4 Как правильно выполнить монтаж – нужен ли противовес?
От надежности монтажа электрической части зависит надежность в работе и безопасность. В качестве сетевого и низковольтного используется мягкий многожильный кабель. Если устройство внешнее, к его выводам следует подсоединить концы кабеля. Медную проводку и латунные контакты обрабатываем паяльной кислотой, после чего они легко спаиваются. На практике часто используются специальные зажимы – “крокодилы”. В самом шуруповерте без пайки не обойтись, “крокодилы” держат не настолько сильно, чтобы контакты во время работы не разъединялись.
Изготовление блока питания на базе аккумулятора
Идеальный вариант — использование корпуса старого аккумулятора. Его разбирают и удаляют всю внутреннюю часть. При этом выделяются вредные вещества, следует позаботиться о защите дыхательных путей и кожи. Корпус промывают содовым раствором, проточной водой и высушивают. С внутренней стороны контактов припаиваем концы кабеля с соблюдением полярности. Чтобы не гадать, временно подсоединяем кабель, включаем шуруповерт и смотрим, в какую сторону вращается шпиндель, помечаем провода. В нижней части корпуса делаем отверстие, пропускаем провода. Внутри корпуса шнур следует надежно зафиксировать, намотав на него изоляционную ленту. Такое утолщение не даст проводке натягиваться и обрываться. Затем концы припаиваем к контактам.
Внутрь корпуса помещаем противовес. Лучшим материалом будет прессованная резина. Она обладает необходимыми характеристиками: высокой плотностью, изоляционными свойствами. Чтобы резина не болталась внутри, ее вырезаем с небольшим напуском. Чтобы поместить противовес в корпус, материал немного изгибаем и помещаем так, что он не будет колебаться и послужит дополнительной изоляцией. Возможно, кому-то противовес покажется лишним, но это не так. Конструкция шуруповерта предусматривает, что центр тяжести находится в рукоятке. Это нагружает руку, но разгружает кисть. Когда из корпуса удаляют аккумуляторы, центр тяжести смещается, увеличивается нагрузка на кисть. Работать становится неудобно и тяжело. Самодельный противовес восстанавливает центр тяжести, близкий к заводскому.
Виды зарядных устройств
В этом разделе рассмотрены типовые электрические схемы. Выбирают подходящий зарядник для шуруповерта с учетом следующих факторов:
- тип аккумулятора;
- количество ячеек;
- возможность тщательного контроля процесса зарядки;
- наличие навыков и знаний для качественной сборки (настройки) определенной конструкции;
- дополнительные требования по весу, размерам, другим индивидуальным критериям.
Аналоговые со встроенным блоком питания
Популярность таких инженерных решений объясняется сравнительной простотой и низкой себестоимостью. Представленное на следующем чертеже устройство обеспечивает стабильное поддержание напряжения для зарядки 12 вольтового блока с достаточно высоким током.
Аналоговый зарядник
Пояснения к электрической схеме:
- микросхема КР142ЕН выполняет основную функцию – стабилизацию;
- для приведенного примера (на 12V) подходит модификация с индексом «8Б» в обозначении;
- этот элемент нагревается, поэтому его монтируют на металлическом радиаторе с площадью рассеивания 20-25 см кв.;
- обмотки трансформатора (сечение проводников) рассчитывают по необходимому току на выходе;
- конденсатором С1 убирают остаточные пульсации после выпрямления диодным мостом;
- о завершении цикла зарядки сигнализирует погасший светодиод (HL1), автоматическое отключение отсутствует.
Аналоговые с внешним блоком питания
Принципиальная схема в этом варианте аналогична рассмотренному примеру. Главное отличие – отдельное исполнение блока выпрямителя:
- трансформатор;
- диодный мост;
- конденсатор.
Электрическая схема блока управления зарядным устройством
Такое устройство можно сделать миниатюрным. Его можно подключить к стандартному достаточно мощному выпрямителю (это блок питания ноутбука, планшета, другой техники). Пояснения для сборки:
- на транзисторе КТ 818 рассеивается большая мощность, поэтому его устанавливают на эффективный радиатор (площадь – от 35 до 45 кв. см);
- подстроечным резистором настраивают оптимальный ток на выходе с учетом особенностей аккумулятора;
- как и в предыдущем варианте, завершение процедуры – погасший светодиод.
