Ładowarka do śrubokrętów. Ładowarka (ładowanie) do wkrętarki i jej obwody Efektywny obwód ładowarki do wkrętarki

Podczas korzystania ze śrubokręta użytkownicy często spotykają się z uszkodzeniem ładowarki (ładowarki). Po pierwsze wynika to z niestabilności parametrów sieci elektrycznej, do której podłączone jest urządzenie ładujące, a po drugie z awarii akumulatora. Problem ten rozwiązuje się na dwa sposoby: kupując nową ładowarkę do śrubokręta lub naprawiając ją samodzielnie.

Rodzaje ładowarek

Popularność śrubokręta wynika z faktu, że upraszcza proces wkręcania lub odkręcania różnych elementów złącznych A. Charakteryzuje się mobilnością i niewielkimi rozmiarami, jest niezastąpiony przy montażu konstrukcji meblowych, demontażu sprzętu, dekarstwie i innych pracach budowlanych. Narzędzie swoją mobilność zawdzięcza akumulatorom zawartym w jego konstrukcji.

Zaletą stosowania baterii jest możliwość ich wielokrotnego użycia. Baterie, oddając zgromadzoną energię urządzeniu, same wymagają okresowego ładowania. Ładowarki służą do przywrócenia wartości ich pojemności.

Istnieją dwa sposoby ładowania akumulatora wkrętarki: wbudowana lub zewnętrzna ładowarka. Wbudowana ładowarka umożliwia ładowanie akumulatora bez konieczności wyjmowania go z wkrętarki. Obwód odzyskiwania pojemności znajduje się bezpośrednio przy akumulatorze. Natomiast zdalne oznacza ich usunięcie i instalację w osobnym urządzeniu w celu ładowania. Istnieją pamięci w zależności od rodzaju akumulatorów. Zużyte akumulatory to:

• nikiel-kadm (NiCd);
• wodorek niklu (NiMH);
• litowo-jonowy (LiIon).

Ostateczny koszt wkrętarki zależy między innymi od rodzaju zastosowanych akumulatorów i możliwości ładowarki. Dostępne są ładowarki o napięciu 12 V, 14,4 V i 18 V. Dodatkowo pamięć jest podzielona według możliwości i może posiadać:

• wskazanie;
• szybkie ładowanie;
• inny rodzaj ochrony.

Najczęściej używane ładowarki korzystają z wolnego ładowania ze względu na niski prąd. W swojej konstrukcji nie zawierają sygnalizacji działania i nie wyłączają się automatycznie. Jest to bardziej prawdziwe w przypadku wbudowanych urządzeń do odzyskiwania pojemności. Urządzenia pamięci zbudowane na obwodach impulsowych zapewniają możliwość przyspieszonego ładowania. Wyłączają się automatycznie po osiągnięciu wymaganego napięcia lub w sytuacji awaryjnej.

Typy baterii

Akumulatory niklowo-kadmowe nie powodują problemów przy ładowaniu w trybie przyspieszonym. Takie akumulatory mają dużą ładowność, niską cenę i bez problemu wytrzymują pracę w ujemnych temperaturach. Wady obejmują: efekt pamięci, toksyczność, wysoki współczynnik samorozładowania. Dlatego przed ładowaniem tego typu akumulatora należy go całkowicie rozładować. Akumulator charakteryzuje się wysokim stopniem samorozładowania i szybko się rozładowuje, nawet jeśli nie jest używany. Obecnie praktycznie nie są produkowane ze względu na swoją toksyczność. Ze wszystkich typów mają najmniejszą pojemność.

Wodorek niklu jest lepszy od NiCd pod każdym względem. Mają mniejszą wartość samorozładowania, efekt pamięci jest mniej wyraźny. Przy tym samym rozmiarze mają dużą pojemność. Nie zawierają substancji toksycznych, kadmu. W kategorii cenowej ten typ zajmuje środkową pozycję, więc to on jest najczęstszym rodzajem elementów pojemnościowych we śrubokrętach.

Baterie litowo-jonowe charakteryzują się dużą pojemnością i niskim poziomem samorozładowania. Akumulatory te nie tolerują przegrzania i głębokiego rozładowania. W pierwszym przypadku są w stanie eksplodować, w drugim nie będą w stanie przywrócić swojej pojemności. Są również zdolne do pracy w temperaturach poniżej zera i nie mają efektu pamięci. Zastosowanie ładowarki z mikrokontrolerem pozwoliło zabezpieczyć akumulator przed przeładowaniem, czyniąc tym samym ten typ najbardziej atrakcyjnym w użytkowaniu. Są droższe niż dwa pierwsze typy.

Ponadto główną cechą akumulatorów jest ich pojemność. Im wyższy ten wskaźnik, tym dłużej działa śrubokręt. Jednostką pojemności jest miliamper na godzinę (mAh). Konstrukcja akumulatora polega na połączeniu akumulatorów szeregowo i umieszczeniu ich we wspólnej obudowie. W przypadku Li-Ion napięcie na ogniwo wynosi 3,3 V, w przypadku NiCd i NiMH 1,2 V.

Zasada działania pamięci

Jeśli pamięć zawiedzie, warto najpierw spróbować ją przywrócić. Do napraw pożądane jest posiadanie obwodu urządzenia ładującego i multimetru. Obwody wielu urządzeń ładujących oparte są na chipie HCF4060BE. Jego obwód przełączający tworzy opóźnienie przedziału czasu ładowania. Zawiera obwód oscylatora kwarcowego i 14-bitowy licznik binarny, co ułatwia wdrożenie timera.

Zasadę działania obwodu ładowarki łatwiej zrozumieć na prawdziwym przykładzie. Oto jak to wygląda w śrubokręcie Interskol:

Obwód ten jest przeznaczony do ładowania akumulatorów 14,4 V. Posiada diodę LED sygnalizującą połączenie z siecią, świeci dioda LED2, a także proces ładowania, dioda LED1 świeci. Jako licznik stosuje się układ U1 HCF4060BE lub jego analogi: TC4060, CD4060. Prostownik jest montowany na diodach mocy VD1-VD4 typu 1N5408. Tranzystor Q1 typu PNP pracuje w trybie kluczowym, do jego wyjść dołączone są styki sterujące przekaźnika S3-12A. Pracą klucza steruje sterownik U1.

