Зарядка для шуруповерта

Зарядное для шуруповерта схема

Обычный шуруповерт может иметь аккумуляторы различного типа, все они отличаются по характеристикам. Соответственно и зарядки к ним нужны разные – для свинцовых, литиевых, никелевых аккумуляторов и других. Перед тем как собирать или чинить зарядное устройство, необходимо обязательно определиться с его типом, условиями использования. Это важно, так как некоторые шуруповерты нельзя использовать при низких температурах, другие не выдерживают длительной эксплуатации. Вопрос, как сделать зарядное устройство для шуруповерта своими руками, стоит не так часто. Сегодня в продаже можно найти разнообразные варианты зарядок, предназначенных как для конкретных моделей, так и универсальных. Но при работе на даче или строительной площадке, когда ближайший магазин далеко, а инструмент нужен сейчас, может потребоваться собрать самому зарядное устройство. Схема сборки несложная и ниже мы выложим несколько вариантов.

Зарядное устройство для шуруповёрта на микроконтроллере

Схема собранна для корректной зарядки аккумуляторов шуруповёрта, вся схема умещается в штатный корпус, имеется световая и звуковая сигнализация, начала и окончания заряда, схема собрана на основе PIC12F629.

После включения включаются и гаснут оба светодиода, при этом звучит сигнал, (тест индикации и звука). Затем начинает мигать красный светодиод, когда светодиод горит идёт зарядка, когда погашен контроль напряжения на аккумуляторе.

После достижения напряжения полного заряда на аккумуляторе,перестает мигать красный светодиод и включается зелёный, при этом звучит сигнал, сообщающий о том что зарядка окончена. Уровень напряжения полного заряда устанавливаетя переменным резистором.

Напряжение, которое должно быть на полностью зараженном аккумуляторе, устанавливается переменным резистором. Входное напряжение = напряжение которое должно быть на полностью зараженном аккумуляторе +1 вольт. Транзистор любой полевой с P-каналом, подходящий по току.

Что необходимо сделать для зарядки 14 в аккумуляторов? Подать на вход 15-16 вольт, и установить переменным резистором порог срабатывания отключения зарядки при 14,4 вольт.

Зарядка происходит импульсами, импульсы зарядки индицируются светодиодом “заряд”, в промежутках между импульсами происходит контроль напряжения на аккумуляторе, по достижение нужного напряжение подаётся звуковой сигнал, и начинает мигать светодиод “заряд окончен”.

Зарядное устройство для дрели-шуруповерта

Схема выдает напряжение 18 вольт. Если заряжать аккумуляторы на 14.4 вольт, нужно будет подобрать резистором зарядный ток.

Схема импульсного разрядно-зарядного устройства Ni-Cd аккумуляторов для шуруповёрта

Зарядное устройство представляет собой трансформаторный, не стабилизированный источник питания, ограничение тока заряда осуществляется за счет насыщения трансформатора. Напряжение на выходе трансформатора примерно 14V.

Очень простое ЗУ для шуруповерта

А это вариант схемы простейшего зарядного устройства для шуруповерта, когда не хочется усложнять конструкцию лишними радиоэлементами. Те, кто хоть немного разбираются соберут данную схему очень быстро. По крайней мере данное зарядное устройство более простое и удобное в отличии от штатных. Естественно, что речь идет о дешевых моделях. В этой схеме регулировка зарядного тока АКБ производится резистором R10.

Индикатор зарядки для шуруповёрта

Приобрел дешевый китайский шуруповерт skil -2007, аккумулятор 14,4в-1,2А/ч, в прин­ципе нормальный работать можно, но у него оказалось два недостатка. Первый – нет регулировки скорости вращения, с этим справился быстро, поставил выключатель с регулятором скорости. Второе нет индикато­ра окончания зарядки. В комплекте идет два аккумулятора и простейшее зарядное устройство, выполненное в виде двух раз­дельных частей. В небольшом корпусе, кото­рый втыкается в розетку, находится транс­форматор с выпрямителем, выдает на выхо­де 18В 200мА, от него отходит отрезок провода с разъемом. Вторая часть – само зарядное устройство с индикаторами, вот его схема – рис.1.

