Fórum témák

» Több friss téma
Cikkek » Akkupakk felújítása vezeték nélküli fúróban
Akkupakk felújítása vezeték nélküli fúróban
Szerző: rascal, idő: Júl 6, 2016, Olvasva: 22002, Oldal olvasási idő: kb. 3 perc
Lapozás: OK   3 / 13

A Li-ion akkuk hosszú élettartamát akkuőr elektronika beépítésével lehet biztosítani. Erre léteznek cél IC-k, amelyek néhány külső alkatrész segítségével megoldják a feladatot. Több IC adatlapját átbogarásztam, de nem passzoltak igazán minden elképzelésemhez, ezért nélkülük készítem el az áramkört. 9,6 V-os a fúróm, a 8 eredeti NiCd akkut 3 Li-ion akkuval váltottam ki. Amikor megvettem az akkukat, nagyon örültem, hogy a nagyobb kapacitásuk ellenére kevesebb helyet foglalnak, mint az eredetiek, de elektronikával, a motort kapcsoló FET-ekkel és ezek hűtőbordájával már nem volt olyan rózsás a helyzet. Néhány elképzelésemről lemondtam emiatt, de az igazán fontos célkitűzéseket így is meg tudtam tartani. Lássuk, mik ezek pontosan:

  • Az akkumulátorok a túlmerítés, és túlmelegedés ellen legyenek védve.
  •  A fúrót kapcsoló félvezetők a túlmelegedés ellen legyenek védve.
  • Külsőleg a fúró ne változzon meg az átalakítástól. Más szóval belül kellene maradni valahogy az akkupakk dobozában. A helyhiány az egész projektre rányomta a bélyegét, amit tovább nehezített, hogy nagy hőt termelő és azt rosszul tűrő alkatrészeket kellett egy kis, zárt helyre összezsúfolni. A várható hőtermelést azzal csökkentettem, hogy két, önmagában is alacsony Rdson-nal rendelkező FET-et (IRF1010N) kötöttem párhuzamosan. A kettő együtt csak 5-6 mΩ ellenállást jelent a fúrón áthaladó áram útjában, ha a gate feszültség elég magas. Ez 30 A-nél kb. 5W, 20 A-nél kb. 2,5W, 10 A-nél kb. 0,5 W hődisszipációt jelent. A beépített hűtőborda ahhoz biztos kicsi, hogy nagy áram mellett végtelenségig menjen a fúró, de szakaszos üzem mellett a túlmelegedést figyelve, a hőtehetetlensége elég lehet a FET-ek hűtéséhez. Ahhoz, hogy minden elférjen, az IC-k, csatlakozók és a regenerálódó biztosítékok kivételével mindenütt SMD alkatrészeket alkalmaztam.
  • Készenléti állapotban az áramkör fogyasztása legyen elhanyagolható, hogy folyamatosan az akkumulátorokra kapcsolódva se merítse le azokat. Ezt úgy oldottam meg, hogy az áramkör nagy része teljesen lekapcsolható, csak egy CD4051 típusú CMOS analóg multiplexer IC van folyamatosan tápra kötve. Az áramkör többi részére csak akkor juthat az akkuk felől feszültség a méréshez, ha CD4051-nek az összekötést, az előzőleg bekapcsolt áramkör engedélyezi. Letiltva szinte szakadásként viselkedik. A saját fogyasztása is nagyon alacsony, nyugalmi állapotban kb. 50 nA, amivel több ezer év kellene, hogy lemerítse az általam használt akkukat. A teljes áramkör nyugalmi állapotban valahol 100 nA körül fogyaszthat, a multiméter 200 μA-es méréshatárban többnyire nullát mutatott, néha 0,1 μA bevillant
  • Automatikusan kapcsoljon be, amikor a fúrót használni akarják és rövid időn belül kapcsoljon készenléti üzemmódba, amikor a fúró használaton kívül kerül. Az áramkör kb. 15 mA-t fogyaszt működés közben. Ezért fontos, hogy feleslegesen ne üzemeljen, mert kb. 100 óra alatt önmaga lemerítené az akkukat. Az üzemmód kapcsolgatását, főleg a kikapcsolást nem lenne jó a feledékeny felhasználóra bízni. Ennek annyi ára van az eredeti működéshez képest, hogy a ravasz (S102) első meghúzása után kell néhány tized másodperc, mire a motor elindul.
  • A fúró működését úgy érzékelje az áramkör, hogy ehhez ne kelljen mérő söntöt rakni a nagyáramú körbe. Fűt is, sok helyet is foglal, ezért nélküle akartam megoldani. Az eredeti elképzelésem az volt, hogy a FET-ek Drain-Source feszültségének méréséből derítem ki, hogy használják a gépet. Itt nagyon pici, néhány mV-os feszültség-különbségeket kellett volna figyelni, de az alkatrész igénye miatt elvetettem. Helyette egy jóval kevesebb alkatrészt igénylő megoldást eszeltem ki, aminek az a lényege, hogy ha a FET-eket egy pillanatra kikapcsolom, akkor a Drain-t figyelve egy kis tranzisztorral el tudom dönteni, hogy az most a bekapcsolt fúrón keresztül pozitív tápon van, vagy nem. Ez belekerült az áramkörbe, de még csak ki sem próbáltam alaposabban, mert az élesztés során találtam egy sokkal jobb módszert. A működő motor úgy megrángatja az akku feszültségét, hogy ha a gyors változásokat is figyelem, akkor abból egyértelműen látszik, hogy megy, vagy sem.
  • Túláramvédelem. A nagyáramú körben egy 30 A-es biztosíték ad védelmet egy esetleges zárlattól, de a védő elektronikába is beleraktam néhány helyre regenerálódó biztosítékokat és 10-100 Ω közötti ellenállásokat, hogy ha rajta menne zárlatba valami, akkor is korlátozva legyen a maximális áram.
  • Legyen védve az áramkör a kikapcsolt, de még forgó motor által generált feszültségtől.
  • Az érzékelők hiányát, vagy zárlatát érzékelje a védelem.
  • Legyen állapotjelzés a készenléti módba lépés előtt. Két okból mehet készenléti módba az áramkör. Egyik eset, hogy már nem használjuk és ezért kikapcsolhat, a másik eset, hogy hibát érzékelt. Első esetben jelzi, hogy észrevette a leállást és megy aludni, a másik esetben hibakódot is küld. Ez utóbbi váratlanul is jöhet például valamilyen kényelmetlen szerelési helyzetben, amikor nem látunk rá jól a készülékre. Ilyenkor egy hangjelzés előnyösebb, ezért egy zümmert raktam bele.

A cikk még nem ért véget, lapozz!
Következő: »»   3 / 13
Értékeléshez bejelentkezés szükséges!
Bejelentkezés

Belépés

Hirdetés
XDT.hu
Az oldalon sütiket használunk a helyes működéshez. Bővebb információt az adatvédelmi szabályzatban olvashatsz. Megértettem