Плата защиты для аккумуляторов типа 18650 своими руками

Обновлено: 08.07.2024

DIY

Много различных девайсов питаются от батареек. Почему бы не перевести их на питание от литий-ионных аккумуляторов? Они, конечно, тоже не вечные, но через некоторое время использования окупятся точно. Самый популярный размер таких аккумуляторов — 18650. Их и будем использовать.

Почему 18650

Аккумуляторы 18650 так называются, потому что их цилиндрический корпус имеет диаметр 16 мм и высоту 85 мм. У аккумуляторов с защитой высота чуть больше. Это нужно учитывать при покупке контейнеров для их установки, либо покупать аккумуляторы с уже припаянными контактными выводами.

Аккумуляторы 18650 выдают напряжение 3,7 В, заряжаются при напряжении 4,2 В. Ёмкость бывает разная. В своих проектах использую вот такие:

Дополнительные железки

Кроме самих аккумуляторов понадобится ещё плата зарядки, она же, в случае с двумя и более батареями, BMC — плата балансировки. И, в зависимости от выбранного количества батарей и напряжения нагрузки, может понадобиться повышающий или понижающий преобразователь.

Варианты сборки

Один аккумулятор

Если нагрузке достаточно напряжения 3,7 В, то схема будет состоять всего из двух основных элементов и одного дополнительного:

Дальше всё до безобразия просто. Выводы контейнера припаиваются к соответствующим площадкам платы, К соседним площадкам припаиваются контакты нагрузки, само собой, через выключатель, и аккумулятор вставляется в контейнер.

Плату зарядки имеет смысл брать сразу с разъёмом Micro-USB или Type-C, чтобы не городить разъём отдельно и мучаться выбором блока питания.

Не перепутайте полярность! Если это сделать, то плата зарядки прикажет долго жить. Проверено лично. Случайно вышло…

Таким макаром перевёл на Li-Ion гирлянду и собирался перевести большой фонарь ЭРА, но решил, что ёмкости будет маловато и буду делать из двух аккумов и повышающего преобразователя, чтобы светило поярче.

В схеме был ещё повышающий преобразователь, потому что в оригинале там было 4,5 В от трёх мизинчиковых батареек, но разницы в яркости между 3,7 В и 4,5 В на входе не заметил, поэтому решил, что он не нужен. На самом деле он сгорел вместе с платой зарядки после неправильного подключения аккумулятора. Плату заменил, а преобразователь просто убрал.

Один аккумулятор с преобразователем

Если нагрузке требуется напряжение больше или меньше, то в предыдущую схему добавляется ещё один элемент — повышающий или понижающий преобразователь. Он устанавливается между платой зарядки и нагрузкой. Выключатель лучше ставить тоже между, чтобы преобразователь не расходовал электричество впустую. При выборе модели преобразователя необходимо учитывать допустимый ток нагрузки.

Личного примера такой самоделки пока нет.

Два аккумулятора

Если напряжения 7,4 В хватает, то преобразователи не нужны. Соответственно, будет достаточно самих аккумов, контейнера для их установки и платы зарядки и балансировки.

Для питания, говорят, можно использовать какой-нибудь блок питания на 9 В, но правильнее специальные зарядники для Li-Ion, например такой, в формате блока питания или такой, в формате платы с разъёмом Type-C, или такой, в формате платы без разъёма.

Личного примера такой сборки тоже пока нет, но скоро будет. На Разделяйке обнаружил среди мусора неисправный фонарь и взял поковырять. Неисправность банальная — сдох аккумулятор. Думаю две банки 18650 как раз хватит. Такие фонари бывают с 4- или 6-вольтовыми батареями, но и от 7,4 В сгореть не должен.

Два аккумулятора с преобразователем

Если 7,4 В — это много или мало для целевого девайса, то нужен преобразователь — понижающий или повышающий, соответственно.

Опять же, сам пока такого не собирал, но некоторые идеи, для чего это может понадобиться, есть.

Сборки могу быть и на большее число батарей и подключать их можно и параллельно и последовательно. Всё зависит от поставленной задачи. Остальные компоненты схемы подбираются исходя из неё же.

Самодельное зарядное для литиевых аккумуляторов 18650

Всех приветствую! Недавно возникла необходимость заряжать литиевые аккумуляторы типоразмера 18650. Покупать зарядник в магазине? не, не мой вариант. Мне нужно, что-то по сложнее, например сделать самому)). К тому же всё необходимое есть под рукой. Отлично. Поехали.

