Transferimos el destornillador a baterías de litio: aumentamos la vida útil

Cómo convertir un destornillador a baterías de litio

Se sabe que el recurso de la parte mecánica de la herramienta eléctrica en la mayoría de los casos es mucho mayor que el recurso de las baterías. Las pilas están al final de su vida útil, pero es posible que el destornillador siga funcionando. Sólo tenemos que resolver el problema de la nutrición. En algunos casos, comprar baterías nuevas del mismo tipo es difícil, costoso o incluso imposible. Por lo tanto, tendrá que tomar una decisión: rehacer la herramienta eléctrica para que funcione con la red eléctrica, mientras pierde movilidad, o adaptar un tipo diferente de batería para la operación.

Si se elige la segunda opción, lo más racional es utilizar baterías de iones de litio: tienen una mayor capacidad eléctrica por unidad de volumen geométrico, prácticamente no tienen efecto memoria (aunque este tipo de batería también tiene ciertas desventajas).

Piezas y herramientas para retrabajo

Para transferir un destornillador existente a litio, debe comprar:

  • un juego de baterías de iones de litio;
  • placa controladora de carga (BMS):
  • cables con una sección transversal de al menos 2,5 mmXNUMX (preferiblemente con aislamiento de silicona).

De las herramientas que necesitará:

  • un soldador con una potencia de al menos 40 vatios con un conjunto de consumibles, incluido el fundente ácido;
  • pequeña herramienta de metalurgia (destornilladores, bisturí, etc.).

El proceso en sí es bastante creativo, según las condiciones iniciales existentes y el diseño del destornillador, por lo que es posible que se requiera algo más en el curso de la modificación. Tienes que estar preparado para esto.

Antes de convertir una herramienta eléctrica para que funcione con baterías de iones de litio, se deben tener en cuenta las condiciones futuras de funcionamiento. Las celdas de iones de litio no son adecuadas para el funcionamiento a bajas temperaturas.

¿Cuántas y qué tipo de baterías comprar?

En la mayoría de los casos, para convertir cualquier destornillador a baterías de litio, se utilizan celdas 18650. Esta cifra significa las dimensiones lineales:

  • longitud 65 mm (en realidad un poco más);
  • Diámetro 18 mm.

Estas baterías pertenecen a la categoría de tipo dedo: tienen forma cilíndrica con terminales positivo y negativo en lados opuestos. El voltaje de una celda en un estado de carga completa es de 3,6 voltios. Para cada destornillador, debe marcar el voltaje requerido. Se puede encontrar en la caja de la batería vieja.

Voltaje de batería estándar, V Número de celdas de iones de litio Tensión final, V
10,8 3 10,8
12 3-4 10,8 o 14,4
14 4 14,4
18 5 18

Es obvio que a partir de elementos de 3,6 voltios no siempre es posible obtener un voltaje estrictamente igual al valor nominal. Entonces, para 18 V todo sale perfecto, pero para 12 V tendrá que contentarse con un poco menos o un poco más de voltaje. Debe entenderse que en la primera variante el par disminuirá un poco, y en la segunda aumentará, pero debe estar preparado para reducir el recurso de la parte mecánica. Además, existe la posibilidad de que el aumento de voltaje pueda dañar el circuito de control electrónico. Aunque las revisiones en la red dicen que, en este sentido, todo funciona bien.

Selección de controlador

A pesar de todos sus méritos, las celdas de iones de litio son sensibles a:

  • descarga profunda;
  • sobrecargar;
  • corriente de carga excesiva;
  • calentamiento excesivo.
READ
Brújulas de marcado: hágalo usted mismo

Es difícil controlar estos parámetros por su cuenta durante varias horas, que serán necesarias para reponer la energía de la batería. Por lo tanto, estas funciones están asignadas al sistema PCB (Power Control Board) o SOF (sistema de soporte operativo). Es una placa pequeña, que a menudo está integrada en la carcasa de la batería (debido a esto, la longitud de la celda 18650 es un poco más larga que los 65 mm prometidos). Este sistema deja de cargar cuando se alcanza el voltaje deseado y desconecta la batería cuando está descargada al nivel establecido. Dichos elementos están marcados en el cuerpo. Protegido. Si no hay ninguna marca o se indica directamente Desprotegido, entonces la batería no está equipada con dicho sistema y deberá controlar los parámetros de carga manualmente o asignar esta función a un dispositivo externo.

No confunda PCB (SOF) con BMS – Sistema de administración de batería o PCM – Módulo de carga de energía. Este sistema está diseñado para el control elemento a elemento de la carga de las baterías incluidas en la batería en serie. Los elementos que componen la batería tienen una cierta dispersión de parámetros, por lo que es posible que algunas de las celdas ya estén cargadas, mientras que la otra parte aún debe cargarse. Obviamente, este modo es desfavorable para las baterías. Este problema está diseñado para resolver BMS (“equilibrador”). Y en el caso que nos ocupa, no se puede prescindir de este sistema.

Cómo convertir un destornillador a baterías de litio

En la figura se muestra un diagrama de conexión típico de BMS. Cuando se alcanzan los parámetros nominales, el elemento es desviado por una llave interna, el resto de las baterías continúan cargándose.

Para placas de diferentes fabricantes, la marca puede diferir ligeramente (en lugar de “B-” está la designación “0V”, en lugar del número de serie de la batería, el voltaje total en el punto de conexión). Puede comprar un dispositivo terminado en Internet en plataformas comerciales conocidas. Debe elegir de acuerdo con los siguientes parámetros:

  • corriente de funcionamiento – no menos de 30 A;
  • el número de elementos conectados debe corresponder al número de baterías en la batería.

Y, por supuesto, es necesario medir las dimensiones de la placa con la ubicación de montaje existente.

Medidas de seguridad al trabajar con baterías

Al ensamblar la batería, debe recordarse que las corrientes durante la operación de un destornillador pueden alcanzar los 11-12 amperios, por lo que el área del punto de contacto de las barras de conexión entre los elementos debe ser máxima. Es por eso la opción de soldadura por puntos que se ofrece a menudo en Internet no es la mejor. Es mejor soldar los neumáticos en toda el área de contacto de la batería. Al mismo tiempo, debe entenderse que los elementos son muy sensibles al sobrecalentamiento, por lo que debe soldar con rapidez y confianza utilizando fundentes ácidos: las carcasas de las baterías no están hechas de cobre o latón. Es recomendable utilizar disipadores de calor, que pueden ser unos alicates, etc.

Se debe tener cuidado para asegurarse de que las salpicaduras de ácido durante la soldadura no caigan sobre otras superficies, ya que esto conducirá posteriormente a la corrosión en estos lugares. Los lugares de raciones deben lavarse a fondo.

READ
Soldador de microondas

Proceso de montaje de la batería

El primer paso es determinar si los nuevos elementos encajarán en el caso anterior. Hay que tener en cuenta que además de las baterías, también tendrás que colocar una placa BMS (más sobre eso más abajo). En la mayoría de los casos, no habrá suficiente espacio en el caso anterior, y primero debe intentar eliminar todo lo superfluo de allí (particiones, sujetadores innecesarios, etc.)

Cómo convertir un destornillador a baterías de litio

Una opción alternativa es “imprimir” un nuevo caso en una impresora 3D. No todos tienen esa oportunidad, pero si funciona, los elementos se pueden colocar de manera óptima.

Cómo convertir un destornillador a baterías de litio

A continuación, debe conectar los elementos en serie. La mejor opción es comprar baterías con llantas ya soldadas. Dichos elementos están disponibles para la venta en tiendas en línea, son un poco más caros, pero son más fáciles de conectar y el riesgo de sobrecalentamiento de las baterías es mínimo.

Cómo convertir un destornillador a baterías de litio

Se desconoce de qué material están hechas las tiras (los fabricantes afirman que están hechas de níquel), pero se sueldan fácilmente. Esto significa que el flujo ácido puede ser excluido y utilizar la composición habitual a base de colofonia. Se excluye el factor adicional de corrosión.

Cómo convertir un destornillador a baterías de litio

Si lo desea, puede pegar un voltímetro digital en miniatura o un indicador de voltaje en forma de tira de luz en la caja. La facilidad de uso mejorará ligeramente. Dicho dispositivo está conectado en paralelo a la cadena de la batería a través de un botón, para no aumentar la descarga de la batería durante las pausas de trabajo.

Cómo convertir un destornillador a baterías de litio

El siguiente paso es instalar la placa BMS en la caja y conectarla de acuerdo con el diagrama.

Cómo convertir un destornillador a baterías de litio

La placa está conectada al grupo de contacto por conductores. con una sección transversal de al menos 2,5 mmXNUMX. Para hacer esto, es conveniente usar cables con aislamiento de silicona suave; no teme el sobrecalentamiento (puede ocurrir durante la soldadura o durante la operación).

Esto completa el reemplazo de la batería, finalmente puede ensamblar el paquete de baterías, cargar la batería y probar el destornillador en funcionamiento.

Montaje del cargador

Cómo convertir un destornillador a baterías de litio

La carga de baterías de iones de litio tiene sus propias características. Se produce en dos etapas:

  • en la primera etapa, la energía se repone con corriente continua (el voltaje para esto debe aumentar gradualmente), esta etapa le permite cargar la batería hasta aproximadamente el 80% de la capacidad nominal;
  • en la segunda etapa, la batería se carga con un voltaje constante (la corriente cae).

El gráfico también muestra la etapa preliminar de carga con una pequeña corriente. Es necesario para elementos profundamente descargados. Es obvio que para ejecutar dicho algoritmo y aprovechar al máximo el recurso de la batería, es necesario usar un cargador específico. Si no se sigue el algoritmo, se produce un uso incompleto de la capacidad de la batería y una disminución de su vida útil. Un dispositivo con tales funciones debe comprarse listo para usar o ensamblarse de forma independiente, si las calificaciones lo permiten. Dispositivos de memoria similares se basan en microcircuitos especializados. La alteración del cargador terminado de otras baterías es difícil y poco práctica.

Cómo convertir un destornillador a baterías de litio

No todos los cargadores económicos proporcionan el algoritmo necesario para cargar celdas de iones de litio. Muchos fabricantes del sudeste asiático producen cargadores que cargan las celdas solo con una corriente estabilizada.

READ
Abrazadera automática de bricolaje: hacemos manualidades a base de un taladro

No se proporciona la segunda etapa de carga con voltaje constante. El control del nivel de carga se reduce al tiempo de medición: después de un período específico, la fuente de corriente se apaga y las funciones de protección contra la carga excesiva se asignan al circuito interno de protección de la batería (si está ausente, entonces al propietario de la batería). ).

Recomendamos una serie de videos “La segunda vida de un destornillador”

Reemplazar las baterías viejas de los destornilladores por baterías de litio es una decisión inteligente. Puede hacerlo usted mismo, pero debe tener en cuenta las características del funcionamiento de este tipo de batería. Después de leer los materiales de esta revisión, el usuario no tendrá ninguna pregunta fundamental.

Ingeniero electronico. Trabajo en un taller de reparación de electrodomésticos. Estoy en la ingeniería de circuitos.

Conversión de un destornillador a baterías de litio (de Ni-Cd a Li-Ion)

Ha llegado lo inevitable: las baterías de mi viejo Hitachi DS 12DVF3 están completamente agotadas. Comenzaron a mantener una carga repugnante durante mucho tiempo, pero la capacidad disponible era suficiente para las pequeñas necesidades del hogar, por lo que nunca pensé en resolver este problema. Hasta el momento en que tuve que hacer un agujero en el fregadero de una cocina de acero inoxidable, ¡me llevó cuarenta minutos! ¡Un agujero! No fue posible balancear una batería en absoluto, y la otra funcionó así, gira durante veinte segundos, se carga durante unos diez minutos. Fue entonces cuando me di cuenta de que era hora de darle una nueva vida a mi instrumento favorito.
Está claro que para empezar era necesario familiarizarse un poco con la teoría para entender lo que tenía que hacer en general. Por supuesto, este tema no es nada nuevo, y todos los que no son perezosos se dedican a transferir destornilladores a litio. Pero cada quien lo hace a su manera, dependiendo de su educación, la cantidad de pereza y el concepto de belleza. Pero necesitaba que todo se hiciera absolutamente correctamente desde el punto de vista técnico, para que no pareciera aterrador desde el exterior y para que las baterías pudieran usarse convenientemente. Después de releer y revisar una gran cantidad de material, tomé como base el proyecto de AlexGyver.

Habiendo decidido los elementos necesarios, me subí a Ali para gastar dinero. Pedí baterías de litio con placas de níquel ya soldadas, para no atormentarme a mí ni a ellos con la soldadura. Resultó que las baterías se entregan por mucho tiempo, y mientras esperaba algunas de China, compré otras en una tienda local, pero sin registros, porque tengo dos casos para alterar. Un mes y medio después del pedido, finalmente recibí mis paquetes y ya era posible comenzar a trabajar. Para empezar, desarmo un caso viejo y me familiarizo con su contenido.

Aquí es necesario romper con cuidado la almohadilla de contacto superior, se necesitará más adelante. También necesitará puentes de níquel para soldar el segundo bloque a las baterías, así que dejo esta basura a un lado por ahora. A continuación, pruebo nuevos componentes para comprender el frente del próximo trabajo.

READ
Cortadora de bricolaje: ahorre 15 mil rublos

Mientras me preparaba, verifiqué que una lata de VariCore cumpliera con las características declaradas, porque se puede esperar cualquier cosa de los chinos. Cuál fue mi sorpresa cuando el dispositivo dio el valor final de la capacidad de la batería: ¡2892 mAh en lugar de 3000! Con todo tipo de errores, ¡un resultado excelente!

Hay muy poco espacio para tres latas 18650 y una placa BMS en la caja de batería estándar, por lo que se tomó la decisión de deshacerse del pestillo y eliminar todos los elementos de plástico innecesarios del interior.

Como se vio más tarde, la decisión fue correcta. El cuerpo se sostiene bien incluso sin bloqueo, porque hay placas de sujeción con resorte muy potentes dentro del destornillador, y la nueva batería se vuelve algo más liviana que la antigua de níquel-cadmio. Vi en Internet la opción de colocar bidones de litio y la misma placa BMS sin quitar el pestillo, pero no me gustó como quedó todo y rechacé tal arreglo. Pero en mi caso, simplemente deshacerme de las nervaduras dentro de la caja no fue suficiente, tres latas de 18650 de ancho todavía no encajan, tuve que lijar un poco las guías de montaje de los tornillos autorroscantes.

Sin el indicador de carga restante, sería completamente aburrido y desactualizado, así que tomo un voltímetro y le sueldo un botón de reloj con una punta alargada (13 mm)

Con una lima y un cuchillo de oficina afilado, hago un asiento en el estuche y no muy bien, pero muy seguro, lo pego en el “moco caliente”.

Un bozal tan lindo se cierne

:)

Después de todos estos mimos, comienza la etapa más crucial: el montaje del bloque de energía. En presencia de electrodos soldados en bancos de litio, este asunto no es difícil.

Como siempre, el flujo Amtech NC-559 se mostró en su mejor momento, o más bien en su excelente copia china.

Mucha gente dice que las baterías sin ácido no se pueden soldar. También tengo ácido para soldar, pero decidí probar mi flux favorito en nuevas condiciones, e incluso aquí resultó excelente. Lo único fue que tuve que raspar la almohadilla de soldadura con un cuchillo, de lo contrario, la soldadura quedaría muy insegura, lo que podría provocar un sobrecalentamiento catastrófico de la lata de litio.
Resultó un ensamblaje tan ordenado, en el que pegué dos tiras de cinta adhesiva de doble cara para unir la placa BMS.

:)

En el mismo lugar donde compré baterías de litio, compré un cable de alimentación grueso con un aislante de silicona. El placer no es barato, pero realmente quería potencia y flexibilidad, así que no ahorré aquí.
Con gran impaciencia, soldé el fondo con un voltímetro y comencé a probar el producto semiacabado.

Las lecturas sorprendentemente precisas fueron dadas por un voltímetro, ni siquiera lo calibré.
Entonces, las dos partes de la futura batería actualizada están conectadas, solo queda preparar el último tercio para la instalación.
Arreglo los contactos cuidadosamente rotos en la almohadilla de contacto con un elegante “epoxi” de cinco minutos. Probablemente, no tenía mucho sentido hacer esto, porque los contactos se apretarán con un tornillo autorroscante durante el montaje final, pero será más tranquilo para mí.

READ
Pistola pulverizadora de alta presión: hágalo usted mismo

Después del secado, hago agujeros. Debajo de mis tornillos autorroscantes, resultó con un taladro de 2 mm en el área de contacto y 3 mm en la cubierta, seguido de un avellanado con un taladro de 6 mm para que la cabeza del tornillo quedara al ras con la superficie.

Los últimos pasos antes del montaje final son muy importantes. Es necesario aislar todo lo más posible y colocar cuidadosamente todos los cables.

Cuando todo se verifica dos veces cien veces, puedes torcer.

Probé una batería nueva. ¡Precioso! Gira rápidamente, sostiene la carga, en la penúltima división del esfuerzo, el trinquete funciona claramente. ¡¿Qué más podrías querer?! Es que el segundo es el mismo! Lo hizo, como suele decirse, “en persecución”, o “sin salir de la caja registradora”, o “golpe de hierro…” y así sucesivamente, hasta sacar toda la herramienta. El proceso, por supuesto, es exactamente el mismo, excepto por conectar las latas en un conjunto. En ese momento necesitaba placas de níquel de baterías viejas, porque tengo el segundo juego de latas sin electrodos soldados. No tomé una foto, me puse a trabajar, pero el proceso es simple, solo requiere mayor precisión y 440 ° C en la estación de soldadura.

Aquí puede ver una pantalla-voltímetro ligeramente diferente. Está diseñado específicamente para trabajar con una placa de equilibrio 3S, es decir, mostrará la carga máxima (cuatro divisiones) cuando llegue a 12.1 V, tres divisiones a 11.4 V, dos a 10.9 V, una a 10.3 V. No se recomienda descargar un conjunto de litio de tres 18650 más y simplemente apagará todas las divisiones y solo permanecerá encendido el marco rojo. Una exhibición muy interesante.
El antiguo cargador de litio no es adecuado, así que pedí uno nuevo en China con los parámetros adecuados. En la tapa superior tiene un LED que se ilumina en rojo cuando la batería se está cargando y en verde cuando la batería está cargada.

:)

Este cargador tiene una característica muy específica. Suena un pitido cuando se carga! En las reseñas, muchos escriben que esto es una especie de indecencia, pero me parece normal. No planeo usarlo por la noche mientras duermo, pero en otras condiciones siempre sabes si el chirrido se ha ido, ¡entonces la batería está cargada!

Eso es todo. Aprendí mucho nuevamente, adquirí experiencia en la creación de ensamblajes de litio y dominé los principios de trabajar con una estación de soldadura a temperaturas extremas.
Muchos, al ver el presupuesto del trabajo realizado, dirán que con este dinero se podría comprar un buen destornillador nuevo con la nutrición adecuada en China. Estoy absolutamente de acuerdo con ellos. Sin embargo, obtuve un gran placer con el trabajo y obtuve una experiencia invaluable, y esto es más importante que una compra banal de algo nuevo. Además, es increíblemente cómodo en la mano, bueno, ¡es un recuerdo querido para mí!

Presupuesto:
Voltímetro 0,28” – 58r. Enlace
Pantalla-voltímetro – 67 rublos. Enlace
Cargador – 395r. Enlace
Conector de alimentación BC099 (5,5 * 2,1) – 2 piezas * 40r = 80r. Enlace
Tablero BMS 3S — 2 piezas*117r.=234r. Enlace
Batería VariCore 18650 3000mAh 30A — 3uds*215r.=645r. Enlace
Bateria Lg HE4 18650 2500mAh 25A – 3pcs*280r.=840r. Enlace
Cable 16AWG 1 metro – 2pcs * 75r = 150r. Enlace
Botón táctil KFC-A06-13H — 2 uds.*3,20r.=6,4r. Enlace
Total para dos baterías: 2475,4 rublos.

Rating
( No ratings yet )
Like this post? Please share to your friends:
Reparaciones de bricolaje
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: