Данное руководство окажет вам помощь в восстановлении автономности всех моделей шуруповёртов (таких как 18 вольт, Макита 12 вольт, Макита 14.4, Метабо, Хитачи, iMax B6 и многие другие) с батареями различных типов, таких как Ni-Cd (никель-кадмиевые), Ni-MH (никель-металлгидридные) и Li-Ion (литий-ионные). Важно внимательно следовать рекомендациям и уточнениям, касающимся различных конструкций электроинструмента.
Умершая батарея не оправдание лени: воскрешаем аккумулятор шуруповёрта
Шуруповёрт является, вероятно, самым полезным электроинструментом в домашнем хозяйстве. Он находит применение в самых различных ситуациях, облегчая жизнь домашних мастеров и любителей ремонта. Не ограничиваясь лишь ремонтом в мастерской, шуруповёрт также может использоваться на кухне — к примеру, как миксер или как привод для электрической мясорубки. Однако, увы, всё хорошее когда-нибудь заканчивается, и однажды аккумулятор вашего помощника может выйти из строя. Что делать в такой ситуации? Покупать новый аккумулятор? Это не всегда целесообразно. В этой статье мы рассмотрим способы восстановления аккумулятора шуруповёрта.
Можно ли восстановить любую аккумуляторную батарею?
Это, безусловно, первый вопрос, который возникает у домашних мастеров, оказавшихся в подобной ситуации. Для начала, давайте подробнее рассмотрим, какие типы аккумуляторов используются в шуруповёртах.
На данные инструменты устанавливаются разные виды батарей, среди которых:
- Ni-Cd – никель-кадмиевые батареи;
- Ni-MH – никель-металлгидридные батареи;
- Li-Ion – литий-ионные батареи;
- Li-pol – литий-полимерные батареи.
Никель-кадмиевые и никель-металлгидридные батареи можно восстановить, в то время как восстановление литий-ионных аккумуляторов не представляется возможным. Если ваш литиевый аккумулятор вышел из строя, его придётся утилизировать, и в этой статье мы о нём говорить не будем.
Что необходимо знать перед восстановлением аккумулятора шуруповёрта?
1. Большинство аккумуляторов в электроинструментах имеют схожие конструктивные особенности, включая последовательное соединение компактных ячеек.
2. Важно иметь в виду тип батареи (Ni-Cd, Ni-MH или Li-Ion) и её ёмкость (в мАч).
3. При разборке блока аккумуляторов следует внимательно следить за полярностью соединений (+/-).
4. Защита от перегрева для каждой ячейки обеспечивается термистором, к которому припаян резистор.
5. Важно помнить, что восстановление элементов питания типа Li-Ion невозможно (как проверить их исправность, читайте далее).
1. Полностью зарядите аккумулятор, затем снимите его с зарядного устройства и разберите для доступа к ячейкам.
2. Используйте мультиметр для измерения напряжения (в режиме DCV) на каждой ячейке батареи.
3. В исправном состоянии Ni-Cd и Ni-MH должны выдавать от 1.2 до 1.4 В, а Li-Ion — от 3.6 до 3.8 В.
4. Соберите аккумулятор и разрядите его до явного снижения оборотов шуруповёрта.
5. Разберите его снова и измерьте напряжение. Если оно упало до уровня 0.4-0.8 В, это говорит о том, что ячейка износилась.
Как восстановить аккумулятор шуруповёрта?
1. Полная замена аккумулятора на новый
Наиболее предпочтительным вариантом является полная замена аккумулятора. Это даст вам увеличенную ёмкость и значительно продлит срок службы вашего электроинструмента. В магазинах имеются полные наборы аккумуляторов для различных моделей от ведущих производителей.
2. Частичная замена изношенных ячеек
Если у вас есть свободное время и навыки, частичная замена изношенных ячеек может оказаться более экономически выгодной. Однако, имейте в виду, что этот процесс требует навыков точечной сварки, так как использование обычного паяльника для спайки ячеек может исказить их характеристики и повредить.
3. Устранение эффекта памяти
Если после полной зарядки шуруповёрт теряет ёмкость слишком быстро и продолжает работать на минимальных оборотах, вероятно, вы сталкиваетесь с эффектом памяти, который характерен для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов.