Итак, из основных комплектующих понадобится бокс, холдер, держатель — нужное подчеркнуть.

Данные боксы фирмы Shenzhen Blossom Electronic на мой взгляд самые качественные. Сделаны из прочного пластика, имеют надёжные контакты, аккумуляторы держатся уверенно и в целом выглядит приятно.

Также потребуется контроллер заряда на микросхемы TP4056.

Он представляет из себя маленькую платку размерами 26X17мм. с функциями защиты от разряда и перезаряда литиевых аккумуляторов. Подключается по micro usb, может работать с аккумуляторами 3,7 вольт,
поддерживает зарядный ток около 1 Ампера.

Ниже представлен график контроля заряда TP4056.

В моём зарядном устройстве будет использована только эта функция.
А контроль разряда аккумуляторов используется только в случае подключения нагрузки через эту плату.

Поэтому схема получается крайне простой, припаиваем провода согласно рисунку и уже можно пользоваться устройством.

Но на этом мы не заканчиваем, думаю не плохо бы прикрепить плату к боксу и изолировать все голые контакты.

Для крепления платы я использовал двухстороннюю вспененную клейкую ленту.

Держится хорошо, просто так не оторвётся. Далее с помощью акрилового герметика я замазал всё контакты.

И обычным прозрачным скотчем прикрыл плату контроллера. В итоге получилось это!

Да, немного страшновато вышло, но гаджет отлично работает. Главное не перепутать полярность при установке аккумуляторов, иначе сгорит TP4056 а если при этом и к блоку питания подключено, то блок тоже выпустит дым. Пожалуй это является главным недостатком данного устройства.

Что касается времени зарядки, то она зависит от емкости аккумуляторов и тока блока питания. Но в любом случае максимальный ток заряда не превысит 1-го Ампера. Если например установлено 3 аккумулятора по 2000mAh и ток заряда 1 Ампер, то по приблизительным подсчётам потребуется 6 часов. Много это или мало, решайте сами.

Ниже на фото красный светодиод говорит о идущем заряде аккумуляторов.

Зеленый светодиод означает окончание заряда.

В итоге менее чем за 100 рублей я пользуюсь этой зарядкой уже 2 месяца. Но к сожалению остаётся вероятность неправильно воткнуть аккумулятор и лишится устройства. В целом не очень рекомендую такое решение именно по этой причине.

Также есть сборка в видео формате. Все ссылочки на комплектующие будут под видео в ютубе.

Мощное зарядное устройство для акб 18650 Ака Касьяна

Литий-ионные аккумуляторы типоразмера 18650, наверное, самый популярный стандарт на сегодня. Их применяют в ноутбуках, фонариках, пауэрбанках и даже в электрокарах.

Энтузиасты, которые решили собрать свой первый электробайк, как правило, используют в качестве аккумуляторов именно банки формата 18650, да и не только энтузиасты. Почти во всех электровелосипедах использованы батареи из этих аккумуляторов.

Из-за отсутствия достаточных средств на покупку новых аккумуляторов часто приходится покупать бывшие в употреблении аккумуляторы (б.у.), например, от ноутбуков. Также приходится их разбирать, замерять емкости и сортировать с целью сборки батареи.

Как заряжать банку 18650, думаю, знает каждый. В наше время можно найти специализированное зарядное устройство.

Либо купить вот такую платку, которая питается от обычного usb-порта и способна заряжать 1 аккумулятор током до 1А.

Но как быть, если аккумуляторов много? Правильно, купить больше зарядок. А что, если аккумуляторов ну уж очень много?

В этом случае покупать умное зарядное устройство уже крайне невыгодно. Так что же делать? Взяться за паяльник естественно и найти (купить/переделать/сделать) блок питания с напряжением 5В и как можно большим выходным током.

В задумке нет ничего хитроумного и показанное здесь не является новинкой. Автор (AKA KASYAN), просто решил сделать себе зарядку, которая может одновременно заряжать ни много ни мало 20 аккумуляторов стандарта 18650. За зарядку каждой банки отвечает старая добрая плата на базе микросхемы TP4056.

Такие платы бывают с защитой и без.

Нам нужны те, которые без защиты. Для данного проекта, как легко догадаться, нам понадобится 20 таких плат, а еще 20 холдеров для установки аккумуляторов.

Некоторые платы заряда у автора с защитой, но он припаял аккумулятор непосредственно к выходу микросхемы TP4056, минуя схему защиты.

