Как из аккумуляторного шуруповерта сделать сетевой?

Аккумуляторный шуруповерт – необходимая в хозяйстве вещь, основным достоинством которой является его мобильность. Однако при длительной работе инструмент требует регулярной подзарядки, что очень неудобно. Кроме того, старые аккумуляторы выходят из строя, а приобрести новые накладно или даже невозможно, поскольку модель может быть снята с производства. Рациональное решение – соорудить для шуруповерта постоянный источник питания.

Перед тем, как начать работу, следует оценить все плюсы и минусы модернизации инструмента из аккумуляторного в сетевой. Основной недостаток – потеря мобильности, что не всегда удобно для работы на высоте или далеко от розетки. Что касается достоинств, то тут можно выделить сразу несколько положительных факторов:

• исчезает проблема внезапно разрядившихся батарей;
• стабильный крутящий момент;
• нет зависимости от температурного режима (при низких значениях аккумуляторы разряжаются быстрее);
• экономия средств на покупку новых батарей.

Особенно актуальна модернизация тогда, когда «родные» аккумуляторы вышли из строя, а новых либо нет в продаже, либо за ними нужно далеко ехать. Случается и так, что купленный аппарат имеет какие-то проблемы при получении энергии от аккумулятора. Это может быть брак или недостатки схемы самой модели. Если в принципе инструмент устраивает, то его целесообразно переделать и осуществлять зарядку от сети.

Поскольку для работы шуруповерта необходимо напряжение гораздо ниже, чем в централизованной сети, для сетевого инструмента необходим электрический адаптер – блок питания, который будет преобразовывать 220 Вольт переменного в 12, 16 или 18 Вольт постоянного значения. Существует несколько вариантов источника питания.

Импульсные аппараты – инверторная система. Подобные блоки питания сначала выпрямляют входное напряжение, затем преобразуют его в высокочастотные импульсы, которые подаются либо через трансформатор, либо напрямую. Стабилизации напряжения за счет обратной связи добиваются двумя способами:

• за счет выходной трансформаторной обмотки при наличии источников с гальванической развязкой;
• с помощью обычного резистора.

Такой источник питания, как правило, имеет достаточно высокий КПД – порядка 98%. Импульсные блоки предусматривают защиту от короткого замыкания, чем обеспечивают безопасность устройства, а также блокировку при отсутствии нагрузки. Среди явных минусов главным является более низкая мощность по сравнению с трансформаторным вариантом. Кроме того, действие аппарата ограничено нижним пределом нагрузки, то есть при мощности ниже допустимого уровня блок питания работать не будет. Пользователи также отмечают повышенный уровень сложности ремонта по сравнению с трансформатором.

Трансформаторы считаются классическим вариантом блока питания. Линейный источник питания представляет собой симбиоз нескольких компонентов.

• Понижающий трансформатор. Обмотка силового устройства рассчитана на напряжение в сети.
• Выпрямитель, функция которого заключается в преобразовании переменного тока сети в постоянный. Различают два вида выпрямителей: однополупериодный и двухполупериодный. В составе первого 1 диод, во втором – диодный мост из 4-х элементов.

Также схема может включать другие комплектующие:

• конденсатор большой емкости, необходимый для сглаживания пульсаций, расположенный после диодного моста;
• стабилизатор, который обуславливает постоянное выходное напряжение, несмотря на любые скачки во внешней сети;
• защитный блок от коротких замыканий;
• высокочастотный фильтр для устранения помех.

Популярность трансформаторов обусловлена их надежностью, простотой, возможностью ремонта, отсутствием помех и низкой стоимостью. Среди недостатков только громоздкость, большой вес и низкий КПД. При выборе или самостоятельной сборке трансформаторных блоков питания следует учитывать, что выходное напряжение должно быть чуть выше необходимого для работы инструмента. Дело в том, что его часть забирается стабилизатором. Например, для шуруповерта с питанием на 12 Вольт выбирают трансформаторный блок питания со значением напряжения на выходе 12-14 Вольт.

При покупке или самостоятельной сборке блока питания всегда отталкиваются от необходимых технических параметров.

• Мощность. Измеряется в Ваттах.
• Входное напряжение. В отечественных сетях 220 Вольт. В других странах мира этот параметр отличается, например, в Японии 110 Вольт.
• Выходное напряжение. Параметр, необходимый для работы шуруповерта. Как правило, варьируется от 12 до 18 Вольт.
• КПД. Отражает эффективность работы источника питания. Если он мал, значит, большая часть преобразованной энергии идет на нагревание корпуса и деталей инструмента.

