Как переделать аккумуляторный шуруповерт на сетевой: 5 вариантов решения вопроса

Блок питания и немного теории

Форумы и поиск в интернете подсказал мне стандартную судьбу человека, который решил изготовить сетевой шуруповёрт своими руками из аккумуляторного — это долгое изучение теоретической части (в случае отсутствия профильного или вообще технического образования, как это было и со мной), быстрый поиск необходимых импульсных блоков питания, понимание, что потратить предстоит пару тысяч рублей, и выбор в пользу покупки нового шуруповёрта на замену.

Действительно, посмотрим на теорию. Мой PRORAB работал от 12V аккумулятора, о том же говорила маркировка на его двигателе. Мощность устройства производитель, по традиции, не указывает, так как цифры получаются не очень впечатляющие на фоне проводных аналогов. Потому необходимо было прикинуть, с какими параметрами понадобится блок питания для шуруповёрта.

Замер потребления моторчика на отказе показал, что понадобится порядка 100 В*А для того, чтобы показать максимум производительности. Примерно такие же параметры советовали гуру на форумах для 12 Н/м крутящего момента — брать импульсник на 8−10А. Стоимость такого блока выходит в 1000 р. плюс провода, вилка и другая обвязка, что тоже многовато.

Выход нашёлся достаточно простой — если нет своего блока питания, то он точно будет на работе. Причём практически в любой компании — ведь везде есть ИТ-отдел, который, скорее всего, сопровождает и чинит ноутбуки сотрудников. Туда я и направился. В завалах электроники «на выброс» нашлась куча блоков питания с самыми разными параметрами. Выходов на 12V не было, и в итоге я остановился на блоке от ноутбука Toshiba с выходными параметрами 15V/5A, или 75В*А, вполне мне подходящими. Интересным вариантом был Sony с 19V, но так серьёзно напрягать китайца не хотелось.

Различные варианты выносных блоков питания

Блок питания выносного типа для шуруповерта можно изготовить из следующих устройств:

• из компьютерного БП;
• используя блок питания от ноутбука;
• из зарядки автомобильного аккумулятора;
• из инверторного сварочного аппарата.

Выносной источник питания из БП от компьютера или от ноутбука

В данном случае, чтобы сделать блок питания для шуруповерта, понадобится БП от компьютера «АТ» формата мощностью 300-350 Вт. Сила тока на его выходе напряжением 12 V будет составлять около 16 А, чего вполне хватит для работы электроинструменту средней мощности. Деталь можно снять со старого системного агрегата или приобрести, например, в компьютерном магазине. При этом она уже оснащена кнопкой включения, охлаждающим вентилятором, а также защитой от перегрузок.

Основные рабочие характеристики компьютерного БП содержатся на табличке его корпуса.

Работу по приспосабливанию устройства для работы совместно с шуруповертом выполняют в такой последовательности:

• разбирают корпус компьютерного БП;
• убирают защиту от включения, соединив для этой цели зеленый проводок с любым из черных, входящих в состав данного разъема;
• затем от разъема MOLEX отрезают провода, которые не нужны: оставляют только желтый (+12 V) с черным (земля) проводки;

• припаивают к желтому и черному проводам один конец шнура;
• разбирают шуруповерт;

подсоединяют к его соответствующим клеммам второй конец провода от БП;

в обратном порядке собирают инструмент.

В итоге получится оборудование примерно как на фотографии ниже.

Использование зарядного устройства от ноутбука в качестве источника питания для эксплуатируемого инструмента – это очень простой вариант. При этом особые переделки не потребуются. Подойдет зарядка с выходным напряжением от 12 до 19 V.

Доработку устройства выполняют так:

• от выходного шнура зарядки срезают кусачками разъем;
• оголяют концы проводов;
• разбирают шуруповерт;
• припаивают проводки зарядки к соответствующим контактам инструмента;
• собирают электроинструмент;
• проверяют его работоспособность.

Можно также подключить шнур к шуруповерту через аккумулятор. Из него предварительно вытаскивают батареи, а в корпусе делают отверстия под питающий кабель.

Концы шнура присоединяют к аккумуляторным клеммам.