Po włączeniu ładowarki napięcie przemienne 220 woltów przez bezpiecznik jest dostarczane do transformatora obniżającego napięcie, na wyjściu którego jego wartość wynosi 18 woltów. Następnie, przechodząc przez mostek diodowy, prostuje się i opada na kondensator wygładzający C1 o pojemności 330 mikrofaradów. Napięcie na nim wynosi 24 V. Po podłączeniu akumulatora grupa styków przekaźnika znajduje się w pozycji otwartej. Układ U1 zasilany jest przez diodę Zenera VD6 stałym sygnałem równym 12 woltów.

Po naciśnięciu przycisku „Start” SK1 na 16. wyjście sterownika U1 odbierany jest stabilizowany sygnał poprzez rezystor R6. Klucz Q1 otwiera się i prąd przepływa przez niego do wyjść przekaźnikowych. Styki S3-12A zamykają się i rozpoczyna się proces ładowania. Dioda VD8 włączona równolegle do tranzystora zabezpiecza go przed przepięciem wywołanym wyłączeniem przekaźnika.

Zastosowany przycisk SK1 działa bez fiksacji. Po zwolnieniu cała moc jest dostarczana przez łańcuch VD7, VD6 i rezystancję ograniczającą R6. Zasilanie jest również dostarczane do diody LED1 LED przez rezystor R1. Zaświeci się dioda LED, sygnalizując rozpoczęcie procesu ładowania. Czas pracy mikroukładu U1 jest ustawiony na jedną godzinę pracy, po czym moc jest usuwana z tranzystora Q1 i odpowiednio z przekaźnika. Jego grupa kontaktowa pęka i prąd ładowania znika. Dioda LED1 gaśnie.

Ładowarka jest wyposażona w obwód zabezpieczający przed przegrzaniem. Takie zabezpieczenie realizowane jest za pomocą czujnika temperatury - termopary SA1. Jeśli podczas procesu temperatura osiągnie więcej niż 45 stopni Celsjusza, wówczas termopara będzie działać, mikroukład otrzyma sygnał i obwód ładowania ulegnie przerwaniu. Po zakończeniu procesu napięcie na zaciskach akumulatora osiąga 16,8 wolta.

Ta metoda ładowania nie jest uważana za inteligentną, Pamięć nie jest w stanie określić, w jakim stanie znajduje się akumulator. Z tego powodu żywotność baterii śrubokręta zmniejszy się ze względu na rozwój efektu pamięci. Oznacza to, że pojemność akumulatora zmniejsza się za każdym razem po naładowaniu.

Domowe urządzenia do ładowania

Samodzielne ładowanie wkrętarki 12 V jest dość proste, analogicznie do tego stosowanego w ładowarce Interskol. Aby to zrobić, będziesz musiał wykorzystać zdolność przekaźnika termicznego do przerwania styku po osiągnięciu określonej temperatury.

W obwodzie R1 i VD2 są czujnikiem przepływu prądu ładowania, R1 ma za zadanie chronić diodę VD2. Po przyłożeniu napięcia tranzystor VT1 otwiera się, przepływa przez niego prąd i dioda LED LH1 zaczyna świecić. Wartość napięcia spada na łańcuchu R1, D1 i jest przykładana do akumulatora. Prąd ładowania przepływa przez przekaźnik termiczny. Gdy tylko temperatura akumulatora, do którego podłączony jest przekaźnik termiczny, przekroczy dopuszczalną wartość, zadziała. Styki przekaźnika przełączają się i prąd ładowania zaczyna płynąć przez rezystancję R4, zapala się dioda LH2, sygnalizując koniec ładowania.

Obwód na dwóch tranzystorach

Z dostępnych elementów można wykonać kolejne proste urządzenie. Obwód ten działa na dwóch tranzystorach KT829 i KT361.

Wielkość prądu ładowania sterowana jest przez tranzystor KT361 do kolektora, do którego podłączona jest dioda LED. Tranzystor ten kontroluje również stan elementu kompozytowego KT829. Gdy tylko pojemność akumulatora zacznie rosnąć, prąd ładowania maleje, a dioda LED stopniowo gaśnie. Rezystancja R1 ustala maksymalny prąd.

Moment pełnego naładowania akumulatora zależy od wymaganego napięcia na nim. Wymaganą wartość ustawia się za pomocą rezystora zmiennego 10 kΩ. Aby to sprawdzić, należy przyłożyć woltomierz do zacisków podłączenia akumulatora, bez podłączania samego akumulatora. Jako źródło stałego napięcia stosuje się dowolny prostownik o natężeniu prądu co najmniej jednego ampera.

Korzystanie z dedykowanego chipa

Producenci śrubokrętów starają się obniżyć ceny swoich produktów, często osiąga się to poprzez uproszczenie obwodu pamięci. Ale takie działania prowadzą do szybkiej awarii samego akumulatora. Stosując uniwersalny mikroukład zaprojektowany specjalnie dla ładowarki MAXIM MAX713, można osiągnąć dobrą wydajność w procesie ładowania. Oto jak wygląda obwód ładowarki dla śrubokręta 18 V:

Układ MAX713 umożliwia ładowanie akumulatorów niklowo-kadmowych i niklowo-metalowo-wodorkowych w trybie szybkiego ładowania prądem do 4 C. Potrafi monitorować parametry akumulatora i w razie potrzeby automatycznie redukować prąd. Po zakończeniu ładowania obwód oparty na układzie scalonym praktycznie nie pobiera energii z akumulatora. Może przerwać swoją pracę z powodu upływu czasu lub zadziałania czujnika temperatury.

