Как устроен шуруповерт или конструкция прибора
Рассматриваемый вид инструмента работает по принципу превращения электрической энергии в механическую, тем самым совершая полезную работу. Исходя из этого, шуруповерты классифицируются на сетевые и аккумуляторные. Популярностью пользуются аккумуляторные модели за счет их портативности, однако сетевые также имеют преимущество — это высокая мощность по сравнению с аккумуляторными. Сетевые шуруповерты еще называют дрелями, так как ими можно не только завинчивать крепежные изделия, но и сверлить дерево и металл.
Это интересно! Близким родственником аккумуляторных шуруповертов являются гайковерты, которые имеют не только одинаковое устройство, но и принцип работы.
Внешнее устройство сетевых и аккумуляторных моделей практически идентичное, за исключением незначительного отличия. Это отличие заключается в присутствии батареи на портативных инструментах, а также наличие провода для подключения в розетку на приборах сетевого типа. Внутреннее устройство имеет больше отличий, однако, принцип работы шуруповертов сетевого и аккумуляторного типа одинаковый. Главными конструктивными элементами рассматриваемых устройств являются:
- Корпус из ударопрочного пластика
- Патрон (обычно быстрозажимного типа)
- Кнопка, выключатель или курок для запуска инструмента
- Переключатель режимов направления движения исполнительного органа — реверс
- Регулятор скорости в виде переключателя
- Регулятор силы момента — более известен, как трещотка
Чтобы понимать устройство, ниже представлено фото с описанием каждого элемента. Работа прибора основывается на следующих деталях, которые находятся внутри корпуса:
- Электромотор коллекторного или бесколлекторного типа
- Шестеренчатый механизм в виде планетарного редуктора
- Предохранительная муфта с регулятором усилия — исключает заклинивание и перегрев мотора, предотвращая тем самым выход его из строя
В зависимости от модели инструмента, они также дополнительно могут оснащаться подсветкой, индикацией заряда батареи или LED-дисплеем. В конструкции корпуса могут быть пазы для размещения сменных бит, что облегчает эксплуатацию прибора.
Это интересно! В сетевых шуруповертах применяются коллекторные двигатели переменного тока 220В, а в аккумуляторных используются, как коллекторные, так и бесколлекторные моторы постоянного тока. Сразу надо отметить, что бесколлекторные модели встречаются реже, так как их стоимость в 2 раза выше моделей с графитовыми или медными щетками.
https://youtube.com/watch?v=9faVC3KPlZw%3F
Принципиальная схема
Предназначение электроинструментов в первую очередь в том, чтобы сделать наш повседневный труд менее утомительным и рутинным. В домашнем быту незаменимым помощником в ремонте или разборке (сборке) мебели и прочих предметов домашнего обихода является шуруповёрт. Автономное питание шуруповёрта делает его более мобильным и удобным в использовании. Зарядное устройство является источником питания для любого аккумуляторного электроинструмента, в том числе и шуруповёрта. Для примера познакомимся с устройством и принципиальной схемой.
Для принципиальных схем зарядных устройств шуруповёртов на 18 В используются транзисторы переходного типа несколько конденсаторов и тетрод с диодным мостом. Частотную стабилизацию осуществляет сеточный триггер. Проводимость тока зарядки на 18 В обычно составляет 5,4 мкА. Иногда, для улучшения проводимости, применяют хроматические резисторы. Ёмкость конденсаторов, в этом случае, не должна быть выше 15 пФ.
Редакторы сайта советуют ознакомиться с тем, что такое варистор, принцип его работы и схема включения.
Варианты изготовления блока питания
Существует несколько вариантов, как переоборудовать шуруповёрт для работы от электросети. Задача заключается в том, чтобы запитать электродвигатель устройства с помощью промежуточного источника.
Используем зарядку от ноутбука
Изготовить блок питания 12 В для шуруповёрта своими руками можно, даже не обладая техническими знаниями. Следует только найти ненужное зарядное устройство от ноутбука, которое имеет технические характеристики, сходные с параметрами для питания шуруповёрта. Главное, чтобы выходное напряжение соответствовало искомому (12—14 вольт).