Импульсные
Предыдущие устройства способны восстановить функциональность штатной батареи шуруповерта за 4-6 часов. Представленная ниже схема аналогичную задачу выполнит намного быстрее (45 мин.-1,5 часа). Главные преимущества – минимальные размеры и легкость.
Импульсное ЗУ
Эта схема предназначена для заряда Ni-Cd аккумуляторных батарей усовершенствованного типа. Они снабжены специальным контактом, который необходим для контроля температурных показателей. Такое устройство без дополнительных команд воспроизводит цикл ускоренной разрядки. Пользователь может устанавливать перемычками различные комбинации выходных параметров.
Сетевой блок для питания шуруповерта
Для того чтобы своими руками запитать шуруповерт от бытовой электросети, вам потребуются вышедший из строя аккумулятор, зарядное устройство от него, многожильный провод, изолента, припой, паяльник и кислота.
В первую очередь нужно припаять к контактам зарядника электропровод со штепсельной вилкой. Поскольку в блоке используются латунные клеммы, а в проводе медные жилы, чтобы их спаять, следует использовать в качестве соединителя кислоту. От качества этого соединения напрямую зависит функционирование всего устройства.
На втором этапе работа ведется с вышедшим из строя аккумулятором инструмента. Следует разобрать батарею и удалить из нее внутренние части. При этой операции нужно пользоваться средствами личной защиты, а внутреннее наполнение рекомендуется не выбрасывать в бытовой мусор, а утилизировать в безопасном для людей месте.
На заключительном этапе необходимо провода зарядного устройства спаять с выводами аккумулятора, которые располагаются во внутренней части корпуса.
При самодельном изготовлении блока питания для шуруповерта необходимо тщательно соблюдать технику безопасности при работе с электричеством. Перед началом работы нужно тщательно взвесить все за и против (сколько на это потребуется времени, какова будет стоимость материалов и запчастей), иногда будет проще и дешевле отнести зарядник в специализированную мастерскую или приобрести новый блок.
Схемы зарядных устройств для шуруповертов
В одних и тех же шуруповертах могут использоваться различные типы аккумуляторов, отличающихся параметрами и техническими характеристиками. В связи с этим, к ним требуются разные зарядные устройства. Поэтому перед тем как приобрести или сделать зарядник для шуруповерта своими руками, нужно определить тип батареи и условия эксплуатации. Кроме того, рекомендуется изучить основные схемы, чаще всего используемые в зарядных устройствах.
Зарядка на микроконтроллере. Размещается в обычном корпусе, оборудована звуковой и световой сигнализацией о начале и окончании заряда. Данная схема обеспечивает корректную зарядку батареи. В начале работы загораются а затем гаснут светодиоды. Индикация сопровождается звуковым сигналом. Таким образом выполняется тестирование работоспособности устройства. После этого светодиод красного цвета начинает равномерно мигать, что указывает на нормальный процесс зарядки.
По достижении аккумулятором полного заряда, красный светодиод перестает мигать, а вместо него загорается зеленый, сопровождающийся звуковым сигналом. Это означает, что зарядка окончена.
Установка уровня напряжения, который должен быть при полной зарядке, осуществляется с помощью переменного резистора. При этом значение входного напряжения равно напряжению полностью заряженной батареи плюс один вольт. В схеме используется любой полевой транзистор, имеющий Р-канал и наиболее подходящий по токовым характеристикам.
Для того чтобы обеспечить зарядку на уровне 14В, напряжение, подаваемое на вход должно составлять не менее 15-16В. Порог срабатывания, отключающий зарядное устройство, устанавливается с помощью переменного резистора на уровне 14,4В. Сам процесс зарядки протекает в виде импульсов, отображаемых на светодиоде. В промежутках между импульсами контролируется напряжение на батарее и по достижении нужного значения происходит подача звукового сигнала совместно с миганием светодиода об окончании зарядки.
Существуют и другие схемы зарядных устройств. Например, зарядка для дрели-шуруповерта работает с напряжением 18 вольт. При зарядке батареи на 14,4В зарядный ток подбирается с помощью резистора.