Для устранения эффекта памяти в вашем шуруповёрте можно выполнить калибровку (тренировку):
• Полностью зарядите до 100% (по возможности с использованием низкого тока);
• Полностью разрядите инструмент, используя небольшой уровень мощности в течение длительного времени;
• Повторите эту процедуру 3-5 раз, и ваш аккумулятор должен восстановить свою изначальную ёмкость.
4. Экзотический метод для профессионалов
Со временем аккумуляторы могут терять активное вещество электролита, что приводит к их выходу из строя. Разрезав пластины соединения и создав отверстие в ячейке, можно добавить специальный химический состав. После этого необходимо герметизировать корпус, и аккумулятор снова сможет функционировать.
Если у вас есть другие способы восстановления, сообщите нам об этом в комментариях или через сообщения в ВКонтакте @NeovoltRu.
Подпишитесь на нашу группу, чтобы быть в курсе новинок из мира гаджетов, способах улучшения их автономности и прогресса в исследованиях аккумуляторов. Также подключайтесь к нам на Facebook и Twitter, а также не пропустите наш интересный блог на Дзене и Medium — заходите, чтобы ознакомиться с новыми материалами.
Общие рекомендации по ремонту
Чтобы отремонтировать аккумуляторную батарею, вам потребуются измерительные приборы – амперметр (на 2 А), вольтметр (на 2 и 15 В), тестер, омметр и миллиамперметр. Для работы с корпусом вам понадобятся отвертка, ножницы и плоскогубцы. Для обнаружения дефектов может понадобиться лупа.
При решении вопроса о возможности ремонта батареи необходимо найти неисправный элемент и заменить его. Для этого используется стандартная схема, а полученные данные анализируют, чтобы определить состояние отдельных деталей. Учтите, что неисправными могут быть не только мини-батарейки, но и клеммы самого шуруповёрта.
Процесс диагностики начинается с измерения напряжения при помощи тестера на каждой ячейке аккумулятора. Все неисправные элементы отмечаются и отделяются от исправных. Если ваш аккумулятор быстро разряжается, не спешите его разбирать. Вначале попробуйте восстановить ёмкость батареи с помощью полного цикла зарядки и разрядки в течение нескольких циклов. В большинстве случаев это помогает почти полностью восстановить ёмкость.
Часто проблема с работой шуруповёрта может заключаться в выходе из строя клемм. Они могут со временем деформироваться, что затрудняет контакт и приводит к неполному заряду аккумулятора. Для ремонта клемм нужно сначала разобрать зарядное устройство и аккуратно подогнуть каждую клемму. После этого обязательно проверьте качество зарядки с помощью измерительных инструментов.
Если после принятых мер проблема не исчезла, возможно, потребуется просто заменить неисправную деталь. Если обнаружена специфическая причина неисправности, следует воспользоваться методами восстановления, перечисленными далее.
Как устранить эффект памяти
Когда аккумуляторная батарея часто заряжается недостаточно и затем разряжается, у неё возникает так называемый эффект памяти. Это означает, что аккумулятор как бы «запоминает» минимальные уровни зарядки и разрядки, в результате чего его ёмкость не используется полностью и постепенно снижается.
Эта проблема, как правило, характерна для никель-кадмиевых аккумуляторов и в меньшей мере затрагивает никель-металлгидридные. В любом случае, требуется восстановление ёмкости батареи. Эффект памяти не возникает у литий-ионных аккумуляторов.
Чтобы решить проблему, выполняйте полную разрядку и зарядку аккумулятора с помощью 12-вольтовой лампочки. К ней припаиваются плюсовой и минусовой провода, которые подключаются к контактам батареи. Повторяйте эту процедуру минимум пять раз.
Восстановление различных элементов
Восстановить утраченные ёмкости разных элементов питания возможно лишь для тех типов аккумуляторов, у которых наблюдается эффект памяти. К таким разновидностям относятся никель-кадмиевые и никель-металлгидридные. Чтобы выполнить восстановление, необходимо запастись мощным зарядным устройством, которое имеет функцию регулировки напряжения и силы тока. Установив уровень напряжения на 4 В и силу тока на 200 мА, необходимо подать этот ток на элементы питания, показывающие наиболее заметное падение напряжения.