Для достижения заданной цели необходимо сначала аккумуляторную батарею разобрать и удалить оттуда неисправные элементы. Затем следуют такие манипуляции:
- Берём зарядное устройство от ноутбука.
- Отрезаем выходной разъём, оголяем и производим лужение концов проводов.
- Зачищенные провода припаиваем к входным проводам батареи.
- Изолируем места пайки, чтобы избежать короткого замыкания.
- Делаем в корпусе отверстие, чтобы не пережать провод, и производим сборку конструкции.
Основа — блок питания от компьютера
Для изготовления такого устройства понадобится блок от персонального компьютера формата А. Т. Найти его несложно, это старая модель питающего устройства, которую легко купить на любом рынке радиодеталей
Важно знать, что применять можно блок мощностью 300—350 Вт с током в цепи питания 12 В не ниже 16 А
Именно блоки формата АТ соответствуют таким параметрам. На корпусе этого устройства находится кнопка включения питания, что очень удобно при работе. Внутри установлен вентилятор охлаждения и смонтирована схема защиты от перегрузок.
Порядок проведения переустройства блока:
- Снимаем крышку корпуса Б. П. Внутри увидим плату с множеством проводов, идущих к разъёмам, а также вентилятор.
- Следующим шагом необходимо отключить защиту от включения. Находим на квадратном большом разъёме зелёный провод.
- Соединяем этот провод с чёрным из этого же разъёма. Можно сделать перемычку из другого кусочка провода, а можно просто его коротко обрезать и оставить в корпусе.
Затем в пучке выходов находим меньший разъём (MOLEX) и проделываем с ним следующие операции:
- Оставляем чёрный и жёлтый провода, а два других коротко обрезаем.
- Для удобства расположения БП при работе припаиваем к чёрному и жёлтому проводам удлинитель.
- Второй конец удлинителя прикрепляем к контактам пустого батарейного отсека. Сделать это нужно методом пайки, можно сделать хорошую скрутку, при этом необходимо строго соблюдать полярность.
- Проделываем отверстие в корпусе, чтобы не пережать при сборке провод. Устройство готово.
Питание из зарядного устройства автомобиля
Имея зарядку для автомобильного аккумулятора, довольно просто сделать устройство для питания шуруповёрта. Чтобы произвести переделку, потребуется всего лишь соединить силовые клеммы выхода зарядного устройства с питанием электромотора.
Если имеется прибор для зарядки с плавной регулировкой выходного напряжения, то можно его использовать как блок питания 18 вольт для шуруповёрта.
Зарядка для шуруповерта своими руками
Проблема собственноручного изготовления зарядного устройства возникает не так уж и часто, в связи с большим количеством вариантов, подходящих практически для всех моделей шуруповертов. Просто иногда возникают ситуации, когда зарядка отсутствует, или она неожиданно вышла из строя, а приобрести новую нет возможности. В этом случае можно попытаться самостоятельно изготовить зарядное устройство.
Предварительно следует запастись всеми необходимыми материалами. Потребуется батарея в нерабочем состоянии, стакан от аккумулятора, паяльник, термопистолет, обычная крестовая отвертка, дрель и острый нож со сменными лезвиями. После этого можно приступать к изготовлению зарядного устройства. В первую очередь выполняется вскрытие зарядного стакана, после этого от клемм отпаиваются все проводники. Далее производится удаление внутренней электроники. При выполнении этой операции нужно соблюдать полярность клемм, чтобы в дальнейшем не возникло путаницы и ошибок.
Корпус нерабочей батареи нужно вскрыть и аккуратно отпаять провода от клемм. Для дальнейшей работы потребуется разъем и верхняя крышка. Плюс и минус на клеммах отмечаются карандашом или маркером. В основании зарядного стакана намечаются отверстия, через которые будет крепиться заготовленная крышка и выводы питающих проводов. Проводники аккуратно пропускаются через отверстия с соблюдением полярности, после чего они соединяются с клеммами и разъемами методом пайки.
Далее корпус нужно скрепить специальным термоклеем, крепление нижней крышки к основанию стакана осуществляется с помощью саморезов. Получившуюся конструкцию нужно вставить в аккумулятор и начинать процесс зарядки. Мигающий индикатор будет указывать на правильную сборку устройства. Лишь немногие зарядники укомплектованы так называемыми умными системами, существенно продлевающими срок эксплуатации батареи. Эту проблему может решить зарядное устройство для шуруповерта 18 вольт.
