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23. Oktober 2021 15:26

Wie baue ich ein Ladegerät für einen Schraubenzieher?



Das mit dem Schraubendreher gelieferte Original-Ladegerät ist oft langsam und braucht lange, um den Akku zu laden. Für diejenigen, die den Schraubendreher intensiv nutzen, ist dies sehr frustrierend. Obwohl das Set in der Regel zwei Batterien enthält (eine ist im Griff des Geräts installiert und in Betrieb, die andere ist an das Ladegerät angeschlossen und wird gerade aufgeladen), können sich die Besitzer oft nicht auf den Arbeitszyklus der Batterien einstellen. Dann ist es sinnvoll, ein eigenes Ladegerät zu bauen, und das Aufladen wird bequemer.

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Inhalt des Artikels:

  • 1 Batterietyp
  • 2 Lademodi
  • 3 Batterieladegerät + (Video)

Batteriearten

Batterien sind von unterschiedlichem Typ, und ihre Ladeverfahren können unterschiedlich sein. Nickel-Cadmium-Batterien (Ni-Cd) sind eine sehr gute Energiequelle, die viel Strom liefern kann. Aus Umweltschutzgründen wurden sie jedoch eingestellt und werden immer seltener produziert. Sie sind inzwischen durch Lithium-Ionen-Batterien ersetzt worden.

Blei-Gel-Batterien mit Schwefelsäure (Pb) haben eine gute Leistung, aber sie wiegen das Werkzeug und sind daher nicht sehr beliebt, obwohl sie relativ billig sind. Da es sich um Gel-Batterien handelt (mit Natriumsilikat eingedickte Schwefelsäurelösung), gibt es in ihnen keine Stopfen, es läuft kein Elektrolyt aus und sie können in jeder Lage verwendet werden. (Übrigens sind Nickel-Cadmium-Batterien für Schraubenzieher auch Gel-Batterien).

Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion) sind heute die am weitesten fortgeschrittene und am meisten geförderte Technologie und auf dem Markt. Sie zeichnen sich durch eine vollständig abgedichtete Zelle aus. Sie haben eine sehr hohe Leistungsdichte, sind sicher in der Handhabung (dank des eingebauten Ladereglers!), lassen sich kostengünstig entsorgen, sind umweltfreundlich und leicht. Sie werden heutzutage sehr häufig in Schraubendrehern verwendet.

Ladungsarten

Die Nennspannung der Ni-Cd-Zelle beträgt 1,2 V. Der NiCd-Akku kann mit einem Strom von 0,1 bis 1,0 Nennkapazität geladen werden. Das bedeutet, dass eine Batterie mit einer Kapazität von 5 Ampere mit einem Strom von 0,5 bis 5 A geladen werden kann.

Das Laden von Schwefelsäurebatterien ist allen Menschen vertraut, die mit einem Schraubenzieher umgehen, denn fast jeder ist auch ein Autoliebhaber. Die Nennspannung einer Pb-PbO2-Zelle beträgt 2,0 V und der Ladestrom einer Blei-Schwefelsäure-Batterie beträgt immer 0,1 C (Stromanteil der Nennkapazität, siehe oben).

Die Lithium-Ionen-Zelle hat eine Nennspannung von 3,3 V. Der Ladestrom einer Lithium-Ionen-Batterie, 0,1 C. Bei Raumtemperatur kann dieser Strom stufenlos auf 1,0 C erhöht werden - eine Schnellladung. Dies ist jedoch nur für Batterien geeignet, die nicht zu stark entladen wurden. Beim Laden von Lithium-Ionen-Akkus muss die Spannung genau eingehalten werden. Genau auf 4,2 V aufladen. Wird dieser Wert überschritten, verringert sich die Lebensdauer drastisch, wird er gesenkt, verringert sich die Kapazität. Die Temperatur sollte beim Laden überwacht werden. Eine warme Batterie sollte entweder auf 0,1 C Stromstärke begrenzt oder abgeklemmt werden, bis sie abgekühlt ist.

WARNUNG Wenn der Lithium-Ionen-Akku beim Laden über 60 Grad Celsius überhitzt, kann er explodieren und Feuer fangen! Verlassen Sie sich nicht zu sehr auf die integrierte Sicherheitselektronik (Laderegler).

Beim Laden einer Lithium-Ionen-Batterie bildet die Referenzspannung (Ladeschlussspannung) einen ungefähren Bereich (die genauen Spannungen hängen von der jeweiligen Technologie ab und sind im Datenblatt der Batterie und auf dem Batteriegehäuse angegeben):

Anzahl der Zellen Nennspannung, V Laut Datenblatt ist V Ende der Ladung, V
1 3.6 3.6 4.2
2 7.2 7 8.4
3 10.8 10 12.6
4 14.4 12 16.8
5 18 18 21.0

Die Ladespannung sollte mit einem Multimeter oder einer Schaltung mit einem Spannungskomparator, der genau auf die verwendete Batterie eingestellt ist, überwacht werden. Für den "Einstieg in die Elektronik" kann jedoch realistischerweise nur die im folgenden Abschnitt beschriebene einfache und zuverlässige Schaltung vorgeschlagen werden.

Ladegerät + (Video)

Das unten vorgeschlagene Ladegerät liefert den richtigen Ladestrom für jeden der aufgeführten Akkus. Schraubendreher werden durch Batterien mit unterschiedlichen Spannungen von 12 Volt oder 18 Volt betrieben. Das spielt keine Rolle, denn der wichtigste Parameter eines Batterieladegeräts ist der Ladestrom. Die Ladespannung ist immer höher als die Nennspannung, wenn die Last ausgeschaltet ist, und fällt auf die normale Ladespannung ab, wenn die Batterie angeschlossen wird. Während des Ladevorgangs entspricht er dem aktuellen Zustand der Batterie und ist in der Regel etwas höher als der Nennzustand am Ende des Ladevorgangs.

Das Ladegerät ist ein Stromgenerator mit einem Hochleistungs-VT2-Verbindungstransistor, der von einer Gleichrichterbrücke gespeist wird, die an einen Abspanntransformator mit ausreichender Ausgangsspannung angeschlossen ist (siehe Tabelle im vorherigen Abschnitt).

Dieser Transformator muss auch stark genug sein, um den erforderlichen Strom für den Dauerbetrieb zu liefern, ohne dass die Wicklungen überhitzen. Andernfalls kann sie durchbrennen. Der Ladestrom wird durch Einstellen des Widerstands R1 bei angeschlossener Batterie eingestellt. Diese bleibt während des Ladevorgangs konstant (je konstanter die Spannung des Transformators ist, desto höher ist die Spannung). Hinweis: Die Spannung des Transformators darf 27 V nicht überschreiten.)

Der Widerstand R3 (mindestens 2 W 1 Ohm) begrenzt den Maximalstrom und die LED VD6 leuchtet, solange der Ladevorgang läuft. Gegen Ende des Ladevorgangs wird das Glühen der LED schwächer und sie erlischt. Vergessen Sie aber nicht eine genaue Spannungs- und Temperaturüberwachung der Lithium-Ionen-Batterien!

Alle Teile der beschriebenen Schaltung sind auf einer Leiterplatte aus folienbeschichtetem Textolith montiert. Anstelle der im Schaltplan erwähnten Dioden kann man auch russische Dioden KD202 oder D242 verwenden, die in altem Elektronikschrott durchaus erhältlich sind. Die Teile sollten so angeordnet werden, dass die Platine möglichst wenige, idealerweise gar keine Verbindungsstellen aufweist. Sie sollten es mit der hohen Montagedichte nicht übertreiben, denn Sie bauen ja kein Smartphone. Es wird viel einfacher sein, die Teile auszulöten, wenn Sie 3-5 mm zwischen ihnen lassen.

Der Transistor sollte auf einen Kühlkörper mit ausreichender Fläche (20-50 cm²) montiert werden. Am besten ist es, alle Teile des Ladegeräts in einem praktischen selbstgebauten Koffer unterzubringen. Dies ist die praktischste Lösung, da nichts Ihre Arbeit stören wird. Aber hier kann es große Schwierigkeiten mit den Klemmen und dem Anschluss an die Batterie geben. Leihen Sie sich also am besten ein altes oder defektes Batterieladegerät von einem Bekannten, das für Ihr Batteriemodell geeignet ist, und lassen Sie es umbauen.

  • Öffnen Sie das Gehäuse des alten Batterieladegeräts.
  • Entfernen Sie alle alten Teile aus dem Ladegerät.
  • Wählen Sie die folgenden Funkkomponenten aus:
Pos. Beschreibung
VD1-VD4 1N4001 Gleichrichterdiode
VD5 Diode
VD6 VD6 LED, rot oder grün, beliebiger Typ
C1 C1 K50-35 oder ähnlich 220-1000 mF von 50 V
C2 C1 K50-35 oder ähnlich 220-1000mF von 50V
R1 10-kOhm-Widerstand, vorzugsweise Drahtwiderstand
R2 Widerstand MLT-0,25 330 Ohm
R3 1 Ohm MLT-2-Widerstand
VT1 KT361B-Transistor, G
VT2 KT829B-Transistor (auf Kühlkörper montiert, 20-50 cm²)
Т1 Netztransformator 220V / 24V, Leistung 100W
  • Wählen Sie die richtige Größe für die Platine, damit sie in das Gehäuse mit den Teilen aus dem obigen Schaltplan passt, streichen Sie die Laufbahnen auf dem Schaltplan mit Nitrolack, ätzen Sie sie mit Kupfersulfat und löten Sie alle Teile. Der Kühler für den Transistor sollte auf einer Aluminiumplatte montiert werden, damit er keinen Teil der Schaltung berührt. Der Transistor selbst ist mit einer M3-Schraube und einer Mutter fest angeschraubt.
  • Bauen Sie die Platine in das Gehäuse ein und löten Sie die Anschlüsse gemäß dem Schaltplan unter strikter Beachtung der Polarität. Nehmen Sie das Kabel für den Transformator heraus.
  • Installieren Sie den Transformator mit einer 0,5-A-Sicherung in einem kleinen, geeigneten Gehäuse und versehen Sie ihn mit einem separaten Anschluss für das umgebaute Ladegerät. Am besten nimmt man die Stecker von Computernetzteilen, steckt den Vater in das Gehäuse mit dem Transformator und verbindet die Mutter mit den Brückendioden im Ladegerät.

Das zusammengebaute Gerät wird zuverlässig funktionieren, wenn Sie sorgfältig arbeiten

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