Как сделать питание от сети

Обновлено: 06.07.2024

Аккумуляторный электроинструмент вытеснил обычный сетевой даже из тех ниш, где это еще несколько лет назад казалось невозможным. Удобные, легкие, мобильные, но вместе с тем мощные и производительные дрели, циркулярные пилы, электрорубанки, и, конечно, шуруповерты с развитием технологий и появлением новых АКБ прочно заняли свое место в инструментарии домашнего мастера и на производстве. Но в некоторых случаях требуется обратный ход - переделка батарейных приборов на питание от бытового напряжения 220 вольт. Как сделать шуруповерт с запиткой от сети и что для этого потребуется приобрести – обо всем этом далее.

Зачем нужна переделка

Основная причина переделки переносного аккумуляторного шуруповерта в сетевой в том, что ресурс механической части электроинструмента намного выше, чем ресурс АКБ. Когда батарея (или комплект аккумуляторов) окончательно выходят из строя, шуруповерт может работать еще долго, но купить новые АКБ по разным причинам бывает затруднительно. Например, такая модель уже не выпускается, а подобрать батарею того же форм-фактора невозможно – единого установочного стандарта для разных производителей нет. Также АКБ могут потеряться, выйти из строя раньше времени из-за неаккуратного обращения и т.д.

Если батареи еще работоспособны, но уже плохо держат заряд, работа превращается в мучение. А иногда в стационарных условиях удобнее подключить инструмент к электросети, чем тратить время на заряжание АКБ. Во всех этих случаях жизнь шуруповерта можно продлить, переделав его на питание от напряжения 220 в. Выполнить это можно своими руками.

Какой выбрать источник питания

Первый вопрос, который возникает при переводе аккумуляторного электроинструмента на сетевое электроснабжение – от чего запитать электропривод. Для выбора блока питания для шуруповерта надо задаться следующими исходными данными:

напряжение питания (зависит от модели электроинструмента, в большинстве случаев от 12 до 18 v);
ток холостого хода – 1..2 А;
потребляемый ток в среднем режиме (сверление легких материалов, выворачивание метизов, вворачивание саморезов в нетвердые материалы) – 3..6 А;
потребляемый ток в максимальном режиме (сверление твердых материалов, вворачивание метизов без ограничения вращающего момента до полной остановки вала) – до 12 А.

Также источник питающего напряжения должен выдерживать кратковременный пусковой ток электродвигателя, который может составлять 2..5 крат тока холостого хода.

Тип шуруповерта	Напряжение питания, В	Тип аккумулятора	Наибольший вращающий момент, Н*м
DEKO 12V DKCD12FU	12	Li-Ion	28
BOSCH GSR 120-LI	12	Li-Ion	30
Megamaster 144Li	14,4	Li-Ion	20
Edon AD-18C	18	Li-Ion	28
DEKO 20V DKCD20FU	20	Li-Ion	42

По мощности

Шуруповерт должен создавать высокий вращающий момент, поэтому он потребляет достаточно большую мощность (даже с учетом относительно высокого КПД), но не обязательно задаваться максимумом. Для определения потребной мощности надо ориентироваться на те режимы, в которых обычно эксплуатируется электроинструмент. Если шуруповерт не применяется при максимальной нагрузке, можно выбирать мощность источника питания 60-70 ватт. Если электроинструмент должен отдавать все, заложенное в него при разработке, то может потребоваться источник питающего напряжения 200 ватт и выше.

По типу (импульсный или трансформаторный)

Для эксплуатации шуруповерта желателен стабилизированный блок питания. У такого источника напряжение под нагрузкой практически не падает. Соответственно, даже при большой нагрузке электроинструмент может выдать наибольший вращающий момент. И здесь импульсные источники вне конкуренции. Потому что у обычного трансформаторного источника напряжения даже в среднем режиме потери мощности достигают 10-15 ватт. Эту мощность надо как-то рассеивать, не перегревая регулирующие транзисторы. Для этого понадобится большой и громоздкий радиатор. Также в состав такого источника входят тяжелый трансформатор, мощные диоды на радиаторах и большой сглаживающий конденсатор. Для 200 ватт такой блок питания будет иметь совсем не мобильные габариты и вес.

Можно приобрести универсальный источник питания. Существуют блоки, специально разработанные для сетевого питания шуруповертов. Принципиально они практически не различаются, но специализированные источники имеют номинал напряжения соответствующий стандартным номиналам электроинструмента, и ток, достаточный для эксплуатации в наиболее жестких режимах.

