Подключение шуруповерта 12 вольт к блоку питания АТХ

• Главная

>

• Разное

⬎

Батарейные шуруповерты очень удобны в использовании и получили широкое распространение, как у профессионалов, так и у домашних мастеров. Самой первой, как правило, приходит в негодность батарея. В настоящий момент все производители электроинструмента перешли на литиевые батареи и приобрести новую никель-кадмиевую батарею на старый шуруповерт становится все проблематичней, а цены на эти батареи гораздо выше, чем на литиевые.

Конечно, существует возможность покупки аккумуляторов на различных сервисах, торгующих китайскими товарами. Но нужно время, пока придет посылка с «банками» и опять же, это определенные затраты. Существует альтернатива покупке батареи/банок — подключить шуруповерт к сетевому блоку питания и забыть про быстрый разряд батареек. Мощный блок питания на Алиэкспресс. Появляется много неудобств из-за сетевого шнура, но всегда приходится чем-то жертвовать.

Какой ток потребляет шуруповерт

Прежде, чем подбирать подходящий блок питания, нужно понять, на какой потребляемый ток нужно рассчитывать. К сожалению, производители аккумуляторных шуруповертов не указывают ток, потребляемый двигателем. Емкость самого аккумулятора в ампер-часах, которая обязательно указанна на батарее, не позволяет понять какой ток потребляет шуруповерт в рабочем режиме

. Максимум, что может указать производитель, это мощность в ваттах, но это бывает очень редко, обычно мощность указанна непосредственно в силе крутящего момента.

Если мощность в ваттах все-таки указанна, мы можем иметь представление о потребляемом токе и подобрать соответствующий блок питания с небольшим запасом по току/мощности. Для вычисления силы тока достаточно разделить мощность в ваттах на рабочее напряжение шуруповерта, в данном случае это 12 вольт. Итак, если производитель указал мощность например 200 ватт — 200:12=16,6 А — такой ток потребляет шуруповерт в рабочем режиме.

Однако указанная мощность это большая редкость и нет универсальной цифры, характеризующей все 12-ти вольтовые шуруповерты. Нужно понимать, что при полном торможении вала двигателя, токи могут значительно превышать номинальные и вычислить эту величину очень не просто. В то же время, анализ различных форумов и собственного опыта показали — для работы шуруповерта зачастую достаточно тока в 10 А, этого достаточно для выполнения многих функций закручивания и сверления. При этом известно, что броски тока при полном торможении вала могут превышать 30 А.

Ну и какой же вывод можно сделать из всего этого? Для шуруповерта подойдет блок питания 12 В дающий 10 А тока, если имеется возможность использовать блок 20-30 А, это даже лучше. Это среднестатистические цифры, применимые к большинству шуруповертов.

Зачем переделывать?

Аккумуляторный шуруповерт имеет массу преимуществ перед устройством сетевого типа. Его можно использовать даже там, где не подведено электричество, можно закрутить крепеж в труднодоступных местах, движения мастера не ограничены длиной провода или удлинителя. Словом, именно этот вариант часто выбирают для домашних работ.

Но аккумуляторный шуруповерт ограничен по времени работы емкостью и качеством установленной батареи. Использовать его можно, пока она не сядет. Причем если аккумулятор вышел из строя и перестал держать заряд или вовсе заряжаться, то и сам шуруповерт работать не будет. Нужно или заменять батарею, или переделывать его в сетевой вариант. В некоторых случаях заменить батарейку и вовсе невозможно. А новая стоит почти столько же, сколько и новый прибор. Конечно, в таком случае большинство людей решат купить свежую модель шуруповерта.

Новый аккумуляор для шуруповерта иногда стоит столько же, сколько новый инструмент

Но, как показывает практика, в некоторых случаях проще и дешевле переделать аккумуляторный шуруповерт в работающий от сети 220 В. Вы дадите инструменту новую жизнь и сэкономите деньги. Единственное ограничение, которое появится у такого обновленного шуруповерта — это необходимость включать его в розетку перед использованием. Зато есть возможность не прерывать работу на время подзарядки АКБ.

Блок питания

Мы не будем рассматривать покупку каких-либо блоков или трансформаторов, если уж и покупать, то новую батарею! Мы рассмотрим возможность использовать то, что есть под рукой. Скажу сразу — зарядное устройство от того же шуруповерта подойдет лишь для сверления переспелых бананов, мощность его слишком низкая.

В идеале подойдет понижающий, мощный трансформатор 12 В, например от компьютерного бесперебойника. Мощность такого трансформатора обычно 350-500 ватт. Но у меня не было в наличии такого трансформатора, зато было много компьютерных блоков питания. Уверен, что если у кого-то имеется различный электронный хлам, компьютерные АТХ в нем обязательно завалялись.

Это один из первых представителей компьютерных АТХ блоков питания.

Компьютерный АТХ-блок вполне подходит для шуруповерта, нагрузочная способность по шине +12 вольт позволяет снять токи 10-20 ампер. Хочется развеять небольшой миф — запихать блок в корпус батареи шуруповерта не получится, уж слишком большая плата у АТХ. Придется делать блоку отдельный корпус или оставить его в родном, металлическом корпусе. Недостаток родного корпуса — чувствительность к пыли, а ведь даже самый маленький ремонт — это много пыли.

Довольно слабенький блок, по шине +12В нагрузка всего 10 А. По возможности, лучше выбирать блоки с более мощной двенадцативольтовой шиной.

Преимущества и недостатки разных батарей

Никель-кадмиевые устройства сегодня считаются одними из самых популярных. Блок питания для шуруповерта с такой батареей стоит довольно дешево, процесс заряда проходит достаточно быстро. Среди недостатков – потеря неиспользованной емкости на повторном заряде.

Зарядные устройства для никель-металлогидридных батарей предлагает Hitachi. Эти аккумуляторы экологичнее, дороже, но и емкость, а с ней и энергетическая плотность значительно выше. В этих батареях практически отсутствует потеря памяти.

Литиево-ионные батареи имеют более интересные характеристики. Здесь отсутствует эффект памяти. Также значительно выше энергетическая плотность. Цена также немного выше, чем у остальных двух видов. Среди достоинств – возможность заряда в любое время вне зависимости от емкости.

Пробные тесты

Прежде, чем приниматься за сооружение рабочей конструкции, следует протестировать все на «коленках», убедиться в стабильности работы шуруповерта под нагрузкой и отсутствии сильных перегревов в блоке питания.

Берем компьютерный блок питания и проверяем его: включаем в сеть, в выходном пучке проводов находим зеленый (говорят он может быть другого цвета, но мне всегда попадались зеленые) и замыкаем его перемычкой на любой из черных (все черные провода на выходе — общий вывод, в нашем случае он минус). Блок должен включиться, между черными и желтыми проводами появится напряжение 12 вольт. Проверить это можно мультиметром или подключив к названным выводам любой компьютерный кулер.

Если все в порядке и блок выдает около 12 вольт на желтом(+) и черном(-) выводах, продолжаем. Если же напряжение на выходе отсутствует — ищем другой блок или ремонтируем этот, эта отдельная тема будет описана отдельно.

Отрезаем штекер от выхода блока и берем по 3-4 желтых и черных проводов, идущих из блока и соединяем их параллельно. Отрезая штекер, не забудьте о зеленом пусковом проводнике, он должен быть замкнут на черный. Мы получили источник 12 В с приличной нагрузочной способностью по току в 10-20 А, токи зависят от модели и мощности блока.

Теперь нужно подцепить наши 12 В к клеммам шуруповерта без батареи, полярность подключения смотрим по батарее. Ну и проверяем шуруповерт — на холостом ходу, потом притормаживая рукой. На этом этапе я столкнулся с проблемой: при полном нажатии кнопки шуруповерт работает, при медленном, плавном нажатии кнопки шуруповерта блок питания уходит в защиту. Для сброса защиты необходимо отключать блок от сети и включать заново. Совсем не пойдет, нужно как-то исправлять такую нестабильность.

Я вытащил плату блока из корпуса и подцепил дополнительно мультиметр, для постоянного контроля напряжения

На мой взгляд, такое явление может возникать из-за того, что блоком питания и кнопкой шуруповерта управляют ШИМ-контроллеры, из-за помех по проводам питания, контроллеры как-то мешают друг другу. Пробуем решить эту проблему использованием импровизированного LC-фильтра.

Я собрал фильтр за 5 минут из того что было под рукой: 3 электролитических конденсатора по 1000 мкф на 16 вольт, неполярного конденсатора менее 1 мкф и намотал 20 витков медного провода диаметром 2 мм на ферритовое колечко от другого блока. Вот его схема:

А вот так он выглядит. Это чисто пробная версия, в дальнейшем эта конструкция перенесется в корпус батареи шуруповерта и будет выполнена аккуратнее.

Проверяем всю конструкцию: блок не уходит в защиту при любых положениях кнопки, великолепно! Теперь можно попробовать закрутить несколько саморезов — все пучечком. Чувствуется, что шуруповерт сможет закрутить и более крупные саморезы.

Ну чтож, теперь нужно убрать все сопли и кучи проводов, вытащить из корпуса батареи «сдохшие банки», заменив их на LC-фильтр и уже потестировать шуруповерт в более реальных условиях.

Подключение шуруповёрта к зарядному устройству

Последовательность действий:

1. Припаять или прицепить зажимами «крокодил» к клеммам зарядного устройства два провода.
2. Разобрать старый аккумулятор и вынуть из него севшие элементы.
3. Просверлить в корпусе аккумулятора отверстие для кабеля, продеть кабель в отверстие. Желательно уплотнить соединение изолентой или термоусадочной трубкой, чтобы провод не вырвался из корпуса.
4. Удалённые из аккумулятора элементы нарушат развесовку шуруповёрта — рука будет уставать. Чтобы восстановить баланс, в корпус следует поместить груз — это может быть плотное дерево или кусок резины.
5. Припаять кабель к клеммам бывшего аккумулятора, подключаемым к шуруповёрту.
6. Собрать корпус аккумулятора.
7. Остаётся испытать обновлённый инструмент в работе.

Монтаж готового блока питания в корпусе старого аккумулятора

Порядок действий:

1. Разобрать старый аккумулятор и вынуть из него неработающие элементы.
2. Установить блок питания в корпус аккумулятора. Подключить контакты высокого напряжения и клеммы низкого напряжения.
3. Собрать и закрыть корпус аккумулятора.
4. Установить аккумулятор в шуруповёрт.
5. Включить вилку блока питания в розетку и проверить обновлённый сетевой инструмент в работе.

Самодельный блок питания

Пошаговая инструкция:

1. Разобрать корпус старого аккумулятора, вынуть из него севшие батареи.
2. Установить элементы электрической схемы блока питания на монтажную плату, припаять контакты.
3. Установить собранную плату в корпус. Проверить тестером наличие напряжения на выходе.
4. Подключить провода низкого напряжения к клеммам старого аккумулятора. Собрать корпус.
5. Подключить шуруповёрт к электрической сети и проверить его работу.

Подключение к внешнему блоку питания

Что делать:

1. Разобрать шуруповёрт и найти внутри провода питания мотора. Установить в корпус разъём для источника питания и припаять провода к разъёму. Закрепить провода термоклеем.
2. Подобрать подходящий блок питания, например, от ноутбука. Подобрать к нему переходник для разъёма низкого напряжения.
3. Подключить шуруповёрт к новому блоку питания и проверить его работу.

Подключение к блоку питания от компьютера

Инструкция:

1. Найти или купить блок питания от компьютера, мощностью не менее 300 Вт.
2. Разобрать корпус шуруповёрта. Найти внутри провода питания двигателя. Припаять к проводам разъёмы для компьютерного блока питания.
3. Вывести из корпуса разъёмы для подключения компьютерного блока питания.
4. Подключить шуруповёрт к новому блоку питания.
5. Включить блок питания в сеть и проверить работу прибора.

Сборка рабочей конструкции

Для удобства пользования и подключения, я вывел шнур от блока питания в корпус батареи. Шнур взял 3,5 метра длинной, какой был в наличии. Из батареи удалил все аккумуляторные элементы и вмонтировал LC-фильтр. Теперь, если у меня появится каким-то образом исправная батарея — ее всегда можно будет поставить на шуруповерт, а блок питания убрать про запас. Аккумуляторы из батареи не выбросил, есть идея где их применить, но это тема для другого обзора.

Так как шнур, соединяющий блок с шуруповертом, обладает определенным сопротивлением и индуктивностью, можно попробовать замкнуть перемычкой выводы катушки L1. Теоретически, это может повысить мощность на мизерное значение.

Со шнуром шуруповерт себя отлично чувствует, но если честно, мне он показался несколько слабоватым при торможении рукой. Но пробные закручивания саморезов развеяли мои сомнения: саморезы длинной 35 мм спокойно закручиваются в фанеру 20 мм. Это означает, что шуруповерт будет удовлетворять большинство потребностей в ремонте.

У блока я отрезал все выходные провода, оставив зеленый стартовый, его конец я припаял к общему проводнику платы, куда впаяны все черные. Лучше всего аккуратно выпаять все провода, но мой паяльник был слишком слабый для этого и пришлось обрезать. К общему контакту и +12 (куда впаяны желтые) припаял два коротких, жестких медных провода и соединил через клемник со шнуром к шурику.

На этом мы закончим данный обзор, желаемого мы добились — шуруповерт отлично работает от компьютерного блока питания. В дальнейшем планирую сделать для платы блока питания добротный фанерный корпус без щелей — тесты показали, радиаторы на плате совсем не греются и можно не беспокоиться о перегреве элементов в закрытом корпусе.

Обновление от 28.12.2019

Блок питания очень мощный, вполне справляется с долгим сверлением. В реализации без ОС по напряжению, блок может быть подключенным к сети хоть целые сутки — нагрева нет.

Однако в процессе эксплуатации на объекте выявился существенный недостаток: при заклинивании вала двигателя могут перегорать силовые ключи. У меня всегда вылетал «минусовой» транзистор (нижний по схеме), а второй оставался целым.

Так как заклинивание вала эквивалентно короткому замыканию на выходе БП, нужно принять меры, устраняющие это явление. Посмотрим на работу аккумуляторного инструмента — за счет «мягкой» вольт-амперной характеристики (ВАХ) батареи, при слишком больших нагрузках и заклинивании просаживается напряжение, в следствии чего уменьшается и ток.

Опытов еще не проводил, но считаю полезными меры по «смягчению» ВАХ: 1. Вторичную обмотку силового трансформатора нужно мотать «кучнее», без разнесения по всему кольцу. 2. Номинальное напряжение на выходе (под нагрузкой лампы 30 Вт, например) снизить на несколько вольт путем уменьшения числа витков вторички. То есть если шуруповерт на 14,4 В, то подобрать напряжение на выходе БП 9-10. Вполне возможна просадка мощности вращения после таких манипуляций, тут следует найти оптимальный вариант.

Делать защиту в «горячей» части блока считаю неактуальным, ибо при больших нагрузках защита будет часто срабатывать и потеряется удобство в работе. Все-таки меры по «смягчению» ВАХ мне кажутся более приемлемыми.

Будет очень интересно узнать ваш опыт, если будете собирать схему и пытаться сделать «мягким» заклинивание вала. Контакты в подвале сайта.

Оцените публикацию:

Currently 4.59

Оценка: 4.6 (22 голосов)

Немного дополнений

Для компенсации потерь в шнуре, соединяющем шуруповерт с блоком питания, полезно поднять напряжение на 2-3 вольта. Но это при условии, что вы знаете схемотехнику компьютерных АТХ и знаете что делать.

Если есть возможность использовать мощный трансформатор, то на его выходной, вторичной обмотке должно быть переменное напряжение 12 В. Если напряжение отличается, рекомендуется подкорректировать вторичную обмотку путем отматывания (если напряжение больше 12 В) или доматывания (если меньше 12 В) нескольких витков. Стоит заметить, что при выпрямлении и фильтрации переменного напряжения 12 В получается около 14.4 В без нагрузки. Так пусть вас это не смущает, это напряжение ЭДС и это закономерно, что оно выше номинального.

Дополнительно к трансформатору собирается выпрямитель, диоды должны спокойно держать 30 А. Конденсаторный фильтр целесообразнее расположить в корпусе батареи, как в варианте с АТХ.

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.

Советы по использованию

Эксперты изменения шуруповертов, которые с легкостью справляются с установленной задачей, советуют начинающим следовать определенным правилам:

• Сетевой шуруповерт в состоянии функционировать несколько часов подряд, поэтому давайте ему пятиминутные передышки для предохранения от перегрузок.
• Провод должен крепиться в области локтя для предотвращения помех при работе.
• Блок питания систематически надо чистить от пыли и грязи.
• Аккумулятор (новый) предусмотрен заземлением.
• Не рекомендовано употреблять большое количество удлинителей.
• Не применять шуруповерт при высотных работах (начиная от двух метров и выше).

Следование данным советам поможет сохранить инструмент в рабочем состоянии и продлит его срок эксплуатации.