Переделывание зарядки автомобильного аккумулятора и инверторного сварочного аппарата

Переделка зарядного устройства от автомобильных аккумуляторных батарей в зарядку для шуруповерта выполняется сходным способом с модернизацией ИП от ноутбука. На авторынке понадобится приобрести не импульсный блок питания, а прибор аналогового типа (если дома нет старого, который не используется) с возможностью ручного регулирования силы тока и напряжения на выходе при зарядке батарей. Стоит такое устройство недорого. Внешний вид его представлен на фотографии ниже.

Алгоритм переделывания следующий:

• подбирают 2 многожильных проводка нужного сечения;
• к одному концу каждого из них приделывают специальные контактные зажимы («крокодилы»), а с оставшихся снимают 2-3 см изоляции;

сгибают зачищенные концы в виде крючка;

разбирают шуруповерт;

к его контактным клеммам подсоединят согнутые концы, припаивая их с помощью паяльника либо стягивая пластиковыми хомутами (стяжками);

хорошо изолируют электрические соединения, чтобы не было короткого замыкания;

выполняют сборку электроинструмента, обязательно проверяя его работоспособность после.

Чтобы правильно подключать переделанный инструмент к зарядке, «крокодилы» отмечают любым приемлемым способом, например, определенным цветом или надписями («+», «-»).

Создание внешнего источника питания из инверторного сварочного аппарата – это более сложная, по сравнению с рассмотренными выше способами переделки, операция. Из-за несоответствия выходных токов агрегата нужной величине понадобится изменять конструкцию оборудования. Для этого нужно проводить сопутствующие расчеты. Здесь без хороших познаний в электротехнике не обойтись.

Схема сетевого шуруповерта принципиально ничем не отличается от его аккумуляторного аналога. По этой причине переделка самого электроинструмента состоит в аккуратном подсоединении его к внешнему источнику питания либо в модернизации накопителя. Кроме рассмотренных вариантов, существует еще много других способов переделать шуруповерт на работу от сети. С этой целью используют даже детали от старых ламповых телевизоров. Но во всех случаях следует помнить о безопасности — самым простым вариантом будет использование предохранителей.

https://youtube.com/watch?v=zwxsg9lxbKo

Нельзя экономить на сечении!

Раз ток большой, то и проводник должен быть выбран соответствующий. Не рекомендуется использовать провода, имеющие сечение меньше 2,5 мм2. В противном случае будет происходить нагрев провода, расплавление изоляции, и как следствие, короткое замыкание.

Но нагрев – не главное!

Чем больше длина самого провода, тем больше будет и потеря напряжения. До двигателя при большой длине и малом сечении проводов будет доходить лишь часть мощности источника, остальное будет теряться на проводах.

При слишком большой длине будет затруднительно таким шуруповёртом закрутить саморез в твёрдые сорта древесины. При этом качество соединения проводов, также будет значительно влиять на потери напряжения. Например, соединение, выполненное обычной скруткой или клеммами, может приводить к значительным потерям напряжения.

Как создать импульсный блок питания не разбирая трансформатор

Изготовление такого блока питания осуществляется в соответствии с представленной схемой. Его основой служит электронный трансформатор, мощность которого 105 ватт. Кроме того, переделка электронного трансформатора в блок питания потребует использования дополнительных элементов – выпрямительного моста VD1-VD4, выходного дросселя L2, согласующего трансформатора Т1 и сетевого фильтра.

Для изготовления трансформатора Т1 потребуется ферритовое кольцо с размерами К30х18х7. Провод в первичной обмотке уложен вдвое, скручен в жгут и намотан в таком виде в количестве 10 витков. Лучше всего подойдет провод диаметром 0,8 мм, например, ПЭВ-2. Вторичная обмотка состоит из такого же провода с такой же укладкой, намотанного в 2х22 витка. В итоге получается двойная симметричная обмотка с общей средней точкой, получаемой путем соединения начала одной обмотки с концом другой.

Дроссель L2 также изготавливается своими руками. Он состоит из такого же ферритового кольца, как и трансформатор. Для обмоток используются аналогичные провода ПЭВ-2, наматываемые по 10 витков. Сборка выпрямительного моста выполняется с помощью диодов КД213 или КД2997, которые могут функционировать при минимальной рабочей частоте 100 кГц. В случае использования других элементов, например, КД242, они будут лишь нагреваться, но не обеспечат требуемого напряжения. Площадь радиатора для установки диодов должна быть не меньше 0,6-0,7 м2. Радиатор используется вместе с изолирующими прокладками.

В цепочку электролитических конденсаторов С4, С5 включено три элемента по 2200 мкф, соединенные параллельно. Данный вариант используют все импульсные источники питания с целью снижения общей индуктивности электролитических конденсаторов. В некоторых схемах могут параллельно с ними подключаться керамические конденсаторы на 0,33-0,5 мкф для сглаживания высокочастотных колебаний.

Сетевой фильтр устанавливается на входе блока питания, хотя вся система сможет функционировать и без него. Входной фильтр оборудуется готовым дросселем марки ДФ50ГЦ, который можно взять в телевизоре. Все узлы и элементы блока монтируются на общую плату методом навесного монтажа. Для платы используется изоляционный материал, а вся готовая конструкция помещается в латунном или жестяном корпусе с вентиляционными отверстиями.

При правильной сборки источника питания, какая-либо дальнейшая наладка не требуется, поскольку устройство сразу начинает нормально функционировать. Однако, проверить работоспособность все-таки необходимо. С этой целью на выходе блока питания подключаются резисторы на 240 Ом и минимальной мощностью 5 ватт в качестве нагрузки.

Печатная плата

Я плохой проектировщик печаток, поэтому плата у меня получилась громоздкой, двухэтажной. Если кто будет
разрабатывать свою печатную плату — буду благодарен если предоставите рисунок, контакты в подвале сайта.

Два уровня платы сделаны из двух кусков стеклотекстолита 70Х70 мм.
На первом этаже находятся фильтрующие конденсаторы, силовой трансформатор и мягкими проводами
подпаяны транзисторы. Печатка прорезана острым резаком без всякого травления. Монтаж деалей
обычный, в отверстие, рисунок со стороны медной фольги. Подпаянные транзисторы находятся на
радиаторе под платой вместе с диодной сборкой Шоттки VD3, VD4.

Платы соединены между собой медным одножильным монтажным проводом, перемычка с эмиттера VT1 лишняя, она
задумывалась для работы защиты, от которой я отказался.

Вторая плата выполнена поверхностным монтажем. У меня влезли не все выходные конденсаторы, пришлось их
добавлять в корпус батареи.

На вторую плату подается сетевое напряжение, с нее же берется выходное. С диодной сборки приходит +, на которую
в свою очеред приходят крайние выводы вторички Тр1. При уверенной работе без ОС по напряжению, цепь с С15 не
нужна, как и соответствующие этой цепи обмотки.

На плату не влезли все конденсаторы выходного конденсаторного баяна, поэтому несколько конденсаторов
пришлось расположить в клеммном углублении батарейного отсека.

Дно батарейного корпуса пришлось вырезать, так как плата не влезла полностью, к тому же для надежности был
использован радиатор. В конечном итоге у меня получился такой блок:

При грамотном проектировании и использовании подходящих компонентов, блок все-таки можно поместить в родной
корпус батареии не вылазия за его пределы. Мне это почти удалось. С другой стороны, если использовать блок
отдельно от шуруповерта, можно вообще не переживать за габариты. Однако в таком случае придется использовать
провод от преобразователя до шурика сечением не менее 2,5 мм2. На 4-х метровом проводе 1,5 мм2 мощность немного
падает.

Данное решение является интересным с точки зрения применения: никаких ШИМ-ов и сложных схем, его можно
применять для питания различных мощных приборов. Не зря ведь эту схему широко используют для питания
галогенных ламп!

На этом мы закончим описание, позднее здесь же дам объективную оценку использования блока в реальных,
рабочих условиях стройки. Предварительная оценка по мощности вращения: 5+!

Особенности устройства шуруповерта

Шуруповерт — это устройство ручного типа для работы с различными крепежными элементами. Он используется для откручивания или закручивания шурупов, дюбелей, саморезов и другого крепежа, а также в некоторых случаях позволяет просверлить и отверстия. Работает этот прибор за счет электричества, имеет специальный патрон или битодержатель (только для бит), в который можно вставить сверло или биту, подходящую по форме к крепежу (например, крестовая, шестигранная бита и т.д.).

Шуруповерт может работать:

• от сети — соответственно, имеет сетевой кабель и пространственно ограничен в применении длиной провода (им можно работать только при наличии розетки или удлинителя и невозможно использовать, если отключили электричество);
• от аккумулятора — работает от батареи-аккумулятора, может использоваться там, где нет розеток, но пользоваться им можно только пока не разрядится батарея;
• от компрессора — пневматический вариант, который включается за счет подачи воздуха.

Как устроен шуруповерт

Конструктивные узлы шуруповерта:

• двигатель, который заставляет шпиндель вращаться;
• шпиндель, на который установлен патрон для бит;
• патрон, который позволяет зафиксировать нужную биту;
• редуктор, передающий вращение от двигателя к шпинделю;
• регулятор скорости вращения;
• кнопки включения, переключения направления вращения (реверса);
• аккумулятор — источник питания (только у аккумуляторных шуруповертов).

Корпус изделия в большинстве случаев выполнен из пластика — за счет этого производство приборов получилось в свое время удешевить. Есть и металлические варианты — они надежнее и долговечнее пластиковых, но стоят намного дороже.

Теперь вы знаете об устройстве шуруповерта. Эта информация пригодится вам, если вы решите переделать свой аккумуляторный вариант в сетевой, так как разбирать прибор все равно придется. Не лишним будет знать, где и что у этого устройства находится.

Есть много способов запитать шуруповерт от сети

Стратегия при переделке питания

Задумавшись о переделке, мастер должен составить план будущих действий. В таблице 1 показаны варианты, как из аккумуляторного шуруповерта сделать сетевой.

Таблица 1: Варианты создания внешнего питания инструмента

Организация способа питания шуруповерта
Преимущества
Недостатки
Использовать имеющееся зарядное устройство для питания шуруповерта. Оно расположено за пределами инструмента.
+ Потребуется удалить аккумуляторы, а потом присоединить зарядное устройство к проводам внутри изделия.
+ Нет необходимости приобретать дополнительное комплектное изделие.
+ Напряжение питания соответствует инструменту.
+ Устройство самого инструмента практически не меняется.
— Зарядное устройство при работе заметно греется, так как рабочий ток нестабильный. Возможны перегрузки.
— Часто ощущается нехватка мощности.
— Зарядка располагается отдельно

Приходится постоянно обращать на нее внимание, чтобы не наступить при работе.
Блок питания устанавливается внутри корпуса аккумуляторного блока.
+ Переделка коснется только переносу внешнего источника питания внутрь блока для аккумуляторов.
+ Задача упрощается многократно. Многие считают такой способ решения довольно интересным

Снаружи останется только провод, соединяемый в электрическую сеть 220 В.
+ Потери мощности на низковольтной сети сведены к минимуму. Длина проводов внутри минимальная.
+ Нет вмешательства в конструкцию шуруповерта.
— Нужно подобрать компактный блок питания, способный обеспечить мощность на 300…600 Вт.
— При работе будет ощущаться перегрев. Поэтому необходимо работать с перерывами. Возможно, потребуются отверстия для вентиляции.
Изготовить самостоятельно блок питания на 500…600 Вт и установить его внутри корпуса аккумуляторов. В этом случае можно не ограничиваться одним значением напряжения, а изготовить устройство с выходом 12, 14, 18 Вольт.
+ Вместо аккумуляторного будет изготовлено сетевое устройство, которое сможет эксплуатироваться в течение длительного времени.
+ Потери мощности минимальные. Провода низкого напряжения короткие.
+ Отличное инженерное решение.
+ Основная электрическая часть не подлежит изменению.
— Потребуется подобрать детали для изготовления нового блока питания.
— Нужно иметь опыт выполнения подобных работ.
Установить наружный блок питания от сети требуемой мощности.
+ Переделка не отличается большой сложностью.
— Возникнет необходимость произвести разборку шуруповерта, чтобы присоединиться к внутренним проводам.
— Блок питания будет располагаться снаружи. При монтажных и строительных работах придется часто обращать внимание на место, где он расположен в настоящий момент.
— Придется покупать подходящий блок питания.
Использовать готовый блок питания для компьютера
+ Небольшая переделка, которую сумеет выполнить даже начинающий мастер.
+ Блок питания от компьютера можно найти или недорого приобрести.
+ Потребуется найти устройство, рассчитанное на мощность более 300 Вт.
— Возникнет необходимость произвести разборку шуруповерта, чтобы присоединиться к внутренним проводам.
— Блок питания будет располагаться снаружи. При монтажных и строительных работах придется часто обращать внимание на место, где он расположен в настоящий момент.
— Придется покупать подходящий блок питания.
Использовать для работы автомобильный аккумулятор
+ Потребуется только переделка на входе к управлению шуруповертом.
+ Аккумулятор от авто найти несложно. Для использования в теплом помещении можно применять устройство с пониженной емкостью.
— Придется разобрать шуруповерт и выполнить пайку всех соединений.
— Аккумулятор будет располагаться в помещении, его придется носить, а масса довольно большая.

Взяв китайскую плату блока питания

Что же понадобится, речь идёт о блоке питания с выходным напряжением 24 В и наибольшим током 9 А. Шуруповёрты обычно рассчитаны под напряжение 12 В или 18 В, потому поначалу придётся снизить напряжение до применимого уровня.

Чтоб поменять выходное напряжение, необходимо внести доработку в цепь связи с клиентами. За выходное напряжение отвечает резистор под позицией R10. Его номинал 2320 Ом. Заместо этого резистора установим подстроечный резистор, таким макаром появится возможность изменять выходное напряжение блока питания под наши нужды, номинал подстроечного резистора 10 кОм.

1. Выпаять неизменный резистор.

Выход есть – переделка шуруповерта в сетевой

Да, при этом теряется одно из преимуществ аккумуляторного инструмента – мобильность. Но для работ в помещениях с доступом к сети 220 вольт – это отличный выход. Тем более что вы даете новую жизнь сломанному инструменту.

Есть две концепции, как из аккумуляторного шуруповерта сделать сетевой:

Внешний блок питания

Идея не такая абсурдная, как может показаться. Даже крупный и тяжелый понижающий выпрямитель может просто стоять возле розетки.

Вы одинаково привязаны к блоку питания, и к воткнутой сетевой вилке. А низковольтный шнур можно сделать любой длины.

ВАЖНО! Закон Ома гласит – при одинаковой мощности, уменьшая напряжение – повышаем силу тока! Соответственно, питающий шнур на 12-19 вольт должен быть с большим сечением, нежели на 220 вольт

Блок питания в корпусе от аккумулятора

Мобильность сохраняется, вы ограничены лишь длиной сетевого кабеля. Единственная проблема – как втиснуть достаточно мощный трансформатор в небольшой корпус.

Вопросы по поводу того, как работает магазинный компактный шуруповерт от сети – можно не задавать. Там изначально установлен мотор на 220 вольт.

Снова вспоминаем закон Ома, и понимаем, что мощный электродвигатель на 220 вольт может быть компактным.

Как переделать шуруповерт для работы от сети

Необходимо заранее разобраться, как переделать шуруповерт 12 вольт на работу от сети 220. Есть несколько рекомендаций, которые помогут сделать это правильно.

Подключение к зарядке

Наиболее простой способ подсоединить инструмент к сети – сделать это через зарядное устройство. Делается это следующим образом:

1. Припаять провода питания к зарядке.
2. Разобрать старый аккумулятор инструмента.
3. Сделать в корпусе отверстия для кабеля.
4. Припаять провода к питанию электропривода.

Используя этот метод, можно воспользоваться зарядным устройством ноутбука.

Подключение блока в корпусе от аккумулятора

Люди, которые смогли найти подходящий БП, могут с его помощью подключить шуруповерт к сети. Перед тем как собрать электрический шуруповерт с блоком питания, надо разобраться с нюансами такой работы. Делается это так:

1. Извлечь из шуруповерта старый аккумулятор и достать из него отработанные компоненты.
2. Установить в корпус новый БП.
3. Подсоединить к блоку провода для соединения с сетью.
4. Установить клеммы.
5. Собрать корпус и поместить его в шуруповерт.

Если используется компактный блок питания, необходимо позаботиться об охлаждении. Для этого в стенках корпуса проделывается несколько отверстий для циркуляции воздуха. 

Соединение с внешним БП

Если не удается установить компактный БП в корпус, придется воспользоваться внешним. Чтобы подключить к нему электрический инструмент, необходимо выполнить такие действия:

1. Разобрать корпус шуруповерта и переделать вход для подключения источника питания. Это делается, чтобы можно было подсоединить БП.
2. Подсоединить БП к устройству. Возможно, для этого понадобится специальный переходник для пониженного напряжения.
3. Запустить инструмент и проверить его работоспособность.

Если после запуска ничего не произошло, надо внимательно осмотреть места соединения проводов. Часто отходят контакты и из-за этого инструмент не запускается.

Подсоединение к БП с компьютера

Люди, решившие переделывать аккумуляторный шуруповерт и подключать его к сети, могут воспользоваться компьютерным БП. Для этого подойдет модель мощностью от 300 Вт. Такие устройства на выходе выдают 16-18 А. Этого вполне достаточно для работы инструмента.

Подключать шуруповерт к компьютерному БП просто. Делается это при помощи двух проводов. Один из них – 12 вольтовый «плюс», а второй масса.

Сетевой блок, встроенный в АКБ

Работы по модернизации питания нужно начинать с приобретения готового блока с соответствующими габаритами и характеристиками. Самое простое решение — сходить на радиотехнический рынок и подобрать подходящее по параметрам устройство.

Затем нужно аккуратно полностью отсоединить все детали от корпуса. Расположить элементы в корпусе от АКБ шуруповёрта и закрепить их внутри, при этом, если возникает необходимость, нужно удлинить соединения между трансформатором и платой управления. Желательно эти два основных узла разместить с зазором, чтобы не допускать перегрева их во время работы при высокой нагрузке.

Не помешает закрепить на управляющей микросхеме радиатор охлаждения. Определить, какие детали будут нуждаться в охлаждении, можно практическим методом. Для этого необходимо поработать шуруповёртом некоторое время, после чего отключить его от сети и потрогать детали на плате. Сразу станет понятно, какой элемент нагревается сильнее. В корпусе блока просверливаем несколько отверстий для поступления воздуха.

Использование светодиодного драйвера

Для 12-вольтового инструмента такой драйвер — самый простой вариант, хотя и не самый дешёвый. Единственное условие — мощность драйвера должна быть на 10–15 % больше мощности инструмента. В противном случае блок питания выйдет в защиту уже при пуске инструмента, а если запустит его, то не позволит развить достаточную мощность для затягивания шурупа.

Если, к примеру, 12-вольтовый шуруповёрт потребляет ток в 10 А, то мощность блока питания должна быть хотя бы 130 Вт. Для 30-амперного инструмента понадобится уже 400-ваттный блок питания. Найти такой прибор, конечно, не проблема, но стоимость его может превышать стоимость самого шуруповёрта.

Драйвер для светодиодной ленты самый простой, но не самый дешёвый

Как переделать шуруповёрт под такой блок питания? Если штатная батарея выходит из строя, то мы её просто разбираем, вынимаем аккумуляторы, а к клеммам подачи напряжения на инструмент припаиваем провода, подключенные к выходным зажимам драйвера, обязательно соблюдая полярность. Сам драйвер подключаем к сети через входные клеммы — и переделка окончена. Вставляем «батарею» в шуруповёрт — и пользуемся.

Если аккумулятор исправен, то его, конечно, разрушать не надо. Просто разбираем шуруповёрт и подпаиваем колодку питания к питающим клеммам самого инструмента. Колодку, естественно, выводим наружу, провод питания оснащаем ответной частью разъёма. Соединили разъём — работаем от сети. Отключили БП, установили батарею — и у нас автономный инструмент.