Холдер для аккумуляторов своими руками

Скажем так: с бумагой, с шаблонами, пластиковыми корпусами, пружинами и т.д. вариантов множество. Но иногда нет ни пружин, ни контактов. Я заметил упругость пластика из пластиковой бутылки. И мы будем использовать это свойство для подключения батарей.

Вариантов много, и для начала мы покажем самый простой самодельный факел. Простой фонарь — это светодиод и источник питания. Как подключить планшет? Это легко сделать. Отрежьте кусок пластика от бутылки, сложите его пополам и скрепите степлером. Осталось сделать зажимы для контактов, они вырезаются ножницами. Вы можете прикрутить провода непосредственно к штырькам, но пока просто используйте штырьки для подключения диода. Вставляем батарейку, диод и выключатель — полоску пластика из той же бутылки. Это самая простая конструкция. Вы можете сделать небольшую поделку за минуту.

Теперь подключаем аккумулятор 18650, используя пластик от бутылки. Если согнуть PET-ленту один раз, она уже хорошо пружинит, но если согнуть ее дважды, она пружинит и давит гораздо сильнее. Согните полиэтиленовую полоску, и у вас получится контактный зажим. Вставьте провода, закрепите изолентой и подключите. Здесь вы соединяете провода и заклеиваете их изолентой. Сделайте два отверстия в полиэтиленовой ленте, пропустите через них провод и скрутите, чтобы обеспечить контакт. Проделайте отверстия с помощью зажигалки и скрепки. Паяльником быстрее. У пластика из бутылок есть недостаток — его трудно склеить, только паять, что иногда неудобно, так как пластик все равно сжимается при воздействии температуры (усадка).

Это очень просто, достаточно пропустить проволоку через отверстие и согнуть ее. Оберните его клейкой лентой. Он хорошо прессуется. Можно просто приклеить проволоку на место. Проблемы с выдергиванием проводов и ослаблением контактов здесь минимальны. Иногда мы используем готовые пластиковые коробки в качестве корпусов, вставляя в них такие зажимы.

Для корпуса можно использовать блистерную упаковку батареек. Добавьте к нему скрепки или заклейте его бумагой. Клипсы можно легко изготовить из полиэтиленовой ленты. Просто соедините провода, перемычки можно сделать из фольги. Таким образом, вы получите простой банк 4 xaa из комплекта. Что касается изготовления отсеков по выкройке.

Получились отсеки для одной батарейки или аккумулятора. Удобно пользоваться ими, но не удобно делать из бутылочного пластика. На каждый отсек ушло около 15 минут. Шаблон для аккумулятора 18650. контакты, зажимы, и через прорези корпус был затянут полиэтиленовой лентой. Он получается довольно вкусным, но его трудно приготовить. Давайте покажем эту схему. Пластик сильно пружинит и поэтому его трудно сделать С бумагой или лучше картоном делать гораздо быстрее и удобнее. Я стараюсь не создавать подобных случаев. Мы делаем более простые, закрытые.

Как легко сделать отсек для нескольких батареек из пластика от бутылки? Отрежьте полоску чуть ниже длины батарейного отсека. Возьмите два и просто заверните. Не менее двух полных оборотов. Отрежьте лишнее. Она не очень плотная, но мы запечатаем ее позже. Склейте его. Полоса приклеивается в соответствии с шириной будущего шкафа-купе. Он просто вставляется между витками спирали. Она уже стала более жесткой. Пружины делаются с обеих сторон путем прокатки полосы три раза. Вы должны сделать мост с одной стороны. Мостик можно сделать с помощью степлера, а можно просто сделать полоску из фольги. Мы используем полиэтиленовую ленту, чтобы скрепить все вместе. Если нужно сделать все быстро, доделайте контакты, вставьте батарейки, заклейте скотчем, если нужно.

Положите ленту между витками и загните ее внутрь. На второй обмотке нужно было сделать контакты. Положите ленту между витками и загните ее внутрь. Протяните ленту через витки скрутки с другой стороны. Вставьте батарейки. Затяните с одной стороны. Протяните ленту через первую сторону. Натяните ленту и затяните зажимы, закрепите, отогнув ленту наружу. Теперь монтаж гнезда завершен.

Подключите светодиод. Вставьте ленточный выключатель. Принцип довольно прост и масштабируем. В трех случаях он имеет форму пирамиды. При четырех лучше сделать его в виде куба. Укрепите боковые стороны планками и или заклейте батареи. Таким образом, их можно размещать не только параллельно, но и последовательно. Вот как подключить один из них. Или факел на двух планшетах. Держатель или отсек легко сделать своими руками из подручных средств. Пластик из бутылки в качестве пружин или зажимов. В зависимости от задачи и наличия материалов, вы можете сделать отсеки самостоятельно или лучше купить их. Я надеюсь, что эта информация была полезной, возможно, вы еще найдете ее полезной.

Это вторая часть обзора о запасном Li аккумуляторе для Ni-Cd шуруповерта Black&Decker. В части 1 я сделал корпус для аккумулятора с защелками, установил защитную пластину, пищащий вольтметр и адаптер для работы с Li-Ion аккумулятором от шуруповерта DeWALT. Сегодня я расскажу о новом интересном DIY-проекте — сменном батарейном блоке на основе литий-ионного аккумулятора 18650. А также — какие держатели, на мой взгляд, можно использовать в шуруповертах и почему (немного теории). Как правильно рафинировать холдер (практический пример).
UPD: незапланированное короткое замыкание теста Holder и его результатов.

Держатели (они же кассеты, держатели или коробки) — это самый простой и надежный способ соединения цилиндрических литий-ионных батарей вместе. Простота, поскольку не требуется оборудование для точечной сварки (стандартный промышленный способ соединения Li-Ion баллонов в сборке). Безопасны, так как не требуют ни сварки, ни пайки самих банок. Не имея опыта пайки лития, существует серьезный риск угробить довольно дорогую батарею. Пайка лития требует твердой руки, мощного паяльника и правильной техники, чтобы избежать перегрева корпуса банки в процессе пайки. Держатели также имеют преимущество перед пайкой или сваркой, которые создают неразрывную связь между ячейками — в держателе все банки можно быстро и легко заменить.

Благодаря своему удобству, держатели давно и успешно используются во всевозможных DIY-проектах: пауэрбанках, зарядных устройствах, автономных источниках питания и т.д. Уже давно предпринимаются попытки использовать держатели для перевода отверток на литиевую энергию, но результаты не всегда положительные.
Какие проблемы возникают при использовании держателей для аккумуляторов шуруповерта? Во-первых, контакты, удерживающие отвертки, сильно нагреваются при высоких рабочих токах отвертки. Это приводит к расплавлению пластмассового корпуса держателя, в результате чего он разрушается и батарея выходит из строя. Во-вторых, отвертка теряет мощность, поскольку большая часть энергии банки расходуется на нагрев контактных проводников держателя. Это особенно актуально для держателей с круглыми пружинами, которые имеют заметное падение напряжения из-за большой длины и малого сечения. Таким образом, общей проблемой для всех держателей являются их контакты, что ограничивает использование держателей в устройствах с высоким потреблением тока.

Означает ли это, что в принципе патроны нельзя использовать для отверток?

Я бы не стал делать таких категоричных заявлений. Некоторые типы патронов можно использовать с небольшими изменениями. Но необходимо учитывать максимальный ток шуруповерта, с которым вы планируете их использовать.

Какие бывают держатели (картриджи) для литий-ионных аккумуляторов 18650?

К наиболее распространенным относятся.


Я пронумеровал их 1, 2, 3.

Номер 1 — это круглый держатель пружины.

Номера 2 и 3 — это, по сути, один и тот же держатель с плоскими пружинами, разница лишь в форме выводов. № 2 — узкие, № 3 — широкие. Я добавил фотографии их контактных пластин рядом с этими держателями.

Почему контакты держателя нагреваются при больших токах?

Когда электрический ток проходит через проводник, он преобразует электрическую энергию в тепло. Количество выделяемого тепла пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени протекания тока (закон Джоуля-Ленца, Q = I2rt).


Представьте себе контакт холдера (как участок проводника, включенный в общую цепь). Если в какой-то точке цепи сопротивление (r, Ом) больше, то проводник в этой точке будет более горячим.

От чего зависит сопротивление проводника? В основном от 2 факторов (не будем пускаться в рассуждения, это все-таки DIY-обзор, а не научная статья) — геометрии проводника и его электрического сопротивления. Вот формула.

Где r — сопротивление участка проводника; ρ — удельное сопротивление проводника; l — длина проводника; S — поперечное сечение проводника.

Что следует из этой формулы?

Чтобы уменьшить r, числитель (верхняя часть дроби) должен быть как можно меньше, а знаменатель — как можно больше. Мы не можем ничего сделать с ρ, мы работаем с тем, что у нас есть. Но L можно уменьшить, сделав путь тока как можно короче. В случае держателя с плоским лезвием это означает, что перемычка должна быть припаяна как можно ближе к точке контакта между лезвием и полюсом банки. Ручка с круглыми пружинами имеет большую длину L и соответственно большее сопротивление. Однако сечение S контактного ребра имеет решающее значение для выбора правильного держателя. Чем больше поперечное сечение, тем выше токопроводящая способность держателя. На первый взгляд, это кажется простым, но есть нюансы.

Вы могли заметить на фотографии держателей, что поперечное сечение плавника отличается в разных частях длины. Каков же результат этого? В области, где поперечное сечение меньше, ребро будет нагреваться сильнее. Кстати, именно по такому принципу работает предохранитель — где тонко, там и рвется.

А вот другой пример, из области автомобильной электрики.

Нетрудно догадаться, что происходит с тонким проводом при включении мощного потребителя.

Становится ясно, что плавники рукоятки необходимо соединить в их широкой части — от места соприкосновения плавников с береговым столбом до места сужения профиля плавника.

Такой нестандартный способ соединения ребер необходим только при работе с большим током. Например, в случае с пауэрбанком стандартного разъема (нижний на рисунке) будет более чем достаточно.

Теперь давайте ненадолго отвлечемся от скучных формул.


Как выглядит контакт 2 держателя? Мне, как бывшему слесарю и сборщику радиоэлектронного оборудования, она напоминает бутылку (конечно, напоминает).

Кстати, это визуализация английского термина bottleneck, используемого в технике и других науках. Термин происходит от аналогии с узким горлышком бутылки, которое не позволяет бутылке пролиться или вылить все содержимое сразу, даже если вы перевернете ее вверх дном. С увеличением ширины горлышка скорость опорожнения бутылки увеличивается. Таким образом, «бутылочное горлышко» — это любая часть системы, чья пропускная способность (производительность) меньше, чем спрос на нее.

Здесь мы приближаемся к ответу на вопрос, какой тип держателя, с точки зрения тривиальной физики, лучше всего подходит для использования с отверткой. Приведенная ниже таблица поможет вам сделать выбор.

Захваты с круглыми пружинами следует сразу же выбросить. Самое маленькое сечение контакта из всех 3 типов, это один. Большая длина пружин, значительное падение натяжения на них — это два. Популярная дополнительная работа (припаивание медной проволоки ко второму витку пружин) ничего кардинально не изменит. Ручка №1 может использоваться только для относительно небольших токов, порядка 1 ампера, например, в банках питания. Они совершенно не подходят для питания шуруповертов.

А теперь о развлечениях. Какой холдинг лучше, №2 или №3?

No.2 имеет узкие выводы с поперечным сечением 0,62 мм кв, что немного больше, чем у держателя No.1 (0,38 мм кв). Этого сечения также явно недостаточно для питания шуруповерта, о чем красноречиво свидетельствует стертый корпус держателя на фотографии ниже. В широкой части контакта необходимо использовать нестандартное соединение. Держатель №2 имеет наибольшее поперечное сечение (в широкой части контакта).

Держатель №3 имеет широкие зацепки с одной стороны. Но вся их ценность смазана сужением профиля в середине ламели (помните предохранитель?). При обычном подключении эффективное сечение составляет всего 1,08 мм кв. Второй недостаток — сечение даже широкой части контакта ручки №3 на целых 39% меньше аналогичного сечения ручки №2. Оно составляет 1,9 мм² и 2,64 мм² соответственно.

Поскольку нагрев контактов очень сильно зависит от тока, протекающего через них (помните квадрат тока из формулы Джоуля-Ленца?), каждый дополнительный мм² сечения контактов становится ценным для противодействия этому. Поэтому лучшим удерживающим устройством для высоких токов из 3 упомянутых является то, которое имеет наибольшее сечение контактов в местах их соединения друг с другом.

Вывод: для токов отвертки лучшим держателем является держатель №2, при условии, что соединительные провода припаяны к широкой части держателя.

Другой важный вопрос — какой ток, ограниченный допустимым нагревом, может выдержать модифицированный Holder #2 на практике? Такой эксперимент провел уважаемый kirich в одном из своих обзоров. Вот его результаты.

Судя по термограмме, можно предположить, что даже 20 непрерывных ампер — не предел для этого держателя, но здесь мы возвращаемся к ограничениям по максимальному току самих литий-ионных аккумуляторов 18650 (обычно 30 непрерывных ампер).

В качестве альтернативы для увеличения отдаваемого тока можно использовать параллельно-последовательное соединение батарей в холдере. Например, соединение xS2P удваивает текущую емкость аккумуляторного блока, xS3P — утраивает, и так далее.

Кстати, многие считают, что чем мощнее аккумуляторный шуруповерт, тем выше его рабочие токи. Это не всегда так, скорее наоборот. Вот пример. Посмотрите на таблицу с техническими характеристиками двигателя Leshi, используемого в Ni-Cd шуруповертах.

Мы видим, что двигатель 7,2 В имеет максимальный ток 14,8 А и мощность 67,5 Вт.
А двигатель 18 В имеет максимальный ток 8,6 А и мощность 113,7 Вт.
Удивительно, не правда ли? Почему это так? Здесь, при меньшем максимальном токе, мощность выше из-за более высокого напряжения питания (согласно формуле мощности P=IU).

Поскольку для патронов решающее значение имеет ток, а не напряжение, это может в некоторых случаях облегчить использование патронов для перевода мощных 18-вольтовых никель-кадмиевых шуруповертов на литий.

Наконец, практическая часть.

Изготовление сменного аккумуляторного блока на основе патрона №2

Напомню, что мой шуруповерт Black&Decker CD12C, для которого я делаю этот аккумуляторный блок, имеет двигатель 12 В с максимальным рабочим током 9,7 А. Провода, питающие этот двигатель, имеют мощность 0,823 кВт (18AWG). Допустимую длительную токопроводящую способность проводов с различным сечением AWG можно посмотреть здесь

Это держатель батареи, который я буду использовать. Я дал ссылки на них в конце обзора.


Припаяйте выходные провода и перемычки к ребрам кронштейна в верхней части. Перемычки на 1S и 2S сделаны из того же полутораквадратного акустического медного провода, что и выходные провода. Чтобы соединить точки подключения компонентов к плате защиты и вольтметру, я припаял провода с клеммами типа RP-M (автозажим) к перемычкам.


Провода и перемычки не мешают установке батареи в держатель.


Для обратной совместимости с аккумулятором от шуруповерта DeWALT DCD 710, который короче, я сделал в переходнике вставку с пазом. Нижний блок приклеивается, а верхний блок можно снять при установке ручки.


Эти два устройства находятся рядом друг с другом.


Батарейки в адаптере можно заменить, просто переставив их местами.

Наконец, я протестировал новый аккумуляторный блок с помощью отвертки, непрерывно завинчивая и отвинчивая два десятка длинных саморезов, пока не оборвалась трещотка. Ничего не сгорело и не расплавилось.
Итак, в каких случаях можно использовать патрон вместо банки для пайки/сварки? Мое личное мнение таково: если держатель помещается в корпус старой батареи и рабочий ток шуруповерта позволяет это сделать, то это можно сделать. А вот ставить ли держатель или припаивать литий, каждый решает сам, в зависимости от своих убеждений и уровня подготовки, тут я не могу ничего рекомендовать. Для меня все решает удобство и целесообразность в каждом конкретном случае. Например, корпус обычной никель-кадмиевой батареи моего шуруповерта не подходит к держателю, поэтому, если я переделаю ее на литий, мне придется припаивать банки.

Держатель аккумулятора в адаптере можно заряжать теми же методами, что и аккумулятор DeWALT из прошлого обзора:

1) зарядное устройство 12,6 В для 3S литиевых аккумуляторов через обычное гнездо для зарядки шуруповерта. Например, зарядное устройство в обзоре уважаемого kirich’a.

2) Подходящее универсальное зарядное устройство для литиевых батарей через выходные клеммы или гнездо штатного зарядного устройства. Например, B6 мини.

3) Вы также можете извлечь аккумуляторы из держателя и зарядить их любым литиевым зарядным устройством, вместе или по отдельности.

Список основных используемых материалов

UPD: Тест на незапланированное короткое замыкание держателя и его результаты

Признаться, я придумал надежное решение для смены полярности в виде термоусадки разного цвета на концах проводов (кроме проводов, питающих адаптер, за который я позже заплатил), но на днях я все равно умудрился их перепутать. Когда я нажал на кнопку отвертки, я услышал характерный «писк», сопровождаемый дымом и запахом горящего пластика.
Отвертка была заметно повреждена: диод в отвертке был пробит, а на плате защиты были отпаяны выключатели питания и сгорели токоизмерительные резисторы. Таким образом, отвертка и плата защиты были обездвижены. Но с Держателем ничего не случилось. Клеммы держателей, соединительные кабели и батареи успешно выдержали испытание.

Опубликовано 10/30/2010 автором nik34
nik34 разместил это:


Еще один вариант изготовления корпуса для литиевых батарей 18мм*65мм.

Здесь не так много текста, так как все хорошо показано на фотографиях, которые были взяты с какого-то «импортного» сайта.
Итак.

Лист твердого пластика, такого как гетинакс или текстолит, толщиной около 1,5. 2 мм. Усилия контактных пружин здесь будут довольно высокими, поэтому не экономьте на толщине, особенно торцевых панелей.

В общем, автор проекта отфрезеровал небольшие углубления, в которых расположены контакты, как видно на фотографии выше. Но можно обойтись и без этого. Конечно, лучше как-то защитить контакты, например, приклеить их так, чтобы они не скользили по плоской поверхности торцевой панели.

Контакты аккумулятора. К сожалению, их трудно купить в России, но ведь их можно сделать самостоятельно из обычной жести.

Не рекомендуется использовать отрицательный контакт в виде пружины, как это обычно делается в батарейных отсеках для обычных батарей AA или AAA, поскольку ток литиевых батарей может быть намного выше, чем NiMh. И поэтому пружинный контакт, имеющий достаточно высокое сопротивление, будет сильно нагреваться, что плохо.

Однако, если ожидаемые токи малы, можно обойтись и пружинным контактом.

В перегородках делается вырез на полпути по длине, а затем две части соединяются, как показано на рисунке ниже.

Затем в продольных перегородках вырезается выемка, чтобы вставленные в отсек батареи можно было легко извлечь.

Склейте продольные перегородки и торцевые части батарейного отсека вместе.

Батарейный отсек после склеивания.

Также рекомендуется укрепить клеевой шов проволочными стяжками, как показано на фото ниже. Как видите, достаточно только двух стяжек на сторону.

Затем спаяйте гибкие контакты вместе.

В результате получился очень аккуратный аккумуляторный блок.

Вес получившейся конструкции с батареями показан на фото.

Оцените статью
Добавить комментарий