В конструкцию обычной зарядки добавляется система стабилизации напряжения и ограничение заряжающего тока. В итоге получается конструкция никель-кадмиевого аккумулятора, емкость которого составляет 1200 мАч. Зарядка будет выполняться в безопасном режиме, максимальным током не выше 120 мА, но времени для этого будет затрачиваться больше, чем обычно.
Аккумуляторная дрель шуруповерт Makita DF331DWYE
Шуруповерт Hitachi DS12DVF3
Шуруповерт Hitachi DS14DVF3
ТОП 8 Шуруповертов от Black Decker
Обзор Шуруповерта Makita BDF343SHE
Дрель-шуруповерт Makita DF331D
Общая характеристика
Для правильного обслуживания аккумулятора и продления срока его службы подзарядка требуется при падении напряжения на клеммах ниже 11,2 В. При таком напряжении двигатель, скорее всего, запустится, но при долгой стоянке зимой это приведёт к сульфатации пластин и, как следствие, к снижению ёмкости батареи. При длительной стоянке зимой необходимо регулярно следить за вольтажом на клеммах АКБ. Оно должно составлять 12 В. Лучше всего снять батарею и занести её в тёплое место, не забывая при этом следить за уровнем заряда.
Зарядка АКБ производится постоянным или импульсным током. При использовании блока питания постоянного напряжения ток для правильной зарядки должен составлять одну десятую часть от ёмкости батареи. Если ёмкость АКБ составляет 50 А-ч, то для зарядки необходим ток 5 ампер.
Для продления срока службы АКБ применяют методики десульфатации аккумуляторных пластин. Батарею разряжают до напряжения менее пяти вольт многократным потреблением большого тока краткой длительности. Пример такого потребления — запуск стартера. После этого производят медленную полную зарядку маленьким током в пределах одного ампера. Повторяют процесс 8—9 раз. Метод десульфатации является долгим по времени, но согласно всем исследованиям даёт хороший результат.
Нужно помнить, что при зарядке важно не допускать перезаряда АКБ. Заряд производится до напряжения 12,7—13,3 вольт и зависит от модели батареи
Максимальный заряд указывается в документации к аккумулятору, которую всегда можно найти в интернете.
Перезаряд вызывает закипание, увеличивает плотность электролита и, как следствие, разрушение пластин. Заводские устройства зарядки имеют системы контроля заряда и последующего отключения. Собрать самостоятельно такие системы, не обладая достаточными знаниями в электронике, достаточно сложно.
Схема трансформаторного блока питания шуруповёрта
Напоследок сделаем своими руками трансформаторный блок питания для шуруповёрта 12, 14 или 18 В. Такой источник, конечно, будет достаточно громоздким, но прелесть конструкции заключается в её простоте. С повторением схемы справится и начинающий радиотехник, имеющий лишь общие знания по электротехнике.
Для этого самодельного блока питания понадобится трансформатор, способный выдать необходимый нам ток при напряжении 12–13 В (для 12-вольтового инструмента), 14–16 В (для 14-вольтового) или 18–20 В для 18-вольтового инструмента. Ещё придётся найти 4 мощных выпрямительных диода и несколько электролитических конденсаторов.
Если у нас шуруповёрт на 12 вольт, потребляющий ток до 10 А (большинство бытовых), то можно взять унифицированный анодно-накальный трансформатор ТАН-138-127/220-50 (ТАН-138 220-50), имеющий 2 обмотки по 6,3 В при токе 10 А. Весит он, правда, более 6 кг.
| Обмотка | Напряжение, В | Номинальный ток, А |
| 1–2, 4–5 | 110 | 3,9/2,3 |
| 2–3, 5–6 | 7 | 3,9/2,3 |
| 7–8 | 355 | 0,285 |
| 16–17 | 355 | 0,285 |
| 9–10 | 200 | 0,25 |
| 18–19 | 200 | 0,25 |
| 11–12 | 25 | 0,285 |
| 20–21 | 25 | 0,285 |
| 13–14 (15) | 5 (6,3) | 10 |
| 22–23 (24) | 5 (6,3) | 10 |
Ещё один вариант — накальный трансформатор ТН-61-127/220-50 (ТН-61 220-50). Он сможет обеспечить ток 8 А при напряжении 12,6 В (две обмотки) или 18,9 В (3 обмотки). Весит он хоть и поменьше, но тоже немало — 3 кг.
