Как зарядить li ion аккумулятор от шуруповерта

Проверка аккумулятора шуруповерта

Для определения реальных основных параметров аккумулятора проводится проверка.

элементы аккумулятора могут изменить свою емкость

Проверку аккумулятора шуруповерта осуществляют при полной зарядке. Полная проверка проходит в несколько этапов.

Инструменты для проверки

Проверку электрического накопителя можно произвести при помощи:

• вольтметра постоянного напряжения на 15 В;
• амперметра и вольтметра постоянного тока;
• тестера;
• мультиметра.

Из инструментов следует обзавестись:

• плоскогубцами;
• отверткой;
• ножом;
• паяльником.

Первый этап проверки

Показания снимаются периодически

Так, спустя полчаса после начала зарядки значение напряжения будет 13 В. Если измерить еще через полчаса, то напряжение будет равно 13.5 В. Через 2 часа после начала зарядки напряжение уже будет около 14 В. Это говорит о том, что достигнут максимум. У полностью заряженного аккумулятора напряжение имеет значение равное 17 В.

Оценить качество накопителя можно, измерив ток во время процесса зарядки. Если аккумулятор в хорошем состоянии, то для него характерен устойчивый рост тока в 1 час в течение процесса зарядки. Прохождение значения тока отметки в 1 А говорит о нормальном функционировании накопителя.

некоторые элементы в аккумуляторе являются нерабочими

По результатам первой проверки можно составить начальное впечатление о работоспособности аккумуляторных элементов. Это поможет установить необходимость в разборке аккумулятора.

Проверка под нагрузкой

Для ответа на вопрос в течение какого времени разрядится аккумулятор следует произвести проверку накопителя под нагрузкой. Нагрузку нужно выбирать исходя из мощности накопителя. Если она неизвестна, то считается что мощность нагрузки равна половине произведения силы тока, который отдается аккумулятора при работе, на напряжение накопителя. Как правило, это значение принимается равным 35–40 Вт. Таким образом, в качестве нагрузки можно применить автомобильную фару (35 Вт) или воспользоваться спот-лампой на 12 В с такой же мощностью.

в аккумуляторе имеется поврежденный элемент

Проверка элементов питания накопителя

Итак, пусть окажется, что с помощью предварительных проверок было установлено наличие неисправных элементов в накопителе. Тогда необходимо разобрать аккумулятор и извлечь последовательно соединенные элементы питания — «банки». Как уже говорилось выше, аккумулятор состоит из 10–12 таких элементов с напряжением в 1.2 В.

После осмотра следует провести измерение напряжения каждой из «банок». Напряжение одного элемента не должно быть меньше 1.2 В. При проведении измерений аккумуляторные элементы следует отключать от соединений со всякого рода датчиками. Прибор для измерения подключается к полюсам батареи. «Банки» с пониженным напряжением подлежат замене. Если при простом измерении не было выявлено несправных элементов, следует померить «банки» под нагрузкой.

Проверка по величине сопротивления

Способность к нормальному функционированию каждой батареи можно проверить, сравнив «банки» по внутреннему сопротивлению. Определяется величина путем деления рабочих параметров напряжение на силу тока и вычетом сопротивления нагрузки.

В качестве нагрузки следует взять резистор сопротивлением в 10 Ом

Для лучшего понимания приведем примерные расчеты. Допустим, в ходе измерения под нагрузкой получены данные для одной «банки»: рабочее напряжение — 1.19 В и рабочая сила тока — 112 мА. Перед тем как произвести вычисление не забываем перевести значение силы тока из мА в А — 0.112 А. Производим соответствующие действия (1.19/0.112) — 10 = 0.63 Ом. Напомним, что вычитаемое в нашем выражении это сопротивление нагрузки резистора (10 Ом).

Проверка остальных параметров

Каждый вид аккумулятора обладает определенной величиной саморазряда.

Так, в течение месяца хранения:

• никель-кадмиевый аккумулятор может разрядиться на 20%;
• никель-металлогидридные — 30 %;
• литий-ионный накопитель — до 8 %.

Проверка элементов электропитания на наличие «эффекта памяти» осуществляется путем полной зарядки аккумулятора и полной его разрядки. Производят несколько циклов заряд-разрядки (3 или 4). Разрядку аккумулятора можно осуществлять при помощи лампы в 12 В. В ходе действий производят измерения остаточного рабочего напряжения и напряжения холостого хода. После многократного повторения циклов «эффект памяти» исчезнет.

Шаг 6: Сборка, часть 1: прорезаем отверстия в корпусе

Для того, чтобы правильно уместить все электрокомпоненты в корпусе, в нем нужно прорезать отверстия:

1. Лезвием ножа отметьте на корпусе границы батарейного отсека (рис.1).
2. Горячим ножом прорежьте отверстие по сделанным меткам (рис.2 и 3).
3. После прорезания отверстия, корпус должен выглядеть как на рис.4.
4. Отметьте место, где будет находиться USB-разъем модуля TP4056 (рис.5 и 6).
5. Горячим ножом прорежьте в корпусе отверстие для USB-разъема (рис. 7).
6. Отметьте места на корпусе, где будут находиться диоды модуля TP4056 (рис. 8 и 9).
7. Горячим ножом прорежьте отверстия под диоды (рис. 10).
8. Таким же образом сделайте отверстия под разъем питания и выключатель (рис.11 и 12)

Сколько времени нужно заряжать аккумуляторные батарейки

Чтобы правильно определить время зарядки аккумулятора, используйте стандартную формулу:

Х (часов) = 1,4 * Y (мА*ч) / Z (мА), где 1, 4 – коэффициент используется, ведь не весь ток переходит в заряд АКБ, можно назвать это скидкой на теплоотдачу.

Часть тока переходит в тепло, поэтому элемент питания перегревается.

Для заряда АКБ емкостью 2400 мАч при поступающем заряде 150 мАч потребуется до 22 с половиной часов. Некоторые ЗУ не определяют заряд элементов питания, напряжение подается постоянно, даже если батарея уже полностью заряжена. Такой подход может нанести вред батареи, сократив ее срок годности или приведя в негодность из-за перегрева.

Для того, что бы упростить себе жизнь рекомендуется использовать современные умные зарядные устройства, которые оснащены индикатором заряда. Они могут предоставить информацию сколько миллиампер (мА) было передано в батарею, а так как на корпусе указан емкость, то методом простого вычитания можно узнать на сколько процентов заряжена батарея. Так же после окончания зарядки устройство само отключится.

Почти каждый современный человек имеет устройство, для работы которого требуются аккумуляторы или батарейки: телевизионный пульт, настенные часы, сотовый телефон или фотоаппарат. Все эти гаджеты стали настолько обыденными, что никто уже не пытается вникнуть в суть функционирования их элементов питания, а между тем, с момента изобретения прототипа современной батарейки миновало уже больше двух столетий.

Выбор типа батареек напрямую связан с устройством прибора, где они будут использоваться. Алкалиновую (щелочную) батарейку относят к марганцево-цинковому источнику питания. Реакция, необходимая для генерирования электричества, создаётся за счёт щелочного электролита. Алкалиновые батарейки (на их корпусе часто можно обнаружить надпись alkaline) нашли широкое применение в устройствах, потребляющих малое количество энергии, например, в портативном фонарике, электрической зубной щётке. Рано или поздно любой элемент питания исчерпывает свой резерв. Можно ли зарядить алкалиновые батарейки? Есть ли способы реанимировать старые источники тока или же придётся покупать новые?

Возможные причины «смерти » литий-ионной АКБ

В процессе своего использования литий-ионные батареи постепенно утрачивают способность держать заряд. Большое количество циклов заряда-разряда и продолжительное влияние повышенных температур приводит к нарушениям в перемещениях ионов лития и дальнейшей смерти батареи. Также причиной того, что аккумулятор Li-Ion не заряжается, может стать проблема коррозии проводников тока. Поврежденный коррозией металл неспособен полноценно перемещать электроны.

Причиной возникновения коррозии в АКБ обычно становится взаимодействие электродов с электролитом. Графит уже с 1-й зарядки АКБ взаимодействует с электролитом. Вследствие такого взаимодействия формируется пористый слой, оберегающий анод от последующих воздействий. Он эффективен в нормальном температурном режиме, но при повышенных значениях температуры и чрезмерном разряде накопителя частично растворяется в электролите. При возобновлении нормальных условий создается новый защитный слой, но на этот процесс тратится литий. В итоге, батарею приходится заряжать все чаще.

Если же слой, защищающий графитовый анод, сильно утолщается, он препятствует свободному перемещению ионов лития. В итоге снижается емкость АКБ

Поэтому при использовании литий-ионных аккумуляторов очень важно избегать критического разряда и экстремальных температур. Если же пренебрегать этими требованиями, очень скоро можно задаться вопросом – почему же литий ионный аккумулятор не заряжается?

Как заряжать Li-ion аккумулятор шуруповёрта и другие важные правила его эксплуатации

Помните —Li—ionдо противоположности отличаются отNi—Cd!

Ставьте Li-ion на зарядку уже при остаточном заряде 20-50%.
Важно! Нельзя допускать разряда Li-ion ниже 10-20%. Это критическая величина

Чем меньше разряд, тем дольше Li-ion будет работать —

1. Li-ion работает оптимально в диапазоне от -10 до +45°С. Заряжать при температуре от +10 до +30°С.
2. 1 раз в 4 месяца проводите полный цикл разряд-заряд для калибровки датчика уровня заряда в контроллерах аккумуляторов. То есть разряжайте почти до 100% и ставьте на зарядку на 12 часов.
3. Хранить Li-ion нужно на заряде 40-60%. Хранить заряженные на 100% Li-ion нельзя, так как он в этом случае навсегда потеряет 20% емкости за 3 месяца. При правильном хранении – при заряде 40-60% — Li-ion безвозвратно потеряет за те же 3 месяца всего 1% емкости.
4. Если шуруповёрт укомплектован двумя Li-ion, то один зарядите до 40-60% и храните как резервный. Раз в месяц используйте его как рабочий – заряжайте до 100%, разряжайте до 40-60% и снова оставляйте на хранение. Второй Li-ion — основной рабочий. Поработали — в конце каждого дня ставьте его на подзарядку, даже если он разряжен менее чем на 10%.

Резервный Li-ion применяйте в случае если основной рабочий Li-ion разрядился в результате интенсивной работы и нет времени ждать его зарядки.

Вот и все. Теперь вы знаете как заряжать Li-ion аккумулятор для шуруповерта.

Я вручил такую каждому столяру, да еще повесил в цехе на доску объявлений.

И вот еще может быть вопрос – почему я перешел с Ni-cd на Li-ion аккумуляторные шуруповёрты?

Вот преимущества Li-ion аккумуляторов перед Ni-cd:

• минимум в 2 раза большая удельная емкость;
• саморазряд меньше в несколько раз;
• отсутствие эффекта памяти, что дает возможность дозарядки в любой момент;
• выдерживает в среднем в два раза больше циклов «заряда-разряда», то есть проживет в два раза дольше.

Есть ли недостатки?

• Li-ion подвержены старению. Ну так а Ni-cd вечные что-ли? Тоже стареют.
• у Li-ion низкая устойчивость при работе в условиях низких температур. Всё это в прошлом. Сейчас Li-ion делают такие, что они работают и при -10°С стопудово. А в некоторых источниках указывается, что и при -30°С могу работать;
• Li-ion требуют использования только оригинального зарядного устройства. Ну а что тут такого? Все шуруповерты продаются как раз со своим оригинальным ЗУ в комплекте.
• у Li-ion высокая стоимость. Да вот уже не сказал бы. Недавно заходил в магазин. Ni-cd аккумуляторов ниже 1 т.р. не видел. А на AliExpress можно целый шуруповерт купить с Li-ion за 3 т.р.

Ну и, наконец, если вы работаете с шуруповертом профессионально – не сомневайтесь особо – рассыпется он одновременно с Li-ion батареей. Так что покупать отдельно Li-ion аккумулятор скорее всего не придется.

Как раз при разумном невандальном использовании на пару-тройку лет должно шуруповерта хватить.

И, да, еще одно важное правило. Не экономьте на мощности шуруповерта

Она соответствует вольтажу батареи. Берите с Li-ion батареей на 20 вольт минимум. Крутить будет как зверь.

А кУпите слабенький – толку мало от него будет, и радости от копеечной экономии не будет тоже.

Я вообще набрал шуруповертов с батареями Li-ion на 25 вольт. Столяры не нарадуются. Особенно после Ni-cd на 14 вольт.

Вроде всё. Остались вопросы, не согласны с чем-то – пишите в комменты.

Как заряжаются источники питания разного типа

Процедура, как нужно правильно заряжать аккумулятор шуруповерта таит в себе ряд особенностей, в зависимости от конкретного устройства. Во многом все зависит от качеств материалов, из которых сделана та или иная батарея. При этом используются как обычные, так и импульсные ЗУ. Если первые применяются чаще всего в бытовых целях, то вторые подходят сугубо профессиональным электроинструментам.

Литий-ионный аккумулятор — Li-ion

Эти разновидности пользуются просто огромной популярностью в силу того, что прихотливы в наименьшей степени. У таких аккумуляторов ничтожный «эффект памяти» (его можно считать отсутствующим), а процесс зарядки не занимает много времени. У литий-ионных источников питания рабочие показатели емкости сохраняются на долгий период времени.

На батареи отрицательно влияет перезаряд, глубокий разряд, а также превышение температуры выше +40 °C. С целью защиты от этих факторов предусмотрены специальные контроллеры. В полной зарядке и разрядке они не нуждаются.

Никель-кадмиевая батарея — Ni-Cd

Еще одна популярная вариация со своими достоинствами — батареи имеют компактные габариты и небольшую стоимость наряду с высокой емкостью. Способны выдерживать несколько тысяч циклов перезарядки, исходя из качества используемых материалов и условий эксплуатации.

Если литий-ионную батарею можно выключать, не дожидаясь зарядки до конца, то в случае с никель-кадмиевыми аналогами необходимо выполнять процесс до самого завершения. В противном случае емкость начнет снижаться и через некоторое время такого режима, батарея может выйти из строя, причем за небольшой срок.

Это обусловлено протекающими химическими процессами. Иными словами, если батарею поставить на зарядку, когда она не до конца разряжена, то отдать она сможет столько энергии, сколько получит при заряде. То есть разряжать аккумулятор следует полностью. Другой минус кроется в токсичности кадмия, а потому большая часть производителей отказалась от такой технологии.

Литий-ионный аккумулятор для шуруповерта

Никель-металлогидридный аналог — Ni-MH

Это усовершенствованный вариант никель-кадмиевого аккумулятора. «Эффект памяти» тоже присутствует, но уже заметно снижен. Однако почти в 2 раза возрос саморазряд. Глубокий разряд батареи очень для нее губителен, а численность циклов заряда-разряда уменьшилась.

Хранить такие батареи нужно с полным зарядом. Если шуруповерт не планируется использовать 30 и более дней, то желательно восстановить емкость. При этом новый аккумулятор доложен пройти как минимум от 4 до 5 циклов полной зарядки/разрядки.

Виды

Существует множество зарядок, подходящих для определенных марок и моделей инструментов. Все их можно разбить на основные виды.

Аналоговые со встроенным блоком питания

Аналоговые со встроенным блоком питания — довольно востребованы. Это объясняется невысокой стоимостью. Обычно не относятся к профессиональному оборудованию, быстро выходят из строя и «не хватают звезд с неба». Минимальная задача, которую, как правило, ставят их производители — получить постоянное напряжение и токовую нагрузку, необходимую для работы.

Устройства работают по принципу стабилизатора. Можно сделать самостоятельно, используя приведенную схему. Для работы нужно запомнить:

1. Напряжение на выходе блока-зарядки — больше номинала батареи.
2. Подходит любой тип аккумулятора.
3. Можно использовать обычную монтажную плату.
4. Такие стабилизаторы применяют компенсационный принцип: ненужная энергия, тепло отводится. Для его рассеивания можно взять, например, медный радиатор. Площадь — 20 см².
5. Трансформатор на входе (Тр1) изменяет напряжение с 220 до 20 В. Его мощность определяется по току и напряжению на выходе.
6. Ток выпрямляется диодным мостом (VD1).
7. Можно позаимствовать решение производителей: сборку диодов Шоттки.
8. После выпрямления ток — пульсирующий, что вредно. Для сглаживания нужен электролитический конденсатор (С1).
9. В качестве стабилизатора идет КР142ЕН. Для 12 В ее индекс — 8Б.
10. Управление — на основе транзистора (VT2) и резисторов (подстроечных).
11. Автоматическое отключение после зарядки обычно не предусматривается. Придется самостоятельно определять необходимое время. Как вариант, можно использовать цепь, включающую диод (VD2), транзистор (VT1). После зарядки светодиод (HL1) тухнет. Есть и более серьезные варианты с коммутатором и электронным ключом, отключающиеся автоматически.

Аналоговые зарядки с внешним блоком питания

Аналоговые с внешним блоком, как видно из названия, состоят:

• из сетевого блока;
• зарядника.