Зеленый светодиод указывает, что устройство включено в сеть. Красный указы­вает, что аккумулятор заряжается, он будет гореть до тех пор пока аккумулятор подсое­динен к зарядному устройству. По паспорту время заряда 3-5 часов. Так как по этому зарядному устройству проконтролировать окончание зарядки невозможно, решил дополнить своим. Поиски в интернете ничего не дали, попадались слишком заумные на контроллерах, программу на которые высы­лают за отдельную плату, или схемы по которым заряд определяется по яркости свечения светодиода, но это тоже не лучший вариант, так как днем при солнечном свете яркость кажется маленькой, а в темноте большой.

Решил изготовить простой, надежный, из доступных деталей индикатор зарядки акку­муляторов. В качестве основы взял авто­мобильный индикатор напряжения (нашелся на полках в гараже), они и сейчас имеются в продаже, представляет из себя цилинндри- ческий корпус, который втыкается в прикури­ватель автомобиля, на торце находятся расположенные в ряд три светодиода, по краям красные, в середине зеленый. Вот его схема (рис.2.) и паспортные данные.

Красный светодиод vd 3 — 12В Зеленый светодиод vd 4 — от 12,5 до 14,5 В Красный светодиод vd 4 — более 15 В

Красный vd 3 и зеленый vd 4 – от 12,0 до 12,5В

Красный vd 2 и зеленый vd 4 — от 14,5 до 15,0В

Эта схема без переделки подойдет для 12В шуруповерта. Не содержит дефицитных деталей и ее легко может собрать начинающий радиолюбитель.

У моего шуруповерта напряжение пол­ностью заряженного аккумулятора стоящего на зарядке составляет 16,5-16,8В, выше не поднимется, хоть сутки будет заряжаться. Переделка автомобильного индикатора заключается в следующем: корпус разби­рается и выкидывается, остается плата раз­мером 16×38 с тремя светодиодами. Стаби­литрон vd 1, заменяется на Д814Г, вместо r 2 установить переменный резистор на 1Ком.

Настройка: на вход (+) индикатора под­ключается источник питания с регулируемым напряжением до 20В. Устанавливаем на выходе блока питания напряжение 16,5 В и вращением движка переменного резистора добиваемся, что бы горел только зеленый светодиод, сразу как только погаснет красный vd 3 вращение прекращают. На этом настройка закончена.

У меня получились такие значения зарядки:

Красный vd 3 — до 15 В (аккумулятор разряжен)

Красный vd 3 и зеленый vd 4 – 15-16,5В (заряжен на 50-80%)

Зеленый vd 3 –16,5 – 19,3В (заряжен 100%)

Красный vd 2 – больше 19,3В (этот индикатор практически не используется).

Затем вместо переменного резистора установить постоянный, в моем случае получилось r 2=470 ом, но можно оставить и подстроечный. Индикатор подключается к штатному зарядному устройству к клеммам (+,- АКБ ). В корпусе сверлят три отверстия под светодиоды и вставляют индикатор в корпус зарядного устройства, места там много, и закрепляют его. Все родное остается на своих местах.

При включении зарядного устройства без аккумулятора загорается vd 2. Вставляем разряженный аккумулятор в зарядное устройство, vd 2 гаснет, загорается индикатор vd 3, по мере зарядки когда напряжение достигнет 15В начинает разгораться зеленый индикатор vd 4, a яркость vd 3 понижается и наконец vd 3 красный гаснет, а зеленый vd 4 горит полным накалом зарядку можно считать оконченной.

В результате этого дополнения к заряд­ному устройству зарядка, вместо 3-5 часов по паспорту, оканчивается гораздо раньше. В любое время по свечению индикаторов можно определить в какой стадии находится заряжаемый аккумулятор. По методике настройки данная схема пригодна и для других зарядников, на другое напряжение. Для этого АКБ полностью заряжают, как сказано в инструкции 3-5 часов, затем не вынимая аккумулятор из зарядного, изме­ряют напряжение полностью заряженного аккумулятора. Это напряжение устанавли­вают на выходе регулируемого блока пита­ния и подбором стабилитрона vd 1 и резис­тора r 2 добиваются четкой работы индика­тора, как было указано выше.

На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками

После года эксплуатации емкость Ni-Cd батарей аккумуляторов двух шуруповёртов резко уменьшилась, а штатное зарядное устройство (ЗУ) не выдержало экспериментов самодеятельных дачных электриков (напряжение сети колебалось в интервале 165…270 В).