| Обмотка | Напряжение, В | Номинальный ток, А |
| 1–1а, 4–4а | 3,2 | 1,66/0,95 |
| 1–1б, 4–4б | 6,3 | 1,66/0,95 |
| 1–2, 4–5 | 110 | 1,66/0.95 |
| 1–3, 4–6 | 127 | 1,66/0,95 |
| 4–8 | 6,3 | 6,1 |
| 9–10 | 6,3 | 8 |
| 11–12 (13) | 5 (6,3) | 8 |
| 14–15 (16) | 5 (6,3) | 8 |
Если мы обладаем соответствующими знаниями и навыками, то для изготовления БП можно использовать любой разборный сетевой трансформатор мощностью 200–250 Вт. Разбираем, сматываем все вторичные обмотки, оставив лишь сетевую, и вместо них наматываем одну вторичную на нужные напряжение и ток.
Если в нашем распоряжении есть трансформатор с тороидальным сердечником, то лучше предпочесть его. Перематывать сложнее, но, во-первых, его не нужно разбирать, значит, не будет проблем с гудением после сборки. Во-вторых, габариты такого трансформатора при той же мощности намного меньше.
Какие нужны диоды? Подойдут любые выпрямительные, выдерживающие ток 10–20 А и обратное напряжение не ниже 30–40 В. Конденсаторы электролитические на напряжение не ниже 25 В (для 12-вольтового блока питания) и один бумажный неполярный с ёмкостью 1 мкФ на рабочее напряжение не ниже 400 В. Впрочем, без последнего можно обойтись. А теперь взглянем на схему.
Сетевое напряжение поступает на трансформатор Tr1, понижается до необходимой величины, выпрямляется диодным мостом VD1–VD4 и по проводам подаётся на инструмент, в рукоять или отсек, из которого удалены неисправные аккумуляторы, установлены конденсаторы С3–С5. Они являются накопителями энергии и обеспечивают высокий пусковой ток во время включения шуруповёрта.
Конденсатор С1, включённый параллельно сетевой обмотке трансформатора, уменьшает реактивную составляющую индуктивной нагрузки (трансформатора) и несколько увеличивает КПД устройства. Как указывалось выше, без него можно обойтись. Собирая прибор, не забываем установить диоды на радиаторы, электрически не соединённые друг с другом. Если радиатор общий (к примеру, металлический корпус или шасси блока питания), то диоды на него устанавливаем через слюдяные изолирующие прокладки.
Вот мы и выяснили, как запитать аккумуляторный шуруповёрт от сети. Теперь сможем подобрать подходящий для этих целей блок питания или изготовить его самостоятельно.
Сейчас читают:
Как переделать аккумуляторный шуруповерт на 12 или 18В в сетевой своими руками
Как сделать импульсный блок питания своими руками: лучшие сборки и схемы
Блок питания что это такое и какими они бывают
Как сделать блок питания или зарядное устройство из компьютерного БП ATX
Как можно использовать блок питания от компьютера
Немного теории об аккумуляторах
Любой аккумулятор (АКБ) — накопитель электрической энергии. При подаче на него напряжения энергия накапливается, благодаря химическим изменениям внутри батареи. При подключении потребителя происходит противоположный процесс: обратное химическое изменение создаёт напряжение на клеммах устройства, через нагрузку течёт ток. Таким образом, чтобы получить от батареи напряжение, его сначала нужно «положить», т. е. зарядить аккумулятор.
Практически любой автомобиль имеет собственный генератор, который при запущенном двигателе обеспечивает электроснабжение бортового оборудования и заряжает аккумулятор, пополняя энергию, потраченную на пуск мотора. Но в некоторых случаях (частый или тяжёлый запуск двигателя, короткие поездки и пр.) энергия аккумулятора не успевает восстанавливаться, батарея постепенно разряжается. Выход из создавшегося положения один — зарядка внешним зарядным устройством.
Как узнать состояние батареи
Чтобы принимать решение о необходимости зарядки, нужно определить, в каком состоянии находится АКБ. Самый простой вариант — «крутит/не крутит» — в то же время является и неудачным. Если батарея «не крутит», к примеру, утром в гараже, то вы вообще никуда не поедете. Состояние «не крутит» является критическим, а последствия для аккумулятора могут быть печальными.
Оптимальный и надёжный метод проверки состояния аккумуляторной батареи — измерение напряжения на ней обычным тестером. При температуре воздуха около 20 градусов зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключённой от нагрузки (!) батареи следующая:
- 12.6…12.7 В — полностью заряжена;
- 12.3…12.4 В — 75%;
- 12.0…12.1 В — 50%;
- 11.8…11.9 В — 25%;
- 11.6…11.7 В — разряжена;
- ниже 11.6 В — глубокий разряд.
Нужно отметить, что напряжение 10.6 вольт — критическое. Если оно опустится ниже, то «автомобильная батарейка» (особенно необслуживаемая) выйдет из строя.
Правильная зарядка
Существует два метода зарядки автомобильной батареи — постоянным напряжением и постоянным током. У каждого свои особенности и недостатки:
- Зарядка постоянным напряжением — годится для восстановления заряда не полностью разряженных батарей, напряжение на клеммах которых не ниже 12.3 В. Процесс заключается в следующем: к клеммам батареи подключают источник постоянного тока напряжением 14.2–14.7 В. Окончание процесса контролируют по току потребления: когда он упадёт до нуля, зарядка считается оконченной. Недостаток такого способа — возможно большой начальный зарядный ток; чем сильнее батарея разряжена, тем выше ток. Преимущества метода очевидны — вам не нужно постоянно регулировать ток зарядки, аккумулятору не грозит перезарядка, если вы про него забудете.
- Зарядка постоянным током — самый распространённый и надёжный способ. В этом режиме ЗУ выдаёт постоянный ток, равный 1/10 ёмкости батареи. Окончание процесса зарядки определяется по напряжению на батарее — когда оно достигнет 14.7 В, заряжать батарею прекращают. Недостаток такого метода — батарею можно испортить, не сняв вовремя с зарядки.
Использование светодиодного драйвера
Для 12-вольтового инструмента такой драйвер — самый простой вариант, хотя и не самый дешёвый. Единственное условие — мощность драйвера должна быть на 10–15 % больше мощности инструмента. В противном случае блок питания выйдет в защиту уже при пуске инструмента, а если запустит его, то не позволит развить достаточную мощность для затягивания шурупа.
Если, к примеру, 12-вольтовый шуруповёрт потребляет ток в 10 А, то мощность блока питания должна быть хотя бы 130 Вт. Для 30-амперного инструмента понадобится уже 400-ваттный блок питания. Найти такой прибор, конечно, не проблема, но стоимость его может превышать стоимость самого шуруповёрта.
Драйвер для светодиодной ленты самый простой, но не самый дешёвый
Как переделать шуруповёрт под такой блок питания? Если штатная батарея выходит из строя, то мы её просто разбираем, вынимаем аккумуляторы, а к клеммам подачи напряжения на инструмент припаиваем провода, подключенные к выходным зажимам драйвера, обязательно соблюдая полярность. Сам драйвер подключаем к сети через входные клеммы — и переделка окончена. Вставляем «батарею» в шуруповёрт — и пользуемся.
Если аккумулятор исправен, то его, конечно, разрушать не надо. Просто разбираем шуруповёрт и подпаиваем колодку питания к питающим клеммам самого инструмента. Колодку, естественно, выводим наружу, провод питания оснащаем ответной частью разъёма. Соединили разъём — работаем от сети. Отключили БП, установили батарею — и у нас автономный инструмент.
Что это такое?
Зарядник для аккумулятора шуруповерта – это устройство, позволяющее восполнить потери энергии батареи, обусловленные эксплуатацией инструмента. Благодаря возможности заряжать аккумулятор многократно сама батарея может иметь сравнительно небольшие размеры и емкость, лишь бы количество циклов перезарядки было большим, а зарядное устройство обеспечивало высокую скорость восстановления первоначального заряда.