Блок — обычный, включает:

• трансформатор;
• диодный мост;
• выпрямитель;
• конденсаторный фильтр.

В фабричных сборках обычно нет теплоотвода. Его роль может выполнять резистор повышенной мощности. Одна из типичных причин поломок — в тепловом режиме.

Чтобы исправить ситуацию, для начала нужно выяснить, работает ли источник питания. Если функционирует, его дополняют схемой управления, если нет — ищется другой. Вполне подойдет, например, от ноутбука. Он имеет 18 В на выходе, что вполне достаточно. Остальные детали обычно найти не составляет труда. Они очень мало стоят, можно позаимствовать из другой техники.

Схема блока управления представлена ниже. Используется транзистор KT817, для усиления — КТ818. Нужен радиатор. Примерная площадь — 30−40 см². Здесь будет рассеиваться до 10 Вт

Многие китайские производители пытаются экономить буквально на каждой мелочи. Этого нужно избегать, если нужно более или менее достойное качество. В самодельной схеме есть подстроечник на 1 кОм. Он нужен для точной установки тока. На выходе — резистор на 4,7 Ом. Он рассеивает тепло. Светодиод оповестит об окончании зарядки

Импульсные

Аналоговые устройства долго заряжаются: в среднем — 3−5 часов. Хотя для бытовых целей это не страшно. Другое дело — профессиональная сфера, где «время — деньги». Стоит такая продукция — соответствующе, в наборе обычно два аккумулятора.

Профессионалы чаще используют импульсные зарядные устройства. Они обладают интеллектуальной схемой управления процессом. Время полной зарядки впечатляет: около одного часа. Конечно, можно сделать такой же быстрый аналоговый зарядник, но тогда впечатлять будут его вес и размеры.

Импульсные устройства компактны и безопасны. Высокие качества требуют продуманной, сложной схемы. Однако можно повторить и ее. Схема ниже подходит для работы с никель-кадмиевыми аккумуляторами с третьим сигнальным контактом.

Применяется известный контроллер MAX713. Входное напряжение —25 В. Источник питания — простой, поэтому его схемы здесь нет.

Полученное в итоге зарядное для шуруповерта «отличается умом и сообразительностью». Оно проверяет напряжение и включает режим ускоренного заряда. Аккумулятор готов примерно через 1−1,5 часа. Схема позволяет выбирать:

• напряжение заряда;
• тип батареи.

На ней указано значение резистора (R 19) для переключения режимов и положение перемычек. Используя предложенный рисунок, можно отремонтировать поломку. Дополнительным стимулом станет финансовый вопрос. Экономия как минимум в два раза.

Хранение

Если по ходу долгого периода времени не планируется использование АКБ, то следует обратить особое внимание на то, как его необходимо хранить. Оптимальным зарядом считается 30-60% от емкости

Аккумулятор должен находиться в достаточно прохладном помещении, где температура воздуха сохраняется около 15 градусов. Напротив элемент питания хранится в полностью заряженном состоянии, то при последующем включении вы обнаружите, что его емкость значительно снизилась.

Когда устройство оставляют полностью разряженным, то это еще хуже. С большой долей вероятности через полгода его нужно будет сдавать на утилизацию. Литий-ионные аккумуляторы запрещается хранить большой срок в глубокой разрядке.

Общие правила зарядки АКБ

Чтобы правильно заряжать аккумулятор шуруповерта, должен быть обеспечен определенный внешний температурный режим. Оптимальной считается температура воздуха от 10 до 40 градусов. Нежелательным моментом является возможный перегрев блока батарей во время накопления заряда. Чтобы избежать возможных негативных последствий такого явления, необходимо аккумулятор отсоединять для охлаждения от зарядного устройства.

Не рекомендуется после того, как батареи наберут полную емкость, оставлять их в отключенном зарядном устройстве или вставлять в шуруповерт, который затем не будет использоваться, лучше укладывать в кейс из-под инструмента.

Рекомендуемое время зарядки АКБ составляет от 30 минут до 7 часов и зависит от ее типа. Для конкретной модели электроинструмента оно указывается в эксплуатационной инструкции. Эти указания следует точно выполнять, чтобы изделие прослужило долго. Большинство зарядных устройств оснащены индикаторами, показывающими, на каком этапе находится процесс. В таких случаях по загоранию светодиодов определенного цвета не составляет труда определить, сколько точно нужно заряжать элементы питания. После достижения полного уровня емкости нужно сразу прекратить процесс.