Как сделать простое зарядное устройство для шуруповерта своими руками

Вообще-то, штатное зарядное устройство для шуруповерта и при нормальном напряжении вело себя не совсем адекватно, сильно разогревалось, а окончание процесса зарядки установить было невозможно.
Восстановление потерявших ёмкость аккумуляторных батарей (10 шт. Ni-Cd аккумуляторов) я произвёл по методике [1]. В результате одна батарея стала работать удовлетворительно, второй это не помогло, поэтому она была заменена четырьмя Li-Ion аккумуляторами (типоразмер — 18650, ёмкость — 9800 мА ч). Для зарядки этих разных батарей было изготовлено комбинированное зарядное устройство, схема которого показана на сайте.

Ток зарядки определяет суммарная ёмкость конденсаторов С1 и С2 и составляет около 120 мА. Собственное потребление устройства — около 10 мА. Зарядное устройство для шуруповерта допускает значительные колебания напряжения питания, а режим короткого замыкания в цепи нагрузки ему не страшен. Переменный ток выпрямляет диодный мост VD1. Пороговое напряжение, до которого заряжается батарея, устанавливают подстроечными резисторами R9 (Ni-Cd) или R11 (Li-Ion).

Пока батарея не заряжена, ток зарядки протекает через диод VD2, транзисторы VT1 и VT2 закрыты. Светодиод HL1 светит, сигнализируя об этом процессе. При достижении порогового напряжения ток через параллельный стабилизатор напряжения на микросхеме DA1 (который работает как компаратор) резко увеличивается, поэтому последовательно открываются транзисторы VT2 и VT1. В результате ток зарядки протекает через транзистор VT1 и напряжение на нём уменьшается.

В результате светодиод HL1 гаснет, а диод VD2 закрывается, не давая батарее разряжаться. Цепь VD3R7 обеспечивает гистерезис переключения компаратора (примерно 1,8 В), так как после отключения зарядного тока происходит снижение напряжения на батарее. При включении зарядного устройства без подключённой батареи светодиод HL1 кратковременно вспыхивает (частота вспышек определяется ёмкостью конденсатора СЗ). Подобная картина наблюдается и при подключении неисправного аккумулятора с обрывом цепи или малой ёмкостью.

Большинство элементов смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, чертёж которой показан на рис. 2. Применены постоянный резистор R1 МЛТ, С2-23, остальные — для поверхностного монтажа типоразмера 1206, конденсаторы С1, С2 использованы из компьютерного импульсного блока питания, можно применить аналогичные, рассчитанные для работы на переменном токе. Оксидный конденсатор СЗ — импортный или К50-6, К50-35. Транзистор IRFZ24N можно заменить транзистором IRFZ34N, IRFZ44N.

Терморезисторы RK1, RK2 можно заменить одним сопротивлением 10…30 Ом, диодный мост 2W10 можно заменить мостом DB107 или четырьмя диодами 1N4007. Такими же диодами можно заменить диоды SMA4007 и КД513А. Светодиод может быть маломощным любого свечения.
Плату размещают на дне пластмассового корпуса подходящего размера, на его верхней крышке сделано отверстие для светодиода, на боковых — отверстия для переключателя, сетевого провода и проводов для подключения аккумуляторной батареи.

Налаживание устройства заключается в установке требуемого порогового напряжения подстроечными резисторами R9 и R11. Вместо аккумулятора временно подключают конденсатор большой ёмкости (2000…5000 мкФ) и вольтметр. Регулировка производится по максимальному показанию вольтметра. Для Li-Ion батареи порог отключения — 16,5 В, так как предельно допустимое напряжение составляет 16,8 В или 4,2В на элемент, порог для Ni-Cd батареи — 15,2 В, так как предельно допустимое напряжение составляет 15,2 В или 1,52В на элемент.

Указанные пороги взяты из имеющейся практики, к сожалению, в различных источниках встречается значительный разброс данного параметра, очевидно, что причиной этому является влияние легирующих присадок и разные условия проведения измерений.

