Как сделать блок питания для шуруповерта своими руками

Все современные шуруповерты работают от аккумулятора. Чтобы он всегда оставался в заряженном состоянии, требуется блок питания. Зарядные устройства разных производителей могут существенно различаться. Во-первых, блоки комплектуются разными элементами, а во-вторых, их вольтаж бывает 12, 14 или 18 вольт.

В зарядных устройствах на 12 В используются транзисторы емкостью до 4,4 пФ, проводимость при этом находится на уровне 9 мк. Для нивелирования показателей тактовой частоты используются конденсоры. В зарядниках, использующих такое напряжение, чаще всего устанавливаются полевые резисторы.

Схема блока питания 12 В


В блоках на 14 В уже применены 5 транзисторов и импульсные конденсаторы. Используется микросхема преобразования тока четырехканального типа. Емкость резистора не превышает 6,3 пФ.

Схема зарядного устройства 14 В

В зарядниках 18 В используются только транзисторы переходного типа. Для нормализации максимальной частоты установлен сеточный триггер. Проводимость тока находится в районе 5,4 мк. На микросхеме находятся 3 конденсатора. Вместе с диодным мостом располагается тетрод. В некоторых моделях используются хроматические резисторы. Иногда применяются дипольные транзисторы.
Схема зарядного устройства 18 В

Изучите маркировку или конструкционные особенности, указанные на корпусе рабочего инструмента, и, исходя из этих показателей, определите необходимое для питания напряжение. В нашем случае будет достаточно собрать своими руками блок питания 12В для шуруповерта. Если требуемые показатели отличны от 12В, продолжайте искать взаимозаменяемый вариант. Выбрав аналог, произведите подсчет тока потребления шуруповерта, так как такой параметр производитель не указывает. Чтобы выяснить это, потребуется узнать мощность прибора.

Если времени на подбор приспособления у вас нет, а проведение вычислений занимает слишком много времени, возьмите любой попавшийся блок питания. Покупая его, помимо тока, спросите о емкости батареи. Для конструирования блока питания 12В для шуруповерта своими руками будет достаточно прибора емкостью 1,2А и зарядкой – 2,5. Запомните, перед тем как искать подзарядку, определите такие необходимые параметры:

  1. Размеры блока.
  2. Минимальный ток.
  3. Необходимый уровень напряжения.

Изготовление БП на базе аккумуляторного отсека шуруповерта

Исходные данные

Результат выполненных работ

Пришедшая в негодность внутренность аккумуляторного отсека

Задача

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.

Данная статья не подлежит комментированию, поскольку её автор ещё не является полноправным участником сообщества. Вы сможете связаться с автором только после того, как он получит приглашение от кого-либо из участников сообщества. До этого момента его username будет скрыт псевдонимом.

  • 16 октября 2020 в 15:30 Обзор фольгированного корпуса Exegate BA-109

Это «Песочница» — раздел, в который попадают дебютные посты пользователей, желающих стать полноправными участниками сообщества.

Если у вас есть приглашение, отправьте его автору понравившейся публикации — тогда её смогут прочитать и обсудить все остальные пользователи Хабра.

Чтобы исключить предвзятость при оценке, все публикации анонимны, псевдонимы показываются случайным образом.

Не надо пропускать:

  • рекламные и PR-публикации
  • вопросы и просьбы (для них есть Хабр Q&A);
  • вакансии (используйте Хабр Карьеру)
  • статьи, ранее опубликованные на других сайтах;
  • статьи без правильно расставленных знаков препинания, со смайликами, с обилием восклицательных знаков, неоправданным выделением слов и предложений и другим неуместным форматированием текста;
  • жалобы на компании и предоставляемые услуги;
  • низкокачественные переводы;
  • куски программного кода без пояснений;
  • односложные статьи;
  • статьи, слабо относящиеся к или не относящиеся к ней вовсе.

Требования к источнику питания

Вне зависимости от того, на какое напряжение рассчитан шуруповерт, к блоку питания предъявляются особые требования: при высокой нагрузке на инструмент, например, при закручивании длинных шурупов в твердую древесину или в режиме сверления ток потребления двигателя может повышаться до десятка ампер. Если в режиме холостого хода потребляемый ток составляет не более 1-2 А и достаточно блока питания с мощностью 30-40 Вт, то для нормальной работы требуется мощность порядка 200 Вт.

С аккумуляторными батареями все просто. Специфика их работы такова, что они способны на короткое время выдавать большие токи, восстанавливая рабочее напряжение во время простоя. Возникает вопрос: зарядное устройство для любого шуруповёрта имеет малый вес и габариты, почему бы не использовать его в качестве источника напряжения? Ответ – однозначно нет. Зарядное устройство рассчитано на выдачу малого тока в течение длительного времени, нам же требуются большие токи на короткий срок. Поэтому внешний блок питания должен иметь запас по мощности.

Читайте также  Фото ворота

Сетевой блок, встроенный в АКБ

Работы по модернизации питания нужно начинать с приобретения готового блока с соответствующими габаритами и характеристиками. Самое простое решение — сходить на радиотехнический рынок и подобрать подходящее по параметрам устройство.

Затем нужно аккуратно полностью отсоединить все детали от корпуса. Расположить элементы в корпусе от АКБ шуруповёрта и закрепить их внутри, при этом, если возникает необходимость, нужно удлинить соединения между трансформатором и платой управления. Желательно эти два основных узла разместить с зазором, чтобы не допускать перегрева их во время работы при высокой нагрузке.

Не помешает закрепить на управляющей микросхеме радиатор охлаждения. Определить, какие детали будут нуждаться в охлаждении, можно практическим методом. Для этого необходимо поработать шуруповёртом некоторое время, после чего отключить его от сети и потрогать детали на плате. Сразу станет понятно, какой элемент нагревается сильнее. В корпусе блока просверливаем несколько отверстий для поступления воздуха.

Если вы обладаете знаниями в области радиотехники и умеете работать с паяльником, то можно сделать такое устройство самостоятельно. С принципиальными электрическими схемами питающих устройств можно ознакомиться на многих сайтах интернета. И, конечно, вы сами можете решить задачу компоновки устройства согласно вашим пожеланиям.

Самодельный блок питания

Маломощный импульсный блок питания с параметрами мощности 3,7-20 Вт не требует использования импульсного трансформатора. Для этого будет достаточно увеличить количество витков магнитопровода на уже имеющемся дросселе. Новую обмотку можно намотать поверх старой. Для этого рекомендуют использовать провод МГТФ с фторопластовой изоляцией, которая заполнит просвет магнитопровода, что не потребует большого количества материала и обеспечит необходимую мощность устройства.

Чтобы повысить мощность ИБП, придется использовать трансформатор, который также можно соорудить на основе уже имеющегося дросселя ЭБ. Только для этого рекомендуют использовать лакированный обмоточный медный провод, предварительно намотав на родную дроссельную обмотку защитную пленку во избежание пробоя. Оптимальное количество витков вторичной обмотки обычно подбирают опытным путем.

Нужна ли переделка?

Переделывать шуруповерт или нет? Перед началом работы необходимо оценить достоинства и недостатки данного решения. Если говорить о первых, то в результате хозяин добьется:

  • исчезновения проблем с внезапно разрядившимся инструментом;
  • отсутствия зависимости от низкой температуры, ведь при таких условиях аккумуляторы разряжаются очень быстро;
  • получения стабильно крутящегося момента;
  • значительной экономии, так как покупка новой, довольно дорогой батареи не потребуется.

Кроме того, это единственный остающийся вариант, если модель уже снята с производства, когда инструмент срочно необходим, а ждать прибытия нового аккумулятора времени нет. Если сам шуруповерт работает без нареканий, то противопоказаний к его переделке нет. Единственное, чего он лишится, это мобильность, но этот минус все же не так существенен, с ним можно справиться.

Блок питания для шуруповерта: подготовка к переделке

Опытные ремонтники советуют поместить блок питания для шуруповерта внутрь изделия. Так на него не будут попадать пыль, грязь, жидкости, значит, элемент прослужит дольше. На данном этапе нужно вскрыть разборный корпус. Для открытия возьмите перочинный ножик и пройдитесь по шву.

Открыть корпус шуруповерта для монтажа блока питания поможет ножик. Пройдитесь им по соединительным швам, чтобы ослабить крепления

Зачем производится вскрытие:

  • чтобы понять, куда поместить блок питания;
  • узнать, с каким напряжением предстоит работать (внутри имеется маркировка, обычно 12-18 вольт);
  • определить способ установки.

На этом этапе вы должны продумать, из чего будете создавать новый блок питания.

Для данной цели подойдут энергосберегающие лампы, элементы от любого автомобиля или компьютера, специальные устройства из магазинов электроники.

Советы по эксплуатации шуруповерта

Домашние мастера, которые смогли переделать свой инструмент в сетевой, должны при его применении соблюдать несколько правил:

  • После непрерывной работы в течение 20 минут, нужно давать отдохнуть устройству;
  • Блок питания следует постоянно очищать от пыли;
  • Нельзя использовать блок без заземления;
  • Запрещается пользоваться переделанным инструментом на высоте больше двух метров;
  • Не допускается подключение в сеть с применением огромного количества удлинителей.

Если не игнорировать все эти правила, то прибор сможет прослужить намного дольше. Разумеется, минусом станет потеря мобильности, но взамен удастся получить устройство, не нуждающееся в постоянной зарядке.