Стандартная конструкция шуруповерта
регулятор, состоящий из ШИМ генератора
Контакт, размещенный на кнопке, будет перемещаться вдоль платы с учетом надавливания на кнопку. От расположения элемента зависит уровень подаваемого импульса на ключ. В роли ключа выступает полевой транзистор. Принцип работы будет таким: чем сильней нажимаете кнопку, тем выше значение импульса на транзисторе и тем больше напряжение на двигателе.
Реверс вращения двигателя происходит с помощью изменения полярности на клеммах. Этот процесс происходит при помощи контактов, которые переключаются с помощью реверсной ручки.
Как правило, в шуруповертах находятся коллекторные однофазные двигатели постоянного тока. Они довольно надежны, и их очень просто обслуживать. Стандартный шуруповерт состоит из таких элементов:
- корпус;
- щетки;
- якорь;
- магниты.
Редукторная система преобразует высокие вращения вала двигателя в обороты патрона. В шуруповертах используются классические или планетарные редукторы. Первые устанавливаются очень редко. Планетарные редукторы состоят из таких частей:
- солнечная шестерня;
- кольцевая шестерня;
- водило;
- сателлиты.
Солнечная шестерня работает с помощью вала якоря, ее зубцы активируют сателлиты, вращающих водило.
Специальный регулятор устанавливается, чтобы регулировать силу, с которой она подается к шурупу. Как правило, есть 15 положений регулировки.
Ремонт источников тока
У аккумуляторных батарей в действительности нет сложных запасных частей, так как она собирается из простейших зарядных элементов. Для того чтобы определиться с ремонтом нужно открыть источник и проверить наличие повреждений. Инструменты и материалы, которые понадобятся при выполнении ремонта:
- Мультиметр.
- Отвёртка.
- Очиститель электрических контактов.
- Изолента.
Бывают случаи, когда катушка беспроводной отвёртки имеет дефект и, следовательно, перегревает устройство. Изоляция легко плавится, аккумуляторы выходят из строя и беспроводная отвёртка не может использоваться. Техническую ошибку не всегда можно определить внешним осмотром и нужна разборка инструмента.
Последовательность операций:
- Отсоединить инструмент от электрической розетки.
- Для очистки контактов между ручкой питания и зарядным устройством используйте ветошь, наждачную бумагу или электрический контактный очиститель.
- Несколько раз подключите блок питания и убедитесь, что он функционирует правильно.
- Проверьте прибор на выходе постоянного тока. Установите мультиметр на шкалу 25 DCV. Подключите его к электрической розетке.
- Прикоснитесь к двум его зондам к соответствующим контактам (+ и -). Если показания прибора равны нулю, поменяйте их местами.
- Выход DCV должен быть около или чуть выше номинальной мощности источника. То есть, при 9 В постоянного тока прибор должен показывать не более 10 В .
- Проверьте источник на выходе переменного тока. Установите мультиметр на шкалу 25 ACV. Прикоснитесь двумя зондами к контактам. Если считывание отсутствует, трансформатор неисправен. Подберите его для замены с равным номиналом и размером.
- Проверьте аккумуляторную батарею. Полностью зарядите аккумулятор. Установите прибор на шкале DCV больше, чем номинальная мощность батарейного блока.
- Прикоснитесь красным зондом к клемме +, а чёрным — к клемме и измерить.
- Замените аккумулятор, если показания на 1 вольт ниже номинальной мощности.
Диагностика состояния электроинструмента
Горячие поверхности беспроводной отвёртки и батареи свидетельствуют о перегреве инструмента. Перегрев — это процесс, который может произойти в двух случаях. С одной стороны, шуруповёрт имеет внутренний дефект, а с другой стороны, возможно, что он используется неправильно. Для этого перед ремонтом нужно провести проверку:
Вначале испытать источники тока — электрическую розетку. Есть 3 способа проверки. Сначала подключите к нему другое устройство и посмотрите, работает ли он правильно. И также можно подключить проверяемый инструмент к другой розетке и посмотреть, заряжается ли аккумулятор. Наконец, проверьте индикаторы на нём, например, свет или звук, чтобы убедиться, что он получает электричество.
Работоспособность аккумулятора. Иногда причина может быть не в нём, а в какой-то отдельной элементарной батареи. Это можно определить двумя способами. Попытайтесь подключить аккумулятор в другой зарядке и посмотреть, будет ли он заряжаться. Можно попробовать заменить проблемный элемент в батареи.