В работе по модернизации шуруповерта аккумуляторного типа можно использовать следующий набор инструментов:

• отвертки различного типа;
• пассатижи;
• кусачки;
• строительный нож;
• изоляция в виде ленты;
• электрический кабель (лучше многожильный), провод для перемычек;
• паяльная станция, включающая паяльник, припой и кислоту;
• корпусная коробка для блока питания, в качестве которой может выступать старый аккумулятор, заводское готовое устройство, самодельный короб.

Для того чтобы шуруповерт работал от сети с напряжением 220 Вольт, необходимо соорудить блок питания, выдающий на выходе 12, 14, 16 или 18 Вольт в зависимости от модели инструмента. При помощи имеющегося корпуса аккумуляторного зарядного устройства можно сделать сетевую зарядку, выполняя действия в следующей последовательности.

• Определить размеры корпуса. Сетевой блок нужно сделать такого размера, чтобы он поместился внутрь.
• Малогабаритные источники обычно помещаются в корпус самого шуруповерта. Для этого требуется разобрать аккумулятор и вынуть все внутренности. В зависимости от модели инструмента корпус бывает разборным либо склеенным. В последнем варианте придется ножом вскрыть инструмент по шву.
• С помощью маркировки определяем напряжение и силу тока. Как правило, производители не указывают последний параметр, но вместо него присутствует такой, как мощность, или полная электронагрузка, выраженная в Ваттах. В этом случае сила тока будет равна частному от деления мощности на электрическое напряжение.
• На следующем этапе к контактам зарядного аппарата нужно припаять электропровод. Поскольку клеммы обычно изготовлены из латуни, а жилы сделаны из меди, выполнить эту задачу сложно. Для их соединения применяют специальную кислоту, которой обрабатывают латунную поверхность перед пайкой.
• Обратные концы провода соединяются с выходом из батареи. Важным моментом является соблюдение полярности.

Чтобы блок питания работал правильно, следует подключить кабель с выполнением всех правил:

• в конструкции делается отверстие, чтобы завести туда провод;
• фиксация кабеля внутри корпуса осуществляется с помощью изоленты.

Конечно, было бы проще подключиться к сети напрямую с помощью вилки и розетки. Однако в этом случае устройство откажется работать. Во-первых, потому что рассчитано на постоянное небольшое напряжение, а в сети переменное и большое. Во-вторых, так безопаснее. Необходимы элементы для электрической цепи (диоды, резисторы и т. п.) можно покупать, а можно заимствовать из ненужных бытовых приборов, например, из энергосберегающей лампы. Бывает, что блок питания целесообразнее сделать полностью своими руками, а иногда лучше купить готовый.

Самый простой способ собрать зарядное устройство – использовать корпус от родного аккумулятора, который пришел в негодность. В этом случае для внутреннего наполнения пригодятся либо китайский блок питания на 24 Вольта, либо какие-то готовые БП, либо источник питания собственной сборки. Начало любой модернизации – электрическая схема. Ее необязательно чертить по всем правилам, достаточно от руки изобразить последовательность подключения деталей. Это позволит выявить ряд элементов, необходимых для работы, а также поможет избежать ошибок.

Подобный источник рассчитан на выходное напряжение в 24 Вольта. Его легко можно купить в любых торговых точках с радиодеталями, он доступен по цене. Поскольку большая часть шуруповертов рассчитана на рабочие параметры от 12 до 18 Вольт, придется реализовать схему, понижающую напряжение на выходе. Сделать это довольно легко.

• В первую очередь следует выпаять резистор R10, который имеет постоянное сопротивление 2320 Ом. Он отвечает за величину выходного напряжения.
• Вместо него следует припаять регулируемый резистор, имеющий максимальную величину в 10 кОм. Поскольку в блок питания встроена защита от включения, перед тем как устанавливать резистор, необходимо установить на нем сопротивление, равное 2300 Ом. В противном случае устройство работать не будет.
• Далее на блок подают электричество. Мультиметром определяют значения выходных параметров. Не забудьте перед измерением выставить измерительный прибор на диапазон постоянного напряжения.
• С помощью регулируемого сопротивления добиваются требуемого напряжения. Путем использования мультиметра нужно проконтролировать, чтобы сила тока не превышала 9 Ампер. В противном случае переоборудованный источник питания выйдет из строя, так как будет испытывать большие перегрузки.
• Устройство крепят внутри старого аккумулятора, предварительно вынув из него все внутренности.

Аналогично китайскому устройству можно встроить в аккумуляторную коробку и другие готовые источники питания. Их можно приобрести в любом магазине радиодеталей. Важно, чтобы выбранная модель была рассчитана на работу с сетью в 220 Вольт и имела подходящее рабочее напряжение на выходе. Модернизация в этом случае будет осуществляться следующим образом.

• Сначала разбирают купленное устройство.
• Далее переделывают конструкцию под необходимые параметры аналогично реконструкции китайского источника питания, описанного выше. Перепаивают сопротивление, добавляют резисторы или диоды.
• Длину соединительных проводов следует выбирать исходя из габаритов аккумуляторного отделения электроинструмента.
• Тщательно изолируют спаянные места.
• Плату лучше оборудовать радиатором для охлаждения.
• Трансформатор целесообразнее разместить отдельно.
• Собранную схему монтируют внутри аккумуляторного отсека и фиксируют. Для надежности плату можно приклеить.
• Присоединяют электрический кабель с учетом полярности. Все токопроводящие детали следует изолировать, дабы избежать короткого замыкания.
• В корпусе необходимо просверлить несколько отверстий. Одно – под выход электрокабеля, другие – для отведения горячего воздуха, чтобы обеспечить циркуляцию и уменьшить степень нагревания шуруповерта во время работы.
• По завершении работы проверяют функционирование прибора.

Детали для сборки берут либо из различных бытовых электроприборов или энергосберегающих ламп, либо покупают в радиолюбительских точках. Необходимо понимать, что от набора элементов будет зависеть и электрическая схема. Для ее сборки нужны определенные радиотехнические знания и умения. Графические варианты схем можно найти на просторах интернета либо в специализированной литературе.

В простейшем случае понадобится готовый электронный трансформатор мощностью 60 Ватт. Специалисты советуют выбирать устройства фирмы Taschibra или Feron. Они в переделке не нуждаются. Второй трансформатор собирается вручную, для чего приобретается ферритовое кольцо, размеры которого составляют 28х16х9 мм. Далее с помощью надфиля обтачиваются углы. По завершении его обматывают изолентой. В качестве платы лучше выбрать алюминиевую пластину толщиной 3 мм и выше. Она не только будет выполнять несущую функцию базы для всей схемы, но и одновременно проводить ток между элементами цепи.

Профессионалы рекомендуют включать в конструкцию светодиодную лампочку в качестве индикатора. Если ее размеры будут достаточными, то она также будет выполнять задачу подсветки. Собранное устройство фиксируют в корпусе аккумулятора шуруповерта. При конструировании необходимо помнить, что габариты самодельного источника питания ни в коем случае не должны превышать размеры аккумуляторного блока.

Выносные источники питания можно сконструировать на основе блока питания от ноутбука или компьютера.

Как правило, умельцы используют блоки АТ-типа. Они имеют мощность порядка 350 Ватт и выходное напряжение около 12 Вольт. Этих параметров хватает для нормальной работы шуруповерта. Кроме того, все технические характеристики указаны на корпусе, что значительно упрощает работу по приспосабливанию блока питания к инструменту. Устройство можно либо позаимствовать со старого компьютера, либо купить в компьютерном салоне. Основным преимуществом является наличие тумблера включения, охлаждающего кулера и защитной системы от перегрузок.

Далее последовательность действий следующая.

• Разборка корпуса компьютерного блока.
• Ликвидация защиты от включения, заключающаяся в соединении зеленого и черного проводов, которые присутствуют в указанном разъеме.
• Работа с разъемом MOLEX. Он имеет 4 провода, два из которых не нужны. Их необходимо отрезать, оставив только желтый на 12 Вольт и черный – заземление.
• Припаивание к оставленным проводам электрического кабеля. Особое внимание следует уделить изоляции.
• Разборка шуруповерта.
• Соединение клемм инструмента с обратным концом электрокабеля.
• Сборка инструмента. Необходимо отслеживать, чтобы шнур внутри корпуса шуруповерта не перекрутился и не сильно был прижат.

Источником питания для шуруповерта может стать зарядник от ноутбука. Его доработка сводится к минимуму. Необходимо отметить, что к использованию подойдет любое устройство на 12-19 Вольт. Алгоритм действий следующий.

• Подготовка выходного шнура от зарядного прибора. С помощью кусачек отрезают разъем и зачищают концы от изоляции.
• Разборка корпуса инструмента.
• Оголенные концы зарядника припаиваются к клеммам шуруповерта, соблюдая полярность. Можно воспользоваться специальными пластиковыми стяжками, но профессионалы советуют не пренебрегать пайкой.
• Изоляция соединений.
• Сборка корпуса электроинструмента.
• Тестирование на работоспособность.

Отличным вариантом для питания шуруповерта служит автомобильный аккумулятор. Особенно в тех случаях, когда ремонт требуется в местности, лишенной электричества. Отрицательным моментом является то, что запитать инструмент от автоаккумулятора можно только на непродолжительное время, поскольку транспортное средство рискует разрядиться и не двинется с места. Для запуска шуруповерта иногда переделывают старый автомобильный аккумулятор аналогового типа. Такому устройству характерно ручное управление силой тока и выходным напряжением.

Инструкция по модернизации.

• На первом этапе следует выбрать пару многожильных кабелей. Желательно, чтобы они были в обмотке разного цвета для различия, но одного сечения.
• С одной стороны к проводам крепят контакты в виде «крокодилов», с другой – зачищают изоляционный слой на 3 сантиметра.
• Оголенные концы загибают крючком.
• Далее приступают к разбору корпуса шуруповерта.
• Находят контактные клеммы, которыми инструмент соединялся с аккумулятором. К ним припаиваются согнутые зачищенные концы кабеля. Можно обойтись и без пайки, воспользовавшись специальными пластиковыми стяжками, однако профессионалы отдают предпочтение паяльнику.
• Соединения следует хорошенько изолировать, в противном случае существует риск возникновения короткого замыкания.
• Оба конца кабеля аккуратно укладываются внутри корпуса и выводятся наружу через рукоять. Возможно, придется просверлить дополнительные отверстия для этого.
• Далее следует собрать инструмент.
• После всех манипуляций аппарат тестируется. С помощью «крокодилов» шуруповерт соединяют с автомобильным зарядным устройством, соблюдая «+» и «-».

Создание источника питания из инверторной сварки – более сложный вид модернизации, поскольку он подразумевает наличие определенных теоретических знаний в области электротехники и практических навыков. Переделка влечет за собой конструкционные изменения оборудования, что потребует умений производить расчеты и составлять схемы.

При работе с любым электрическим прибором, который подвергся модернизации, следует соблюдать определенные правила безопасности.

• В первую очередь при переделке ни в коем случае нельзя пренебрегать хорошей изоляцией контактов и заземлением.
• Для шуруповерта необходимы кратковременные перерывы через каждые 20 минут. При переделке поменялись технические характеристики, которые закладывались производителем и были рассчитаны на работу от аккумулятора. Увеличение мощности повлекло к росту количества оборотов, что вызывает нагревание инструмента. Небольшие передышки продлят эксплуатационный срок шуруповерта.
• Блок питания рекомендуется регулярно чистить от пыли и грязи. Дело в том, что при модернизации герметичность корпуса была нарушена, поэтому внутрь попадает загрязнение и влага, особенно во время работы под открытым небом.
• Электрокабель нельзя перекручивать, натягивать или пережимать. Обязательно нужно отслеживать, чтобы он во время работы не подвергался никаким негативным воздействиям, которые могут привести к замыканию.
• Специалисты не советуют пользоваться самодельным сетевым шуруповертом на высоте более двух метров. Поскольку это автоматически влечет за собой натяжение провода под собственным весом.
• При настраивании выходных параметров нужно выбирать ток величиной в 1,6 раза большей, чем электроемкость аккумулятора.
• Следует знать, что при подаче нагрузки на устройство, напряжение может снижаться от 1 до 2 Вольт. В большинстве случаев это не принципиально.

Как показывает практика, самостоятельная переделка блока питания требует опыта и хороших теоретических знаний по электротехнике. Поэтому перед выбором необходимо определиться, готовы ли вы потратить свободное время на составление схемы, сборку источника питания, особенно при отсутствии должных навыков. Если уверенности нет, то специалисты советуют покупать готовые зарядные устройства, тем более что их стоимость на рынке невысока.

О том, как из аккумулятного шуруповерта сделать сетевой, смотрите в следующем видео.