Также можно проводить ремонт и восстановление неисправных батарей при помощи сжатия или уплотнения. Это мероприятие представляет собой восстановление электролита, который мог выкипеть в процессе использования. Давайте рассмотрим последовательность действий для восстановления устройства:
- Сначала нужно сделать небольшое отверстие в поврежденном элементе аккумулятора, где было выявлено испарение электролита. Это отверстие следует делать в торцевой части детали со стороны минусового контакта. Рекомендуется использовать для этого пробойник или тонкое сверло.
- Теперь необходимо удалить воздух из ячейки. С этой целью можно использовать шприц (до 1 куб. см.).
- С помощью шприца введите 0,5-1 куб. см. дистиллированной воды в батарею.
- Следующим шагом будет герметизация ячейки с помощью эпоксидной смолы.
- Необходимо выровнять потенциал в аккумуляторе и разрядить все ячейки, подключив внешнюю нагрузку (например, 12-вольтовую лампу). Далее, батарею нужно полностью зарядить. Повторяйте циклы разрядки и зарядки примерно 5-6 раз.
Процесс, описанный в последнем пункте, может восстановить работу батареи в тех ситуациях, когда проблема связана с эффектом памяти.
Замена
Если восстановить составные компоненты питания в аккумуляторной батарее не удаётся, потребуется их заменить. Провести эту замену можно самостоятельно, что не является сложной задачей. Главное — действовать осторожно и в точности следовать инструкциям, чтобы ничего не повредить в процессе. Также, вы всегда можете купить новый аккумулятор и установить его в шуруповёрт, так как они взаимозаменяемы. Вместо этого можно заменить повреждённую ячейку непосредственно в аккумуляторном блоке.
- Сначала необходимо извлечь из цепи устройство, элемент питания которого вышел из строя. Поскольку элементы соединяются между собой специальными пластинами, которые прикрепляются с помощью точечной сварки, лучше всего использовать для этого бокорезы. Не забудьте оставить хвостовик нормальной длины (не слишком короткий) на рабочем элементе, чтобы можно было прикрепить его к новой батарее.
- Новый элемент необходимо прикрепить с помощью паяльника на то место, где находилась старая испорченная ячейка. Убедитесь, что вы соблюдаете полярность элементов. Положительный (+) вывод нужен для соединения с отрицательным (-) и наоборот. Используйте паяльник мощностью не менее 40 Вт, а также специальный флюс. Если вам не удалось оставить достаточную длину пластины, допускается соединить элементы с помощью медного проводника.
- Затем необходимо вернуть батарею обратно в корпус, следуя тому же порядку, в котором она находилась ранее.
- После этого нужно уравновесить заряд на всех ячейках отдельно, проводя несколько циклов разрядки и зарядки устройства. Далее проверьте напряжение на каждом элементе с помощью мультиметра. Все они должны иметь одинаковый уровень около 1,3 В.
При проведении паяльных работ крайне важно не перегреть ячейку. Не держите паяльник долго на батарее, чтобы избежать повреждений.
При ремонте блоков аккумуляторов с литий-ионными ячейками действуйте по аналогичной схеме. Однако тут есть одна деталь, которая может усложнить процесс — это отсоединение ячейки от платы. В таких случаях единственным вариантом будет замена повреждённой ячейки.
Переделка шуруповерта на литий-ионные батареи
Владельцы шуруповёртов с никель-кадмиевыми аккумуляторами часто решают заменить их на литий-ионные, когда «родные» элементы питания выходят из строя. Переделка шуруповёрта для работы с литий-ионными аккумуляторами 18650 не является сложной задачей. Вам лишь нужно будет приобрести необходимые детали: аккумуляторы в достаточном количестве и плату управления зарядом BMS (Battery Management System — система управления батареями). Все компоненты можно легко найти на китайских интернет-магазинах.
BMS предназначена для управления процессами заряда и разряда всех элементов по отдельности, а также для контроля уровня потребляемого тока и температуры. Кроме того, она выполняет функцию балансировки батарей. Данный контроллер подбирается в зависимости от количества ячеек, которые необходимо заряжать.
Например, обозначение BMS 5S говорит о том, что контроллер предназначен для работы с 5 элементами.
Аббревиатура “18650” указывает на размеры аккумулятора: диаметр 18 мм и длина 65 мм. Батареи таких размеров вполне достаточно, чтобы разместить их в корпусе аккумуляторного блока шуруповёрта.
Для примера рассмотрим процесс переделки шуруповёрта с Ni-Cd аккумуляторами на 4 литий-ионных аккумулятора. Соответственно, BMS будет рассчитан на 4 элемента. Внизу приводится схема подключения BMS к аккумуляторам.
Далее, необходимо соединить аккумуляторы, устанавливая их последовательно, как показано на схеме, и подсоединить их к плате контроллера.
Все элементы следует поместить в корпус аккумуляторного блока. На этом этапе переделка батареи шуруповёрта завершена.
Во время работы шуруповёрта контроллер следит за уровнем напряжения на каждой батарее. Если на одной из них напряжение понижается ниже 3 В, разрядка отключается. Аналогично происходит при заряде: если напряжение поднимается до 4,2 В, зарядка останавливается.
Таким образом, контроллер обеспечивает защиту батареи от полного разряда и чрезмерного заряда, что крайне важно для литий-ионных аккумуляторов.
Неисправности и ремонт зарядного устройства для аккумуляторов
Чтобы осуществить ремонт зарядного устройства, нужны хотя бы базовые знания в радиоделе, а также тестер для проверки исправности радиодеталей. Все зарядные устройства для шуруповёртов имеют схожую конструкцию и включают в себя следующие компоненты:
- низковольтная часть, включающая в себя выпрямитель преобразователя и схему, обеспечивающую подачу питания для зарядки аккумуляторов;
- понижающий инвертор;
- сетевой выпрямитель.
Сетевые выпрямители можно считать наиболее надежными элементами зарядных устройств при правильной эксплуатации. Однако если зарядное устройство предназначено для работы от электросети 120-130 В, а при подключении через адаптер сгорает предохранитель, в таком случае поиск неисправности следует начинать именно с выпрямителя. В зарядных устройствах, работающих от 220 В, часто выходят из строя высоковольтные транзисторы инвертора. С другой стороны, остальная электронная начинка зарядного устройства и выпрямитель инвертора повреждаются крайне редко. Также стоит обратить внимание на пробитые или вздутые конденсаторы, которые могут стать причиной неисправности зарядного устройства.
Перед поиском неисправности нужно аккуратно разобрать корпус зарядного устройства. Делать это стоит осторожно, так как большинство корпусов собираются на одном шурупе и защелках, которые легко сломать.
Все элементы электронной схемы зарядного устройства следует тестировать тестером. Наиболее часто бывает неисправным выпрямитель конденсатора. Даже если визуально вы заметите, что электролиты вздулись, их необходимо переставить, заменив на рабочие. После установки предохранителя нужного номинала можно проверить работу схемы в режиме зарядки аккумулятора. Если дефектов нет, а показатели тока и напряжения находятся в норме, можно снова собрать устройство и закрыть корпус.
Если плата зарядного устройства не работает и не происходит зарядка батареи, необходимо продолжить поиск неисправностей. Исправность предохранителя и наличие напряжения на конденсаторе указывают на то, что проблема может находиться в инверторе. Диагностика инвертора — это достаточно сложная задача, требующая наличия определённого опыта и специальной аппаратуры, например, осциллографа. Если такого опыта и оборудования у вас нет, можно попытаться отремонтировать зарядное устройство, последовательно проверяя все детали, заменяя транзисторы и микросхемы преобразователя, и каждый раз проверяя исправность платы.
Во время визуального осмотра важно обращать внимание на пробитые диоды, которые могут измениться на желтоватый цвет из-за перегрева. Даже если лишь один диод из диодного моста вышел из строя, он будет коротить на себя трансформатор. Это приводит к перегреву остальных диодов, что может вызвать перегрев обмоток трансформатора и возможное межвитковое замыкание. Таким образом, следует провести тестирование всех подозрительных диодов и обеих обмоток трансформатора с помощью тестера. Проверка часто показывает повреждение первичной обмотки.
Важно помнить, что практически во всех трансформаторах установлен тепловой датчик, который срабатывает при температуре 130°C. Обычно этот датчик находится под верхними слоями изоляции трансформатора. Если у вас нет возможности заменить датчик, вы можете на свой страх и риск перепаять его ножки, исключив обрыв. После этого необходимо вернуть снятую изоляцию на место и проверить работоспособность зарядного устройства. Как показывает практика, различные неисправности трансформатора можно устранить с помощью простых действий.