Виды аккумуляторов для шуруповерта

Например, для свинцовых аккумуляторов приведены данные [2] о требуемом напряжении 14,7В при температуре +25 °С, а батарея GP12-4.5-S начинает кипеть уже при 14,1 В, а у автомобильных аккумуляторов такого эффекта не наблюдается.

Можно заряжать и свинцовые аккумуляторы малой ёмкости. При этом пороговое напряжение — 14,2 В или то, что требуется для конкретного типа аккумулятора. Без изменения схемы можно увеличить зарядный ток в несколько раз соответствующим увеличением ёмкости конденсаторов С1 и С2 при соответствующей коррекции печатной платы.

При зарядке аккумуляторной батареи следует соблюдать правила техники безопасности и исключить возможность прикосновения к батарее и другим элементам устройства, поскольку они имеют гальваническую связь с сетью 230 В. Поэтому отключение и подключение заряжаемой батареи следует проводить только при отключённом от сети зарядное устройство. Соответствующую предупреждающую надпись надо обязательно разместить на корпусе устройства.

Зарядка для шуруповерта

150м забора. Весь забор собран на болтах, шурупах и вытяжных клёпках, так что объём работ для этого шуруповёрта можете себе представить.
Но это всё по прошествии летнего сезона, а сначала знакомство было не такое гладкое.
Почитав обзоры в интернете, увидел много жалоб на аккумуляторы к шуруповёртам. Странно, подумал я, Ni-Cd (никель-кадмиевые) аккумуляторы славятся надёжностью и большим (более 1000) количеством циклов заряд/разряд. (Конечно при условии правильного обращения). Я специально выбирал шуруповёрт именно с Ni-Cd аккумуляторами, как недорогие и надёжные, а тут такие отзывы. надо разобраться в данном вопросе.
Опять же обзор в интернете показал, что неэффективными зарядными устройствами “болеют” все шуруповерты стоимостью до 5000 руб. Мой пытливый ум подсказал, что надо посмотреть зарядку и в новоприобретённом шуруповёрте.
P.S. Для тех, кому повторение нижеописанной конструкции покажется трудным, рекомендую ознакомиться с обзором универсального зарядного устройства, которое в “триаде” трудится у меня на даче. ЗБЗУ-У
18.10.11 делался этот обзор, удовлетворённый работой ЗБЗУ, я приобрёл в сумме два таких зарядных устройства ЗБЗУ-У, оставив нижеописанное для доразряда и помощи 2-м промышленным.

Для удовлетворения любопытства, вначале разобрал аккумуляторную батарею – содержимое удовлетворило:
12 шт. Ni-Cd аккумуляторов по 1,5А/ч., итого 18 Ватт.

Корпус 14,4В. батареи, наверное, универсальный с 18В. версией шуруповёрта и в этом есть своё преимущество – подошву батареи удобно использовать как подставку для шуруповёрта.

55+-5С), вот только непосредственного контакта термовыключатель с корпусом батареи не имеет.

14V.
Даже если учесть, что сглаживающей ёмкостью после диодного моста служит аккумулятор, получается: 14×1,41421356=19,7В. Что уже немного больше чем надо.

Стык “Ш” -образных пластин и перемычек трансформатора проварен одним швом, отсюда разогрев сердечника даже на “холостом ходу” без нагрузки.

Наглядно это нарисовано в [3].

На практике батарея в зарядное устройство редко попадает полностью разряженной, и даже если шуруповёрт из-за разряда батареи не справляется со своей задачей – батарея ещё не полностью разряжена!

Основой данной схемы послужило внимательное изучение документации на MAX713 и аппнота “an936”

Правая часть схемы: резистором R23, настраивается конечное напряжение разряда: 12,48В, (или 10,4В для 12В шуруповёрта, 14,56V для версии 16,8V шуруповёрта и 15,6В для 18В шуруповёрта).
Запускается режим доразряда кнопкой START DISCHARGE.

По окончанию разряда схема автоматически переходит сначала в режим ускоренного заряда током 1,5А (1С), с ограничением времени ускоренного заряда 90 минут (на случай неисправной батареи, т.к. расчётное время заряда аккумулятора 1 час 15 минут), отслеживанием температуры с помощью термовыключателя, установленного в аккумуляторе, и контроль конечного напряжения “-ΔV”, а затем переходит в режим “капельного” дозаряда аккумулятора.

