Как заряжать и хранить аккумулятор шуруповерта

Электроинструмент под названием шуруповерт очень востребован как для домашнего, так и для профессионального использования. Этот универсальный инструмент способен как закручивать и откручивать широкий спектр крепежа, так и сверлить отверстия. Шуруповерты можно классифицировать по источнику питания: они могут работать от сети или от аккумулятора. Модели, работающие от аккумуляторов, оказались столь же эффективными, как и их аналоги, работающие от сети, и при этом обладают дополнительным преимуществом — портативностью. С аккумуляторным шуруповертом пользователь может работать самостоятельно, не будучи ограниченным шнуром питания. Однако очень важно правильно заряжать и хранить аккумулятор, чтобы обеспечить его долговечность. К счастью, многие проблемы с аккумуляторами могут быть решены пользователем самостоятельно, с помощью мультиметра для диагностики причины проблемы.

Устройство аккумуляторной батареи шуруповерта

• корпус со встроенными контактами;
• элементы питания (аккумуляторы);
• термодатчик (термистор), защищающий устройство от перегрева (в диапазоне от 50 до 600 градусов Цельсия).

Не все модели оснащены термисторами. Как правило, корпус представляет собой пластиковую коробку из двух частей, содержащую около 10 аккумуляторов, хотя иногда их может быть и больше. В таких случаях аккумуляторы соединяются в цепочку. Свободные клеммы крайних банок соединяются с контактами на корпусе, которые служат для питания двигателя инструмента и подключения к зарядному оборудованию. Общее выходное напряжение батареи определяется путем сложения индивидуальных напряжений всех последовательно соединенных батарей.

Корпус батареи имеет 4 контакта:

• 2 силовых контакта ("+", "-") для зарядки и разрядки
• 1 верхний управляющий контакт, соединенный с термистором
• 1 контакт, используемый для зарядки от специальных станций, которые могут выравнивать заряд всех батарей в устройстве
• Выходное напряжение никель-металл-гидридных аккумуляторов (NiMh) составляет 1.2 V;
• Выходное напряжение никель-кадмиевых аккумуляторов (NiCd) также составляет 1.2 V;
• Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion), обозначаемые символом Li-Ion, имеют напряжение, которое зависит от количества элементов в батарее и может составлять от 1.2-3.6 V.

Литий-ионные аккумуляторы оснащены платой управления, которая включает в себя специализированный контроллер для контроля их работы.

Отдельная батарея состоит из нескольких основных компонентов:

• Положительный и отрицательный контакты;
• Электрод, несущий положительный заряд;
• Внешний корпус с защитным покрытием;
• Электролит;
• отрицательный электрод.

Доступность, компактность и высокая емкость никель-кадмиевых накопителей энергии сделали их чрезвычайно популярными. Кроме того, эти устройства можно заряжать более 1 тыс. раз, что делает их очень экономичным и долговечным вариантом.

Для правильной зарядки аккумулятора шуруповерта важно соблюдать определенный температурный режим. Идеальная температура для зарядки составляет от 10 до 40 градусов Цельсия. Важно избегать перегрева аккумулятора в процессе зарядки, так как это может привести к негативным последствиям. Чтобы избежать этого, обязательно отсоедините аккумулятор от зарядного устройства и дайте ему остыть.

После достижения аккумуляторами полной емкости не рекомендуется оставлять их в отключенном зарядном устройстве или хранить в шуруповерте, который не будет использоваться. Для сохранности лучше поместить их в футляр для инструментов.

Если аккумуляторы не используются в течение длительного времени, рекомендуется подзаряжать их не реже одного раза в месяц.

Рекомендуемая продолжительность зарядки аккумулятора зависит от его типа и составляет от 30 минут до 7 часов. Эта информация содержится в руководстве по эксплуатации, специально разработанном для данной модели электроинструмента. Чтобы продлить срок службы устройства, необходимо неукоснительно следовать этим инструкциям. Многие зарядные устройства оснащены индикаторами, которые отображают текущую стадию процесса зарядки. Это позволяет точно определить необходимую продолжительность работы, наблюдая за светящимися светодиодами, каждый из которых имеет свой цвет. Как только аккумуляторы достигнут максимальной емкости, необходимо немедленно прекратить процедуру зарядки.

Нюансы зарядки аккумуляторов разных типов

Каждый тип аккумуляторных батарей имеет свои уникальные требования к зарядке, которые определяются материалами, используемыми в их конструкции. Для обычной подзарядки можно использовать импульсные или обычные зарядные устройства. Импульсные зарядные устройства обычно встречаются в электроинструментах профессионального уровня, в то время как обычные зарядные устройства предназначены для бытового использования. Важно правильно заряжать новые или разряженные аккумуляторы, принимая во внимание их особенности, прежде чем использовать их.

Никель-металлогидридные аккумуляторы также обладают явлением, известным как "эффект памяти". Перед первым использованием рекомендуется пройти полный цикл заряда/разряда 4-5 раз. Впоследствии батарея будет восполнять свой заряд по мере необходимости.

Если никель-кадмиевые и никель-металлгидридные аккумуляторы не заряжать должным образом с самого начала, их емкость будет постепенно уменьшаться.

Литиевые аккумуляторы наименее привередливы. Нет особых рекомендаций, которых необходимо придерживаться, поскольку они не обладают "эффектом памяти". Литий-ионные элементы питания способны сохранять свои первоначальные характеристики в течение длительного времени. Нет необходимости полностью заряжать/разряжать их после каждого использования.

Как зарядить аккумулятор без специального зарядного устройства

Если вы оказались без стандартного зарядного устройства для шуруповерта или оно сломалось, существуют альтернативные способы подзарядки аккумулятора. Энтузиасты DIY разработали различные стратегии для пополнения заряда батареи с помощью различных источников. Для того чтобы зарядить аккумулятор шуруповерта без стандартного зарядного устройства, можно воспользоваться следующими вариантами:

• автомобильное зарядное устройство;
• универсальное зарядное устройство;
• внешние источники питания.

Если речь идет об автомобильной зарядке, то наиболее подходящим вариантом будет устройство, обеспечивающее регулировку напряжения и силы тока. Главная задача в таких случаях — избежать перезарядки. Для этого ток заряда должен быть установлен в определенных пределах, как правило, от 0.5 до 0.1 ампер-часов, в зависимости от общего значения емкости. Например, если емкость составляет 1.3 Ампер-часа, ток должен быть установлен в диапазоне от 650 до 130 миллиампер.

Если регулятор не позволяет установить меньшие значения при слишком больших значениях тока, можно использовать дополнительное сопротивление, например, автомобильную лампу. Это сопротивление может быть подключено последовательно с аккумуляторной батареей.

На практике универсальные зарядные устройства очень удобны, так как предлагают множество дополнительных настроек. Эти параметры помогают выбрать оптимальные параметры тока для зарядки аккумуляторов различных электроинструментов.

Внешние источники питания используются в основном для разряженных шуруповертов, когда приобретение новых аккумуляторов нецелесообразно с финансовой точки зрения. В таких случаях электроинструмент подвергается модернизации и разрабатывается подходящая схема подключения. Одним из примеров является адаптация зарядного устройства USB, оснащенного дополнительным предохранителем.

Рекомендации по хранению аккумуляторных батарей

Перед хранением лучше всего отсоединить аккумуляторы любого типа от шуруповерта. Для каждого типа аккумуляторов существуют свои особые рекомендации:

• Никель-кадмиевые аккумуляторы следует разряжать перед хранением до тех пор, пока шуруповерт не перестанет работать на полную мощность.
• Никель-металлогидридные аккумуляторы следует держать полностью заряженными, но не страшно, если они немного разряжены.
• Литий-ионные аккумуляторы также следует разряжать перед хранением, но только наполовину.

После длительного хранения никель-металлогидридные аккумуляторы, которые могут выдержать 200-300 циклов перезарядки без потери емкости, должны быть полностью заряжены в течение одного дня. Эти аккумуляторы имеют значительный параметр саморазряда.

Как уже говорилось ранее, литий-ионные батареи не испытывают "эффекта памяти" и имеют высокую емкость с минимальным саморазрядом. Их можно заряжать при любом уровне разряда без каких-либо проблем.

Важно отметить, что литий-ионные батареи не следует полностью разряжать, так как это может привести к отключению внутренней электронной системы защиты из-за повышения температуры или напряжения.

Для правильного хранения литий-ионных аккумуляторов рекомендуется заряжать их примерно до 50 % емкости, чего можно достичь, заряжая их с нуля в течение примерно 65 % времени, необходимого для достижения полной емкости.

Следуя этим простым рекомендациям по хранению и зарядке аккумуляторов разных типов, вы сможете максимально продлить срок их службы, как это предусмотрено производителями.

Проверка состояния батареи с помощью мультиметра

Если ваш аккумулятор быстро разряжается или вообще не работает, не всегда обязательно покупать новый или нести его к специалисту. Во многих случаях даже человек, не имеющий большого опыта работы с электроникой, может найти причину проблемы, следуя простому алгоритму поиска. Для этого вам понадобится мультиметр или аналогичный прибор с измерительными возможностями. Кроме того, вам понадобятся следующие инструменты:

• отвертка;
• паяльник с набором для пайки;
• нож;
• плоскогубцы.

Для того чтобы точно определить первопричину неисправности аккумулятора, необходимо оценить работоспособность каждого отдельного компонента, задействованного в блоке питания. Однако рекомендуется сначала осмотреть зарядное устройство. Это можно сделать с помощью мультиметра, выполнив следующие действия:

• Включите устройство.
• Настройте мультиметр на измерение постоянного напряжения.
• Подключите щупы к соответствующим гнездам мультиметра и прикоснитесь к контактам ("+" и"-") зарядного устройства.
• Сравните показания на дисплее мультиметра с выходным напряжением зарядного устройства, которое указано в инструкции по эксплуатации или на корпусе зарядного устройства.
• Если показания не совпадают, отремонтируйте адаптер или приобретите новый.

По возможности выбирайте диапазон измерения на используемом приборе, который ближе всего к указанному выходному напряжению зарядного устройства.

Чтобы проверить аккумулятор шуруповерта с помощью мультиметра, выполните следующие действия:

• Убедитесь, что аккумулятор полностью заряжен.
• Установите переключатель мультиметра в положение постоянного напряжения и прикоснитесь щупами к положительному и отрицательному выводам аккумулятора, чтобы измерить выходное напряжение.
• Если измеренное напряжение не соответствует значению, указанному в руководстве пользователя, разберите батарейный блок и извлеките все батареи.
• Если нет поврежденных батарей (потекших или вздувшихся), при помощи паяльника припаяйте цепь к клеммам каждой батареи и измерьте напряжение мультиметром.
• Подключите нагрузку, например лампочку с соответствующим напряжением, к каждому аккумулятору по очереди на одинаковый период времени.
• Батарея, напряжение на которой упало сильнее всего, является неисправной.

Для целей тестирования важно полностью разрядить никель-металлогидридные и никель-кадмиевые батареи, чтобы предотвратить возникновение "эффекта памяти".

При осмотре батарей стоит отметить, что в идеале напряжение на выходе должно находиться в диапазоне 1.2 и 1.4 В для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов, а для литиевых аккумуляторов напряжение должно быть в пределах 3.6 и 3.8 V.

Если вам попадется неисправный аккумулятор, вы можете заменить его на новый или попытаться выполнить временный ремонт. Кроме того, вы можете измерить силу тока с помощью мультиметра: если в течение первого часа сила тока увеличится и превысит 1 А, то батарею можно считать исправной.

Если напряжение на батарее отсутствует, то, скорее всего, проблема во внутренней схеме устройства. В этом случае рекомендуется разобрать устройство и провести визуальный осмотр, а затем с помощью мультиметра определить место повреждения.

Причин выхода из строя аккумулятора аккумуляторной дрели-шуруповерта может быть несколько, поскольку он состоит из нескольких отдельных батарей.

1. Отказ или неисправность системы управления блоком элементов, например, контроллера заряда или уровня напряжения.
2. Изменение параметров или выход из строя одной из батарей.

Выявить и восстановить неисправную батарею довольно просто. Проблемы с контроллером могут привести к сбоям в зарядке, перегреву батарейного блока или недостаточному напряжению.

Проблемы с отдельными блоками могут быть диагностированы различными способами, от полного отказа батареи до колебаний напряжения и полезной емкости. Метод реанимации зависит от конкретного типа отдельных батарей.

Литий-ионные

Примерная процедура проверки литий-ионных аккумуляторов включает в себя следующие шаги:

1. Разберите плату управления и замените ее исправной, взятой из другого устройства той же модели.
2. Извлеките каждую отдельную батарею и проверьте их. Подайте напряжение 4 В с током 200 мА с помощью регулируемого блока питания. Если напряжение увеличивается, это говорит о том, что батарея находится в хорошем состоянии.

Если батарея выходит из строя из-за отказа одного компонента, определить и заменить виновника несложно. Однако у этих типов аккумуляторов встречаются и другие проблемы.

Литий-ионные аккумуляторы обладают типичной технологической особенностью: их носитель заряда разлагается. В результате, несмотря на отсутствие памяти и постоянное ограничение напряжения, емкость изделия снижается на пятьдесят процентов примерно через три года регулярного использования.

Пользователи электронных сигарет знакомы с этой проблемой. В настоящее время доступно множество вариантов зарядных устройств, специально разработанных для устранения дисбаланса группы литий-ионных аккумуляторов. Однако для тех, кто предпочитает более экономичный подход в домашних условиях, рекомендуется заряжать каждый элемент по отдельности. Рекомендуется ознакомиться со спецификациями производителя относительно номинального тока и времени зарядки. Используя регулируемый источник питания, можно выровнять уровни заряда элементов.

Плата балансировки литий-ионных аккумуляторов

Никель-кадмиевый

Никель-кадмиевые батареи обладают минимальным эффектом памяти, могут выдерживать низкие температуры и сохранять заряд в течение длительного времени без заметного ухудшения характеристик. Однако их конструктивные особенности также являются пагубными факторами отказа.

Начнем с того, что никель-кадмиевые батареи содержат электролит, который со временем испаряется. Таким образом, никакие методы возрождения не могут устранить проблему, что приводит к необходимости замены батареи.

Кроме того, никель-кадмиевые батареи уязвимы к механическим воздействиям. Это является основой для одного из нескольких фундаментальных методов возрождения. Элемент может быть восстановлен

• деформации или, наоборот, возвращения ячейки к первоначальной форме;
• путем подачи повышенного напряжения и тока с помощью регулируемого блока питания.

Как заменить отдельные батареи

Фактически, часть необходимой работы уже выполнена в процессе тестирования батарей. В частности, открывается корпус и обеспечивается доступ к отдельным батареям.

Их замена не представляет собой сложной задачи. Первым шагом является поиск донорской батареи, которая может быть другой батареей того же типа. В качестве альтернативы можно легко заказать совершенно новые батареи через Интернет. Главное — определить их тип, емкость, напряжение и имеющуюся маркировку. После получения этой информации все необходимое для ремонта можно найти в Интернете.

Процесс замены батарей прост. Старый элемент (поврежденный или с пониженной производительностью, о чем свидетельствуют результаты тестирования) отпаивается, а на его место устанавливается новый. Рекомендуется:

• использовать низкокоррозийный флюс
• использовать высококачественный припой.

Существуют определенные рекомендации, которые могут обеспечить успешное завершение ремонта. Прежде всего, рекомендуется воздержаться от внесения изменений в стандартные соединительные элементы. Вместо того чтобы отрезать старый аккумулятор, лучше его отпаять. Если пластины не удается спасти, вместо них можно использовать медные пластины.

Во-вторых, необходимо тщательно следить за правильным переключением полярности. При извлечении старого элемента рекомендуется либо запомнить его положение, либо сфотографировать. И наконец, пайку следует выполнять быстро. Чрезмерный нагрев может привести к повреждению батареи в процессе установки.

Ремонт производится путем выравнивания батареи. Для этого к батарее применяется цикл заряда-разряда. Батарея должна набирать емкость в течение минимум 8 часов. После нескольких циклов окончательной зарядки батареи оставляют на сутки и измеряют напряжение на каждой отдельной батарее. Если напряжение примерно одинаковое, это означает, что ремонт прошел успешно.