Переделка аккумуляторной отвёртки под литий

Переделывать будем вот такую старую аккумуляторную отвёртку.



Технические характеристики:
Дрель-шуруповерт Калибр ОА-4.8М

Максимальное число оборотов без нагрузки: 180 об/мин
Max вращающий момент: 3 Нм
Число скоростных режимов:1
Оснастка: шестигранник 6.35 мм (1/4 дюйма)
Аккумулятор: Ni-Cd(4 шт.)
Емкость аккумуляторной батареи: 1.5 А*ч
Напряжение аккумуляторной батареи: 4.8 В
Вариант аккумулятора: встроенный
Длительность зарядки аккумуляторной батареи: 5 ч
Тип двигателя: щеточный


Она валялась у меня без дела 4 года, так как аккумуляторы приказали долго жить, менять на исправные аккумуляторы смысла не вижу, хватит их не надолго, да и в конце-концов пора переходить на литий у него и ёмкость побольше и долговечнее по сравнению с Ni-Cd.
Вот и настала пора переделки этой отвёртки под литий, проще сказать: дадим инструменту новую жизнь.

Переделывать будем с помощью модульных схем с торговой площадки алиэкспресс.

Разборка отвёртки много времени не заняла, внутри находились 4 аккумулятора Ni-Cd соединённых последовательно, двигатель на корпусе которого написано 4.8В, редуктор и кнопка включения без схемы плавного пуска, тоесть: нажал на один край кнопки контакты соединили двигатель с батареей, нажал на другой край кнопки полярность соединения двигателя с батареей поменялась.

Отталкиваться будем от напряжения питания двигателя, оно у нас 4.8В, значит 2 элемента li-ion будет слишком много, а вот один элемент в самый раз. Кто не в курсе: 1 полностью заряженный элемент li-ion равен 4.2В.

Сначало хотел вот такой модуль зарядки с защитой подключить.



Но выяснилось, что ток защиты не так уж велик, судя по даташиту на неё, всего 3А в импульсе

Пришлось искать другую защиту на али, нашёл вот такую.



Технические характеристики:

Максимальный постоянный ток нагрузки - 11.0A.
Максимальный импульсный ток нагрузки - 15.0A.
Напряжение срабатывания от перезаряда - 4.25V ± 0.05V.
Напряжение срабатывания защиты от глубокого разряда - 2.54V ± 0.1V.
Восстановление рабочего режима после подключения зарядного устройства.
Восстановление - подключение зарядного устройства.
Рабочая температура: -40°-+85°
Размеры - 35*8*2 мм.


Примечание:
Р - к минусу нагрузки/зарядки.
Р + к плюсу нагрузки/зарядки.
В - к минусу аккумулятора.
В + к плюсу аккумулятора.
Для активации схемы нужно подключить зарядное устройство.
Схема защиты не является зарядным контроллером.


Это только защита для аккумулятора, без зарядки. Плюс добавим "народную зарядку" без защиты, так как защита у нас уже есть, смотрим рисунок внизу.



Схема подключения всего этого будет такая:



В схеме присутствует один высокотоковый аккумулятор li-ion без защиты, даже не думайте подключать аккумуляторы не высокотоковые, такие например как батареи из ноутбука, от телефона и прочие. У высокотоковых должно быть на корпусе обозначение "INR" и дальше идут цифры и буквы, это для Samsung, у других фирм другие обозначения. Фото внизу высокотоковых аккумуляторов.



По желанию можно подключить индикацию определения оставщейся ёмкости аккумулятора, например вот на таком модуле для одного li-ion элемента 1S, есть такие платки и для 2S, 3S, 4S.



При нажатии на кнопку загораются светодиоды, которые дают визуализацию оставщейся ёмкости батареи. При отпускании кнопки светодиоды гаснут и модуль засыпает. В ждущем режиме потребления тока зафиксировать не удалось.

Схема подключения с модулем оставщейся ёмкости батареи будет такая.



Вся схема прекрано уместилась в аккумуляторной отвёртке, только пришлось сверлить отверстия под светодиоды для индикации.

Примерные технические характеристики получивщегося после переделки инструмента:

Зарядка осуществляется зарядным устройством от любого телефона с током зарядки не менее 1А.
Присутствует индикация зарядки.
Есть индикация окончания зарядки.
Защита от короткого замыкания.
Защита от перезаряда - 4.25V ± 0.05V.
Защита от переразряда - 2.54V ± 0.1V.
Максимальный импульсный ток нагрузки - примерно 15A.
Максимальный постоянный ток нагрузки - примерно 11A.
Есть индикация оставщейся ёмкости батареи.
Ток покоя инструмента 6мкА.(меньше тока саморазряда лития)


Даташит 8205A
Даташит DW01A


PS: После экспериментального тестирования аккумуляторной отвёртки, при закручивании 200мм шурупа в дерево.(Ну не шуруповёрт это :(
Была благополучно сломана пластмассовая шестерня редуктора, жаль конечно, видно не судьба попользоваться отвёрткой.
Переделанная электрическая часть отвёртки испытания прошла успешно, чего не скажешь о редукторе.

Но есть надежда на 3D печать!!!

Переделанная схема, при зарядке автоматически отключается двигатель акк.отвёртки, добавлено одно реле на 5В и группа контактов К1.1