Компактный блок питания для шуруповёрта в отсеке аккумулятора. Блок питания для аккумуляторного шуруповерта

Изготовление БП на базе аккумуляторного отсека шуруповерта

Исходные данные

Имеем в наличии два китайских аккумуляторных шуруповерта. Аккумуляторный отсек присутствует только у одного из них; да и тот, за давностью лет, к сожалению, перестал держать заряд. Покупать новый аккумуляторный отсек или заменять аккумуляторы не представлялось экономически целесообразным ввиду того, что стоимость его стоимость зачастую сравнима со стоимостью нового аналогичного шуруповерта.Результат выполненных работПришедшая в негодность внутренность аккумуляторного отсека

Задача

Сделать модернизацию аккумуляторного блока для получения удобного в пользовании БП от сетевого напряжения с небольшими финансовыми затратами. В итоге вышло порядка 7 долларов, так как многое было в наличии.

Изготовление БП

Перечень использованных элементов:

Понижающий трансформатор 220/12 (был в наличии)
Диодный мост КВРС 2510 (1,5 доллара)
Регулируемый стабилизатор напряжения 20А (3 доллара)
Конденсатор 10000мкФ/25В (1 доллар)
Два диода (были в наличии)
Сетевые разъемы 4 штуки (1 доллар)
Вентилятор 12В (был в наличии)
Радиатор (был в наличии)

Перечень необходимых инструментов, помимо стандартных:

Строительный фен с регулировкой температуры — для выдавливания нужной формы пластмассового корпуса
Мини-дрель гравер — для шлифовки и доводки отверстий под штекера
Паяльник 100Вт — для правки пластмассы
Три струбцины для выдавливания

Последовательность работ:

Делаем отверстия под штека

Для этого используем мощный паяльник 100Вт. Пластик хорошо плавится. Остатки удаляем круглогубцами и до необходимой формы отверстия дорабатываем мини-дрелью с необходимыми насадками.

Аналогичным образом делаем отверстия для оставшихся двух штекеров.

Монтаж трансформатора Ввиду того, что имеющийся в наличии трансформатор, немного (на 4 мм) не входил в аккумуляторный отсек, то было решено увеличить последний путем выдавливания при нагревании пластмассы. ABS-пластик заметно размягчается после 100 градусов по Цельсию.

Закрепляем блок вместе с трансформатором с помощью трех струбцин и остатков ДСП. Постепенно подогреваем строительным феном пластик и подкручиваем параллельно ручки струбцин. Добиваемся нужной степени выдавливания и даем пластику остыть. После этого снимаем нагрузку.

В результате получаем приемлемую форму блока.

Монтаж и тестирование «электронной начинки» Схема соединения элементов достаточно проста.

Трансформатор — диодный мост — стабилизатор напряжения — конденсатор.

На транзистор был закреплен радиатор для отвода тепла. Дополнительно подключен вентилятор для улучшения циркуляции воздуха. Также впоследствии сделал десяток отверстий в корпусе для улучшения циркуляции воздуха. Конденсатор был помещен в вертикальную часть блока. Напряжение на выходе было выставлено 14,4В

Штекера и защита от переполюсовки в корпусах шуруповертов В проводку внутри шуруповертов был добавлен диод для защиты от переплюсовки.

Финишные фото

Результат

Напряжение питания на выходе БП без нагрузки = 14,4В. На холостом ходу при подключении одного шуруповерта =12,8В (ток 1,3А) В рабочем режиме ток приближается к 3А.

На холостом ходу при подключении двух шуруповертов =10,2В

Для использования БП были спаяны три кабеля питания длиной: 2,7 м, 4,9 м, 10,4 м. Падение напряжения при их использовании соответственно: 0,2В — 0,3В — 0,9В (при холостом ходу, т.е. ток 1,3А)

Температурный режим при работе двух шуруповертов в режиме ХХ в течении трем минут удовлетворительный. Температура поднялась до 55 градусов по Цельсию.

Видео (фотоколлаж), отображающее процесс изготовления:

Видео, отображающее процесс демонстрации работы:

P.S. Есть подозрение, что в посте слишком много фото. Если так и есть — прошу извинить. Первый пост — не совсем понятно в каком объеме нужно все излагать и показывать.

habrahabr.ru

Компактный блок питания для шуруповёрта в отсеке аккумулятора

Аккумуляторный шуруповерт – удобный и необходимый в хозяйстве инструмент. При эксплуатации «от случая к случаю», он может верой и правдой служить многие годы. К сожалению, через 2-3 года, даже при не очень интенсивной эксплуатации, аккумуляторы шуруповерта практически полностью теряют свою емкость. Исправный инструмент, а пользоваться нельзя… Что делать? Выбросить и купить новый. Самое разумное решение, если Вы эксплуатируете щуруповерт профессионально. А если он бывает нужен всего лишь несколько раз в году – починить забор, повесить полку и т.п. Рука не поднимается выбросить исправный аккумуляторный шуруповерт. Поиск в Интернете показал, что эта проблема волнует многих. Как же предлагают поступить в данной ситуации экономные россияне и жители братских республик.

