3d-models/li-ion-12V-for-AEG.zip. В архиве модели и STL и IGS, чтобы можно было отредактировать под свою сборку.

03.07.2018 в 12:31
0

Так и сюда в модели тоже выложите.
С некоторых пор движок сайта позволяет редактировать выложенные модели и вы сможете добавить новую или изменить старую.

02.07.2018 в 12:33
0

А что такое З-carbon?

02.07.2018 в 12:34
1

Отлично! Такой же шуруповерт с дохлыми аккумуляторами. Давно мониторю интернет на наличие модели аккумулятора для него, у самого не хватает ума навыков спроектировать подобное. Молодец! Модели в доступе будут?

ldv
03.07.2018 в 12:09
3

Архив с моделями выложил здесь: 3D модели проекта Li-ion АКБ для шуруповерта AEG

02.07.2018 в 13:08
1

Мне про сканер понравилось! 
Конечно такие не сложные формы можно и обмеривать, а вот на будущее взял на заметку. спасибо

03.07.2018 в 11:13
0

Да, идея крутая. Я подобное делал с год назад, но сканера не было, пришлось делать фотографию на телефон, потом в редакторе вытягивать параллельность линий. Мороки больше, но работать можно.

02.07.2018 в 16:54
1

Не совсем понял: ВMS плату вижу, а DC DC преобразователь и уровень заряда нет на фото...

03.07.2018 в 06:58
2

На первом фото в правом нижнем углу DC-DC преобразователь.

03.07.2018 в 14:58
0

Тоже переделывал себе такие же аккумы, правда косякнул с выбором платы (не очень то и дешевой кстати), пришлось кондёр на нее подпаивать. Иначе шурик даже не стартовал, плата сразу уходила в защиту.
Вся переделка отлично вошла в родной корпус, заряжается штатной зарядкой, все банки заряжаются до 4.2, балансировка работает (проверено), внутри аккума ни чего не болтается.
Единственное, штатная зарядка после по окончанию зарядки мигает, что аккум не исправен. Но оно и понятно, т.к. плата отрубает аккум от сети после полного заряда банок.
Полгода полет нормальный. В защиту плата падает только если зажать патрон рукой на второй скорости и попробовать крутануть. На первой скорости удержать уже не получается. 

04.07.2018 в 06:23
1

Тоже сначала думал оставить нижнюю часть корпуса и распечатать только вкладыш, но уж слишком велик был соблазн уменьшить высоту сборки. 
А по поводу стандартной зарядки - она заряжает током в 1.8 А, вместо рекомендуемых для 1.4 для моих АКБ. Это повлияет на ресурс батареи и приведет к достаточно быстрой потере емкости, поэтому делаю новую зарядку.

05.07.2018 в 11:17
0

Только сегодня доделал аккумулятор для точно такого же шуруповерта) У меня все встало на штатные места. Вплавил гнездо для зарядки прямо в корпус аккумулятора. У меня шуруповерт шел с 2 аккумуляторами, переделал пока один, так что выкладывай)

16.07.2018 в 08:34
0

Ссылка на модели: https://3dlaboratorio.ru/3d-models/li-ion-12V-for-AEG.zip
Там есть в том числе и IGS файлы, так что можно их поправить, добавив разъем под зарядку.

17.08.2019 в 20:38
0

Дружище ссылка не рабочая перезалей пожалуста

19.08.2019 в 06:55
0

[url]https://3dlaboratorio.ru/3d-models.htm

30.07.2018 в 00:53
1

Ни в коем случае нельзя использовать в качестве зарядки для лития вот эти самые платки DC-DC с ограничением тока. И вот почему. Во-первых, такая эрзац-зарядка не реализует важный этап в алгоритме зарядки лития -- доведение сильно разряженной банки до 2,9..3,0 В. Так как у вас в схеме нет автоматического отключения при разряде аккумулятора, он будет разряжаться, пока его не вырубит BMS, а она это делает обычно при 2,5 В, и хорошо если не при 2,3... И заряжать впрямую 'боевым' током его уже нельзя -- появляется риск образования металлического лития (а когда он образуется, аккумулятор превращается в смертоносную бомбу). И еще она не останавливет заряд автоматически -- а запредельно длительное выдерживание аккумулятора при 4,2 В ничего хорошего ему не сулит. 
Во-вторых, представьте себе вполне вероятную ситуацию: движок подстроечного резистора потерял контакт с резистивной дорожкой. Результат -- LM2596 перестает видеть напряжение на выходе и 'думает', что оно почему-то упало. А раз упало, надо его поднять. Вот и поднимает вплоть до того, что транзистор полностью открывается и напряжение на выходе становится равным входному минус падение на транзисторе и диоде Шоттки.. Что там у вас, 18 В? вот, вольт 16 окажется на ваших трех банках. Пять с лишним вольт на банку. И тут кто кого перегонит -- либо BMS успеет отключить банки, либо банки сдетонируют раньше, чем BMS их попытается отключить. Разумеется, нормальная BMS должна вообще не пропустить ничего выше 4,2 В на банку, но вы уверены, что китайская платка неизвестного происхождения за 200 рублей -- нормальная BMS? Лично я -- нет. 
И такое может случиться не только от потери контакта движка резистора. Пробой китайской подделки под LM2596, короткое замыкание между дорожками платы проросшим в зазор между ними 'усом' олова из китайского бессвинцового припоя, отпаявшийся и коротнувший проводок, попавшая в корпус зарядки стружка или таракан... 
Нормальная зарядка лития -- это только и исключительно специализированная микросхема, которая специально так разработана, что ни при каких условиях на выходе не появится лишнее напряжение. В идеале -- даже если на входе у нее -- +310 В, она обязана сгореть таким образом, чтобы сплавиться накоротко в землю, а не пропустить эти 310 В на выход. А защита в BMS -- это именно подстраховка.
И еще -- вы ничего не написали про подбор банок. И я очень надеюсь, что вы не поставили их наобум, не подобрав по емкости одинаковые. Потому что результат такого 'наобума' известен -- трупы или в лучшем случае сгоревшая и зараженная литием квартира. Три 18650 по разрушительной силе сопоставимы с ручной гранатой.

30.07.2018 в 07:34
0

Спасибо за ваш комментарий, полезная информация. Буду думать над изменением зарядки. Банки проверил чтобы были из одной партии, т.к. в одной партии разброс по емкости у них минимальный. Пока не буду давать сильно разряжаться АКБ, либо буду заряжать от лабораторного блока питания в 'ручном' режиме.

20.10.2019 в 06:39
0

Ссылки на https://3dlaboratorio.ru/3d-models.htm на комплекты моделей АКБ и зарядки между собой перепутаны - я бы перезалил для поддержки авторитета...

25.09.2020 в 13:55
0

Здравствуйте! Появилась и у меня потребность в переделке такой же модели аккумулятора, в солиде совсем новичок, не получается у меня редактировать igs, есть ли возможность у Вас поделится проектом solida в его стандартном формате? Мне необходимо установить 6 ячеек 18650, для увеличения ёмкости. Огромное вам спасибо за ваш труд.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Принтеры разные, но подход у многих одинаковый...

Набор посуды в шестом масштабе

Мои впечатления о PP-GF, взял на пробу – понравилось.

Сказ о том, как китайцы меня развели на 27 Ватт

Герметично герментируйте герментом, если хочется

Обработка Пластика Солью. Укрепляем PETG, PLA, SBS