Все зарядные устройства глобально можно поделить на 2 класса: встроенные и выносные. В первом случае нет необходимости специально извлекать батарею для зарядки – кабель с электрической вилкой присоединяется прямо к корпусу инструмента (или и вовсе прикреплен к нему на постоянной основе), что довольно удобно. Выносные зарядные устройства – это отдельный механизм, который предполагает извлечение батареи из корпуса шуруповерта, ее вставку в специальный зажим, а уже последний имеет тот же кабель с вилкой и включается в розетку. Каждое из решений имеет собственные преимущества и недостатки, но об этом чуть позже.
Если вышеописанное деление на классы никак принципиально не влияет на работу механизма, то соответствие типа зарядного устройства типу батареи критически важно. Дело в том, что аккумуляторы для электроинструмента даже сегодня выпускаются нескольких видов, каждый из которых имеет собственные особенности работы
Если зарядник не соответствует требуемым параметрам, это может привести к весьма быстрой порче батареи. Чтобы понимать, какими критериями должно обладать зарядное устройство, рассмотрим вкратце особенности всех основных типов аккумуляторов.
- Никель-кадмиевые аккумуляторы сегодня уже встречаются довольно редко – их популярность падает из-за многих факторов, среди которых токсичность содержимого, способность к быстрому саморазряду, высокий вес при сравнительно малом заряде, а также «эффект памяти». Последний критерий означает, что батарея всегда должна быть сначала полностью разряженной, а затем полностью заряженной, если не соблюдать это правило, ее емкость, и без того невысокая, станет снижаться буквально на глазах. Едва ли не единственным огромным плюсом этого типа аккумуляторов является их способность нормально работать при любых низких температурах. При этом они еще и способны выдерживать высокие нагрузки, потому зарядные устройства для них часто делают с возможностью максимально быстрой зарядки – это весьма актуально, раз уж заряжать всегда нужно от 0% до 100%.
- Никель-металл-гидридные батареи считаются улучшенной версией никель-кадмиевых – недостатки в целом повторяются, но выражены все они в заметно меньшей степени. Кроме того, у содержимого таких аккумуляторов не просматривается токсичных составляющих. Преимущества также весьма похожи на те, что были у батарей предыдущего типа, потому эти аккумуляторы встречаются уже значительно чаще, а зарядные устройства для обоих типов весьма похожи. Единственный показатель, в котором металл-гидридные источники питания хуже кадмиевых – это стоимость.
- Литий-ионные аккумуляторы справедливо считаются наиболее современными и лучшими с технической стороны. Они лишены большинства недостатков вышеописанных батарей, например, мало весят при значительном объеме заряда, саморазряжаются на считаные проценты за месяц простоя, совершенно лишены «эффекта памяти». Долгое время их критиковали за несколько ускоренный разряд при работе в условиях мороза, но в последние годы постепенно решается и эта проблема. Правда, недостатки все равно есть, и наиболее высокая стоимость – далеко не единственный. Так, подобную батарею крайне нежелательно разряжать полностью – после этого она может и не восстановить первоначальную емкость, хотя плюс заключается в том, что подзарядить ее можно в любой момент ввиду отсутствия «эффекта памяти». Другой проблемой является вероятность взрыва аккумулятора при перегреве от чрезмерного заряда, потому зарядное устройство для такой батареи обязательно должно быть снабжено микроконтроллером.
Помимо прочего, зарядные устройства могут различаться и по вольтажу – 12, 14,4 или 18 вольт (этот показатель обязательно должен соответствовать рекомендованному в инструкции к шуруповерту). В качестве дополнительных опций предусмотрены специальная возможность ускоренного заряжания, а также индикация уровня заряда и автоматическое отключение в случае полного заряда или некой непредвиденной ситуации. Наличие дополнительных функций отрицательно сказывается на стоимости зарядника.
Виды зарядных устройств
Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов
В этом разделе рассмотрены типовые электрические схемы. Выбирают подходящий зарядник для шуруповерта с учетом следующих факторов:
- тип аккумулятора;
- количество ячеек;
- возможность тщательного контроля процесса зарядки;
- наличие навыков и знаний для качественной сборки (настройки) определенной конструкции;
- дополнительные требования по весу, размерам, другим индивидуальным критериям.
Аналоговые со встроенным блоком питания
Популярность таких инженерных решений объясняется сравнительной простотой и низкой себестоимостью. Представленное на следующем чертеже устройство обеспечивает стабильное поддержание напряжения для зарядки 12 вольтового блока с достаточно высоким током.
Аналоговый зарядник
Пояснения к электрической схеме:
- микросхема КР142ЕН выполняет основную функцию – стабилизацию;
- для приведенного примера (на 12V) подходит модификация с индексом «8Б» в обозначении;
- этот элемент нагревается, поэтому его монтируют на металлическом радиаторе с площадью рассеивания 20-25 см кв.;
- обмотки трансформатора (сечение проводников) рассчитывают по необходимому току на выходе;
- конденсатором С1 убирают остаточные пульсации после выпрямления диодным мостом;
- о завершении цикла зарядки сигнализирует погасший светодиод (HL1), автоматическое отключение отсутствует.
Аналоговые с внешним блоком питания
Принципиальная схема в этом варианте аналогична рассмотренному примеру. Главное отличие – отдельное исполнение блока выпрямителя:
- трансформатор;
- диодный мост;
- конденсатор.
Электрическая схема блока управления зарядным устройством
Такое устройство можно сделать миниатюрным. Его можно подключить к стандартному достаточно мощному выпрямителю (это блок питания ноутбука, планшета, другой техники). Пояснения для сборки:
- на транзисторе КТ 818 рассеивается большая мощность, поэтому его устанавливают на эффективный радиатор (площадь – от 35 до 45 кв. см);
- подстроечным резистором настраивают оптимальный ток на выходе с учетом особенностей аккумулятора;
- как и в предыдущем варианте, завершение процедуры – погасший светодиод.
Импульсные
Предыдущие устройства способны восстановить функциональность штатной батареи шуруповерта за 4-6 часов. Представленная ниже схема аналогичную задачу выполнит намного быстрее (45 мин.-1,5 часа). Главные преимущества – минимальные размеры и легкость.
Импульсное ЗУ
Эта схема предназначена для заряда Ni-Cd аккумуляторных батарей усовершенствованного типа. Они снабжены специальным контактом, который необходим для контроля температурных показателей. Такое устройство без дополнительных команд воспроизводит цикл ускоренной разрядки. Пользователь может устанавливать перемычками различные комбинации выходных параметров.
Разновидности устройств для зарядки
Выполняя одинаковую функцию, зарядные устройства имеют разнообразные варианты внутренней структуры. По типу преобразования напряжения бытовой электросети конструкции для зарядки шуруповертов различаются на такие:
- Трансформаторные;
- Инверторные (импульсные).
Трансформаторные устройства изначально появились в первую очередь, поскольку требовали простейшей электронной базы. В состав классической конструкции устройства входят:
- Трансформатор;
- Выпрямительный мост;
- Фильтрующая емкость;
- Стабилизатор тока;
- Контролирующая схема.
Трансформаторное ЗУ
Вне зависимости от типа стабилизатора и дополнительных опций, трансформаторные зарядные устройства объединяет такой недостаток, как большие габариты и вес. Связано это с тем, что массогабаритные показатели трансформатора увеличиваются пропорционально мощности изделия. Соответственно, те зарядные устройства, которые обладают приемлемыми массой и габаритами, способны выдавать малые значения зарядного тока, и процесс заряда идет длительное время.
От указанного недостатка свободны устройства инверторного типа, которые используют преобразование входного напряжения в ток высокой частоты. Такой подход позволяет использовать малогабаритные трансформаторы, работающие с большими значениями мощностей. При габаритах, значительно меньших, чем у трансформаторных конструкций, инверторные способны вырабатывать значительный по величине зарядный ток. Время заряда аккумуляторов при этом сокращается до одного часа и менее.
Инверторное ЗУ
Особенности зарядки батареи шуруповерта
Все виды аккумуляторов нужно доводить до полной зарядки, вне зависимости от того, из какого материала изготовлен аккумулятор.