Первое, самое очевидное решение — использовать внешний аккумулятор для питания шуруповерта. Старый автомобильный или герметичный свинцово-кислотный от ИБП. Но проблема в том, что шуруповерт даже на холостом ходу потребляет 1,5…3 А, а под полной нагрузкой потребляемый ток превышает 10 А. Придется использовать либо толстые, либо короткие соединительные провода. И то и другое неудобно. Разве что работать с аккумулятором в рюкзаке…

Второе решение – сетевой блок питания шуруповерта. Ведь в большинстве случаев работы ведутся в пределах досягаемости электрической розетки. Несколько теряется мобильность, но зато щуруповерт постоянно готов к работе. В качестве блока питания можно использовать обычный трансформатор с выпрямителем. Просто, но тяжело и громоздко. Компьютерный блок питания легче, но проблема с проводами остается. Кроме того, стабилизированный блок питания при работе на коллекторный электродвигатель с резко меняющейся нагрузкой и искрящими щетками может вести себя непредсказуемо.

Самое разумное, на мой взгляд, смонтировать сетевой блок питания в аккумуляторном отсеке шуруповерта. Кабель питания в этом случае может быть небольшого сечения, гибкий и легкий. При необходимости можно использовать стандартный сетевой удлинитель. Сложность в том, что места в аккумуляторном отсеке очень мало. Тем не менее, задача вполне выполнима. Подобная конструкция описана в журнале «Радио» №7 за 2011г. – К. Мороз. Сетевой блок питания для шуруповерта. Эта статья растиражирована на многих сайтах, но практическая проверка описанной в ней конструкции показала, что электронный трансформатор для галогенных ламп, который предлагает использовать автор, – не лучшее, в данном случае решение.

Генератор с самовозбуждением на двух транзисторах хорошо работает на активную нагрузку, а вот искрящий коллектор и резко меняющаяся нагрузка – тяжелое испытание для него. В общем, после выгорания нескольких транзисторов я отказался от дальнейших экспериментов с электронным трансформатором.

Собранный по предложенной схеме блок питания предназначен для установки в аккумуляторный отсек шуруповерта на 12 или 14 В, в котором находилось 10 или 12 никель-кадмиевых аккумуляторов. Схема блока показана на рисунке.

Учитывая, что это должна быть простая и дешевая конструкция «выходного дня» я слегка доработал авторский вариант. С целью экономии места исключил сетевой фильтр. Это конечно плохо, но учитывая, что пользоваться шуруповертом планирую не часто, и в основном вдали от радиоаппаратуры, вполне допустимо. Не хватило места также и для резистора, ограничивающего зарядный ток конденсаторов в момент включения в сеть. Тоже не очень хорошо, но оправдания те же самые…

В схеме максимально использованы детали от старого компьютерного блока питания. Это выпрямительный мостик VD1, конденсаторы C1, C2, трансформатор T1 и диодная сборка VD4. Силовые транзисторы тоже можно использовать от компьютерного блока питания, но они должны быть обязательно полевыми. В моем блоке они оказались биполярными, пришлось приобрести рекомендованные автором IRF840.

Еще одно упрощение – использование обычного выпрямителя VD4 на диодах Шоттки, вместо предлагаемого автором «хитрого» синхронного выпрямителя. Замечу, что необходимо использовать диодную сборку именно из диодов с барьером Шоттки. Отличить ее от обычной можно, если измерить мультиметром в режиме прозвонки прямое падение напряжения на диодах. На диодах Шоттки падает не более 0,2 В, тогда как на обычных диодах около 0,6 В. Учитывая ограниченные размеры радиатора нагрев обычных диодов будет недопустимым.

Ну и, наконец, питание микросхемы DD1 осуществляется через обычный гасящий резистор R3. Автор использует для этого еще одну «хитрую» схему – питание берется с точки соединения транзисторов VT3, VT4 через гасящий конденсатор и дополнительный выпрямитель на диодах. Сложно в наладке – надо довольно точно подбирать емкость конденсатора, он должен быть высоковольтным и термостабильным. Есть вероятность сжечь DD1.

В процессе обсуждения на форуме родился еще один вариант схемы питания – с дополнительной обмотки трансформатора. Это самый лучший вариант, бесполезный нагрев элементов минимален. Но на трансформаторе нужна дополнительная изолированная обмотка на 20-30 В.

Трансформатор – это самый важный элемент схемы блока питания шуруповерта, от качества его изготовления на 90% будет зависеть Ваше мнение об умственных способностях автора разработки. Если использовать первое попавшееся ферритовое кольцо неизвестной марки, ничего хорошего не получится. Кроме магнитной проницаемости у феррита есть и другие параметры, которые очень важны в данном случае. Необходимо использовать специально предназначенный для работы в сильных магнитных полях феррит, например от трансформаторов импульсных блоков питания компьютеров, телевизоров и др. аппаратуры мощностью не менее 200 Вт. Технология намотки тоже очень важна, автор подробно описывает, как должны быть расположены обмотки на сердечнике.

Я поступил проще – использовал готовый трансформатор от старого компьютерного блока питания. Он как раз подходит по всем параметрам. Лучше раскурочить старый блок мощностью 200-250 Вт, в нем высота трансформатора равна 35 мм – как раз помещается в аккумуляторном отсеке. Трансформаторы от более мощных блоков имеют большую высоту и не помещаются в моем корпусе.

Перед выпаиванием трансформатора нужно внимательно рассмотреть, как соединяются его обмотки и с каких выводов запитан выпрямитель +5 В. Тут возможны варианты, может потребоваться небольшая коррекция чертежа печатной платы блока питания шуруповерта. Обращаю внимание, что используется именно 5-и вольтовая обмотка, амплитуда напряжения на ней как раз около 12 В. Другие обмотки не используются.

А вот намотать на такой трансформатор дополнительную обмотку или изменить число витков существующих, к сожалению не получится. Трансформатор залит эпоксидкой и при его разборке велика вероятность сломать сердечник.

В микросхеме IR2153D между выводами 1 и 4 установлен стабилитрон на 15,6 В, поэтому питание нужно подавать обязательно через токоограничивающий резистор. Показанный на схеме пунктиром диод VD5 необходим только при использовании IR2153 без индекса «D». Конденсаторы C1, C2 можно заменить одним – 100…150 МК, 400 В. При его приобретении определяющий параметр – высота, желательно не более 35 мм, иначе может не поместиться в корпус.

Резистор R3 составлен из 4-х последовательно включенных по 8,2К, 2 Вт. Его номинал желательно подобрать при наладке так, чтобы при минимально возможном напряжении в сети, напряжение на конденсаторе C4 не падало ниже 11 В. Для уменьшения бесполезного нагрева номинал этого резистора должен быть максимально возможным, если его уменьшить, просто увеличится ток через этот резистор и внутренний стабилитрон микросхемы.

Элементы R5, R6, VD2, VD3, VT2, VT4 защищают полевые транзисторы от пробоя в случае аварийных режимов работы. Номинал C9 увеличивать не следует, т.к. это увеличит и без того большой бросок тока при включении в сеть. Мостик VD1 должен выдерживать ток не менее 5 А при напряжении 400 В. VD4 – сборка из диодов Шоттки с допустимым током не менее 30А. VD1 и VD4 отлично подходят от компьютерного блока питания. Вентилятор на 12 В, его внешние размеры 40х40 или 50х50 мм. Элементы в корпусах для поверхностного монтажа типоразмеров 0805 или 1206. DD1 в DIP корпусе, обратите внимание на надежность изоляции на плате между выводами 5 и 6.

Чертеж печатной платы показан на рисунке, вид со стороны печатных проводников. Перед ее изготовлением нужно разобрать имеющийся аккумуляторный отсек шуруповерта и убедиться, что плата в него вписывается. Скорее всего потребуется небольшая коррекция, т.к. отсеки у разных производителей имеют небольшие конструктивные отличия.

Силовые транзисторы VT1, VT3 и диодная сборка VD4 монтируются на небольших алюминиевых пластинках. Их габариты – по месту. В корпусе необходимо просверлить вентиляционные отверстия. Вентилятор придется разместить снаружи корпуса – без него длительная работа не гарантируется. Естественной вентиляции в данном случае недостаточно. И не забудьте про предохранитель FU1.

При первом включении блок лучше запитать от источника питания 20-25 В с током 100…200 МА. При этом резистор R3 временно шунтируется другим, с номиналом 1К. Если все нормально, на выходе будет 0,6…1 В. Можно посмотреть форму и частоту импульсов на вторичной обмотке трансформатора. Там должны быть прямоугольные импульсы со скважностью 50% и частотой 50…100 КГц. Частота определяется номиналами R4, C5.

Если все нормально, убираем временно установленный резистор 1К, включаем последовательно с блоком питания шуруповерта лампу накаливания на 60…100 Вт и включаем все это в сеть. В момент включения лампа кратковременно вспыхнет и погаснет, на выходе должно установиться напряжение около 12 В. Если все работает, убираем лампу и проверяем работу блока под нагрузкой около 1 Ом. Наконец, выбрасываем аккумуляторы, устанавливаем блок питания в корпус и проверяем работу шуруповерта в разных режимах.