Количество заряжаемых аккумуляторов может быть от 1 до 20, так как платы не связанны друг с другом и каждая заряжает свой аккумулятор. Холдеры самые обычные. У китайцев в продаже имеются 2 варианта таких холдеров, автор советует использовать второй вариант, стоит чуть дороже, но такая конструкция гораздо надежнее и прослужит намного дольше.

Ну а теперь приступаем к сборке.

Более подробно с процессом сборки можете ознакомиться, посмотрев видеоролик автора:

Проверка и испытания:

Как видите, все прекрасно работает. О процессе зарядки сигнализирует красный светодиод.

Самоделка из сотового телефона. Зарядное устройство для Li-ion аккумулятора 18650 на микросхеме LTC4054

Для зарядки потребуется помимо самой микросхемы одна деталь-резистор. От сопротивления этого резистора зависит выходной ток или ток заряда. Я заряжал током 550мА, сопротивление резистора было 1.8кОм.

Характеристики микросхемы:ток заряда до 800мА, напряжение питания 4.3-6В, защита от короткого замыкания на выходе, защита от перегрева.

Ток заряда выбирают по формуле:I=1000/R сопротивление резистора. Микросхема при токе 550мА ощутимо греется и поэтому к корпусу через пасту прикрепил фольгу-теплоотвод. Греться будет в начале зарядки, через некоторое время нагрев уйдет. Микросхема автоматически выставляет выходной ток. Заряженный аккумулятор проверил на заводской зарядке с индикацией, он показал полностью заряженный аккум.

В интернете очень много статей и видео на тему - какие же li-ion аккумуляторы формата 18650 подходят для переделки шуруповерта на li-ion. Информация очень противоречивая, а местами даже не совсем верная. Попробуем разобраться в этой теме, опираясь исключительно на официальные характеристики самых популярных моделей высокотоковых аккумуляторов и данные тестирования аккумуляторов большими токами.

Защищенный или незащищенный аккумулятор

Li-ion аккумуляторы бывают защищенными и незащищенными. В аккумуляторах с защитой строена специальна плата защиты, которая выполняет следующие функции:

защищает от переразряда ниже 3 Вольт;
защищает от перезаряда выше 4,2 Вольт;
защищает от короткого замыкания;

Плата защиты срабатывает при токах 6-10 Ампер. При превышении тока уставки плата защиты отключает аккумулятор. Но в шуруповерте токи аккумуляторов в режиме нагрузки намного больше 10 Ампер и достигают величин 50-60 Ампер и даже более. Если использовать аккумуляторы 18650 с защитой, то плата защиты будет постоянно отключать аккумулятор под высокой нагрузкой, например, при завертывании длинного самореза в толстую доску.

Поэтому, в шуруповерте можно использовать только незащищенные li-ion аккумуляторы, в которых не установлена плата защиты.

Аккумулятор 18650 для шуруповерта должен быть высокотоковым

Все li-ion аккумуляторы 18650 делятся на два типа: высокотоковые и невысокотоковые. Высокотоковый аккумулятор способен выдавать более 10 Ампер без вреда для аккумулятора. Невысокотоковые аккумуляторы просто не предназначены для работы под нагрузкой с током более 10 Ампер. Они могут выдать такой ток, но при работе с такой нагрузкой аккумулятор очень быстро выходит из строя (снижается емкость, возрастает внутреннее сопротивление, начинается чрезмерный нагрев аккумулятора). Также у невысокотоковых аккумуляторов при работе с большими токами нагрузки напряжение просаживается гораздо сильнее, чем у высокотоковых моделей.

Таким образом, в шуруповерте должны применяться только высокотоковые модели аккумуляторов. Причем, чем на больший ток будут рассчитаны аккумуляторы, тем лучше.

На какой ток должен быть рассчитан аккумулятор

Аккумуляторный шуруповерт при работе на холостом ходу потребляет немного, примерно 1-2 Ампера. При работе под нагрузкой ток аккумулятора шуруповерта достигает 10-20 Ампер у шуруповертов небольшой мощности и до 40-50 Ампер у мощных профессиональных моделей. Причем в момент срабатывания "трещотки" у мощных шуруповертов ток может кратковременно достигать значений 60-80 Ампер. Но шуруповерт работает в повторно-кратковременном режиме, т.е. несколько секунд работа под нагрузкой, потом идет пауза (5 секунд закручиваем саморез, потом 5-10 секунд перерыв). Соответственно, аккумулятор шуруповерта работает в таком же режиме. Поэтому аккумуляторы в шуруповерте должны спокойно выдерживать примерно до 60-80 Ампер в кратковременном режиме. Для бытовых шуруповертов небольшой мощности это значение можно уменьшить до 30-40 Ампер.