Если вы еще не приобрели шуруповерт, то вам необходимо это сделать. В магазине вам предоставят необыкновенное множество моделей, и у вас разбегутся глаза, запомните одно, что выбирать нужно по количеству оборотов.
Для домашней работы подойдет прибор с числом вращения от 10 до 15 Нм, а если вы профессионал, то до 130 Нм. Внимательно прочтите и запомните, что под крутящим моментом понимают внутреннее усилие, когда устройство работает.
Также обращайте внимание, сколько оборотов он делает за секунду. Для домашней работы подойдет от 400 до 500 оборотов, более профессиональными считаются – от 1200 до 1300 об/сек
И главным показателем считается мощность, чем больше она у прибора, тем дольше он будет работать. Все аккумуляторы в шуруповерте должны иметь в комплекте запаску, для того чтобы одна была в работе, а другая стояла на зарядке.
Разновидности аккумуляторов
Чтобы разобраться, как сделать зарядное устройство для шуруповерта, в первую очередь необходимо изучить разновидности аккумуляторов и их режимы заряда. Существует 3 вида батареек:
Никель-кадмиевые
Данный вид именуется как Ni-Cd, он считается хорошим источником напряжения, который способен отдавать большую мощность. Единственным недостатком является то, что такие аккумуляторы попали в список запрещенных изделий по экологическим нюансам, поэтому в продаже такая разновидность теперь будет встречаться намного реже.
Никель-кадмиевые батареи обладают энергоемкостью от 1200 до 1500 мА/ч. Общая мощность обеспечивается и поддерживается количеством банок внутри
Максимальное напряжение ячейки составляет 1,2 В. Аккумулятор заряжается электротоком 0,1-1 номинальной емкости. Получается, что батарею с ёмкостью в 5 А*ч разрешается подзаряжать током 0,5-5 А.
ВИДЕО: 5 правил зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов
Сернокислотные аккумуляторы для шуруповерта
Другое название — Pb с кислотным гелевым наполнением. Они обладают средними характеристиками и низкой стоимостью. Минус – аккумуляторы имеют большую массу, за счет чего утяжеляют аппарат. Основное преимущество заключается в возможности использования в любом положении, при этом из емкости не вытекает электролит.
Главная их особенность — это высокое напряжение и сопротивление, благодаря чему даже к концу цикла «заряд-разряд» не наблюдается резкого падения напряжения
Максимальный уровень напряжения ячейки составляет 2 В, при этом ток зарядки батареи всегда соответствует показателю 0,1 С.
Литий-ионные батареи для шуруповерта
Наиболее распространенный вид благодаря полной герметичности емкости. Данный вариант отличается повышенной удельной мощностью, безопасностью, экологичностью, незначительной массой и простотой в утилизации.
Литий-ионный аккумулятор для шуруповёрта Li-ion 18650 Samsung 12.6V (Вольт) 2400mAh
Литий-ионная ячейка обладает максимальной мощностью в 3,3 Вольта. Напряжение разрешается плавно увеличивать при комнатной температуре с 0,1 до 1 С. Таким образом ускоряется процесс зарядки. Но данный метод подходит только для тех аккумуляторов, которые не переразряжались.
Здесь важно помнить, что заряд шуруповерта происходит до 4,2 Вольта, его превышение повлияет на уменьшение эксплуатационного срока, снижение – сократит емкость. Очень важно при подзарядке отслеживать температуру
Количество элементов | Максимальное напряжение, Вольт | Напряжение по инструкции, Вольт | Окончание заряда, Вольт |
3.6 | 3.6 | 4.2 | |
7.2 | 8.4 | ||
10.8 | 12.6 | ||
14.4 | 16.8 | ||
21.0 |
При разработке схемы зарядного устройства для шуруповерта своими руками очень важно учитывать, какой именно аккумулятор планируется заряжать. А также нужно дополнительно просчитывать его напряжение – 12 Вольт или 18 Вольт
При работе зарядника для шуруповерта необходимо отслеживать процесс при помощи мультиметра или системой с компаратором напряжения, которая прошла предварительную настройку под определенный тип батареи.
ВИДЕО: Правила выбора аккумулятора для шуруповерта