HL1 służy do wskazywania mocy, a HL2 służy do wyświetlania szybkiego ładowania. Konfiguracja schematu jest następująca. Na początek wybiera się prąd ładowania, zwykle jego wartość wynosi 0,5 C, gdzie C to pojemność akumulatora w amperogodzinach. Pin PGM1 podłączamy do dodatniej strony napięcia zasilania (+U). Moc tranzystora wyjściowego oblicza się ze wzoru P = (Uin - Ubat) * Izar, gdzie:

• Uin - najwyższe napięcie na wejściu;
• Ubat - napięcie akumulatora;
• Izar - prąd ładowania.

Rezystancje R1 i R6 oblicza się ze wzorów: R1=(Uin-5)/5, R6=0,25/Iładunek. Wybór czasu, po którym nastąpi wyłączenie prądu ładowania, ustalany jest poprzez podłączenie styków PGM2 i PGM3 do różnych wyjść. Zatem przez 22 minuty PGM2 pozostaje niepodłączone, a PGM3 jest podłączone do +U, przez 90 minut PGM3 jest podłączone do 16. odnogi układu REF. Gdy konieczne jest wydłużenie czasu ładowania do 180 minut, PGM3 jest zwierany za pomocą 12-nogowego MAX713. Najdłuższy czas wynoszący 264 minuty uzyskuje się podłączając PGM2 do drugiej nogi, a PGM3 do 12. nogi chipa.

Ładowanie wkrętarki bez ładowarki

Przywrócenie akumulatora bez pomocy ładowarki nie jest trudne, ale wielu nie wie, jak to zrobić. Akumulator wkrętarki można ładować bez ładowarki za pomocą dowolnego zasilacza o stałym napięciu. Jego wartość powinna być równa lub nieco większa od wartości napięcia ładowanego akumulatora. Na przykład w przypadku akumulatora 12 V można wziąć prostownik do ładowania samochodu. Za pomocą zacisków i przewodów połącz je ze sobą na trzydzieści minut, przestrzegając biegunowości i monitorując temperaturę akumulatora.

Można także udoskonalać i zasilać urządzenia wysokim napięciem za pomocą prostego zintegrowanego stabilizatora. Układ LM317 pozwala kontrolować sygnał wejściowy do 40 woltów. Będziesz potrzebował dwóch stabilizatorów: jeden jest włączony zgodnie z obwodem stabilizacji napięcia, a drugi - prąd. Taki schemat można również zastosować podczas przeróbki pamięci, która nie ma jednostek sterujących procesem ładowania.

Schemat działa po prostu. Podczas pracy na rezystorze R1 powstaje spadek napięcia, wystarczy, że zaświeci się dioda LED. Podczas ładowania prąd w obwodzie spada. Po chwili napięcie na stabilizatorze będzie małe i dioda LED zgaśnie. Rezystor Rx ustawia maksymalny prąd. Jego moc jest wybrana co najmniej 0,25 wata. Korzystając z tego schematu, bateria nie będzie mogła się przegrzać, ponieważ urządzenie wyłączy się automatycznie, gdy bateria będzie w pełni naładowana.

Często można spotkać się ze złymi radami, że akumulator można ładować mostkiem diodowym i żarówką o mocy 100 W. Jest to absolutnie niemożliwe, ponieważ nie ma izolacji galwanicznej, a oprócz śmiertelnego porażenia prądem istnieje duże prawdopodobieństwo eksplozji akumulatora.

Bez wątpienia elektronarzędzia znacznie ułatwiają nam pracę, a także skracają czas rutynowych czynności. Obecnie w użyciu są wszelkiego rodzaju wkrętaki samozasilające.

Rozważmy urządzenie, schemat i naprawę ładowarki akumulatora ze śrubokręta Interskol.

Najpierw spójrzmy na schemat obwodu. Jest on skopiowany z prawdziwej płytki drukowanej ładowarki.

Płytka drukowana ładowarki (CDQ-F06K1).

Część zasilającą ładowarki stanowi transformator mocy GS-1415. Jego moc wynosi około 25-26 watów. Liczyłem według uproszczonego wzoru, o którym już mówiłem.

Obniżone napięcie przemienne 18 V z uzwojenia wtórnego transformatora podawane jest na mostek diodowy poprzez bezpiecznik FU1. Mostek diodowy składa się z 4 diod VD1-VD4 typu 1N5408. Każda z diod 1N5408 może wytrzymać prąd przewodzenia o natężeniu 3 amperów. Kondensator elektrolityczny C1 wygładza tętnienia napięcia za mostkiem diodowym.

Podstawą obwodu sterującego jest mikroukład HCF4060BE, który jest 14-bitowym licznikiem z elementami głównego oscylatora. Steruje tranzystorem bipolarnym p-n-p S9012. Tranzystor jest ładowany na przekaźniku elektromagnetycznym S3-12A. W chipie U1 zaimplementowano rodzaj timera, który włącza przekaźnik na zadany czas ładowania - około 60 minut.

Gdy ładowarka jest podłączona do sieci i podłączony jest akumulator, styki przekaźnika JDQK1 są rozwarte.

Układ HCF4060BE zasilany jest diodą Zenera VD6 - 1N4742A(12 V). Dioda Zenera ogranicza napięcie z prostownika sieciowego do 12 woltów, ponieważ jego moc wyjściowa wynosi około 24 woltów.

Jeśli spojrzysz na schemat, nietrudno zauważyć, że przed naciśnięciem przycisku „Start” mikroukład U1 HCF4060BE jest pozbawiony napięcia - odłączony od źródła zasilania. Po naciśnięciu przycisku „Start” napięcie zasilania z prostownika jest dostarczane do diody Zenera 1N4742A przez rezystor R6.

Napięcie zasilania przez otwarty tranzystor S9012 jest dostarczane do uzwojenia przekaźnika elektromagnetycznego JDQK1. Styki przekaźnika zamykają się i akumulator jest zasilany. Rozpocznie się ładowanie akumulatora. Dioda VD8 ( 1N4007) omija przekaźnik i chroni tranzystor S9012 przed odwrotnym udarem napięcia, który występuje, gdy uzwojenie przekaźnika jest odłączone od zasilania.

Dioda VD5 (1N5408) chroni akumulator przed rozładowaniem w przypadku nagłego wyłączenia zasilania sieciowego.