Некоторый запас по токоотдаче аккумуляторов необходим еще и для того, чтобы аккумуляторы в шуруповерте прожили дольше. Т.к. даже кратковременные нагрузки на пределе допустимых все равно снижают ресурс li-ion аккумуляторов. Некоторые модели li-ion высокотоковых аккумуляторов могут выдавать до 80-100 Ампер кратковременно. В долговременном режиме допустимые токи даже для самых высокотоковых моделей аккумуляторов, конечно, значительно меньше. Но нас в большей степени интересуют допустимая токоотдача именно в кратковременном режиме.

Максимальный ток заряда аккумулятора

Зарядные устройства для шуруповертов производят заряд аккумуляторов как правило током от 1,5 до 3 Ампер. Соответственно, аккумуляторы должны переносить заряд такими токами без последствий. Если заряжать аккумулятор током величиной большей, чем допускается, то аккумулятор будет сильно перегреваться и его характеристики очень быстро ухудшатся.

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Внутреннее сопротивление аккумулятора должно быть по-возможности минимальным. Чем больше будет внутреннее сопротивление аккумулятора, тем сильнее будет просаживаться напряжение под нагрузкой. А сильная просадка напряжения ведет к снижению мощности шуруповерта.

Li-ion аккумулятор какого производителя выбрать

Цилиндрические Li-ion аккумуляторы размера 18650 (и других размеров) на сегодняшний день выпускают всего пять производителей:

LG (LG Chem)
Samsung (Samsung SDI и Samsung SDIEM)
Panasonic
Sanyo
Murata
Sony *

Следует отметить, что концерн Sony в 2017 году продал свои несколько заводов по производству li-ion аккумуляторов Японскому концерну Murata. Поэтому в настоящее время новых аккумуляторов под брендом Sony больше нет, они теперь выпускаются под брендом Murata.

Кроме этих производителей li-ion аккумуляторы выпускает еще буквально пара заводов в Китае под своими локальными брендами. Но качество их продукции значительно ниже, а высокотоковых моделей аккумуляторов с приемлемыми параметрами просто не существует. Поэтому этих производителей мы рассматривать не будем.

Все вышеперечисленные производители выпускают li-ion аккумуляторы очень хорошего качества. Параметры аккумуляторов всегда соответствуют заявленным. Поэтому можно выбирать подходящие модели любого бренда - качество будет на высоте.

Теперь подробно рассмотрим характеристики самых популярных моделей высокотоковых аккумуляторов, чтобы понять какие модели подойдут для шуруповерта. Будем рассматривать только модели с емкостью 2500-3000mAh, т.к. при использовании аккумуляторов меньшей емкости уменьшится время автономной работы шуруповерта, а этого нам бы не хотелось.

Samsung INR18650-25R

Модель Samsung INR18650-25R обладает емкостью 2500mAh и длительным допустимым током в 20 Ампер (импульсный ток для данного аккумулятора выше). Внутреннее сопротивление Samsung INR18650-25R обычно составляет 11-14 мОм.

Стандартный ток заряда для этой модели 1,25 Ампер, ток ускоренного заряда - 4 Ампера.

Таким образом, аккумулятор Samsung INR18650-25R подходит для использования в шуруповерте. Стоимость этой модели значительно ниже других моделей высокотоковых аккумуляторов, поэтому эти аккумуляторы наиболее часто используются в переделке шуруповертов на li-ion аккумуляторы.

Но необходимо отметить тот факт, что вследствие сильной популярности этого аккумулятора, эту модель очень часто подделывают. Например, на Алиэкспресс практически невозможно купить оригинальный аккумулятор Samsung INR18650-25R. Что продается под видом этой модели на Алиэкспресс - вы можете почитать в этой статье. Обратите внимание, как ведет себя подделка под большими токами.

Samsung INR18650-25S

Аккумулятор Samsung INR18650-25S относительно новая модель, которая появилась в конце 2019 года (обзор этого аккумулятора). Аккумулятор обладает емкостью 2500mAh и максимально допустимым долговременным током 35 ампер. Внутреннее сопротивление аккумулятора обычно находится в районе 8,6-9,1 мОм. Стандартный ток заряда для этой модели 1,25 Ампер, ток ускоренного заряда - 4 Ампера.