Еще вариант – переделка импульсного блока питания от стационарного компьютера. С него можно снять достаточный ток для работы шуруповерта, но блок надо переделать под нужное напряжение. Такие переделки схемы БП требуют определенной квалификации, и зависят от исполнения источника питания. Описания процесса для блоков, построенных на разных микросхемах, можно найти в глобальной сети.

В интернете можно найти рекомендации в качестве блока питания использовать штатное зарядное устройство для шуруповерта. Эта идея неудачная. Зарядное устройство рассчитано на зарядку аккумулятора относительно небольшим током в течение длительного времени. Потом заряженный аккумулятор должен отдать свою энергию достаточно быстро. Токи при этом велики. Поэтому ЗУ от электроинструмента в лучшем случае обеспечит холостой ход шуруповерта.

Но стабилизация не всегда обязательна – ведь напряжение штатного аккумулятора, особенно не нового, также существенно проседает под нагрузкой. Поэтому если стабилизатор не нужен, то можно обратить внимание и на трансформаторные блоки питания. Пусть они на этих мощностях проигрывают импульсникам в весе и габаритах, зато традиционные источники проще, надежнее и более ремонтопригодны. К тому же его можно сделать самостоятельно, подобрав подходящий трансформатор. А если предполагается работа только в стационарных условиях, то мобильность девайса не имеет никакого значения.

Инструкция по изготовлению

Переделку надо начать с определения полярности подключения источника питания к двигателю электроинструмента. В большинстве случаев на контактах шуруповерта полюсность не указывается.

В этом случае надо посмотреть на аккумулятор – на нем должны быть обозначены плюс и минус.

Определив полярность, надо пометить полюса на контактах электроинструмента (хотя большой беды в случае переполюсовки не будет – вал просто будет вращаться в противоположном направлении, что легко устраняется переключателем реверса).

На другом конце проводов неплохо предусмотреть разъем для подключения, рассчитанный на максимальный ток. Тогда шуруповерт можно будет хранить отдельно или использовать различные источники напряжения. Но можно выполнить электроинструмент, провод и БП в виде единой системы. Так тоже удобно – нет риска забыть или потерять источник питания, если он небольших размеров.

Если конструкция АКБ такова, что удалить контактную часть затруднительно, надо разобрать корпус батареи, удалить аккумуляторы и на их месте надежно закрепить подходящий по весу и размерам груз.

Рекомендуем к просмотру видео-трилогию переделки 18 вольтового шуруповерта в сетевой.

Правила использования

При эксплуатации переделанного шуруповерта надо соблюдать несколько правил:

Не использовать одновременно аккумулятор и сетевой источник.
Не подключать электроинструмент к блоку питания длинными и тонкими проводами со стороны низкого напряжения. По ним пойдет достаточно большой ток, поэтому недостаточное сечение может привести к излишнему нагреву и оплавлению изоляции (в худшем случае – к ее возгоранию). Вкупе с излишней длиной проводников уменьшенная толщина жил приводит к значительному падению напряжения на проводе и недостатку напряжения на электродвигателе инструмента. Это значительно уменьшит крутящий момент на валу шуруповерта.
Если используется блок питания, не рассчитанный на полный ток электроинструмента при остановленном вале, надо тщательно следить за тем, чтобы не перегружать шуруповерт. Нельзя допускать остановки патрона из-за заклинивания сверла в толще материала и т.п. В противном случае наиболее вероятным итогом будет выход источника питания из строя, если у него отсутствует защита от сверхтока. Также возможно возгорание преобразователя напряжения.
С момента переделки надо будет следить за состоянием и положением электрических шнуров – сетевого и низковольтного. Нельзя допускать, чтобы во время работы проводники перекручивались, пережимались тяжелыми предметами с риском повредить изоляцию.

Ранее правилами работы на высоте запрещалось работать переносным электроинструментом с приставных лестниц. В 2021 году этот запрет отменен, но соблюдать меры предосторожности все равно лишним не будет.

Соблюдение этих несложных требований позволит переделанному шуруповерту прослужить долго и полностью выработать свой механический ресурс.

Сделать простой блок питания для механизма кварцевых часов можно всего из нескольких деталей. Источник прямого преобразования прост в изготовлении и выполнен навесным монтажом. В роли стабилитронов используются светодиоды.

Понадобятся следующие детали

Как подключить кварцевые часы к сети

Берем диодный мост. Ко входу переменного тока припаиваем резистор и пленочный конденсатор. К выходу моста припаиваем электролитический конденсатор согласно полярности.

Затем паралельно выходу припаиваем 2 последовательно соединенных светодиода.

Напряжение сети подключается к резистору и конденсатору. Выход для питания часов берется от минусового контакта электролитического конденсатора и средней точки соединения светодиодов.

Подключаем сборку к сети и часам.

Как видим, механизм прекрасно работает.

Учтите, что схема не имеет гальванической развязки по напряжению, а значит при работе весь механизм часов находится под напряжением, и следовательно прикасаться к нему нельзя. Имеется ввиду ко внутренней части.

Смотрите видео

Незаменимым помощником в работе является шуруповёрт. Применение его эффективно не только в домашнем хозяйстве, но и в профессиональной деятельности. В настоящее время трудно представить проведение ремонтных и отделочных работ без этого универсального электроинструмента. Шуруповёрт может работать в любом месте, независимо от наличия питающей электрической сети. Но аккумуляторная батарея (АКБ) электроинструментов имеет свойство разряжаться, а количество циклов заряда ограничено. В среднем аккумулятор живёт около трёх лет, а потом приходится его менять, поэтому народные умельцы стали переделывать питание на сетевой вариант.

Нужна ли переделка шуруповёрта

Когда аккумуляторная батарея перестаёт держать заряд, незаменимый механический помощник превращается в бесполезный инструмент. Купить другую батарею невыгодно, ведь стоимость аккумулятора порой может достигать до 50% цены нового инструмента. Поэтому каждый рачительный хозяин начинает задумываться над вопросом переделки шуруповёрта на питание от сети.

Можно попробовать восстановить характеристики батареи, но это будет временное решение. Всё равно в дальнейшем устройство будет быстро разряжаться. Переделка на питание шуруповёрта от сети 220 В своими руками является оптимальным вариантом восстановления работоспособности оборудования. Что даёт такое решение:

устройство может полноценно работать дальше;
нет необходимости использовать требующие заряда батареи;
крутящий момент оборудования не зависит от состояния заряда аккумулятора.

Недостатком можно назвать только зависимость от длины сетевого шнура и наличия источника электрического питания.

Мобильность устройства

При переводе аккумуляторного оборудования на питание от электросети теряется одно из главных отличительных свойств — мобильность. Поэтому, если решили произвести переделку питания шуруповёрта, нужно точно определить, какое устройство в дальнейшем вы хотите использовать в работе.

Существует две концепции, как оборудование аккумуляторного типа переделать в сетевое:

Блок питания (БП) будет внешним. Такой вариант исполнения предусматривает наличие отдельного устройства. Но пусть вас это не пугает, даже тяжёлый и крупный выпрямитель может просто находиться возле питающей розетки. Всё равно вы будете ограничены длиной кабеля питания или к розетке, или к питающему блоку. Согласно закону Ома, снижение напряжения при одинаковой мощности увеличивает силу тока. Поэтому шнур питания устройства на 12—19 вольт должен иметь сечение большее, чем сетевой кабель на 220 вольт.
Блок питания вмонтирован в корпус аккумулятора. В таком устройстве мобильность почти полностью сохраняется, только длина сетевого кабеля может ограничить передвижение оператора. Одна проблема может возникнуть при необходимости установить трансформатор большой мощности в корпус батареи шуруповёрта. Но современная радиотехническая промышленность позволяет решить эту задачу, на рынках радиоаппаратуры существует большое количество компактных выпрямителей.

Каждый из способов находит сторонников, так как обладает определённым набором характеристик.

Варианты изготовления блока питания

Существует несколько вариантов, как переоборудовать шуруповёрт для работы от электросети. Задача заключается в том, чтобы запитать электродвигатель устройства с помощью промежуточного источника.

Используем зарядку от ноутбука

Изготовить блок питания 12 В для шуруповёрта своими руками можно, даже не обладая техническими знаниями. Следует только найти ненужное зарядное устройство от ноутбука, которое имеет технические характеристики, сходные с параметрами для питания шуруповёрта. Главное, чтобы выходное напряжение соответствовало искомому (12—14 вольт).

Для достижения заданной цели необходимо сначала аккумуляторную батарею разобрать и удалить оттуда неисправные элементы. Затем следуют такие манипуляции:

Берём зарядное устройство от ноутбука.
Отрезаем выходной разъём, оголяем и производим лужение концов проводов.
Зачищенные провода припаиваем к входным проводам батареи.
Изолируем места пайки, чтобы избежать короткого замыкания.
Делаем в корпусе отверстие, чтобы не пережать провод, и производим сборку конструкции.

Основа — блок питания от компьютера

Для изготовления такого устройства понадобится блок от персонального компьютера формата А. Т. Найти его несложно, это старая модель питающего устройства, которую легко купить на любом рынке радиодеталей. Важно знать, что применять можно блок мощностью 300—350 Вт с током в цепи питания 12 В не ниже 16 А.

Именно блоки формата АТ соответствуют таким параметрам. На корпусе этого устройства находится кнопка включения питания, что очень удобно при работе. Внутри установлен вентилятор охлаждения и смонтирована схема защиты от перегрузок.

Порядок проведения переустройства блока:

Снимаем крышку корпуса Б. П. Внутри увидим плату с множеством проводов, идущих к разъёмам, а также вентилятор.
Следующим шагом необходимо отключить защиту от включения. Находим на квадратном большом разъёме зелёный провод.
Соединяем этот провод с чёрным из этого же разъёма. Можно сделать перемычку из другого кусочка провода, а можно просто его коротко обрезать и оставить в корпусе.

Затем в пучке выходов находим меньший разъём (MOLEX) и проделываем с ним следующие операции:

Оставляем чёрный и жёлтый провода, а два других коротко обрезаем.
Для удобства расположения БП при работе припаиваем к чёрному и жёлтому проводам удлинитель.
Второй конец удлинителя прикрепляем к контактам пустого батарейного отсека. Сделать это нужно методом пайки, можно сделать хорошую скрутку, при этом необходимо строго соблюдать полярность.
Проделываем отверстие в корпусе, чтобы не пережать при сборке провод. Устройство готово.

Если появилось желание облагородить вашу конструкцию, т. е. спрятать её в другой корпус, просверлите отверстия для притока воздуха, чтобы исключить перегрев БП.

Питание из зарядного устройства автомобиля

Имея зарядку для автомобильного аккумулятора, довольно просто сделать устройство для питания шуруповёрта. Чтобы произвести переделку, потребуется всего лишь соединить силовые клеммы выхода зарядного устройства с питанием электромотора.

Если имеется прибор для зарядки с плавной регулировкой выходного напряжения, то можно его использовать как блок питания 18 вольт для шуруповёрта.

Сетевой блок, встроенный в АКБ

Работы по модернизации питания нужно начинать с приобретения готового блока с соответствующими габаритами и характеристиками. Самое простое решение — сходить на радиотехнический рынок и подобрать подходящее по параметрам устройство.

Затем нужно аккуратно полностью отсоединить все детали от корпуса. Расположить элементы в корпусе от АКБ шуруповёрта и закрепить их внутри, при этом, если возникает необходимость, нужно удлинить соединения между трансформатором и платой управления. Желательно эти два основных узла разместить с зазором, чтобы не допускать перегрева их во время работы при высокой нагрузке.

Не помешает закрепить на управляющей микросхеме радиатор охлаждения. Определить, какие детали будут нуждаться в охлаждении, можно практическим методом. Для этого необходимо поработать шуруповёртом некоторое время, после чего отключить его от сети и потрогать детали на плате. Сразу станет понятно, какой элемент нагревается сильнее. В корпусе блока просверливаем несколько отверстий для поступления воздуха.

Если вы обладаете знаниями в области радиотехники и умеете работать с паяльником, то можно сделать такое устройство самостоятельно. С принципиальными электрическими схемами питающих устройств можно ознакомиться на многих сайтах интернета. И, конечно, вы сами можете решить задачу компоновки устройства согласно вашим пожеланиям.

Автономное питание шуруповёрта

Работы ручным инструментом можно производить и в здании, где нет электричества. В таких случаях устройство подключается к аккумулятору автомобиля или к любому другому устройству питания, подходящему по параметрам для работы шуруповёрта.

Принцип подключения переносного аккумулятора аналогичен автомобильному устройству. Только на концы проводов устанавливаются медные зажимные клеммы, подходящие для крепления.

Электрический инструмент служит намного дольше аккумуляторного. Поэтому не стоит выбрасывать шуруповёрт, если элементы питания отработали свой ресурс. Хозяйственный мужчина сможет переоборудовать свой электроинструмент на питание от сети, тем самым продлив его жизнь.

Резервный аккумуляторный источник питания

Существует множество электронных устройств, на которые должно подаваться питание постоянно и без перебоев. Хорошим примером таких устройств являются будильники. Если посреди ночи питание пропадет, и будильник вовремя не сработает, вы можете пропустить важную встречу. Самым простым решением этой проблемы является резервная аккумуляторная система питания. Таким образом, если питание от внешнего источника падает ниже определенного порогового значения, аккумуляторы автоматически нагрузку на себя и продолжают всё питать, пока не восстановится внешнее питание.

Компоненты для резервного аккумуляторного источника питания

Компоненты

Принципиальная схема

Существует множество различных видов аккумуляторных систем резервного питания, и выбор типа системы в значительной степени зависит от того, что именно вы питаете. Для данного проекта я разработал простую схему, которую можно использовать для питания маломощной электроники, которая работает от 12 вольт или ниже.

Во-первых, нам нужен источник питания постоянного тока. Такие источники очень распространены и бывают различных напряжений и номинальных токов. Блок питания подключается к схеме через разъем питания постоянного тока. Затем он подключается к блокирующему диоду. Блокирующий диод предотвращает протекание тока из резервной аккумуляторной системы обратно в источник питания. Далее, через резистор и еще один диод подключается аккумуляторная батарея. Резистор позволяет батарее медленно заряжаться от источника питания, а диод обеспечивает низкое сопротивление пути протекания тока между батареей и конечной схемой, таким образом, аккумулятор может питать конечную схему, если выходное напряжение источника питания упадет слишком низко. Если схема, которую вы питаете, требует стабилизированный источник питания, то вы можете просто добавить в конце стабилизатор напряжения.

Принципиальная схема резервного аккумуляторного источника питания

Если вы питаете Arduino или аналогичный микроконтроллер, то вы должны учесть, что вывод V_in уже подключен к встроенному стабилизатору напряжения на плате. Таким образом, вы можете подать на вывод V_in любое напряжение в диапазоне от 7 до 12 вольт.

Выбор номинала резистора

Выбор номинала резистора должен быть сделан с осторожностью, чтобы вдруг не перезарядить аккумулятор. Чтобы выяснить, с каким номиналом надо использовать резистор, необходимо в первую очередь рассмотреть источник питания. Когда вы работаете с нестабилизированным источником питания, выходное напряжение не неизменно. Когда схема, которая питается от него, выключается или отключается, напряжение на выходных клеммах источника увеличивается. Это напряжение холостого хода может достигать значения в полтора раза выше, чем то напряжение, которое указано на корпусе блока питания. Чтобы проверить это, возьмите мультиметр и измерьте напряжение на выходных клеммах источника питания, когда к нему ничего не подключено. Это и будет максимальное напряжение источника питания.

NiMH аккумулятор может безопасно заряжаться при токе заряда C/10, или одна десятая емкости аккумулятора в час. Однако прикладывание тока такой же величины после того, как аккумулятор был полностью заряжен, может привести к его повреждению. Если предполагается, что аккумулятор будет непрерывно заряжаться в течение неопределенного периода времени (как, например, в аккумуляторной системе резервного питания), то ток заряда должен быть очень низким. В идеале, ток заряда должен быть равен C/300 или еще меньше.

В моем случае, я буду использовать аккумуляторный отсек размера AA с аккумуляторами емкостью 2500 мАч. В целях безопасности мне нужен ток заряда 8 мА или меньше. Исходя из этого, можно рассчитать, резистор какого номинала нам нужен.

Чтобы рассчитать необходимое сопротивление вашего резистора, начните с определения напряжения холостого хода источника питания, затем вычтите из него напряжение полностью заряженной аккумуляторной батареи. Это даст вам напряжение на резисторе. Чтобы определить сопротивление, разделите разность напряжений на значение максимального тока. В моем случае, напряжение холостого хода источника питания равно 9В, а напряжение на аккумуляторной батарее равно около 6В. Это дает разность напряжений 3В. Деление этих 3 вольт на ток 0,008 ампер дает значение сопротивления 375 Ом. Поэтому номинал нашего резистора должен быть не менее 375 Ом. Для дополнительной безопасности я использовал резистор 1 кОм. Однако имейте в виду, что использование резистора с большим сопротивлением значительно замедлит заряд аккумулятора. Но это не проблема, если система резервного питания используется очень редко.

Резервный аккумуляторный источник питания

Читайте также: