Как измерить мультиметром аккумулятор шуруповерта

Конструкция аккумулятора шуруповерта и виды «банок»

В независимости от страны изготовителя шуруповерта все аккумуляторы имеют одинаковое строение. Внутри аккумулятора помещаются ряды последовательно соединенных элементов питания — батарей или «банок». Итоговое напряжение аккумулятора создается благодаря суммированию напряжения каждого элемента питания. «Банки» имеют одинаковые параметры — размеры и напряжение. Различаются элементы питания лишь мощностью.

Сам аккумулятор шуруповерта имеет четыре контакта:

• два силовых контакта служат для зарядки и разрядки батарей;
• третий контакт (управляющий) соединяется со встроенным в аккумулятор термодатчиком. Он служит для защиты зарядного устройства от перегревания;
• четвертый контакт (сервисный) выравнивает заряды во всех батареях.

Аккумуляторы шуруповерта компонуются следующими видами накопительных элементов, имеющими свои достоинства и недостатки.

Ni-Cd — никель-кадмиевые батареи, напряжение — 1.2 V.

Достоинства:

• низкая стоимость;
• распространенность;
• не боятся низких температур;
• можно хранить в разряженном состоянии.

Недостатки:

• производство этих батарей считается вредным, поэтому они изготавливаются в «третьих» странах;
• обладают «эффектом памяти»;
• саморазряжаются;
• имеют небольшую емкость;
• обладают небольшим количеством циклов (заряд/разряд) — не «живут» долго при постоянном использовании.

Ni-MH — никель-металлогидридные батареи, напряжение — 1.2 V;

Достоинства:

• изготавливаются на экологически чистом производстве, фирменная продукция высокого качества;
• обладает низким «эффектом памяти»;
• низкая способность к саморазрядке;
• обладают большой емкостью и большим количеством циклов.

Недостатки:

• высокая цена;
• при длительном хранении в разряженном состоянии теряется часть характеристик;
• не функционируют долго при низкой температуре.

Li-Ion — литий-ионные батареи, напряжение — 3.7 V.

Достоинства:

• отсутствует «эффект памяти»;
• отсутствует саморазряд;
• обладают высокой емкостью;
• имеется большое количество зарядно-разрядных циклов;
• для создания достаточного количества напряжения в аккумуляторе требуется небольшое количество батарей, что снижает вес и размеры аккумулятора.

Недостатки:

• очень высокая цена (почти в 3 раза больше, чем у остальных видов батарей);
• спустя 3 года теряется емкость, вследствие разложения лития.

По своей сути аккумулятор представляет собой источник постоянного тока. Благодаря превращению химической реакции в электрическую энергию, он может отдавать накопленное электричество в цепь. При зарядке ток протекает в обратную сторону, тем самым заряжая накопитель.

Любая батарея действует на принципе электролиза. Это значит, что в ее конструкцию входят два обязательных элемента — анод и катод, которые находятся в электролите. В результате химической реакции на полюсах создается электрический заряд. Напряжение батареи определяется разностью потенциалов на полюсах.

Небольшой обзор USB-тестера

Итак, краткий обзор USB-тестера купленного в Китае через сайт Aliexpress —  всё что удалось заснять до его выхода из строя.

После получения и распаковки решил проверить работоспособность тестера. Для этого подключил его между зарядным устройством и смартфоном. Можно увидеть, что при этом устройство показывает напряжение, ток, текущую потребляемую мощность, время работы и израсходованную энергию (Ватт-час). Для замера емкости аккумулятора достаточно включить USB-тестер между аккумулятором и нагрузочным резистором, после полного разряда аккумулятора USB-тестер отключится и измеренная емкость сохранится в его памяти. Однако дальше теории дело не пошло, т.к. тестер оказался бракованным. При подключении нагрузки в 5 Ом, что соответствует 1 амперу, устройство перестало отображать ток и прочие подлежащие замеру параметры, хотя заявленный допустимый ток нагрузки — 3 Ампера. В конце видеоролика демонстрируется работа мышки, подключенной к ноутбуку через USB-тестер. Здесь тестер уже в неисправном состоянии. Ранее замеренный им же ток мышки составлял от 10 до 30 миллиампер для состояния покоя и активности соответственно, теперь ток не отображается.

USB-тестер в разобранном виде:

Приставка для цифрового телевидения…

Выбор телевизора по параметрам, Rol…

5G интернет в России.

Ушастый кот или банкография.

Красивый эксперимент с поляризованн…

Обзор LED телевизора DEXP, отзывы.

Perfeo pf-t2-1. Обзор и отзывы.

Квадрокоптер проделывает трюки.

Обзор TV-тюнера D-color DC1302HD, т…

Экономим и зарабатываем на Ebay и A…

Firefox: некоторые дополнения были …

Проверка точности гигрометра, калиб…

Ток разряда АКБ шуруповёрта

Надо ещё отслеживать такой параметр, как силу тока, которую батарея может отдавать. Называется этот параметр скорость разряда или разрядный ток. Иногда (при хороших параметрах) указывается в амперах, иногда обозначается буквой «С» с цифрой за ней. Чтобы перевести маркировку в ампер/часы, цифру умножаем на ампераж батареи и получаем максимальный ток разряда батареи.

Например, у аккумуляторных батарей на 1500 мАч с С 3, максимальный ток разряда 3 * 1,5 А = 4,5 А, у батарей с С 12 будет 1,5 А * 12 = 18 А. Если запас батарей 3200 мАч, то умножать надо на 3,2 А, то есть при тех же С 3 и С12  имеем 9,6 А и 38,4 А соответственно. Принцип расчёта понятен.

Пример описания аккумуляторных батарей с одного из сайтов

На что влияет ток разряда батареи? На то, какую мощность сможет развивать ваш инструмент. Если максимальный потребляемый ток у шуруповёрта, например, 15 А, а батарея может отдать всего 5 А, то достигнуть заявленной мощности ваш инструмент просто не сможет. Так что выбирайте аккумуляторные банки с током разряда не меньше максимального потребления тока вашего шуруповёрта.

Количество циклов заряда/разряда

Ещё один из неосновных параметров, на который стоит обратить внимание — количеств зарядов и разрядов. Он указывается в циклах

Отображает «срок жизни» батареи и указывает, сколько раз банка может заряжаться/разряжаться без изменения свойств.

Литий-ионные более компактные

Понятное дело, чем больше циклов, тем лучше. Но чем больше циклов, тем дороже. В общем, в очередной раз придётся искать компромисс.

С пластинами или без

Если вы уже разобрали свою батарею, значит, видели, что банки соединяются друг с другом контактными пластинами. При разборке батареи пластины не перекусывайте, а старайтесь, чтобы они остались целыми. Их можно зачистить и повторно использовать.

Иногда можно найти аккумуляторы с уже припаянными пластинами. Тогда можно не мучиться с аккуратной разборкой. Всё бы хорошо, но если это АлиЭкспресс, то качество самих пластин и их пайки редко бывает нормальным. Часто батареи не держат заряд или плохо заряжаются именно из-за низкого качества пластин и самих батарей.

Пластины можно припаять самому

Можно попытаться припаять пластины самостоятельно. Но учитывайте, что при перегреве банки выходят из строя. Паять надо быстро, используя мощный паяльник ватт 100 и хороший припой и флюс. Предварительно зачистите контактную площадку и место пайки на пластине, обработайте флюсом, затем быстро запаяйте.

Распространенные неисправности

Несмотря на то что шуруповерт является очень удобным и функциональным приспособлением, которое есть в арсенале многих мастеров (и домашних, и профессиональных), он все равно может сломаться. От таких проблем не застрахована никакая техника. Нередко источником неполадки шуруповерта оказывается неисправный аккумулятор. Ознакомимся со списком самых часто встречающихся проблем, связанных с АКБ данного инструмента.

• Во многих случаях имеет место потеря емкости АКБ шуруповерта. Причем речь может идти не только об одном, но и о нескольких элементах питания.
• Вероятны механические дефекты цепочки самого аккумуляторного блока. К таким неприятностям обычно приводит отрыв пластинок, которые соединяют друг с другом баночки, либо соединяют их с клеммами.
• Поломка аккумулятора может быть спровоцирована окислением электролита – это еще одна распространенная неприятность, с которой сталкиваются многие владельцы шуруповертов.
• Литий может разложиться в литий-ионных компонентах.

Если выбирать наиболее распространенный дефект аккумулятора шуруповерта, то к нему можно отнести проблему потери емкости. Дело тут кроется в том, что утрата емкости хотя бы одного элемента попросту не позволяет нормально и до конца зарядиться остальным баночкам. В результате получения неполноценного заряда АКБ начинает довольно быстро и неизбежно разряжаться (не держит зарядку). Подобная неисправность может быть следствием эффекта памяти либо высыхания электролита в банках из-за того, что они сильно грелись во время зарядки либо работали в условиях больших нагрузок.

Общие рекомендации перед проверкой аккумулятора

Непосредственно перед проверкой аккумулятора необходимо четко определить, к какому типу относится элемент питания. В зависимости от этого типа и подход может быть различен. Например, наиболее распространенные никель-кадмиевые батареи отличаются большой чувствительностью к условиям эксплуатации. Нечастые или нерегулярные полные перезаряды значительно снижают емкость аккумулятора и батарея не использует свой ресурс полностью. Более подробно типы аккумуляторов рассмотрим ниже.

Также рекомендуется полностью зарядить аккумулятор перед проверкой. Это позволит сделать более точные выводы о работоспособности устройства. Доказано, что самые точные показатели снимаются под нагрузкой. И полный заряд представляет собой весьма подходящий тип нагрузки.

Перед проверкой необходимо максимально уменьшить влияние «эффекта памяти» на устройство. Так как этот эффект появляется у батарей в случае неправильной эксплуатации, чтобы его устранить, необходимо несколько раз воспользоваться батареей по всем правилам.

Достаточно 3 раза провести циклы заряда/разряда, чтобы влияние эффекта значительно сократилось. Для ускоренного разряда лучше всего использовать лампу накаливания, которую вместе с мультиметром нужно будет подсоединить к аккумулятору.

Если все сделано правильно, то через несколько полных циклов батарея сможет восстановить свою емкость и вновь может быть использована в шуруповерте. Если же операция не помогла, значит проблема была в другом.

Никель-кадмиевый аккумулятор

Самый распространенный тип батарей. Достаточно быстро заряжаются и имеют неплохой объем. Отличаются долговечностью и устойчивостью к внешним воздействиям. Среднее число циклов зарядки/разрядки может достигать 3500. При использовании ускоренных зарядных устройств батарея не изнашивается быстрее и способна служить долгое время. Отдельно стоит отметить дешевизну таких батарей и возможность эксплуатации при температуре ниже нуля.

Но имеется и минусы, главный из которых заключается в так называемом «эффекте памяти». Батареи довольно токсичны в случае неисправности и имеют высокую скорость саморазряда. Из-за токсичности, производители сейчас процент таких устройств стараются стремительно уменьшать.

Чтобы продлить срок службы такого аккумулятора, рекомендуется перед подзарядкой его полностью разрядить.

Литий-ионный аккумулятор

Гораздо более дорогой аналог, который однако имеет ряд неоспоримых преимуществ. Такие аккумуляторы используются в передовых моделях шуруповертов от известных брендов.

У таких батарей большая емкость и куда меньший процент потери заряда по причине саморазряда. Однако такие аккумуляторы строго не рекомендуется перегревать и надолго оставлять полностью разряженными. Это может привести к деградации кристаллов и выходу батареи из строя. При перегреве же есть риск взрыва такого устройства.

Как и первый вид, литий-ионный аккумулятор способен функционировать на морозе.

Как отремонтировать зарядное устройство шуруповерта

Когда разобран блок питания и найдены вышедшие из строя элементы, то провести ремонт зарядки шуруповерта, не составит большого труда. Для этого понадобится вооружиться паяльником, а также флюсом и припоем, после чего приступать к делу.

Для того чтобы провести ремонт зарядного устройства для шуруповёрта своими руками понадобится еще новые элементы, которые нужно установить, вместо вышедших из строя — это предохранитель, резисторы, диоды и конденсатор. Стоят эти элементы копейки, а если у вас в распоряжении имеются старые зарядные блоки или микросхемы, то их можно выпаять оттуда. Когда все инструменты и элементы готовы, можно приступать к ремонту.

Для начала требуется выпаять или извлечь предохранитель. В зависимости от модели блока питания, предохранители в нем могут быть вставными или припаиваться. Даже если это вставной предохранитель, а вам удалось найти только тот, который с ножками, то вставки нужно выпаять из платы и вместо них к контактам припаять предохранительный элемент
Если вздулся и не работает конденсатор, то его тоже надо выпаять, и заменить. При выпаивании не забудьте посмотреть, какие ножки, где располагаются

Это очень важно, иначе элемент будет работать неправильно, что приведет к повторному выходу из строя. Положительный контакт конденсатора «плюс» должен соединяться в цепочке с катодами диодов

Для того чтобы понимать, о чем речь, ниже приведена схема, на которой выделен интересующий участок. При установке нового конденсатора нужно подобрать его по параметрам, которые имеет вышедший из строя элемент
Если из строя вышел диодный мост, то нужно выпаять диоды, и припаять их. При этом также надо учитывать, что диоды должны быть припаяны в правильном положении — анод на вход высоковольтной части, а катод на низковольтную часть. Если ориентироваться на схему, которая представлена выше, то трудностей с припаиванием элементов не возникнет

Если неисправен резистор, транзистор или другие элементы, то они также подлежат замене. Самая большая трудность, с которой можно встретиться при ремонте зарядного шуруповерта — это выход из строя микроконтроллера. Еще из строя может выйти термистор, который расположен в конструкции первичной обмотки трансформатора. Его назначение — это ограничение и снижение пускового тока. Термистор способствует заряду конденсаторов, которые стоят на входе схемы. Как отремонтировать зарядный блок шуруповерта, если из строя вышел термистор, описано подробно в видеоролике.

https://youtube.com/watch?v=wHoygSNjARc%3F

Если вышел из строя данный элемент, то проще купить новый блок, так как найти аналогичный элемент очень трудно, и даже если удастся, то для припаивания понадобится воспользоваться специальным феном.

После проведения несложного ремонта зарядного устройства шуруповерта, нужно изначально проверить его работоспособность, и только после этого можно подключать батарею. Как проверить работоспособность отремонтированного зарядного блока — включить его в розетку (только предварительно установите на место крышку), и к выводам подключить щупы мультиметра. Соответствующие значения означают, что прибор работает, и может применяться. Теперь ваш «шурик» спасен, и может прослужить вам еще очень долго.

https://youtube.com/watch?v=Q990JMoJ33k%3F

Подводя итог, надо отметить, что долго хранить батарею разряженной нельзя, и если ваш зарядный блок от шуруповерта сломался, то приступать к его ремонту нужно немедленно, иначе откладывание этого процесса в долгий ящик не приведет ни к чему хорошему, а только поспособствует необходимости покупки нового аккумулятора вдобавок к заряднику. Кстати, если не удается отремонтировать зарядное от шуруповерта или устройство было утеряно, и найти в продаже такое невозможно, то решить вопрос поможет изготовление зарядного устройства своими руками. Однако для этого понадобятся некоторые познания в электротехнике.

Во время интенсивной эксплуатации шуруповерта есть вероятность его поломки. И одной из самых уязвимых частей считается аккумулятор. Рассмотрим, как проверить аккумулятор шуруповерта на работоспособность разными методами.

Работы по ремонту аккумулятора шуруповерта

Итак, в ходе проверок были выявлены неработающие элементы питания. Что делать в этом случае? Выхода два — попытка «реанимации» элементов или простая замена неработающих «банок».

«Реанимация» накопительных элементов

Сразу стоит оговориться, пытаться «реанимировать» ионные батареи бесполезно. Эффекта памяти у такого вида батарей быть не может, а следовательно, причина выхода их из строя кроется в разложении лития. Но вначале стоит выяснить — возможно, несправна схема управления. Здесь можно использовать два метода.

1. Следует поменять схему управление. Если батареи заработали, значит, нужно ремонтировать саму схему.
2. На элемент питания с помощью регулируемого зарядного устройства подается напряжение 4 В с током примерно в 200 мА. Рост напряжения на «банке» до 3.6 В говорит об исправности элемента и, значит, в неисправности виновата либо схема управления, либо другой элемент питания.

Для «реанимации» батареи аккумулятора шуруповерта применяют два способа:

1. Восстановление работоспособности «банок» методом сжатия или уплотнения.
2. Подача в накопительный элемент большого напряжения и тока. При этом удастся, хотя и не полностью устранить потерянную емкость и избавиться от «эффекта памяти».

Однако, эти методы не могут полностью решить проблему выхода из строя батарей. Они лишь отсрочат неизбежное. Рано или поздно, но менять банки придется все равно.

Замена «банок» в аккумуляторе шуруповерта

Для проведения ремонта необходимы новые элементы питания. В настоящее время их легко можно приобрести либо в специализированных магазинах, либо заказать в интернете. Стоимость по карману любому. К примеру, цена никель-кадмиевой батареи емкостью в 2000 мА/ч составит около 1000 рублей. Покупая новую «банку», следует проследить, чтобы параметры емкости и габаритов совпадали с заменяемыми элементами.

Сама задача проста. Хорошо если имеется опыт в пайке. В соединении элементов обрезается неисправная батарея, на ее место ставится исправная, затем производится пайка. Как видно, ничего сложного.

Однако, при этом следует учесть несколько важных нюансов:

• паять нужно быстро, чтобы не нагрелись «банки» — это может отразиться на их работоспособности;
• для соединения элементов лучше использовать родные пластины, либо медные, но тех же размеров;
• присоединяя новый элемент к старому не перепутайте плюс с минусом. При последовательном соединении минус от предыдущей батареи идет на плюс новой батареи.

После пайки, следует провести заряд-разрядный цикл, а затем измерить напряжение на «банках». Оно должно быть около 1.3 В.

Проверка аккумулятора шуруповерта

Для определения реальных основных параметров аккумулятора проводится проверка.

элементы аккумулятора могут изменить свою емкость

Проверку аккумулятора шуруповерта осуществляют при полной зарядке. Полная проверка проходит в несколько этапов.

Инструменты для проверки

Проверку электрического накопителя можно произвести при помощи:

• вольтметра постоянного напряжения на 15 В;
• амперметра и вольтметра постоянного тока;
• тестера;
• мультиметра.

Из инструментов следует обзавестись:

• плоскогубцами;
• отверткой;
• ножом;
• паяльником.

Первый этап проверки

Показания снимаются периодически

Так, спустя полчаса после начала зарядки значение напряжения будет 13 В. Если измерить еще через полчаса, то напряжение будет равно 13.5 В. Через 2 часа после начала зарядки напряжение уже будет около 14 В. Это говорит о том, что достигнут максимум. У полностью заряженного аккумулятора напряжение имеет значение равное 17 В.

Оценить качество накопителя можно, измерив ток во время процесса зарядки. Если аккумулятор в хорошем состоянии, то для него характерен устойчивый рост тока в 1 час в течение процесса зарядки. Прохождение значения тока отметки в 1 А говорит о нормальном функционировании накопителя.

некоторые элементы в аккумуляторе являются нерабочими

По результатам первой проверки можно составить начальное впечатление о работоспособности аккумуляторных элементов. Это поможет установить необходимость в разборке аккумулятора.

Проверка под нагрузкой

Для ответа на вопрос в течение какого времени разрядится аккумулятор следует произвести проверку накопителя под нагрузкой. Нагрузку нужно выбирать исходя из мощности накопителя. Если она неизвестна, то считается что мощность нагрузки равна половине произведения силы тока, который отдается аккумулятора при работе, на напряжение накопителя. Как правило, это значение принимается равным 35–40 Вт. Таким образом, в качестве нагрузки можно применить автомобильную фару (35 Вт) или воспользоваться спот-лампой на 12 В с такой же мощностью.

в аккумуляторе имеется поврежденный элемент

Проверка элементов питания накопителя

Итак, пусть окажется, что с помощью предварительных проверок было установлено наличие неисправных элементов в накопителе. Тогда необходимо разобрать аккумулятор и извлечь последовательно соединенные элементы питания — «банки». Как уже говорилось выше, аккумулятор состоит из 10–12 таких элементов с напряжением в 1.2 В.

После осмотра следует провести измерение напряжения каждой из «банок». Напряжение одного элемента не должно быть меньше 1.2 В. При проведении измерений аккумуляторные элементы следует отключать от соединений со всякого рода датчиками. Прибор для измерения подключается к полюсам батареи. «Банки» с пониженным напряжением подлежат замене. Если при простом измерении не было выявлено несправных элементов, следует померить «банки» под нагрузкой.

Проверка по величине сопротивления

Способность к нормальному функционированию каждой батареи можно проверить, сравнив «банки» по внутреннему сопротивлению. Определяется величина путем деления рабочих параметров напряжение на силу тока и вычетом сопротивления нагрузки.

В качестве нагрузки следует взять резистор сопротивлением в 10 Ом

Для лучшего понимания приведем примерные расчеты. Допустим, в ходе измерения под нагрузкой получены данные для одной «банки»: рабочее напряжение — 1.19 В и рабочая сила тока — 112 мА. Перед тем как произвести вычисление не забываем перевести значение силы тока из мА в А — 0.112 А. Производим соответствующие действия (1.19/0.112) — 10 = 0.63 Ом. Напомним, что вычитаемое в нашем выражении это сопротивление нагрузки резистора (10 Ом).

Проверка остальных параметров

Каждый вид аккумулятора обладает определенной величиной саморазряда.

Так, в течение месяца хранения:

• никель-кадмиевый аккумулятор может разрядиться на 20%;
• никель-металлогидридные — 30 %;
• литий-ионный накопитель — до 8 %.

Проверка элементов электропитания на наличие «эффекта памяти» осуществляется путем полной зарядки аккумулятора и полной его разрядки. Производят несколько циклов заряд-разрядки (3 или 4). Разрядку аккумулятора можно осуществлять при помощи лампы в 12 В. В ходе действий производят измерения остаточного рабочего напряжения и напряжения холостого хода. После многократного повторения циклов «эффект памяти» исчезнет.

Переделка шуруповерта своими руками

Рассмотрим вариант с выносным блоком питания

Использование блока питания от персонального компьютера. На радиорынке за небольшую стоимость можно приобрести старый блок питания от персонального компьютера. Нужен вариант формата «АТ», который нужно было выключать клавишей после выхода из операционной системы.

Пользователи со стажем помнят такие системные блоки. Преимущество такого БП еще и в том, что там указана честная мощность. Если написано 300W – значить можно смело снять с 12-вольтового выхода 15-16 ампер (снова обращаемся к закону Ома). Этого вполне достаточно для питания среднего шуруповерта.

Такие блоки имеют в комплекте кнопку включения. Еще одно преимущество – наличие вентилятора охлаждения и продвинутой системы защиты от перегрузки. Если вы будете прятать источник питания в красивый корпус – не забудьте оставить отверстие для вентиляции.

Подключение очень простое. Черный провод (-), желтый провод (+12V).

Ограничения – шуруповерт с напряжением питания выше 14 вольт, работать не будет.

Использование зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Принцип тот же, что и с использованием компьютерного блока питания. Надо приобрести старый блок заряда для стартерных батарей. Современная мода на компактные импульсные зарядники оставила за бортом аналоговые линейные приборы, с ручной регулировкой напряжения и тока заряда. Поэтому такой прибор можно приобрести на автомобильном рынке за символическую стоимость.

Хорошо, если напряжение можно регулировать плавно – в таком случае, ваш импровизированный блок питания подойдет к любому шуруповерту. Переделка его на сетевой инструмент сводится к подключению входа электромотора к силовым клеммам зарядного устройства.

Изготовление самодельного блока питания. Если вы знакомы с принципами построения электрических схем – можно самостоятельно изготовить блок питания. Схема, дающая общие понятия – на иллюстрации.

Трансформатор можно подобрать от старого лампового телевизора, или другой бытовой техники. Мощность по 220 вольтам 250-350W. Главное, блок питания – донор не должен быть импульсным.

Напряжение на вторичной обмотке 24-30 вольт. Вторичная обмотка выполняется из провода соответствующего сечения. Впрочем, если ток выходной обмотки будет не менее 15 ампер (см. спецификацию трансформатора) – беспокоиться не о чем. После потерь на диодном мосту (1-1,5 В на диоде) вы получите требуемое значение на выходе.

Если вы имеете электротехническое образование – произведите расчет самостоятельно. Или практическим способом: подключив в качестве нагрузки лампу накаливания 220 вольт 100W, замерьте напряжение на выходе. Если оно превышает потребности шуруповерта – уменьшите количество витков вторичной обмотки трансформатора.