Т.к. трансформатор от старого зарядного устройства не пригоден для новой схемы, он был утилизирован.

Для питания используется внешний БП на 25 В.

Обратите внимание, что в случае повторения конструкции, напряжение источника питания должно быть 1,9В на элемент, плюс 2В для нормального функционирования микросхемы.
т.е. для 12-ти вольтового шуруповёрта 21 В, для 14,4 В – 25В и для 18В = 30В. Или 30В для универсального зарядного устройства. В этом случае джампера надо вывести наружу и коммутировать в зависимости от применяемой батареи.

После работы в шуруповёрте аккумулятор устанавливается в зарядное устройство, нажимается кнопка “START”, начинается доразряд аккумулятора, ещё в течение 15. 30минут, что свидетельствует о том, что энергия в аккумуляторе ещё есть, и затем переключается на ускоренный заряд. (красный светодиод на схеме).

Самое главное преимущество данной переделки зарядного устройства – это продление жизни аккумуляторным батареям, до их конструктивного ресурса. А т.к. запасные батарей продают не для всех шуруповёртов, то и шуруповёрта в целом.

По бокам выступа на аккумуляторе, который вставляется в рукоятку и зарядное устройство находятся клеммы, обозначенные «+» и «-» соответственно. С торца находится дополнительный контакт – к нему подключён терморазмыкатель.

Подключение зарядного устройства к батарее согласно вышеприведённой схемы.

20.09.2011 – произведена небольшая модернизация схемы: Вместо разрядного резистора установлено реле (любое на 12В, например автомобильное, с сопротивлением обмоток

100ом), которое через нормально замкнутый контакт отключает на время доразряда аккумулятора зарядное устройство от блока питания.

27.09.2011 – произведена небольшая модернизация схемы: терморазмыкатель использован по назначению для аварийного прекращения ускоренного заряда в случае разогрева аккумуляторов.

Ввод в эксплуатацию 15.05.2011, активно используется в установке забора из металлопрофиля на дачном участке, который пока не электрифицирован.

Из плюсов:
1. Приемлемая цена.
2. Хорошее и достаточное усилие для закручивания шурупов.
3. Удобен в работе.
4. Очень оперативная служба поддержки, после написания письма с моими предложениями и замечаниями – ответ был получен в течение пары часов.
В нём благодарили за замечания и обещали наладить поставки запасных батарей в течение месяца, а так же обратить внимание на зарядные устройства.
Это обнадёживает и вызывает уважение и безусловный плюс марке ЗУБР.
5. В том, что корпус АКБ большой и подходит для 18В версии шуруповёрта нашёл свой плюс: шуруповёрт прекрасно стоит на батарее и не падает. Оказалось очень удобно.
6. Как дрель, частота оборотов не высокая, но достаточная, чтобы сверло не перегревалось.
7. Удобный чемоданчик.
8. Летом появилась возможность приобрести дополнительные батареи. (см.внизу фото)
P.S. 12.09.2011 8. По сравнению с шуруповёртом “STERN CD03-168B” – шуруповёрт “ЗУБР ЗДА-14.4-КН” на порядок лучше.
Редуктор в “зубре” тихий, патрон не болтается, нагрев мотора еле ощутим.
9. Заводом налажен выпуск импульсного универсального зарядного устройства для шуруповёртов, по просьбе завода я тестировал его, мне понравилось – действительно качественное и универсальное, как утверждает завод, по крайней мере тот образец, который разбирал и тестировал я, всем рекомендую. Единственный минус – нет доразрядного устройства, но это легко решается внешним “доразрядником”.
Из минусов (критичных):
1. Неэффективное зарядное устройство идущее в комплекте, без доработки приведёт к преждевременному снижению ресурса аккумуляторов.

Остальные минусы исчезли по мере более глубокого знакомства с рынком шуруповёртов и сравнением с данной моделью.

Доработка зарядного устройства шуруповерта

К тому же страшно с позиций пожаробезопасности.

Разобрав зарядное устройство, стало ясно, что в несложная схема из выпрямителя и трансформатора. В док-станции всё было еще хуже. небольшая схема и Индикаторный светодиод на одном транзисторе, которая отвечает лишь за срабатывание индикатора, в то время, когда в док-станцию засунут акб.
Никаких узлов контроля заряда и автоотключения, лишь блок питания, что будет заряжать очень долго, пока последний не выйдет из строя.