Аккумулятор Samsung INR18650-25S подходит для использования в шуруповерте. Стоимость этой модели выше Samsung INR18650-25R и находится на уровне аккумулятора VTC5A.

Аккумулятор Samsung INR18650-30Q имеет емкость 3000mAh и допустимый ток в длительном режиме 15 Ампер. Внутреннее сопротивление Samsung INR18650-30Q обычно составляет 12-14 мОм. Допустимых значений токоотдачи аккумулятора в кратковременном режиме производитель не приводит, а значит не допускается работа данного аккумулятора при токах, превышающих допустимое значение для длительного режима. Значение в 15 Ампер для шуруповерта очень мало.

Стандартный ток заряда для этой модели 1,5 Ампер, ток ускоренного заряда - 4 Ампера.

Конечно аккумулятор Samsung INR18650-30Q сможет выдать 30 и 40 Ампер и даже, наверное, больше. Но после работы с такой нагрузкой характеристики аккумулятора начнут снижаться. В таком режиме работы аккумулятор долго не проживет.

Аккумулятор Samsung INR18650-3Q не подходит для использования в шуруповерте.

LG HG2

Модель LG HG2 обладает очень хорошей емкостью 3000mAh и допустимым длительным током 20 Ампер. Допустимых значений токоотдачи аккумулятора в кратковременном режиме LG не приводит, а значит не допускается работа данного аккумулятора при токах более 20 Ампер. Внутреннее сопротивление аккумуляторов LG HG2 обычно составляет 13-15 мОм, что немного выше других высокотоковых аккумуляторов.

Стандартный ток заряда для этой модели 1,5 Ампер, ток ускоренного заряда - 4 Ампера.

Аккумулятор LG HG2 не подходит для использования в шуруповерте.

Аккумуляторы Sony/Murata серии VTC (VTC5, VTC5A, VTC6)

Li-ion аккумуляторы Sony всегда стояли несколько особняком от аккумуляторов других производителей. Sony сосредоточилась на разработке и производстве именно высокотоковых моделей, что у нее получилось выше всяких похвал. В середине 2017 года концерн Sony продал производство аккумуляторов японскому концерну Murata. И теперь аккумуляторы широко известной серии VTC (и других серий) производятся под маркой Murata.

Самая популярная серия высокотоковых аккумуляторов VTC представлена моделями VTC4, VTC5, VTC5A и VTC6. Аккумулятор VTC4 мы рассматривать не будем, т.к. он обладает небольшой емкостью, а именно всего 2000mAh.

Аккумулятор VTC5 имеет емкость 2500mAh. В качестве допустимого тока в длительном режиме производитель указывает два значения: 20 Ампер без контроля температуры аккумулятора и 30 Ампер, если температура аккумулятора контролируется (не выше 80 градусов). В кратковременном режиме аккумулятор может работать при следующих токах нагрузки:

60 Ампер при цикле не более 15 секунд
80 Ампер при цикле не более 11 секунд
100 Ампер при цикле не более 4 секунд

Очень хорошие показатели по допустимой токоотдаче.

Стандартный ток заряда VTC5 составляет 4 Ампера.

VTC5A

VTC5A - усовершенствованная модель VTC5. Аккумулятор VTC5A также имеет емкость 2500mAh, но допустимые токи немного повыше. Длительно допустимый ток: 15 Ампер без контроля температуры аккумулятора и 30 Ампер, если температура аккумулятора контролируется (не выше 80 градусов). В кратковременном режиме аккумулятор может работать при следующих токах нагрузки:

60 Ампер при цикле не более 26 секунд
80 Ампер при цикле не более 14 секунд
100 Ампер при цикле не более 6,7 секунд

Продолжительность работы аккумулятора VTC5A в кратковременном режиме при высоких токах больше, чем у модели VTC5.

Стандартный ток заряда VTC5A составляет 6 Ампер. Очень хороший показатель. Это значит, что зарядку высокими токами этот аккумулятор переносит очень хорошо.

VTC6 по сравнению с VTC5/VTC5A обладает большей емкостью, но немного меньшими показателями по допустимой токоотдаче. Аккумулятор VTC6 имеет емкость 3000mAh. Длительно допустимый ток: 30 Ампер без контроля температуры аккумулятора и 35 Ампер, если температура аккумулятора контролируется (не выше 80 градусов). В кратковременном режиме аккумулятор может работать при следующих токах нагрузки:

40 Ампер при цикле не более 40 секунд
55 Ампер при цикле не более 19 секунд
80 Ампер при цикле не более 6 секунд

Чтобы обеспечить емкость в 3000mAh производителю пришлось немного пожертвовать величиной допустимой токоотдачи. Но все равно показатели по допустимому току находятся на высоком уровне.

Стандартный ток заряда VTC6 составляет 6 Ампер. Очень хороший показатель, как и у модели VTC5A.

Таким образом аккумуляторы Sony/Murata VTC5, VTC5A и VTC6 подходят для использования в шуруповертах.

Результаты тестирования аккумуляторов VTC5, VTC5A, VTC6 и Samsung INR18650-25R

Чтобы сравнить между собой эти четыре модели аккумуляторов, мы провели их сравнительное тестирование при разряде токами 10, 20 и 30 Ампер. Полученные данные позволяют сравнить между собой эти модели по просадке напряжения под нагрузкой, а также сравнить фактическую емкость аккумуляторов. На основании этих данных вы сможете выбрать для себя оптимальный аккумулятор для шуруповерта в соответствии с вашими задачами. Кому-то важно мощность, а кому-то продолжительность автономной работы.

Разряд током 10 Ампер

Режим работы с током нагрузки 10 Ампер, это режим небольшой нагрузки для шуруповерта. При такой относительно небольшой нагрузке разница в просадке напряжения между всеми моделями невелика.

Разряд током 20 Ампер

Ток нагрузки 20 Ампер - это уже режим работы шуруповерта со средней нагрузкой. У VTC5 просадка напряжения ожидаемо немного побольше, чем у VTC5A, но фактическая емкость при такой нагрузке у VTC5 больше VTC5A на 146mAh. Аккумулятор VTC6 в начале теста немного проигрывает VTC5A и Samsung INR18650-25S по просадке напряжения, но уже после 1200mAh напряжение на VTC6 остается выше, чем у VTC5A и Samsung INR18650-25S - это следствие высокой емкости аккумулятора VTC6. Аккумулятор VTC6 также показывает меньшую просадку напряжения, чем VTC5 на протяжении всего цикла разряда (за исключением самого начала теста).

Также следует обратить внимание, что аккумуляторы Samsung INR18650-25R, Murata VTC5 и VTC6 в конце разряда нагрелись до 82-87 градусов, в то время как VTC5A и Samsung INR18650-25S всего до 71 градуса.

Разряд током 30 Ампер

Разряд током 30 Ампер - это уже условия работы аккумуляторов в профессиональных шуруповертах высокой мощности.

В разряде током 30 Ампер полноценное участие приняли только две модели - Murata VTC5A и Samsung INR18650-2S. Аккумуляторы VTC5, VTC6 и Samsung INR18650-25R нагрелись до предельных 85-90 градусов уже примерно на середине теста. Но это и предсказуемо - все же эти модели рассчитаны на немного меньший ток, а значит и меньшую мощность. Графики разрядом и просадка напряжения у Samsing INR18650-25S и VTC5A отличаются незначительно. Но следует отметить, что VTC5A в конце разряда нагрелся до 89 градусов, а Samsung INR18650-25S всего до 80. Разница в 9 градусов на таком большом токе - это существенно.

Почему не рекомендуется использовать другие модели аккумуляторов

Многие, кто не совсем внимательно прочитал статью, спросят - почему же нельзя применять некоторые другие модели высокотоковых аккумуляторов, ведь часто люди ставят в шуруповерты, например, Samsung INR18650-30Q или LG HG2?

Данные аккумуляторы не рассчитаны на кратковременную нагрузку токами, превышающими 15 и 20 Ампер, соответственно. С этими аккумуляторами шуруповерт будет работать и даже первое время с довольно неплохой мощностью, но аккумуляторы выйдут из строя значительно быстрее, чем "правильные" модели. Недаром в штатных аккумуляторах именитых производителей шуруповертов (откровенный "Китай" во внимание не берем) вы никогда не найдете ни Samsung INR18650-30Q ни LG HG2. Производители ставят как раз те аккумуляторы, которые мы советуем использовать. В старых шуруповертах можно обнаружить еще такие аккумуляторы, как Samsung INR18650-15Q, Sony VTC3 или Sony VTC4.