Co się stanie po otwarciu styków przycisku „Start”? Schemat pokazuje, że gdy styki przekaźnika elektromagnetycznego są zwarte, napięcie dodatnie przez diodę VD7 ( 1N4007) jest podawany do diody Zenera VD6 przez rezystor gaszący R6. Dzięki temu układ U1 pozostaje podłączony do źródła zasilania nawet po rozwarciu styków przycisków.

Wymienna bateria.

Wymienna bateria GB1 to blok, w którym 12 ogniw niklowo-kadmowych (Ni-Cd) jest połączonych szeregowo, każde o napięciu 1,2 V.

Na schemacie elementy wymiennego akumulatora są zakreślone linią przerywaną.

Całkowite napięcie takiej baterii kompozytowej wynosi 14,4 wolta.

W akumulatorze wbudowany jest także czujnik temperatury. Na schemacie jest oznaczony jako SA1. W zasadzie jest podobny do wyłączników termicznych serii KSD. Oznaczenie wyłącznika termicznego JJD-45 2A. Konstrukcyjnie jest on zamocowany na jednym z elementów Ni-Cd i ściśle do niego przylega.

Jedno z wyjść czujnika temperatury jest podłączone do ujemnego bieguna akumulatora. Drugie wyjście podłączamy do osobnego, trzeciego złącza.

Algorytm obwodu jest dość prosty.

Po podłączeniu do sieci 220V ładowarka w żaden sposób nie pokazuje swojej pracy. Wskaźniki (zielona i czerwona dioda LED) nie świecą. Po podłączeniu akumulatora wymiennego zapala się zielona dioda LED, co oznacza, że ​​ładowarka jest gotowa do użycia.

Po naciśnięciu przycisku „Start” przekaźnik elektromagnetyczny zwiera swoje styki, a akumulator zostaje podłączony do wyjścia prostownika sieciowego, rozpoczyna się proces ładowania akumulatora. Czerwona dioda LED zaświeci się, a zielona dioda LED zgaśnie. Po 50 - 60 minutach przekaźnik otwiera obwód ładowania akumulatora. Zielona dioda LED zaświeci się, a czerwona dioda LED zgaśnie. Ładowanie zakończone.

Po naładowaniu napięcie na zaciskach akumulatora może osiągnąć 16,8 V.

Taki algorytm działania jest prymitywny i ostatecznie prowadzi do tzw. „efektu pamięci” w akumulatorze. Oznacza to, że pojemność baterii jest zmniejszona.

Jeśli zastosujesz prawidłowy algorytm ładowania akumulatora, na początek każdy z jego elementów musi zostać rozładowany do 1 wolta. Te. blok 12 akumulatorów należy rozładować do napięcia 12 woltów. W ładowarce do śrubokręta ten tryb nie zaimplementowano.

Oto charakterystyka ładowania jednego ogniwa akumulatora Ni-Cd 1,2 V.

Wykres pokazuje jak zmienia się temperatura ogniwa podczas ładowania ( temperatura), napięcie na jego zaciskach ( Napięcie) i ciśnienie względne ( ciśnienie względne).

Specjalistyczne kontrolery ładowania akumulatorów Ni-Cd i Ni-MH z reguły działają w oparciu o tzw metoda delta-ΔV. Z rysunku wynika, że ​​pod koniec ładowania ogniwa napięcie spada o niewielką wartość - około 10 mV (dla Ni-Cd) i 4 mV (dla Ni-MH). Na podstawie tej zmiany napięcia sterownik określa, czy element jest naładowany.

Ponadto podczas ładowania temperatura elementu jest monitorowana za pomocą czujnika temperatury. Na wykresie widać również, że temperatura naładowanego elementu wynosi około 45 0 Z.

Wróćmy do obwodu ładowarki od śrubokręta. Teraz jest jasne, że wyłącznik termiczny JDD-45 monitoruje temperaturę pakietu akumulatorów i przerywa obwód ładowania, gdy temperatura osiągnie gdzieś 45 0 C. Czasami dzieje się to zanim zadziała licznik czasu w układzie HCF4060BE. Dzieje się tak, gdy pojemność akumulatora spada z powodu „efektu pamięci”. Jednocześnie pełne naładowanie takiego akumulatora następuje nieco szybciej niż 60 minut.

Jak widać z obwodów, algorytm ładowania nie jest najbardziej optymalny i z czasem prowadzi do utraty pojemności elektrycznej akumulatora. Dlatego do ładowania akumulatora można wykorzystać uniwersalną ładowarkę, np. Turnigy Accucell 6.

Możliwe problemy z ładowarką.

Z biegiem czasu, z powodu zużycia i wilgoci, przycisk „Start” SK1 zaczyna działać słabo, a czasem nawet zawodzi. Wiadomo, że w przypadku awarii przycisku SK1 nie będziemy w stanie zasilić układu U1 i uruchomić timera.

Dioda Zenera VD6 (1N4742A) i układ U1 (HCF4060BE) również mogą ulec awarii. W takim przypadku po naciśnięciu przycisku ładowanie nie włącza się, nie ma żadnej sygnalizacji.

W mojej praktyce zdarzało się, że uderzyła dioda Zenera, multimetrem „zadzwoniła” jak kawałek drutu. Po wymianie ładowarka zaczęła działać prawidłowo. Do wymiany nadaje się dowolna dioda Zenera o napięciu stabilizacyjnym 12 V i mocy 1 wata. Diodę Zenera można sprawdzić pod kątem „przebicia” w taki sam sposób, jak diodę konwencjonalną. O sprawdzeniu diod już mówiłem.

Po naprawie należy sprawdzić działanie urządzenia. Naciśnięcie przycisku rozpoczyna ładowanie akumulatora. Po około godzinie ładowarka powinna się wyłączyć (zaświeci się kontrolka „Sieć” (zielona). Wyjmujemy akumulator i dokonujemy „kontrolnego” pomiaru napięcia na jego zaciskach. Akumulator należy naładować.