Проверить зарядник и определить, есть ли какие-либо видимые повреждённые части
Нужно обратить внимание на контакты, которые соединяются с выходами. Убедитесь, что они не согнуты и не сломаны.
Проверить металлические детали на наличие коррозии или ржавчины, что является признаком влаги
Если детали контактировали с жидкостью, возможно, в нём возникло короткое замыкание, которая не позволяет включать аккумулятор.
Используйте для ремонта зарядных устройств аккумуляторов вольтметр, подсоединявшись к нему. Коснитесь контактов устройства с помощью зондов и убедитесь, что есть показания. Если они отсутствуют, переключите зонды и повторите попытку. Если показания по-прежнему отсутствуют, аккумулятор не рабочий и нуждается в замене.
Выполнить очистку небольшим количеством спирта и ватным тампоном. Удалить коррозию с помощью тонкой наждачной бумаги. Прежде чем подавать контрольное напряжение на прибор нужно удостовериться, что спирт высох и электрические части не имеют влажной поверхности.
Шуруповерты производит большое количество фирм, особенно популярны инструменты фирм Интерскол, Bosch, Макита. Обычно они чрезвычайно прочны и надёжны, тем не менее отдельные части могут изнашиваться. Например, когда при нажиме на курок дрель не работает. Такая поломка говорит о том, что не действует триггер (кнопка). Замена триггера — довольно простая операция. Перед началом ремонта аккумулятор должен быть удалён, чтобы предупредить получение травмы при включении спускового механизма двигателя. Порядок проведения замены регулятора на примере зарядного устройства для шуруповерта Бош:
Удалить аккумулятор перед началом работы со сверлом. Отключить два освобождающих зажима по бокам аккумулятора и вынуть батарею. После извлечения аккумуляторной батареи 12,0 В положите её в безопасное место вдали от рабочей зоны. Установите оборудование на чистую ровную поверхность винтовыми отверстиями вверх.
Найти винт, который соединяет две половины наружного корпуса на заднем крае вала батареи. Используйте угловой пинцет для его удаления.
Поместите пинцет в паз на внутренней стороне зажима. Используйте другую руку, чтобы плотно прикрепить дрель и потянуть вверх до тех пор, пока зажим не отсоединится.
Найдите восемь винтов 5,5 мм, расположенных на обращённой вверх стороне свёрла.
Удалите каждый винт с помощью отвёртки T8, сложив их в безопасном месте
После освобождения всех винтов освободите корпус, чтобы открыть двигатель и вынуть его.
Поместить палец под металлическую вкладку и осторожно поднять её и освободить спусковой механизм. Аккуратно возьмите узел триггера и осторожно потяните вверх.
Отсоединить два провода, соединяющих двигатель с триггером, используя пару плоскогубцев.
Починить неисправный триггер.
Аккумуляторные шуруповёрты в наши дни достаточно надёжны, поэтому на самом деле трудно найти случаи поломок модели с напряжением 18 В. Литий-ионные аккумуляторы имеют отличное время автономной работы и низкие скорости саморазряда, благодаря чему инструменты, оснащеные ими, постоянно находят применение в домашнем хозяйстве.
Ремонт зарядного устройства
Как правило, все зарядные устройства, как и большинство запчастей, не являются оригинальным, и изготавливаются они не в Германии или Швейцарии, а в Китае. Но ничего страшного здесь нет, качество обычно соответствует стандарту.
Разъем БОШ трех контактный: один управляющий разъем и два силовых.
Чаще всего появляется такая ситуация – аккумулятор установлен в зарядку – но процесс зарядки завершается буквально через несколько минут, причем аккумулятор разряжен, а зарядное устройство останавливается.
Чтобы понять проблему и найти неисправную запчасть, нужно разобрать зарядку. Откручиваем четыре шурупа внизу и открываем корпус. В корпусе, в одном отсеке расположен трансформатор переменного напряжения, а в другом – схема из выпрямителя с силовыми разъемами и управляющим чипом.
Затем включаем в сеть зарядное и меряем на трансформаторе силу тока – если все нормально, то приступаем к следующей процедуре.