Где покупать li-ion аккумуляторы для шуруповерта?

Советуем покупать li-ion аккумуляторы только в проверенных магазинах, которые дорожат репутацией. Очень многие заказывают аккумуляторы на Али Экспресс, но шанс купить там оригинальный аккумулятор, характеристики которого будут соответствовать заявленным, стремится к нулю. Периодически мы покупаем аккумуляторы на Али, чтобы быть в курсе подделок. Некоторые наши обзоры вы можете увидеть по ссылкам ниже:

Выводы

Если у вас бытовой шуруповерт небольшой мощности и вы им пользуетесь всего пару раз в год, чтобы вкрутить десяток-другой саморезов и при этом высоких нагрузок не предполагается, то оптимальным выбором будет аккумулятор Samsung INR18650-25R. Это самая бюджетная модель аккумулятора. В указанных условиях работы этот аккумулятор обеспечит приемлемую производительность и мощность при невысокой цене.

Если у вас профессиональная модель шуруповерта средней или высокой мощности и пользуетесь вы шуруповертом часто, причем периодически нагружаете инструмент по полной, то ваш выбор Murata VTC5A или Samsung INR18650-25S. Если вы хотите немного сэкономить потеряв в мощности совсем немного, то выбирайте аккумулятор Murata VTC5.

Если для вас шуруповерт - это самый необходимый инструмент в вашей ежедневной работе и он постоянно работает на максимальной мощности, то лучшим выбором будет аккумулятор Samsung INR18650-25S. За счет немного меньшего внутреннего сопротивления и меньшего нагрева по сравнению с VTC5A - он проживет в вашей батарее дольше всего и обеспечит самую высокую мощность.

Аккумулятор Murata VTC6 имеет самую высокую стоимость и самую большую емкость. Но все же для шуруповертов высокой мощности мы его не рекомендуем, т.к. он имеет не самое низкое внутреннее сопротивление и довольно сильно греется на высоких нагрузках.

Стоимость этих аккумуляторов в порядке убывания цены следующая: Murata VTC6, VTC5A, Samsung INR18650-25S, VTC5, Samsung INR18650-25R.

Аккумуляторы играют важную роль в любом механизме, работающим не от сети. Перезаряжаемые аккумуляторные батареи стоят довольно дорого, из-за того, что вместе с ними нужно приобретать зарядное устройство. В аккумуляторных батареях используются разные комбинации проводниковых материалов и электролитов – свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлгидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионполимерные (Li-Po).

Я использую литий-ионные аккумуляторы в своих проектах, поэтому решил сделать зарядку для литиевых аккумуляторов 18650 своими руками, а не покупать дорогое, так что приступим.

Шаг 1: Видео

В видео показана сборка зарядного устройства.
Ссылка на youtube

Шаг 2: Список электрокомпонентов

Список компонентов, необходимых для сборки зарядного устройства для аккумуляторных батареек 18650:

Шаг 3: Список инструментов

Для работы вам будут нужны следующие инструменты:

Теперь, когда все нужные инструменты и компоненты подготовлены к работе, займемся модулем ТР4056.

Шаг 4: Модуль зарядного устройства Li-io аккумуляторов на основе чипа ТР4056

Немного подробнее об этом модуле. На рынке представлены два варианта этих модулей: с защитой аккумулятора и без нее.

Коммутационная плата, содержащая схему защиты, осуществляет контроль напряжения с помощью фильтра цепи питания DW01A (интегральная схема защиты батареи) и FS8205A (N-канальный транзисторный модуль). Таким образом, коммутационная плата содержит три интегральных схемы (TP4056+DW01A+FS8205A), в то время как модуль зарядного устройства без защиты батареи содержит лишь одну интегральную схему (TP4056).

TP4056 – модуль заряда одноэлементных Li-io аккумуляторов с линейным зарядом постоянного тока и напряжения. Корпус SOP и малое число внешних компонентов делают этот модуль прекрасным вариантом для использования в самодельных электроприборах. Он заряжает через USB так же хорошо, как через обычный блок питания. Распиновка модуля TP4056 прилагается (рис.2), как и график цикла зарядки (рис.3) с кривыми постоянного тока и постоянного напряжения. Два диода на коммутационной плате показывают текущий статус заряда – заряд, прекращение заряда и тд (рис.4).

