Нельзя сказать, что аккумуляторный шуруповерт или дрель – обязательные и необходимые инструменты в домашнем хозяйстве, но в некоторых случаях они незаменимы. В этой статье мы выясним, какие аккумуляторы лучше для шуруповерта, а также попробуем переделать инструмент на питание от литий-ионного аккумулятора и для работы от сети.
Виды АКБ для шуруповертов и их особенности
В современных аккумуляторных шуруповертах и дрелях используются три типа батарей:
- Никель-кадмиевые (NiCd, Ni-Cd).
- Никель-металлогидридные (Ni-MH или NiMH).
- Литий-ионные (Li-ion).
Рассмотрим особенности каждого из типов аккумуляторов подробно.
Никель-кадмиевые
Этот тип источников энергии, пожалуй, самый старый. Появились кадмиевые аккумуляторы в 70-х годах, и это был настоящий прорыв. По сравнению с кислотно-свинцовыми и щелочными батареями никелевые оказались намного компактнее при той же электрической емкости и имели умеренную цену.
Как и свинцово-кислотные, Ni-Cd элементы могут отдавать довольно большой ток в нагрузку и выдерживать до 1 000 циклов заряд/разряд. Причем такое количество циклов – всего лишь гарантия производителя. Фактически батарея продолжает служить и по достижении этой цифры.
Время зарядки Ni-Cd батареи в среднем составляет 6-8 часов, что, к сожалению, многовато, но все же меньше, чем у его кислотных и щелочных собратьев. Отличаются никелевые АКБ и своей «морозоустойчивостью» они отлично работают при температурах до -20 градусов Цельсия. Дополнительно кадмиевая технология допускает глубокую разрядку, а срок службы батареи зависит в основном от количества циклов заряд/разряд. Храниться же такая батарейка может долго – до 7-8 лет.
Но есть у этого типа аккумуляторов и недостатки, причем существенные. Один из них – большой саморазряд, который может достигать 10% в месяц. Таким образом, если шуруповерт пролежал без дела, скажем, полгода, то перед использованием его придется зарядить.
Еще один недостаток – так называемый «эффект памяти». Если батарею постоянно подзаряжать, не разряжая в ноль, то она «запомнит», до какого уровня ее разряжали и по достижении этого порога просто откажется работать, сказав, что разряжена. Именно поэтому аккумуляторы данного типа нужно периодически «гонять» полностью разряжать и тут же заряжать до 100%.
Мнение экспертаАлексей БартошСпециалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.Задать вопросВажно! Самым существенным недостатком Ni-Cd источников тока является наличие ядовитых составляющих, в частности, кадмия. Этот металл не только ядовит, но является сильным канцерогеном и обладает кумулятивным действием (способен накапливаться в организме). Поэтому кадмиевые батареи нельзя выбрасывать в мусорное ведро – они подлежат утилизации.
Никель-металлогидридные
Этот тип аккумуляторов появился чуть позже – в начале 90-х годов прошлого века. Ni-MH элементы обладают сходными с кадмиевыми характеристиками, но эффект памяти проявляется у них намного слабее (но все же проявляется) и, главное, в таких аккумуляторах отсутствует кадмий.
Никель-металлогидридная батарея способна отдавать приличный ток, хорошо работает на морозе, а ее саморазряд составляет те же 7-10% в месяц. Что касается стоимости, аккумуляторы этого типа несколько дороже кадмиевых, количество же циклов заряд/разряд, от которого зависит срок службы, составляет всего 300-500 раз, что является существенным минусом. Срок хранения таких элементов – 6-7 лет. Соотношение габариты/емкость, как и время заряда до 8 часов, сходны с кадмиевыми. Металлогидридные элементы, как и кадмиевые, хорошо переносят глубокий разряд.
Литий-ионные
Li-Ion технология на сегодняшний день является передовой. Литиевые элементы намного компактнее и легче предыдущих при той же электрической емкости и, что очень удобно, могут заряжаться повышенным током. При этом время полной зарядки литий-ионных АКБ может быть сокращено до 1-2 часов.
Большим преимуществом батареек этого типа является и практически полное отсутствие эффекта памяти – инструмент можно подзаряжать когда угодно и до любого уровня. Саморазряд Li-Ion батарейки относительно невелик и составляет примерно 2-3% емкости в месяц.
Что касается недостатков, то до относительно недавнего времени это были высокие степени пожаро- и взрывоопасности. При неправильной эксплуатации батарея могла загореться, а то и взорваться. Причем горящий элемент практически невозможно потушить водой – это только усиливает горение.
Важно! В последние годы эта проблема была решена – литиевые элементы или батареи стали оснащать контроллерами, следящими за поведением АКБ, степенью ее заряда и температурой. Тем не менее при механическом повреждении такая батарейка может загореться и сегодня.
Еще один серьезный недостаток элементов этого типа – они не терпят глубокого разряда и перезаряда. В первом случае АКБ тут же выходит из строя, во втором может загореться. Но эту проблему тоже легко решили все тем же контроллером, который отключает элемент питания от нагрузки при критическом разряде и от зарядного устройства, если АКБ зарядилась.
Обычный ресурс Li-Ion батареек составляет 600 циклов заряд/разряд, но он также сильно зависит и от «возраста». Храниться литий-ионная АКБ может не более 2-3 лет независимо от того, работает она или просто лежит в столе.
Выбирая инструмент с такими элементами питания, следует учитывать, что они будут плохо вести себя на морозе (сильное снижение емкости, которая, впрочем, восстановится в тепле). В дополнение они не смогут отдать большой ток при любой температуре, а значит, не обеспечат большой крутящий момент, необходимый для работы с плотными материалами. И стоимость Li-Ion элементов намного выше, чем у никелевых собратьев.
Полезно. В последние годы появились литий-полимерные (Li-Pol) батарейки. Они обладают практически теми же характеристиками, что и ионные, но могут отдавать довольно высокие токи и заряжаться чуть быстрее.
Какой лучше выбрать и в каких случаях
Какой аккумулятор лучше для шуруповерта Ni-Cd или Ni-MH? Исходя из вышесказанного, особой разницы нет. Единственное, первые могут выдерживать большее количество циклов заряд/разряд, а значит, если шуруповерт используется интенсивно, дольше прослужат. Ну и, конечно, нельзя забывать, что кадмиевые батарейки очень токсичны. И неизвестно, куда они отправляются после того, как мы их сдали на утилизацию. Не удивлюсь, если просто выбрасываются на свалку.
А вот что касается вопроса Li-Ion или Ni-Cd, то тут выбрать чуть сложнее. Все будет зависеть от того, как и где мы будем использовать инструмент. Если нам нужны мощный шуроповерт или дрель либо мы собираемся работать на морозе, то, конечно, стоит выбрать Ni-Cd или Ni-MH варианты. Они же подойдут для инструмента, которым мы пользуемся время от времени, ведь батареи, изготовленные по этим технологиям, могут храниться довольно долго. Литий-ионный аккумулятор в таком режиме просто состарится, не успев отработать положенное количество циклов заряд/разряд.
Важно! По этой же причине не имеет смысла покупать Li-Ion элементы впрок. Они исчерпают свой срок хранения раньше, чем понадобятся.
Если же мы собираемся интенсивно использовать шуруповерт и нам нужна длительная работа без подзарядки, то стоит отдать предпочтение литию. Тем более, что он заряжается в несколько раз быстрее. Имея две таких батареи, мы сможем работать практически круглосуточно без перерывов – одна АКБ работает, вторая за это время успевает зарядиться. Но, выбирая этот тип батареек, нужно учитывать, что стоимость хорошей Li-Ion батареи может составлять 30-50 % стоимости самого инструмента. Зато шуроповерт с такой батарейкой будет компактнее и легче.
Читайте также
Как правильно заряжать Li-ion, NiCd и NiMh аккумуляторы шуруповерта?
Чем можно заменить родной аккумулятор в шуруповерте
Не секрет, что батарея шуруповерта вырабатывает свой ресурс раньше самого инструмента, и рано или поздно ее придется заменить. Можно, конечно, купить точно такую же, но, возможно, приобретая инструмент, мы рассчитывали на совершенно другие условия эксплуатации. В этом случае можно попытаться заменить АКБ на источник другого типа. Ниже мы рассмотрим переделку шуроповерта под литий-ионные батареи, запитаем его от сети и попробуем подключить к автомобильному аккумулятору.
Переделываем Ni-Cd на Li-ion
Дорабатывать будем шуруповерт с Ni-Cd батареей на 12 В бренда «Интерскол». В первую очередь нужно решить, какие элементы и в каком количестве мы будем ставить. Три литиевых элемента с номинальным напряжением 3.7 В каждый – маловато (11.1 В при условии, что АКБ полностью заряжена, фактически меньше). Значит, поставим 4. Полностью заряженная литиевая батарея из четырех секций теоретически даст 14. 8 В, но фактически напряжение под нагрузкой не поднимется выше 13, что вполне приемлемо. Что касается типа и емкости, то выбор пал на элементы типоразмера 18650, емкость каждого аккумулятора, а значит и батареи в целом – 2 600 мА*ч. Купить такие элементы можно на AliExpress.
Аккумуляторы для доработки шуруповерта
Поскольку элементы этого типа не терпят перезаряда и переразряда, то дополнительно придется докупить специальный контроллер заряда/разряда с функцией балансировки четырех ячеек. Его тоже можно найти на AliExpress.
Плата контроля зарядки с функцией балансировки
Мнение экспертаАлексей БартошСпециалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.Задать вопросПолезно! Эта плата удобна еще тем, что она имеет защиту от перегрузки (более 30 А) и режим самовосстановления после устранения проблемы. То есть если сработает защита, то для восстановления достаточно отпустить кнопку инструмента, а не вытаскивать батарею и втыкать в зарядное устройство.
Если все куплено, то можно начать перевод нашего шуруповерта с никеля на литий. Вынимаем старую батарею и разбираем ее. Для разборки блока аккумуляторов шуруповерта Интерскол (именно его мы выбрали в качестве примера для доработки) достаточно простой отвертки.
Извлекаем старые аккумуляторы, отпаиваем батарейки от разъема, указанного на фото выше стрелкой, оставив на месте термодатчик. При нагреве элементов питания выше 45 градусов он отключит литиевые элементы от нагрузки или от зарядного устройства. Кроме того, если мы оставим этот датчик на месте, то сможем использовать для зарядки наших аккумуляторов штатное ЗУ, которое без датчика просто не включится.
Теперь нам нужно соединить новые аккумуляторы в батарею и подключить ее к плате контроллера согласно приведенной ниже схемы. Соединения между элементами и провода, идущие к клеммам В+ и В-, выбираем сечением не менее 2.5 мм. кв. В противном случае при больших нагрузках на них упадет напряжение, а значит, снизится мощность инструмента.
Осталось провода (тоже большого сечения), идущие от клемм контроллера Р- и Р+, соединить с колодкой в той полярности, в которой были подключены старые элементы питания. По этой шине будет питаться двигатель шуруповерта, а при установке в ЗУ заряжаться сама батарея. В результате должно получиться что-то подобное.
Устанавливаем батарею, контроллер и разъем в старый корпус, фиксируем все элементы термопистолетом или любым другим удобным способом, собираем корпус и переделку шуруповерта можно считать законченной.
Но остался один вопрос – чем новую АКБ заряжать? Благодаря контроллеру заряда, который мы использовали, в качестве зарядного устройства можно использовать любой источник питания напряжением 16-18 В, способный обеспечить ток не менее 1.5 А. Автор доработки для этих целей использовал штатное ЗУ.
Но подойдет и любое другое, к примеру, адаптер для питания и зарядки ноутбуков, рассчитанный на соответствующие напряжение и ток. Конечно, с него придется срезать штатный разъем и на его место установить колодку для подключения к новоиспеченной батарее аккумулятора.
Полезно! Благодаря такой переделке инструмент стал почти на 200 г легче, а время непрерывной работы без подзарядки увеличилось в 2 раза.
Подробнее узнать о переделке шуруповёрта на литиевые аккумуляторы вы можете узнать в этой статье.
Как переделать на питание от сети 220В
Нередко работать с шуруповертом приходится там, где есть обычные розетки. В этом случае, конечно, удобнее подключить инструмент к сети 220 В. Тогда и АКБ будет целее, и время работы шуруповерта не ограничено емкостью аккумулятора. Что понадобится для реализации этой идеи?
Прежде всего мощный блок питания – обычное штатное ЗУ нам не подойдет, поскольку оно предназначено только для зарядки аккумуляторов, а не для питания двигателя шуруповерта. Ведь ток потребления последнего у простых моделей может достигать 10, а у профессиональных 30 А.
Если вы понимаете в электротехнике, то такой БП можно собрать самому, но трансформаторная конструкция будет слишком громоздкой, а сборка и наладка импульсного преобразователя требует довольно глубоких знаний в электронике. Но, оказывается, подходящий БП шуруповерта можно без проблем найти в магазине.
Драйвер для питания светодиодной ленты
Один из вариантов – драйвер для питания светодиодной ленты соответствующей мощности. Он подойдет для двенадцативольтовых дрелей и шуруповертов. Вытряхиваем аккумуляторы из корпуса штатной АКБ, если они вышли из строя, вместо них к колодке припаиваем провода и подключаем их к драйверу, соблюдая полярность. Вот и все. Вставили «АКБ» в шуруповерт, драйвер подключили к розетке, и можно работать.
Если штатная АКБ исправна, то ее, конечно, нет смысла курочить. В этом случае разбираем шуруповерт и параллельно контактам подключения АКБ подпаиваем колодку. Нужно работать автономно – вставляем АКБ. Решили использовать розетку – вынули штатную АКБ, а к колодке подключили драйвер.
Важно! Поскольку ток потребления инструментом довольно большой, питающий провод должен быть большого (не менее 2.5 мм. кв.) сечения и иметь по возможности минимальную длину. В противном случае из-за падения напряжения на тонких и длинных проводах инструмент не сможет развить максимальную мощность.
Вариант, конечно, простой, но, увы, не самый дешевый. Для питания 10-амперного шуруповерта понадобится драйвер мощностью минимум 130 Вт, а 30-амперный инструмент сможет «потянуть» только устройство мощностью 400 Вт. Такие блоки питания могут стоить намного больше самого шуруповерта.
Блок питания от ПК
Этот вариант намного дешевле, поскольку бывший в употреблении БП соответствующей мощности можно найти в сервисном центре и на всевозможных разборках практически за копейки.
Подключить его к шуруповерту довольно просто. Соединяем вместе все желтые провода – получаем мощную шину +12 В. Соединяем черные – получаем мощную минусовую шину. Если у нас блок питания ATX, то дополнительно к черным проводам подсоединяем зеленый, давая команду БП включаться сразу после подключения его к сети.
Дальше действуем так же, как и со светодиодным драйвером – подключаем полученные жгуты к шуруповерту тем или иным образом. Провода других расцветок можно обрезать.
Важно! Выбирая БП, необходимо обращать внимание не на общую его мощность, а на мощность по шине +12 В. Именно она должна обеспечивать необходимый нам ток. Всю эту информацию можно найти на наклейке устройства.
Используем адаптер от ноутбука
В интернете встречается очень много заявлений, что якобы шуруповерт можно запитать от блока питания ноутбука. Это абсолютно неверно, поскольку даже самый мощный БП для ноутбука не в состоянии обеспечить ток более, чем в 3-4 А.
Единственный вариант – использовать универсальный блок питания, но и его выходного тока едва хватит для питания бытового инструмента средней мощности.
Импульсный трансформатор
Этот вариант уже требует некоторых знаний основ электротехники. Дело в том, что такие трансформаторы предназначены для питания низковольтных галогенных ламп и выдают не постоянное, а импульсное напряжение.
Поэтому между трансформатором и шуруповертом придется поставить выпрямительный мост из диодов Шоттки и сглаживающий конденсатор.
Понижающий трансформатор
Последний вариант – купить готовый понижающий трансформатор. Его, как и импульсный, придется оснастить выпрямителем, но тут можно использовать обычные выпрямительные диоды. Недостатки такой конструкции – относительно большой вес и габариты. Преимущество – подобрав соответствующий трансформатор, можно получить любое выходное напряжение.
На фото выше изображен тороидальный трансформатор. Он компактный и легкий, но, конечно, можно использовать трансформатор любой конструкции.
Питание от автомобильного АКБ
Этот вариант может показаться глупым, но именно он обеспечит большое время работы инструмента без подзарядки на неэлектрифицированных объектах. Подойдет он, естественно, только к двенадцатитивольтовым шуруповертам и дрелям. Для реализации этой идеи достаточно подключить к клеммам питания шуруповерта два толстых провода с зажимами «Крокодил» на концах.
Подключили к АКБ, соблюдая полярность, и работаем. Причем для этих целей необязательно использовать двадцатикилограммовую махину емкостью 90 А*ч. Можно взять, к примеру, АКБ от бесперебойника или 12-вольтового мопеда. Такой аккумулятор войдет в кейс или дорожную сумку.
Читайте также
Подробная инструкция по переделке шуруповерта на питание от сети 220В
Важно! Бытует мнение, что автомобильный аккумулятор не сможет обеспечить необходимый шуруповерту ток. Многие автолюбители наверняка улыбнутся. Уж они-то знают, что для пуска автомобиля стартеру нужны токи в сотни ампер.
Вот мы и выяснили, какие аккумуляторы устанавливаются в шуруповерты и чем они отличаются друг от друга. Ну а заодно мы передали свой инструмент под питание от других типов источников.