Не нужно трогать чип управления и выпрямитель, они, вероятней всего, в порядке. Переходим к контактной группе – один управляющий контакт и два силовых. Чтобы определить, в чем может быть неисправность, нам необходимо померить силу тока на силовых клеммах при работе заряда. Для чего мы припаиваем ко всем контактам по тонкому проводу – что бы можно было помереть напряжение при работе зарядки.
Желательно в этой схеме использовать несколько цветов проводов и соответственно плюс и минус их припаять. Затем собираем зарядку и тестируем при помощи мультиметра силу тока на клеммах при заряде.
Если сила тока на приборе нестабильна и колеблется в диапазоне от 3-4 до 14-18 вольт. Причем если пошевелить батарею, то происходит пропадание контакта. Именно тут и находится причина – за время эксплуатации устройства – клеммы выгибаются и плохой контакт влечет нестабильную зарядку батареи шуруповерта.
То есть, ясно, что нестабильный контакт нарушает работу логики зарядки – в особенности третий контакт, управляющий, именно он отвечает за то, какая сила тока подается на клеммы. Его не получится замкнуть, так как внутри схемы любого аккумулятора находится терморезистор и его сопротивление изменяется с учетом температуры запчастей внутри аккумулятора. Именно так, он защищает батарею одновременно от перегрева и перезаряда. Но в этом случае есть выход. Мы опять разбираем зарядку, загибаем клеммы, дальше при помощи мультиметра смотрим за процессом зарядки – сила тока на клеммах будет потихоньку увеличиваться, а затем снижаться, причем лампочка индикатора на зарядке является дополнительным индикатором работы.
Скорость роста силы тока на клеммах указывает на еще один немаловажный фактор – износ аккумулятора. Если сила тока повышается очень быстро и доходит до 18-19 вольт, то аккумулятор в нормальном состоянии. Когда же батарея медленно принимает зарядку, то большая вероятность того что какая-то запчасть аккумулятора уже негодна и его нужно заменить.
Таким образом, после восстановления контакта между зарядным и аккумулятором мы видим нормальный процесс зарядки. Если посадочное место зарядки расшатано, то нужно зафиксировать батарею в необходимом положении при помощи изоленты. Провода, которые припаяли для индикации, советуем оставить при помощи их очень просто определить, какая запчасть неисправна аккумулятор или зарядка.
Ремонт аккумулятора
Если зарядка и аккумулятор исправны, но шуруповерт все равно не работает, то нужно разобрать это приспособление. От клемм батареи выходит несколько проводов, необходимо взять мультиметр и померить силу тока на входе кнопки. Если она присутствует, то надо достать аккумулятор, при помощи зажимов закоротить от него провода. Мультиметр должен определить сопротивление, которое должно стремиться к нулю. В этом случае данная запчасть исправна, проблема состоит в щетках или других элементах. Если сопротивление другое, то кнопку надо будет поменять. Чтобы сделать ремонт кнопки, иногда достаточно почистить наждачкой контакты на клеммах. Также надо проверить и реверсную запчасть. Ремонт происходит с помощью чистки контактов.
Особенности видов аккумуляторов + (Видео)
Акб – это самая важная деталь в шуруповерте. Если инструмент стал плохо работать, то одной из причин является выход из строя аккумуляторов. Новый аккумуляторный блок стоит чуть меньше самого шуруповерта. И надо сделать серьезный выбор – покупать новый блок или новый инструмент. Не дешевое удовольствие.
Но, если это создал человек, то человек может и отремонтировать. Главное чтобы работала голова, и руки имели правильный исток. Своими руками можно сделать ремонт аккумуляторов, которые после этого проработают еще не один год.
Аккумуляторные батареи состоят из нескольких элементов. Они очень похожи на обычные батарейки, но могут заряжаться. Число циклов заряда определяет основную цену элементов. По видам материала аккумуляторные элементы делятся на:
- никель-кадмиевые;
- литий — ионные;
- никель — металл – гидридные.
В списке они расположены по частоте применения. Никель – кадмиевые элементы (Ni-Cd) наиболее часто встречаются в шуруповертах разных марок. Это объясняется сравнительной дешевизной. Но они имеют низкое отдаваемое напряжение и число циклов заряда – разряда тоже низкое. Напряжение на одном таком аккумуляторе около 1.2 В. Если шуруповерту для работы требуется 12 В, то батарея должна состоять не менее чем из 12 таких элементов.
Они долго хранятся в незаряженном состоянии и не боятся температур. Но уровень саморазряда заставляет часто заряжать батарею, что и является поводом выхода из строя. Экология производства таких аккумуляторов приемлема не в каждой стране мира, но, может быть, поэтому они и дешевле.
Литий – ионные (Li – Ion) аккумуляторы имеют лучшие показатели. Напряжение на отдельном экземпляре достигает 3.6 В. Высокая емкость заряда. Для работы инструмента достаточно четырех штук. Это очень радует руки, потому что инструмент надо и переносить, и держать в руках на любой высоте. Число циклов заряда высокое, но вот цена тоже не низкая. Зато батарея не имеет «памяти» к уровню заряда. И саморазряд небольшой. Словом, все хорошо кроме цены.
Никель – металл – гидридные (Ni – MH) аккумуляторы имеют почти все недостатки предыдущих марок. При качестве никель – кадмиевых элементов их цена равна стоимости литий – ионных. Применение на практике очень низкое там, где есть низкие температуры. Низкие температуры выводят из строя сразу всю батарею.
Отремонтировать батарею аккумуляторов своими руками можно, но это не означает, что можно отремонтировать один элемент. Один элемент можно попытаться восстановить, а если восстановление не помогает, то его надо просто заменить. Заменить можно вообще все элементы батареи. Это самый лучший вариант – купить новые элементы и сделать замену. Но это не всегда быстро, а инструмент нужен сейчас.
Разновидности аккумуляторов
Зарядное для шуруповерта создают с учетом особенностей автономного источника питания. В следующих разделах рассмотрены популярные аккумуляторные батареи
В ходе изучения совместимости функциональных компонентов шуруповерта рекомендуется уделить особое внимание режимам восстановления заряда
Никель-кадмиевые
Эти аккумуляторы отличаются:
- разумной стоимостью;
- хорошими энергетическими показателями;
- длительным сроком службы.
К сожалению, большие проблемы возникают на стадии утилизации. Вредные химические соединения в составе Ni-Cd батареек наносят большой вред окружающей среде. По этой причине применение таких изделий постепенно прекращают во многих странах.
Если иные данные не указал производитель, выбирают режим эксплуатации вместе с подходящей электрической схемой ЗУ для шуруповерта по следующим данным:
- для продления срока службы рекомендуется «тренировка» 2-6 полными рабочими циклами перед началом эксплуатации и впоследствии через каждые 6-8 месяцев;
- допустимо длительное хранение в разряженном состоянии;
- напряжение предварительного разряда – от 0,9 до 1 V;
- номинальная емкость сохраняется только при положительной температуре;
- перегрев недопустим в процессе восстановления (не выше +40°C);
- о завершении цикла свидетельствует небольшое снижение напряжения;
- ток заряда вычисляют по формуле:
2*C.
Важно! Буквой «С» обозначают емкость, указанную в паспорте аккумулятора. Если C=2,5 А*ч, можно применять заряд с током 5А = 2*2,5
Сернокислотные аккумуляторы для шуруповерта
Изделия этой категории создают на основе свинцовых элементов с гелевым электролитом кислотного типа. Преимущества:
- простота;
- демократичная цена;
- возможность эксплуатации в любом положении.
Главными недостатками сернокислотных аккумуляторов являются значительные габариты и большой вес. Ячейки заряжают напряжением 1,8-2 V при поддержании тока 0,1-0,15*С.
Литий-ионные батареи для шуруповерта
Это наиболее распространенное современное решение. Аналогичные по конструкции батареи применяют в смартфонах и ноутбуках, другой бытовой и профессиональной технике. Плюсы:
- лучшие показатели, по сравнению с рассмотренными выше аналогами по накоплению энергии на единицу объема (веса);
- широкий рабочий температурный диапазон;
- длительное сохранение хороших эксплуатационных параметров;
- отсутствие чрезмерных требований к утилизации.
Одну стандартную ячейку заряжают напряжением 3,6V до уровня 4,2V. Превышение установленного производителем порога сокращает срок службы. Низкий уровень ограничивает накопительные возможности. Энергетический потенциал аккумуляторов восстанавливают с тщательным контролем температуры.