Jeżeli elementy płytki drukowanej są sprawne i nie budzą podejrzeń, a tryb ładowania nie włącza się, należy sprawdzić wyłącznik termiczny SA1 (JDD-45 2A) w akumulatorze.

Układ jest dość prymitywny i nie sprawia problemów w diagnozowaniu awarii, a nawet naprawie

Narzędzia bezprzewodowe do działania korzystają z baterii. Naturalnie od czasu do czasu konieczne jest uzupełnienie zużytych zapasów. Proces ten nazywa się ładowaniem. W procesie ładowania i rozładowywania w akumulatorze zachodzą odwracalne reakcje chemiczne, które determinują zasadę jego działania.

Rodzaje urządzeń do ładowania

Wykonując tę ​​samą funkcję, ładowarki mają różne opcje struktury wewnętrznej. W zależności od rodzaju konwersji napięcia w zasilaczu domowym konstrukcje wkrętaków ładujących różnią się w następujący sposób:

• transformator;
• Falownik (impuls).

Najpierw pojawiły się urządzenia transformatorowe, ponieważ wymagały najprostszej podstawy elektronicznej. Klasyczna konstrukcja urządzenia obejmuje:

• Transformator;
• Mostek prostowniczy;
• pojemność filtra;
• stabilizator prądu;
• Obwód sterujący.

Niezależnie od rodzaju stabilizatora i dodatkowych opcji, ładowarki transformatorowe łączy taka wada, jak duże wymiary i waga. Wynika to z faktu, że wskaźniki masy i wielkości transformatora rosną proporcjonalnie do mocy produktu. W związku z tym ładowarki, które mają akceptowalną wagę i wymiary, są w stanie zapewnić niskie wartości prądu ładowania, a proces ładowania zajmuje dużo czasu.

Urządzenia typu inwerterowego wykorzystujące konwersję napięcia wejściowego na prąd o wysokiej częstotliwości są wolne od tej wady. Takie podejście pozwala na zastosowanie transformatorów o małych gabarytach, pracujących z dużymi wartościami mocy. Przy wymiarach znacznie mniejszych niż konstrukcje transformatorów, falowniki są w stanie generować znaczny prąd ładowania. Czas ładowania akumulatora zostaje skrócony do jednej godziny lub mniej.

Dodatkowe funkcje

Najprostsza ładowarka (ładowarka) nie monitoruje stanu akumulatora. Wszystko to jest przypisane do użytkownika. W rezultacie regularne niedoładowanie, długotrwałe ładowanie, nieoptymalny proces ładowania, wszystko to prowadzi do gwałtownego skrócenia żywotności akumulatora. Tego typu układy stosowane są tylko w najtańszych modelach wkrętaków i nie można ich polecać do zakupu.

Droższe modele mają wbudowany kontroler ładowania lub timer wyłączający. Akumulator jest ładowany do osiągnięcia wymaganej pojemności lub po upływie określonego czasu. W tym drugim przypadku możliwe jest niedoładowanie, ale wykluczone jest długotrwałe zasilanie napięciem. Poziom naładowania jest monitorowany poprzez poziom napięcia akumulatora. Większość typów narzędzi ze średniej kategorii cenowej wykorzystuje właśnie takie modele pamięci.

Najbardziej zaawansowane modele mają obwód kontrolera ładowania oparty na zastosowaniu mikrokontrolera. W tym przypadku oprócz samego ładunku stosuje się wstępny wyładunek niezupełnie rozwiniętych elementów i to do ściśle określonej wartości. Procedura ta eliminuje efekt „pamięci” charakterystyczny dla baterii alkalicznych i pomaga wyrównać pojemność poszczególnych ogniw baterii. Akumulator ładowany jest według określonego algorytmu, zgodnie z wymaganiami producenta.

Poziom naładowania jest kontrolowany przez napięcie akumulatora. Stosowana jest metoda delta. Opiera się to na specyfice akumulatorów Ni-Cd i Ni-MH polegającej na pewnym spadku napięcia po pełnym naładowaniu. Obwód sterownika reaguje na spadek napięcia po upływie czasu i odcina prąd ładowania.

Ładowarka do wkrętaka z mikrokontrolerem będzie kosztować dużo, ale jednocześnie znacząco wydłuży żywotność drogiego akumulatora i skróci czas pełnego ładowania. Ten typ kontrolera ładowania jest dostarczany z drogimi, profesjonalnymi modelami śrubokrętów.

Napięcie ładowania i współczynnik kształtu

Producenci nie mają jednej normy dotyczącej napięcia zasilania narzędzi. Z jednej strony niskie napięcie akumulatora zmniejsza jego koszt poprzez zmniejszenie liczby ogniw, z drugiej strony akumulatory o wyższym napięciu mają szereg zalet:

• Wyższa moc urządzenia;
• Przy tej samej mocy pobierany prąd maleje;
• Wydłuża żywotność baterii pomiędzy ładowaniami.

Zwiększona liczba elementów zwiększa koszt narzędzia, dlatego takie podejście jest typowe dla producentów wysokiej jakości i drogiego sprzętu.

Notatka! Jeśli waga narzędzia jest ważna, należy preferować produkty niskonapięciowe. Wkrętaki 18 V mają największą wagę. Wyjątkiem są akumulatory litowo-jonowe, ale można je znaleźć tylko w najdroższych modelach narzędzi.

Ponieważ pole elektromagnetyczne akumulatorów Ni-Cd i Ni-MH ma ściśle określoną wartość, a mianowicie 1,2 V, wówczas napięcie akumulatorów ogniw zostaje zredukowane do szeregu kilku wartości:

• 10 akumulatorów - 12,0 V;
• 11 akumulatorów - 13,2 V;
• 12 akumulatorów - 14,4 V;
• 13 akumulatorów - 16,6 V;
• 14 akumulatorów - 17,8 V.

Można spotkać inne wartości, zarówno w dół, jak i w górę, ale rzadko.

Dla uproszczenia wielu producentów podaje zaokrągloną wartość napięcia akumulatora. Na przykład akumulator z 14 ogniwami często ma oznaczenie 18 woltów i 10 – 12 woltów.

Baterie wkrętakowe różnią się nie tylko napięciem, ale także kształtem elementów złącznych i rozmieszczeniem zacisków. Wynika z tego ważny wniosek.

Ważny! Różne akumulatory i urządzenia do ich ładowania nie są ze sobą kompatybilne. Wyjątkiem są produkty tego samego producenta, które zostały stworzone z myślą o kompatybilności.

Ulepszenia ładowarek

Zwykle wykonuje się samodzielne przeróbki standardowych ładowarek do śrubokręta w celu poprawy ich właściwości. Najłatwiej poddające się modyfikacjom są konstrukcje typu transformatorowego, w których zmienia się jedynie obwód sterujący i zarządzający. Wymiana falownika jest znacznie trudniejsza. W większości przypadków rewizja wymaga całkowitej wymiany wewnętrznego „wypełnienia” urządzenia.

Z reguły blokom ładowania najniższej kategorii cenowej poddawane są zmiany. Główne opcje wprowadzone do przeprojektowanego projektu to – Jest to kontrola poziomu naładowania i automatyczne wyłączanie. Przeróbki tego typu, wykonane przy użyciu obwodów analogowych, nie są szczególnie trudne i są dostępne dla początkującego i przeciętnego radioamatora.

Wytwarzanie bardziej skomplikowanych konstrukcji, sterowanych mikrokontrolerem, jest możliwe tylko dla doświadczonych rzemieślników, a poza tym nie ma to większego sensu. Jak już wspomniano, najprostsze urządzenia są produkowane odpowiednio dla tanich modeli narzędzi, a jakość akumulatorów w nich nie jest porównywalna. Zysk na niezawodności akumulatorów, wydłużenie ich żywotności okaże się nieproporcjonalne do kosztów takiej przeróbki ładowarki.

Naprawa

Podobnie jak przeróbka, naprawa ładowarki do śrubokręta wymaga pewnej wiedzy z zakresu radiotechniki. Bez doświadczenia możesz wymienić łączące przewody zasilające i bezpieczniki. Należy zauważyć, że takie awarie zajmują jedno z głównych miejsc pod względem częstotliwości. Brak wskazania naładowania i zasilania zwykle wiąże się z przerwanym przewodem lub przepalonym bezpiecznikiem. Obie usterki są wykrywane poprzez wybieranie za pomocą omomierza.

Poważniejszą naprawę wkrętarki ładującej, szczególnie w drogich konstrukcjach, utrudnia brak schematu elektrycznego.

Ważny! Samodzielna lub niewykwalifikowana naprawa ładowarek do akumulatorów litowo-jonowych jest obarczona pożarem, a nawet eksplozją akumulatora, ponieważ tego typu akumulatory są niezwykle wrażliwe na warunki ładowania.

Wideo

Śrubokręt to narzędzie, które ma prawie każdy domowy rzemieślnik. Podobnie jak inne urządzenia elektryczne wymaga podłączenia do sieci lub gromadzi ładunek. Ostatnia opcja jest najczęstsza. Wymienna bateria wymaga ładowarki. Zwykle jest w zestawie. Jednak, jak każde inne urządzenie, ładowanie za śrubokręt nie jest odporne na stłuczenie. Aby przywrócić narzędzie do działania, będziesz musiał kupić zamiennik lub wykonać go samodzielnie.

Rodzaje

Istnieje wiele ładowarek odpowiednich dla określonych marek i modeli narzędzi. Wszystkie z nich można podzielić na główne typy.

Analogowy z wbudowanym zasilaczem

Analog z wbudowanym zasilaczem - dość poszukiwany. Ten tłumaczy się niskim kosztem. Zwykle nie należą one do sprzętu profesjonalnego, szybko ulegają awarii i „gwiazd z nieba jest za mało”. Minimalnym zadaniem, które z reguły stawiają ich producenci, jest uzyskanie stałego napięcia i obciążenia prądowego niezbędnego do pracy.

Urządzenia działają na zasadzie stabilizatora. Możesz to zrobić samodzielnie, korzystając ze schematu poniżej. Aby pracować, musisz pamiętać:

1. Napięcie na wyjściu ładowarki jest wyższe niż napięcie znamionowe akumulatora.
2. Nadaje się do każdego typu baterii.
3. Możesz użyć zwykłej płytki drukowanej.
4. Takie stabilizatory stosują zasadę kompensacji: niepotrzebna energia, ciepło jest usuwane. Aby go rozproszyć, możesz wziąć na przykład miedziany grzejnik. Powierzchnia - 20 cm².
5. Transformator wejściowy (Tr1) zmienia napięcie z 220 na 20 V. Jego moc zależy od prądu i napięcia na wyjściu.
6. Prąd jest prostowany przez mostek diodowy (VD1).
7. Możesz pożyczyć rozwiązanie producentów: montaż diod Schottky'ego.
8. Po wyprostowaniu prąd pulsuje, co jest szkodliwe. Do wygładzania potrzebny jest kondensator elektrolityczny (C1).
9. KR142EN służy jako stabilizator. Dla 12 V jego indeks wynosi 8B.
10. Zarządzanie - w oparciu o tranzystor (VT2) i rezystory (tuning).
11. Automatyczne wyłączanie po ładowaniu zwykle nie jest zapewniane. Wymagany czas będziesz musiał sam określić. Alternatywnie można użyć obwodu zawierającego diodę (VD2) i tranzystor (VT1). Po naładowaniu dioda LED (HL1) gaśnie. Istnieją poważniejsze opcje z przełącznikiem i kluczem elektronicznym, które wyłączają się automatycznie.

Jeśli narzędzie jest budżetowe, obwód jego „natywnej” ładowarki może być prostszy. Nic dziwnego, że takie produkty szybko zawodzą. Czasami stosunkowo nowy śrubokręt pozostaje bez ładowania. Korzystając ze schematu omówionego powyżej, możesz odpowiedzialnie podejść do problemu, a urządzenie najprawdopodobniej wytrzyma dłużej niż zakupione. Odpowiedni transformator i stabilizator dobierany jest indywidualnie dla konkretnego wkrętaka.

Analog z jednostką zewnętrzną, jak sama nazwa wskazuje, składa się z:

Blok - zwykły, zawiera:

• transformator;
• mostek diodowy;
• prostownik;
• filtr kondensatorowy.

Konstrukcje fabryczne zwykle nie mają radiatora. Jego rolę może pełnić rezystor dużej mocy. Jedną z typowych przyczyn awarii są warunki termiczne.

Aby naprawić sytuację, musisz najpierw sprawdzić, czy zasilacz działa. Jeśli działa, uzupełnia się go o schemat sterowania, jeśli nie, poszukiwany jest inny. Jest całkiem odpowiedni na przykład z laptopa. Ma wyjście 18V, co w zupełności wystarczy. Pozostałe szczegóły są zwykle łatwe do znalezienia. Kosztują bardzo niewiele, można pożyczyć od innego sprzętu.

Schemat bloku sterującego pokazano poniżej. Do wzmocnienia zastosowano tranzystor KT817, KT818. Potrzebujesz grzejnika. Przybliżona powierzchnia wynosi 30-40 cm². Stracone zostanie tutaj do 10 W

Wielu chińskich producentów stara się oszczędzać dosłownie na każdym drobiazgu. Należy tego unikać, jeśli potrzebna jest mniej lub bardziej przyzwoita jakość. W domowym obwodzie znajduje się trymer 1 kOhm. Konieczne jest dokładne ustawienie prądu. Wyjściem jest rezystor 4,7 oma. Rozprasza ciepło. Dioda LED poinformuje Cię o zakończeniu ładowania

Powstała tablica kontrolna ma mniej więcej rozmiar pudełka zapałek. Pasuje idealnie do fabrycznego pudełka. Nie ma potrzeby wyjmowania radiatora z tranzystora. Wystarczający ruch powietrza wewnątrz obudowy

Puls

Urządzenia analogowe ładują się długo: średnio 3-5 godzin. Chociaż do celów domowych nie jest to przerażające. Kolejna sprawa to sfera zawodowa, gdzie „czas to pieniądz”. Jest taka produkcja - odpowiednio w zestawie zwykle dwa akumulatory.

Profesjonaliści często korzystają z ładowarek impulsowych. Oni posiadać inteligentny schemat kontroli procesu. Czas pełnego ładowania robi wrażenie: około godziny. Oczywiście można zrobić taką samą szybką ładowarkę analogową, ale wtedy jej waga i wymiary będą imponujące.

Urządzenia impulsowe są kompaktowe i bezpieczne. Wysoka jakość wymaga przemyślanego, złożonego schematu. Można to jednak powtórzyć. Poniższy obwód jest odpowiedni dla akumulatorów NiCd z trzecim pinem sygnałowym.

Zastosowano dobrze znany kontroler MAX713. Napięcie wejściowe -25 V. Zasilanie - proste, więc jego schematu nie ma tutaj.

Powstała ładowarka do śrubokręta „wyróżnia się inteligencją i pomysłowością”. Sprawdza napięcie i włącza tryb ładowania boost. Bateria jest gotowa po około 1-1,5 godzinach. Schemat pozwala wybrać:

• napięcie ładowania;
• Typ Baterii.

Wskazuje wartość rezystora (R 19) dla trybów przełączania i położenie zworek. Korzystając z proponowanego rysunku, możesz naprawić awarię. Dodatkową zachętą będzie kwestia finansowa. Oszczędzanie co najmniej dwa razy.

Ładowanie przy uszkodzonym akumulatorze

Czasami zdarza się, że sam śrubokręt działa, ale bateria jest zepsuta. Istnieje kilka opcji rozwiązania problemu:

Modele o różnym napięciu

Nie wystarczy zdecydować się na rodzaj ładowarki i markę producenta, aby dokonać zakupu, trzeba także znać napięcie, jakie posiada Twój śrubokręt. Najpopularniejsze opcje to 12, 14 i 18 V.

Ładowarki 12 V

Obwód może składać się z tranzystorów do 4,4 pF. Można to zobaczyć na schemacie ładowarki dla śrubokręta 12 V. Przewodność w obwodzie - 9 mikronów. Potrzebne kondensatory do kontrolowania skoków zegara. Stosowane rezystory to zazwyczaj rezystory polowe. Ładowarki tetrodowe posiadają dodatkowy rezystor fazowy. Chroni przed drganiami elektromagnetycznymi.

Ładowarki 12V pracują z rezystancją do 30 omów. Często można je znaleźć na bateriach 10 mAh. Wśród znanych producentów częściej używana jest Makita.

Ładowarki 14 V

Ze schematu wynika, że ​​do ładowania przy napięciu 14 V potrzeba pięciu tranzystorów. Inne cechy obwodu:

• mikroukład nadaje się tylko do czterech kanałów;
• kondensatory - impulsowe;
• do pracy z akumulatorami 12 mAh potrzebne są tetrody;
• dwie diody;
• przewodność - około 5 mikronów;
• średnia pojemność rezystora nie jest większa niż 6,3 pF.

Urządzenia stworzone według schematu wytrzymują prąd do 3,3 A. Wyzwalacze rzadko są zawarte w obwodzie. Wyjątkiem są produkty Bosch. W produktach Makita przerzutniki z powodzeniem zastępuje się rezystorami falowymi.

Ładowarki na 18 V

Ładowarka śrubokrętowa 18 V wykorzystuje w obwodzie wyłącznie tranzystory typu przejściowego. Inne cechy produktu obejmują:

• trzy kondensatory;
• mostek tetrodowy i diodowy;
• wyzwalacz siatki;
• przewodność prądu wynosi około 5,4 mikrona, czasami w celu jej zwiększenia stosuje się rezystory chromatyczne.

Zastosowanie transceiverów o wysokiej przewodności jest cechą krajowej firmy Interskol. Obciążenie prądowe może sięgać nawet 6 A. Makita często wykorzystuje w swoich modelach wysokiej jakości tranzystory dipolowe.

Niezależnie od tego, jakiego producenta wkrętaka wybierzemy, problem wymiany ładowarki można łatwo rozwiązać. Aby to zrobić, wystarczy poznać przynajmniej niektóre funkcje swojego instrumentu.

Kupiłem tani chiński śrubokręt SKIL-2007, akumulator 14,4 V - 1,2 A/h, w zasadzie można normalnie pracować, ale okazało się, że ma dwie wady. Po pierwsze - nie ma regulacji prędkości obrotowej, szybko sobie z tym poradziłem, założyłem włącznik z regulatorem prędkości, po drugie, nie ma wskaźnika zakończenia ładowania. W zestawie znajdują się dwa akumulatory i prosta ładowarka, wykonane w formie dwóch oddzielnych części. W małej obudowie, wpinanej do gniazdka, znajduje się transformator z prostownikiem, który na wyjściu wytwarza napięcie 18 V 200 mA, z którego wystaje kawałek drutu z wtyczką. Druga część to sama ładowarka ze wskaźnikami, oto jej schemat - rys.1.

Zielona dioda LED sygnalizuje, że urządzenie jest podłączone do sieci. Kolor czerwony wskazuje, że akumulator jest ładowany i będzie się świecić, dopóki akumulator będzie podłączony do ładowarki. Według paszportu czas ładowania wynosi 3-5 godzin. Jako że przy pomocy tej ładowarki nie da się zapanować nad zakończeniem ładowania, postanowiłem uzupełnić ją o własną. Wyszukiwania w Internecie nic nie dały, natknąłem się na zbyt zawiłe sterowniki, program, dla którego wysyłany jest za opłatą, lub schematy, według których opłata jest określana na podstawie jasności diody LED, ale to też nie jest najlepsze opcja, ponieważ w dzień w świetle słonecznym jasność wydaje się mała, ale duża w ciemności.

Postanowiłem zrobić prosty, niezawodny wskaźnik ładowania akumulatora z dostępnych części. Za podstawę wziąłem wskaźnik napięcia samochodu (znalazłem go na półkach w garażu), są jeszcze w sprzedaży, jest to cylindryczna obudowa wsuwana do gniazda zapalniczki samochodowej, na końcu znajdują się trzy diody LED ułożone w rząd, czerwony na krawędziach, zielony w środku. Oto jego schemat (ryc. 2.) I dane paszportowe.

Kontrolowane zakresy napięć:

• czerwona dioda LED VD3 - 12 V;
• zielona dioda LED VD4 - od 12,5 do 14,5 V;
• czerwona dioda LED VD4 - ponad 15 V.

Wspólne strefy świecenia:

• czerwony VD3 i zielony VD4 - od 12,0 do 12,5 V;
• czerwony VD2 i zielony VD4 - od 14,5 do 15,0 V.

Ten obwód bez zmian nadaje się do śrubokręta 12 V. Nie zawiera rzadkich części i może być łatwo zmontowany przez początkującego radioamatora.

W mojej śrubokrętce napięcie w pełni naładowanego akumulatora stojącego na ładowaniu wynosi 16,5...16,8 V, wyżej nie wzrośnie, mimo że będzie ładowane przez jeden dzień. Przeróbka kierunkowskazu samochodu przebiega następująco: obudowę demontujemy i wyrzucamy, pozostawiając płytkę 16x38 z trzema diodami LED. Dioda Zenera VD1, zastąpiona przez D814G, zamiast R2, zainstaluj zmienny rezystor 1 kOhm.

Ustawianie: na wejście „±” wskaźnika podłączamy zasilacz o regulowanym napięciu do 20 V. Na wyjściu zasilacza ustawiamy napięcie na 16,5 V i obracamy suwakiem rezystora zmiennego tak, aby tylko zapala się zielona dioda LED, gdy tylko czerwona dioda VD3 zgaśnie, obrót zostaje zatrzymany. To kończy konfigurację.

Otrzymałem następujące wartości ładowania: Czerwony VD3 - do 15 V (akumulator jest rozładowany). Czerwony VD3 i zielony VD4 - 15 ... 16,5 V (naładowanie 50-80%).

Zielony VD3 - 16,5 - 19,3 (100% naładowania). Czerwony VD2 - ponad 19,3 V (ten wskaźnik praktycznie nie jest używany).

Następnie zamiast rezystora zmiennego ustawić stały, w moim przypadku wyszło R2 = 470 Ohm, ale można też zostawić konstrukcyjny. wskaźnik podłącza się do standardowej ładowarki do zacisków „±” akumulatora. W obudowie wierci się trzy otwory na diody LED, a wskaźnik wkłada się do obudowy ładowarki, jest tam dużo miejsca i są one zamocowane. Wszystko, co rodzime, pozostaje na swoim miejscu.

Gdy ładowarka jest włączona bez akumulatora, świeci się VD2. Wkładamy rozładowany akumulator do ładowarki, VD2 gaśnie, zapala się kontrolka VD3 w trakcie ładowania, gdy napięcie osiągnie 15 V, zaczyna świecić zielona kontrolka VD4, a jasność VD3 maleje, aż w końcu gaśnie czerwona VD3, i zielona dioda VD4 zaświeci się pełnym blaskiem, ładowanie można uznać za zakończone.

W efekcie tego dołączenia do ładowarki ładowanie zamiast 3-5 godzin według paszportu kończy się dużo wcześniej. W każdej chwili, na podstawie świecenia się wskaźników, można określić, na jakim etapie znajduje się akumulator. Zgodnie z metodą strojenia obwód ten nadaje się również do innych ładowarek, dla innego napięcia. Aby to zrobić, akumulator jest w pełni naładowany, zgodnie z instrukcją, przez 3-5 godzin, a następnie bez wyjmowania akumulatora z ładowarki mierzy się napięcie w pełni naładowanego akumulatora. Napięcie to ustawia się na wyjściu regulowanego zasilacza i dobierając diodę Zenera VD1 i rezystor R2, wskaźnik działa wyraźnie, jak wspomniano powyżej.