Archívum: 2015 szeptember


2015. Szeptember 30.

Hitachi akkus fúró átalakítás

írta: Xaint

Unokatestvérem Hitachi típusú fúró-csavarozójában megadta magát az akkumulátor, és mivel új gyári aksit nem akart  venni, így megkért, ha tudom alakítsam át neki Li-ion akkumulátorosra. Mivel szeretem a kihívásokat, így természetesen elvállaltam a felkérést, és nekiláttam az átalakításnak. Mivel az eredeti NiCd akkumulátor teljesen más típusú töltést igényel, mint a Li-ion társai, ezért a töltőberendezés teljes elektronikáját félretettem, kivéve a két darab töltésért felelő lemez csatlakozót, amiket viszont a későbbi használatra kiforrasztottam.


 

 

 

A töltő áramkörnek egy teljesen új nyákot terveztem EAGLE Cad-ben, aminek a méretei és alakja megegyezik a kibontott nyáklapéval így szépen beleül a régi helyére. Azért sem akartam darabjaira szedni a régi töltőt, hogy bármikor vissza lehessen építeni azt, ha esetleg úgy adódik. Amit nem akartam sajátot tervezni, az a kapcsolóüzemű tápegység, az ugyanis külön művészet. Helyette egy kész modult építettem be, ami eredetileg 12V - 2A-es volt, viszont a kimeneti feszültségét beállító zener diódát kicseréltem, és 15.7 Voltra állítottam be. A maximális töltőáramot pedig 1A-re maximalizáltam. Az eredeti NiCd akkupakk 12V feszültségű volt, én viszont 3db. 18650-es típusú Li-ion akkumulátorra cseréltem azt. Ezek sorba kötött kapocsfeszültsége ugyan kicsit magasabb (12.6V), de ez nem jelent gondot. Financiális okokból egyelőre gyengébb minőségű akkumulátorok kerültek bele, melyeken a feltüntetett kapacitás 5000mAh, de a valós kapacitásuk (részben a nagy áramfelvétel miatt is) valahol 1500-2000mAh között lehet. Ezen a honlapon találsz róla részletes tesztet. Darabja 1000 Forint volt, ami szinte ajándék, a csábítóan kedvező ár azonban a fúró üzemidején is visszaköszön.

Na, de nézzük az általam készített töltésvezérlőt. Emlékeztetőül először jöjjön a Li-ion akkumulátorokra jellemző töltési karakterisztika:
 

 

Én az első, PRE névvel ellátott (előtöltési) kondicionáló szakaszt nem építettem be, csak a konstans áram / konstans feszültségű szakaszokat megvalósító részeket:
 


Az egész áramkör alapja egy LM324N Quad műveleti erősítő IC, Ennek első, IC1A műveleti erősítő eleme felel az 1A-es konstans áramú töltésért, mely töltőáramot a 12.5 Voltos kapocsfeszültség elérése után IC1D fokozatosan csökkent. Ha ez a fokozatosan csökkenő áram a kezdeti 1A töltőáram 9-10 %-ára esik vissza, IC1C komparátor működésbe lép és felvillantja a kimenetén lévő zöld LED-et, IC1B pedig kikapcsolja az ő kimenetén lévő piros LED-et. Eredetileg két színű duo LED-et terveztem beépíteni, viszont az nem volt itthon, így maradt a sima piros LED, ami a töltés végeztével kikapcsol.

Íme a nyákterv:

 

FIGYELEM!: Mivel az egyes cellák kapacitása között különbség lehet (gyártási folyamatok, kémiai felépítés miatt), a többszöri töltési/kisütési ciklusok után előfordulhat, hogy egyes cellák gyorsabban merülnek mint mások.  Hogy a sorosan kötött cellák töltése során elkerüljük bizonyos cellák túltöltését, minden egyes cellát külön kellene tölteni. Emiatt a fenti áramkör nem túl biztonságos, használatát nem javaslom. A cellánkénti maximális töltőfeszültséget én 4.15 Voltban határoztam meg, ami egy kicsit javít a helyzeten.