Чтобы не повредить аккумулятор, заряд 3,7 В литий-ионных аккумуляторов должен осуществляться при значении постоянного тока 0,2-0,7 от их емкости, пока выходное напряжение не достигнет 4,2 В, после чего заряд будет осуществляться постоянным напряжением и постепенно снижающимся (до 10% от первоначального значения) током. Мы не можем прервать заряд при напряжении 4,2 В, так как уровень заряда будет 40-80% от полной емкости аккумулятора. За этот процесс отвечает модуль TP4056. Еще один важный момент – резистор, соединенный с выводом PROG, определяет зарядный ток. В модулях, представленных на рынке, обычно с этим выводом соединен 1,2 КОм резистор, что соответствует зарядному току 1А (рис.5). Чтобы получить другие значения зарядного тока, можно попробовать ставить другие резисторы.

DW01A – интегральная схема защиты батареи, на рис.6 показана обычная схема подключения. Полевые МОП-транзисторы М1 и М2 соединены внешне интегральной схемой FS8205A.

Эти компоненты установлены на коммутационной плате модуля заряда литий-ионных батарей TP4056, ссылка на который есть в Шаге 2. Мы должны сделать только две вещи: дать напряжение в диапазоне 4-8 В на входной разъем, и соединить полюса аккумулятора и контактами + и – модуля TP4056.

После этого продолжим сборку зарядного устройства.

Шаг 5: Схема проводки

Чтобы завершить сборку электрокомпонентов, спаяем их в соответствии со схемой. Я приложил схему в программе Fritzing и фото физического соединения.

+ контакт разъема питания соединяем с одним из контактов выключателя, а – контакт разъема питания соединяем с пином GND стабилизатора 7805
Второй контакт выключателя соединяем с пином Vin стабилизатора 7805
Устанавливаем три конденсатора 100 нФ параллельно между Vin и GND пинами стабилизатора напряжения (для этого используйте макетную плату)
Устанавливаем конденсатор 100 нФ между пинами Vout и GND стабилизатора напряжения (на макетной плате)
Соедините Vout пин стабилизатора напряжения с IN+ пином модуля TP4056
Соедините пин GND стабилизатора напряжения с IN- пином модуля TP4056
Соедините + контакт батарейного отсека с B+ пином модуля TP4056, а – контакт батарейного отсека соедините с В- пином модуля TP4056

Шаг 6: Сборка, часть 1: прорезаем отверстия в корпусе

Для того, чтобы правильно уместить все электрокомпоненты в корпусе, в нем нужно прорезать отверстия:

Лезвием ножа отметьте на корпусе границы батарейного отсека (рис.1).
Горячим ножом прорежьте отверстие по сделанным меткам (рис.2 и 3).
После прорезания отверстия, корпус должен выглядеть как на рис.4.
Отметьте место, где будет находиться USB-разъем модуля TP4056 (рис.5 и 6).
Горячим ножом прорежьте в корпусе отверстие для USB-разъема (рис. 7).
Отметьте места на корпусе, где будут находиться диоды модуля TP4056 (рис. 8 и 9).
Горячим ножом прорежьте отверстия под диоды (рис. 10).
Таким же образом сделайте отверстия под разъем питания и выключатель (рис.11 и 12)

Шаг 7: Сборка, часть 2: устанавливаем электрокомпоненты

Следуйте инструкции, чтобы установить компоненты в корпусе:

Установите батарейный отсек так, чтобы монтажные точки были снаружи отсека/корпуса. Клеевым пистолетом приклейте отсек (рис.1).
Установите на место модуль TP4056 так, чтобы USB0разъем и диоды попали в соответствующие отверстия, зафиксируйте термоклеем (рис.2).
Установите на место стабилизатор напряжения 7805, зафиксируйте термоклеем (рис.3).
Установите на свои места разъем питания и выключатель, зафиксируйте их термоклеем (рис.4).
Расположение компонентов должно выглядеть так же, как на рис.5.
Нижнюю крышку закрепите на месте винтами (рис.6).
Позже я закрыл неровности, оставшиеся от горячего ножа, черной изолентой. Также их можно сгладить наждачкой.

Завершенное зарядное устройство показано на рис.7. теперь его нужно испытать.

Шаг 8: Испытание

Установите разряженный аккумулятор в зарядное устройство. Включите питание в разъем 12В или USB. Красный диод должен моргать, это значит, что идет процесс заряда.

Когда заряд будет завершен, должен загореться синий диод.
Прикладываю фото зарядного устройства в процессе заряда и фото с заряженным аккумулятором.
На этом работа завершена.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Читайте также: