Konwersja odkurzacza Ni-MH na Li-ion: 9 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Cześć wszystkim, W tej instrukcji zamienimy mój odkurzacz ręczny z akumulatorów Ni-MH na akumulatory litowo-jonowe.

Ten odkurzacz ma prawie 10 lat, ale w ciągu ostatnich 2 lat prawie nigdy nie był używany, ponieważ pojawił się problem z bateriami. Za każdym razem, gdy zdejmowaliśmy go z ładowarki, aby z niego korzystać, moc próżni prawie natychmiast spadała, jakby nie była naładowana.

Odkurzacz będzie wtedy działał przez jakiś czas, ale nie z wymaganą mocą, więc był przechowywany przez jakiś czas, zbierając kurz na nim zamiast w jego wnętrzu.

Kieszonkowe dzieci

Moduł TC4056A-Https://s.click.aliexpress.com/e/_sfGA1B

Moduły wysokoprądowe -

18650 baterie-https://s.click.aliexpress.com/e/_svhxxf

Zestaw lutowniczy-https://s.click.aliexpress.com/e/_sMJKgd

Drut lutowniczy-https://s.click.aliexpress.com/e/_sBwaHr

Nożyce do przewodów -

Zestaw śrubokrętów-https://s.click.aliexpress.com/e/_rJdoDr

Wkrętaki precyzyjne-https://s.click.aliexpress.com/e/_s0ITWl

Taśma elektryczna-https://s.click.aliexpress.com/e/_sDGrml

Przewód elektryczny-https://s.click.aliexpress.com/e/_sb13Ad

Krok 1: Wyjmij stare baterie Ni-MH

Z tyłu odkurzacza znajduje się port dostępu, który po wyjęciu zapewnia dostęp do akumulatorów. Jego opakowanie składa się z 3 ogniw Ni-MH połączonych szeregowo, aby zapewnić 4,5 V przy pełnym naładowaniu. Po opróżnieniu ten pakiet spadnie do około 3 V, co czyni go idealnym kandydatem do zamiany na ogniwa litowe.

Użyłem multimetru do sprawdzenia starego opakowania po wyjęciu go z odkurzacza i zmierzył 3,8 V na trzech ogniwach, ale kiedy zacząłem mierzyć każdą komórkę osobno, zauważyłem, że jedno z nich miało napięcie 0,6 V, czyli poniżej napięcie, jakie powinno być.

Jeśli jesteś w podobnej sytuacji i nie chcesz konwertować na lit, możesz wymienić wadliwe ogniwo i naprawić swoje urządzenie.

Zakres napięcia dla ogniwa litowego to od 4,2 do 2,8V co ładnie wpisuje się w zakres, w którym odkurzacz już pracuje, więc decyzja została podjęta.

Krok 2: Odzyskaj lub przygotuj nowe baterie litowo-jonowe

Na pewno można kupić i używać nowych ogniw litowo-jonowych, ale miałem tę baterię do laptopa, której nie używałem, więc postanowiłem uratować niektóre ogniwa w środku, aby dać im drugie życie.

Obudowa baterii składa się z dwóch połówek, które łączą poszczególne ogniwa baterii, a ich usunięcie jest sporym wyzwaniem. Zacząłem od podważania obudowy z jednej strony płaskim śrubokrętem i poruszania się dookoła.

Całe opakowanie jest sklejone, więc uważaj ze śrubokrętem, bo w jednej chwili nieostrożności udało mi się dźgnąć rękę, gdy śrubokręt przebił zewnętrzną obudowę.

Po otwarciu obudowy za pomocą śrubokręta oddzieliłem ogniwa od drugiej połowy, a następnie za pomocą odcinków drutu wyciąłem płytkę kontrolną, której nie będę potrzebował, a także oddzieliłem trzy pary, które były równoległe.

W tym momencie ważne jest, aby każda z par ogniw została sprawdzona pod kątem napięcia, na którym znajduje się napięcie, ponieważ nie należy używać tych, które są poniżej 2,5 V, ponieważ mogły zostać trwale uszkodzone. Miałem jedną taką parę, więc wziąłem jedną z dobrych i zacząłem przygotowywać ją do pracy w odkurzaczu.

Krok 3: Przygotuj obwód ładowania

Aby upewnić się, że akumulatory nie są przeładowane, użyłem jednego modułu TC4056A. Ten moduł pobiera 5 V na wejściu, a następnie ładuje ogniwa litowe do 4,2 V, co jest ich maksymalnym dopuszczalnym napięciem. Cokolwiek poza tym, ryzykujesz uszkodzeniem komórek i wywołaniem pożaru.

Jak zobaczycie później, nie jest to właściwie właściwy wybór, ale to był jedyny, jaki miałem. W dziale zaopatrzenie zamieściłem dodatkowe łącze do innego modułu, który jest przeznaczony do wyższych prądów wyjściowych.

Najpierw dodałem trochę lutu do wszystkich padów modułu, dodałem dwa przewody na padach wejściowych i przymocowałem go do ogniw gorącym klejem. Następnie dodałem dwa grubsze przewody od zacisków akumulatora do podkładek akumulatora na module, upewniając się, że zachowana jest ta sama polaryzacja, jak zaznaczono.

Krok 4: Przetestuj proces ładowania

Pakiet był już gotowy do ładowania, więc zacząłem testować ładowanie oryginalną ładowarką z odkurzacza, która na szczęście daje napięcie 5V. Prąd wyjściowy tego zasilacza jest naprawdę niski przy 120mA, więc ładowanie zajmie trochę czasu, ale z drugiej strony jest to o wiele bezpieczniejsze, ponieważ akumulatory nigdy się nie nagrzewają. Czyścik nie jest używany zbyt często i można go łatwo naładować na noc.

Aby zidentyfikować biegunowość, podłączyłem ładowarkę do gniazdka ściennego i za pomocą multimetru przetestowałem napięcie na pinach wystających z platformy ładującej. Ponieważ jest to zasilacz transformatorowy, widać, że podczas pomiaru napięcie jest nieco wyższe niż 5 V, ale dzieje się tak tylko dlatego, że nie ma obciążenia na wyjściu.

Podczas pomiaru napięcia w ten sposób, jeśli uzyskasz dodatni odczyt, zacisk, który dotykasz czerwoną sondą multimetru, jest połączeniem dodatnim. W moim przypadku napięcie było ujemne, więc sondy miałem odwrotnie. W tym przypadku, przy ujemnym odczycie napięcia, czarna sonda jest zaciskiem dodatnim.

Po zidentyfikowaniu terminala użyłem dwóch przewodów z krokodylkami, aby przymocować pakiet do ładowarki i pozostawić go do naładowania. Podczas ładowania moduł posiada czerwoną diodę LED, która zapala się, a gdy akumulator jest w pełni naładowany, gaśnie i zapala się niebieska dioda LED.

Krok 5: Przerwij wewnętrzne połączenia

W oryginalnej konfiguracji, przy akumulatorach Ni-MH, zaciski ładowania są bezpośrednio połączone z akumulatorem. Ponieważ musimy dodać obwód ochronny między nimi w nowym opakowaniu, otworzyłem obudowę odkurzacza i wyjąłem cały zespół silnika i akumulatorów.

Z tyłu widać, że jedna strona połączenia jest wykonana przez diodę chroniącą przed odwrotną polaryzacją, a druga jest bezpośrednio lutowana między terminalem ładującym a przełącznikiem.

Po szybkim oczyszczeniu go z kurzu, który się na nim zebrał, użyłem lutownicy do usunięcia diody i zerwałem jedno z połączeń. Używając grubszego drutu, przylutowałem jeden koniec do zacisku silnika, a następnie próbowałem złamać złącze lutowane na drugim zacisku.

Ponieważ było tam dużo lutowia i wydawało się, że za nim jest dodatkowy metal, aby go podtrzymać, użyłem nożyc, aby odciąć mały odcinek tego mostka i zerwać drugie połączenie z zaciskami.

Drugi przewód został następnie przylutowany do zacisku przełącznika, dzięki czemu oba zaciski były teraz wolne, a dwa przewody wyszły z wewnętrznych połączeń.

Krok 6: Podłącz nowy akumulator i ładowarkę

Aby mieć pewność co do biegunowości zacisków, cały zestaw umieściłem na zaciskach ładowarki, będąc podłączonym do gniazdka i ponownie zmierzyłem napięcie. Użyłem czerwonego markera do zaznaczenia znaku plus zarówno na wewnętrznym terminalu w zespole, jak i na zewnątrz na terminalu ładowarki.

Następnie dodałem trochę lutu do zacisków montażowych i przylutowałem oba przewody wejściowe modułu do zacisków zgodnie z oznaczoną polaryzacją.

Aby zapobiec niepożądanym zwarciom, użyłem taśmy elektrycznej, aby odizolować zaciski akumulatora w ich gnieździe, a następnie włożyłem nowy pakiet. Na szczęście dla mnie rozstaw był idealny i nowy pakiet mieścił się w środku bez żadnych modyfikacji gniazda.

Na koniec przyciąłem przewody wychodzące z silnika na odpowiednią długość i przylutowałem je do padów wyjściowych na module. Po podłączeniu wszystkiego nacisnąłem przełącznik, aby go przetestować, a silnik się poruszył, ale natychmiast się zatrzymał. Nie byłem pewien, o co chodzi, ale założyłem, że może baterie nie są wystarczająco naładowane i moduł się nie włącza, więc przystąpiłem do montażu całego zestawu z powrotem do obudowy.

Krok 7: Odłóż z powrotem

Instalacja była dość prosta, ponieważ wewnątrz było dużo miejsca, aby zmieścić wszystkie nowe przewody. Najtrudniejszą częścią było wyrównanie przełącznika na górze, a po wykonaniu tej czynności zwróciłem trzy śruby, aby zabezpieczyć obudowę jako jedną część.

Aby zobaczyć, dlaczego odkurzacz nie działał, użyłem krokodylków, aby podłączyć go do ładowarki i ku mojemu zdziwieniu dioda ładowania nie zapaliła się. Myśląc, że coś mogło się rozłączyć podczas montażu, zmierzyłem wszystkie połączenia i napięcia na module ładowarki tylko po to, by zdać sobie sprawę, że udało mi się to usmażyć.

Zgodnie ze specyfikacją moduł jest w stanie ładować akumulatory prądem do 1A, ale nigdy nie przyszło mi do głowy, że 1A to również granica, którą może zapewnić na wyjściu! Kiedy wcześniej włączałem odkurzacz, silnik musiał ciągnąć dużo więcej niż 1A, niszcząc przy tym moduł.

Krok 8: Wymień moduł i okablowanie (opcjonalnie)

Wyciągnięta lekcja, wymieniłem moduł, a ponieważ nie miałem innego modułu, który mógłby obsłużyć większy prąd, teraz przylutowałem przewody wyjściowe bezpośrednio do przewodów akumulatora. W ten sposób prąd wyjściowy nie przepływa przez moduł i nie może go uszkodzić, ale także tracimy ochronę przed przeładowaniem, którą zapewnia moduł.

W tej konfiguracji moduł będzie odpowiedzialny tylko za ładowanie akumulatorów i upewnienie się, że nie przeładują się i nie rozładowują, spróbuję to na razie ręcznie monitorować, słuchając prędkości silnika. Ilekroć słyszę, że silnik zaczyna działać wolniej niż normalnie, zostanie umieszczony na ładowarce.

Nie jest to idealne rozwiązanie, ale nie sądzę, aby stanowiło to problem, ponieważ środek czyszczący jest używany tylko w stosunkowo krótkich seriach, a nie w sposób ciągły przez długi czas. Po każdych kilku użyciach możemy umieścić go z powrotem w ładowarce, aby go doładować i nigdy nie obciążać go niebezpiecznie niskim napięciem akumulatora. Jeśli uznam to za problem w przyszłości, mogę dodać osobny obwód monitorowania baterii i nakręcić o tym film.

Krok 9: Ciesz się

Tak więc, gdy wszystko działa teraz, przyciąłem dwa plastikowe elementy, które wypchnęły oryginalny akumulator z pokrywy i zamknąłem go. Po włożeniu filtra na swoje miejsce i ponownym założeniu frontu znów miałem sprawny odkurzacz ręczny.

Mam nadzieję, że ten Instruktaż był dla ciebie pouczający i że udało ci się czegoś nauczyć. Jeśli to prawda, sprawdź moje inne instrukcje, zasubskrybuj mój kanał na YouTube i do zobaczenia następnym razem.

Pozdrawiam i dziękuję za przeczytanie!