Поиск информации по проблеме стал причиной выводу, что практически у всех бюджетных шуруповёртов совершенно верно такая же совокупность заряда. И только у дорогих устройств процессор на управлением реализована умные совокупности защит и заряда как на самом заряднике, так и в аккумуляторе. Согласитесь, это ненормально. Быть может, согласно точки зрения автора ролика, производители намерено применяют такую совокупность чтобы аккумуляторная батареи скоро выходили из строя.

Рыночная экономика, конвейер дураков, маркетинговая тактика и другие умные и непонятные слова.

Давайте доработаем это устройство, добавив ограничения стабилизации тока и систему напряжения заряда. Аккумулятор на 18 вольт, никель-кадмиевый с емкостью в 1200 миллиампер часов. Действенный ток заряда для для того чтобы акб не более 120 миллиампер.

Заряжаться будет продолжительно, но безопасно.

Давайте сперва разберемся, что нам даст такая доработка. Зная напряжение заряженного аккумулятора, мы выставим на выходе зарядника именно это напряжение. И в то время, когда аккумулятор будет заряжен до нужного уровня, ток заряда снизится до 0. Процесс закончится, а стабилизация тока разрешит заряжать аккумулятор большим током не более 120 миллиампер независимо от того, как разряжен последний.

Иными словами мы автоматизируем процесс заряда, и добавим индикаторный светодиод, что будет гореть в ходе заряда и погаснет в конце процесса.

Все необходимые радиодетали возможно купить дешево — в этом китайском магазине. Плагин на Google Хром для экономии в нём: 7 процентов с приобретений возвращается вам.
Схема узла.

Схема для того чтобы узла весьма несложна и легко реализуема. Затраты всего на 1 американский доллар. Две микросхемы lm317.

Первая включена по схеме стабилизатора тока, вторая стабилизирует выходное напряжение.

Итак, мы знаем, что по схеме будет протекать ток около 120 миллиампер. Это не большой ток, исходя из этого на микросхему не требуется устанавливать теплоотвод. Трудится такая совокупность достаточно легко. На протяжении зарядки образуется падение напряжения на резисторе r1, которого хватит чтобы высвечивался светодиод и по мере заряда ток в цепи будет падать.

По окончании некоей величины падения напряжения на транзисторе будет недостаточное светодиод попросту потухнет. Резистор r2 задает большой ток. Его нужно взять на 0,5 ватт. Не смотря на то, что возможно и на 0,25 ватт.

По данной ссылке возможно скачать программу для расчёта микросхемы 18.

Этот резистор имеет сопротивление около 10 ом, что соответствует зарядному тока 120 миллиампер. Вторая часть является пороговый узел. Он стабилизирует напряжение, выходное напряжение задается методом подбора резисторов r3, r4 . Для самая точной настройки делитель возможно заменить на многооборотный резистор на 10 килоом.
Напряжение на выходе не переделанного зарядного устройства составляло около 26 вольт, при том, что проверка осуществлялась при 3 ваттный нагрузки. Аккумулятор, как уже выше было сообщено, на 18 вольт. В 15 никель-кадмиевых банок на 1,2 вольта.

Напряжение всецело заряженного аккумулятора образовывает около 20,5 вольт. Другими словами на выходе отечественного узла нам необходимо выставить напряжение в пределах 21 вольта.

Сейчас удостоверимся в надежности собранный блок. Как видно, кроме того при закороченном выходе ток не будет более 130 миллиампер. И это независимо от напряжения на входе, другими словами ограничение тока трудится как нужно.

Монтируем собранную плату в док-станцию. В качестве индикатора окончания заряда поставим родной светодиод док-станции, а плата с транзистором больше не нужна.
Выходное напряжение также в пределах установленного. Сейчас возможно подключить аккумулятор. Светодиод загорелся, отправилась зарядка, будем ждать завершения процесса.

В итоге возможно с уверенностью сообщить что мы конкретно улучшили эту зарядку. Аккумулятор не нагревается, а основное его возможно заряжать какое количество угодно, потому, что устройство машинально отключается, в то время, когда аккумулятор будет всецело заряжен.

В второй статье о переделке трансформатора.