Если эта конструкция Вас заинтересовала, можете ознакомиться с вариантами схемы от автора и его рекомендациями по самостоятельному изготовлению трансформатора. Также доступны для скачивания два моих варианта чертежа печатной платы в Sprint Layout.

автор: Дмитрий (dimm.electron)

acule.ru

Альтернатива блокам питания для шуруповерта 12в и 18в. Замена своими руками

Шуроповерт считается незаменимым аппаратом для специалистов, работающих им постоянно и для любителя, выполняющего отдельные виды работ. Этот инструмент стал лучшей альтернативой для отвертки, которая очень медленно справляется со своими обязанностями. С шуруповертом: «Вжик, вжик – и все готово!»

Однако со временем бодрые возгласы инструмента ослабевают, и он работает хуже, чем прежде. Зарядка показывает, что все в порядке, а работа замедляется, ухудшается. Это указывает на то, что износился блок питания. Его можно заменить, купив новый. Но это – самый лёгкий и дорогостоящий вариант. Мы выбираем другой путь! Попробуем поменять свою промышленную аккумуляторную батарею на другой блок питания.

ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ:Как выбрать шуруповёрт по параметрам и остаться довольным покупкой

Конструкция прибора по выкручиванию и закручиванию шурупов

Перед началом переделки нужно ознакомиться с конструкцией шуруповёрта. Он состоит из:

корпуса;
аккумуляторной батареи с диапазоном питающих напряжений для марок инструмента от 12 до 18 вольт;
двигателя постоянного тока;
кнопки запуска;
регулятора усилий;
регулятора оборотов вращения с реверсом;
планетарного или обычного редуктора;
рукоятки изменений направления движения.

На фото 1 представлена конструкция шуроповерта.

Процесс подготовки

Попытаемся изготовить блоки питания для шуруповерта 12в и 18в своими руками. Перед началом работ надо ознакомиться с теми показателями мощности и напряжения питания, которые представлены в документации оригинала или на корпусе. Затем нужно определиться с использованием подходящего сетевого блока питания по размерам. В старом устройстве нужно вынуть все содержимое, измерить размеры внутренней части.

Фото 1 — Конструкция прибора

Фото 2 -Замена блоков питания для шуруповерта 12в и 18в своими руками. Этапы 1-4

Фото 3 — Этапы работ 5-8

Фото 4 — Этапы работ 6-9

Действия при замене блока питания для шуруповерта 12в и 18в своими руками

Найти подходящий источник питания можно на рынке или у кого-то из знакомых. При выборе обращают внимание на его надежность, легкость, габариты. Для этого подойдет:

батарея питания от ноутбука или другой спецтехники;
зарядка для автомобильных аккумуляторов;
БП от старого компьютера;
самодельный БП.

Сначала надо проверить его работоспособность, а затем разобрать. Корпус, скрученный шурупами, легко демонтируется. Склеенный корпус разбирают, простучав по шву молотком. В этом случае может понадобиться тоненький ножик. Его ставят острой стороной на рубец и с аккуратностью стучат по нему тяжелым предметом.

Следующим этапом является отделение шнуров и выводов от электровилки. Сделать это проще всего электропаяльником. Туда, где были спрятаны внутренности прибора для выкручивания и закручивания шурупов, помещают внутренности с новой батареи. Провод для работы от электросети выводится через отверстие и припаивается к блоку питания при условии соблюдения правил полярности. Провода изолируют. Затем корпус собирается, а переделанный инструмент проверяют на деле.

После переделки, изменились характеристики устройства. Работа от электросети не дает мгновенного достижения максимальности крутящего момента. В связи с тем, что увеличивается мощность прибора, шуроповерт быстрее нагревается. Потому при работе с этим инструментом следует делать перерывы каждые 15-20 минут. Не стоит забывать также о качественной изоляции и заземлении. Благодаря своим действиям, вы получили инструмент, исправно работающий от батареи и от электричества (в случае с ноутбуком) или только от электроэнергии.

Фото 5 — Шуруповерт после ремонта

Фото 6 — Блок питания 12 В

Преимущества

Замена блока питания для шуруповерта 12в и 18в своими руками сэкономит ваши деньги и принесет удовлетворение от полученного результата. Правда, не всегда можно пользоваться этим инструментом без электрической розетки. Во всем остальном – только положительные моменты.

ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ:Обзор аккумуляторных шуроповёртов и отзывы специалистов

Вывод

Вместо того, чтобы платить большие деньги за замену аккумуляторной батареи для шуроповерта, можно обойтись заменой БП от приборов, бывших в употреблении. С этим заданием может справиться почти каждый мужчина-любитель. Так что, уважаемые мастера, ищите выгодный вариант!

papamaster.su