Μετατροπή ηλεκτρικής σκούπας Ni-MH σε Li-ion: 9 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Γεια σε όλους, Σε αυτό το Instructable, θα μετατρέψουμε τη χειροκίνητη ηλεκτρική σκούπα μου από μπαταρίες Ni-MH σε μπαταρίες ιόντων λιθίου.

Αυτή η ηλεκτρική σκούπα είναι κοντά 10 ετών, αλλά τα τελευταία 2 χρόνια, δεν χρησιμοποιήθηκε σχεδόν ποτέ καθώς ανέπτυξε πρόβλημα με τις μπαταρίες της. Κάθε φορά που το βγάζαμε από το φορτιστή για να το χρησιμοποιήσουμε, η ισχύς κενού θα έπεφτε σχεδόν αμέσως σαν να μην ήταν φορτισμένη.

Το κενό θα συνεχίσει να λειτουργεί για κάποιο χρονικό διάστημα, αλλά όχι με την απαιτούμενη ισχύ, οπότε διατηρήθηκε στην αποθήκη για λίγο, συγκεντρώνοντας σκόνη πάνω του αντί για μέσα.

Προμήθειες

Ενότητα TC4056A -

Υψηλές τρέχουσες ενότητες -

18650 μπαταρίες -

Σετ συγκόλλησης -

Solder Wire -

Wire Snips -

Σετ κατσαβιδιών -

Κατσαβίδια ακριβείας -

Ηλεκτρική ταινία -

Ηλεκτρικό καλώδιο -

Βήμα 1: Αφαιρέστε τις παλιές μπαταρίες Ni-MH

Στο πίσω μέρος του κενού, υπάρχει μια θύρα πρόσβασης που μόλις αφαιρεθεί, μπορούμε να έχουμε πρόσβαση στις μπαταρίες. Η συσκευασία του είναι κατασκευασμένη από 3 κύτταρα Ni-MH συνδεδεμένα σε σειρά για παροχή 4,5V όταν είναι πλήρως φορτισμένη. Μόλις αδειάσει, αυτό το πακέτο θα φτάσει στα 3V περίπου, καθιστώντας το τέλειο υποψήφιο για εναλλαγή με κυψέλες λιθίου.

Χρησιμοποίησα το πολύμετρό μου για να ελέγξω την παλιά συσκευασία μόλις βγήκε από την ηλεκτρική σκούπα και μετρούσε 3,8V στα τρία κελιά, αλλά μόλις άρχισα να μετράω κάθε κυψέλη ξεχωριστά, παρατήρησα ότι ένα από αυτά ήταν στα 0,6V που είναι κάτω από το τάση που πρέπει να είναι ποτέ.

Εάν βρίσκεστε σε παρόμοια κατάσταση και δεν θέλετε να μετατρέψετε σε λίθιο, μπορείτε να αντικαταστήσετε το ελαττωματικό κελί και να διορθώσετε τη συσκευή σας.

Το εύρος τάσης για μια κυψέλη λιθίου είναι από 4,2 έως 2,8V, το οποίο ταιριάζει όμορφα στην περιοχή στην οποία λειτουργεί ήδη η ηλεκτρική σκούπα, έτσι αποφασίστηκε.

Βήμα 2: Σώστε ή ετοιμάστε νέες μπαταρίες ιόντων λιθίου

Μπορείτε σίγουρα να αγοράσετε και να χρησιμοποιήσετε νέα κύτταρα ιόντων λιθίου, αλλά είχα αυτήν την μπαταρία φορητού υπολογιστή που δεν χρησιμοποίησα, έτσι αποφάσισα να σώσω μερικά από τα κύτταρα μέσα για να τους δώσω μια δεύτερη ζωή.

Η θήκη της μπαταρίας είναι φτιαγμένη από δύο μισά που σάντουιτς μεμονωμένα τα στοιχεία της μπαταρίας και η αφαίρεση τους είναι μια μεγάλη πρόκληση. Ξεκίνησα ανοίγοντας τη θήκη από τη μία πλευρά με ένα κατσαβίδι με επίπεδη κεφαλή και δουλεύοντας προς τα έξω.

Ολόκληρο το πακέτο είναι κολλημένο, οπότε προσέξτε με το κατσαβίδι καθώς σε μια στιγμή απροσεξίας κατάφερα να μαχαιρώσω το χέρι μου όταν το κατσαβίδι τρύπησε την εξωτερική θήκη.

Μόλις ανοίξει η θήκη, χρησιμοποίησα το κατσαβίδι μου για να διαχωρίσω τα κελιά από το άλλο μισό και στη συνέχεια με τα καλώδια έκοψα τον πίνακα ελέγχου που δεν θα χρειαστεί και επίσης χώρισα τα τρία ζεύγη που ήταν παράλληλα.

Σε αυτό το σημείο, είναι ζωτικής σημασίας κάθε ένα από τα ζεύγη κυψελών να ελέγχεται για την τάση που είναι ενεργοποιημένο, καθώς οποιοδήποτε είναι κάτω από 2,5V δεν πρέπει να χρησιμοποιείται καθώς μπορεί να έχει υποστεί μόνιμη βλάβη. Είχα ένα τέτοιο ζευγάρι, έτσι πήρα ένα από τα καλά και άρχισα να το προετοιμάζω για να μπω στην ηλεκτρική σκούπα.

Βήμα 3: Προετοιμάστε το κύκλωμα φόρτισης

Για να βεβαιωθώ ότι οι μπαταρίες δεν είναι υπερφορτισμένες, χρησιμοποίησα μία μονάδα TC4056A. Αυτή η μονάδα παίρνει 5V στην είσοδο και στη συνέχεια φορτίζει τις κυψέλες λιθίου στα 4,2V, η οποία είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη τάση τους. Οτιδήποτε πέρα από αυτό και κινδυνεύετε να βλάψετε τα κελιά και να προκαλέσετε πυρκαγιά.

Όπως θα δείτε αργότερα, αυτή δεν είναι η σωστή επιλογή, αλλά ήταν η μόνη που είχα. Έχω συμπεριλάβει έναν πρόσθετο σύνδεσμο στην ενότητα προμήθειες σε μια άλλη μονάδα που έχει δημιουργηθεί για υψηλότερη τρέχουσα έξοδο.

Πρόσθεσα πρώτα λίγη συγκόλληση σε όλα τα μαξιλάρια της μονάδας, πρόσθεσα δύο καλώδια στα τακάκια εισόδου και το στερέωσα στα κελιά με θερμή κόλλα. Στη συνέχεια πρόσθεσα δύο παχύτερα καλώδια από τους ακροδέκτες της μπαταρίας στα τακάκια της μπαταρίας στο δομοστοιχείο, φροντίζοντας να διατηρήσω την ίδια πολικότητα όπως σημειώθηκε.

Βήμα 4: Δοκιμάστε τη διαδικασία φόρτισης

Η συσκευασία ήταν τώρα έτοιμη για φόρτιση, οπότε προχώρησα στη δοκιμή της φόρτισης με τον αρχικό φορτιστή από την ηλεκτρική σκούπα που ευτυχώς βγάζει 5V. Το ρεύμα εξόδου αυτού του προσαρμογέα είναι πραγματικά χαμηλό στα 120mA, οπότε η φόρτιση θα διαρκέσει λίγο, αλλά από την άλλη πλευρά, είναι πολύ πιο ασφαλές με αυτόν τον τρόπο, καθώς οι μπαταρίες δεν θα ζεσταθούν ποτέ. Το καθαριστικό δεν χρησιμοποιείται πολύ συχνά και μπορεί εύκολα να φορτιστεί όλη τη νύχτα.

Για να προσδιορίσω την πολικότητα, ένωσα το φορτιστή στην πρίζα και χρησιμοποίησα το πολύμετρό μου για να δοκιμάσω την τάση στις ακίδες που προεξέχουν από το κατάστρωμα φόρτισης. Δεδομένου ότι πρόκειται για τροφοδοτικό με βάση μετασχηματιστή, μπορείτε να δείτε ότι η τάση είναι λίγο υψηλότερη από 5V όταν μετριέται, αλλά αυτό συμβαίνει μόνο επειδή δεν υπάρχει φορτίο στην έξοδο.

Κατά τη μέτρηση της τάσης όπως αυτή, εάν λάβετε μια θετική ένδειξη, ο ακροδέκτης που αγγίζετε με τον κόκκινο αισθητήρα στο πολύμετρο είναι η θετική σύνδεση. Στην περίπτωσή μου, η τάση ήταν αρνητική, οπότε είχα τους αισθητήρες αντίστροφα. Σε αυτή την περίπτωση, με αρνητική ένδειξη τάσης, ο μαύρος αισθητήρας είναι ο θετικός ακροδέκτης.

Με το τερματικό που αναγνωρίστηκε, χρησιμοποίησα δύο καλώδια με κλιπ κροκόδειλου για να συνδέσω το πακέτο στο φορτιστή και να το αφήσω να φορτιστεί. Κατά τη φόρτιση, η μονάδα διαθέτει ένα κόκκινο LED που ανάβει και όταν η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη, σβήνει και ένα μπλε LED ανάβει.

Βήμα 5: Σπάστε τις εσωτερικές συνδέσεις

Στην αρχική του διαμόρφωση, με τις μπαταρίες Ni-MH, οι ακροδέκτες φόρτισης συνδέονται άμεσα με την μπαταρία. Δεδομένου ότι πρέπει να προσθέσουμε ένα κύκλωμα προστασίας μεταξύ τους με τη νέα συσκευασία, άνοιξα τη θήκη της ηλεκτρικής σκούπας και αφαίρεσα ολόκληρο το συγκρότημα κινητήρα και μπαταριών.

Στο πίσω μέρος του, μπορούμε να δούμε ότι η μία πλευρά της σύνδεσης πραγματοποιείται μέσω διόδου για προστασία αντίστροφης πολικότητας και η άλλη συγκολλάται απευθείας μεταξύ του ακροδέκτη φόρτισης και του διακόπτη.

Αφού το έκανα ένα γρήγορο καθάρισμα από τη σκόνη που είχε μαζευτεί πάνω του, χρησιμοποίησα το κολλητήρι μου για να αφαιρέσω τη δίοδο και αυτό έσπασε μία από τις συνδέσεις. Χρησιμοποιώντας παχύτερο σύρμα, κόλλησα το ένα άκρο του στον ακροδέκτη του κινητήρα και στη συνέχεια προσπάθησα να σπάσω τον σύνδεσμο συγκόλλησης στον άλλο ακροδέκτη.

Δεδομένου ότι υπήρχε πολλή συγκόλληση εκεί και φάνηκε επίσης ότι υπάρχει επιπλέον μέταλλο πίσω από αυτό για να το υποστηρίξω, χρησιμοποίησα τις μύτες μου για να κόψω ένα μικρό τμήμα από τη γέφυρα και να σπάσω τη δεύτερη σύνδεση από τους ακροδέκτες.

Το δεύτερο σύρμα στη συνέχεια συγκολλήθηκε στον ακροδέκτη του διακόπτη και με αυτό, και οι δύο ακροδέκτες ήταν τώρα ελεύθεροι και δύο καλώδια βγήκαν από τις εσωτερικές συνδέσεις.

Βήμα 6: Συνδέστε το νέο πακέτο μπαταρίας και φορτιστή

Για να είμαι σίγουρος για την πολικότητα των ακροδεκτών, τοποθέτησα ολόκληρο το συγκρότημα πάνω από τους ακροδέκτες του φορτιστή, ενώ ήμουν συνδεδεμένος στην πρίζα και μέτρησα ξανά την τάση. Χρησιμοποίησα έναν κόκκινο δείκτη για να σημειώσω ένα σύμβολο συν τόσο στο εσωτερικό τερματικό στη διάταξη όσο και στο εξωτερικό στο τερματικό του φορτιστή.

Στη συνέχεια πρόσθεσα λίγη συγκόλληση στους ακροδέκτες συναρμολόγησης και κόλλησα και τα δύο καλώδια εισόδου της μονάδας στους ακροδέκτες σύμφωνα με την πολικότητα που σημειώθηκε.

Για να αποτρέψω τυχόν ανεπιθύμητα σορτς, χρησιμοποίησα κάποια ηλεκτρική ταινία για να απομονώσω τους ακροδέκτες της μπαταρίας μέσα στην υποδοχή τους και έπειτα τοποθέτησα τη νέα συσκευασία. Ευτυχώς για μένα, η απόσταση ήταν τέλεια και το νέο πακέτο τοποθετήθηκε μέσα χωρίς αλλαγές στην υποδοχή.

Ως τελευταίο βήμα, έκοψα τα καλώδια που έρχονται από τον κινητήρα σε μήκος και τα έχω κολλήσει στα τακάκια εξόδου της μονάδας. Με όλα συνδεδεμένα πάτησα το διακόπτη για να το δοκιμάσω και ο κινητήρας κινήθηκε αλλά αμέσως σταμάτησε. Δεν ήμουν σίγουρος ποιο ήταν το ζήτημα, αλλά υπέθεσα ότι ίσως οι μπαταρίες δεν ήταν αρκετά φορτισμένες και η μονάδα δεν ανάβει, οπότε προχώρησα στην εγκατάσταση ολόκληρης της διάταξης πίσω στη θήκη.

Βήμα 7: Μαζέψτε ξανά

Η εγκατάσταση ήταν αρκετά απλή καθώς υπήρχε άφθονος χώρος στο εσωτερικό για να χωρέσει όλα τα νέα καλώδια. Το πιο δύσκολο κομμάτι ήταν η ευθυγράμμιση του διακόπτη στην κορυφή και μετά από αυτό, επέστρεψα τις τρεις βίδες για να ασφαλίσω τη θήκη ως ένα κομμάτι.

Για να δω γιατί η ηλεκτρική σκούπα δεν λειτούργησε, χρησιμοποίησα τα κλιπ αλιγάτορα για να το συνδέσω στο φορτιστή και προς έκπληξή μου το LED φόρτισης δεν άναψε. Νομίζοντας ότι κάτι μπορεί να έχει αποσυνδεθεί κατά τη συναρμολόγηση, μέτρησα όλες τις συνδέσεις και τις τάσεις στη μονάδα του φορτιστή μόνο για να συνειδητοποιήσω ότι κατάφερα να το τηγανίσω.

Σύμφωνα με τις προδιαγραφές, η μονάδα είναι ικανή να φορτίζει τις μπαταρίες με ρεύμα έως 1Α, αλλά ποτέ δεν μου ήρθε στο μυαλό ότι αυτό το 1Α είναι επίσης το όριο που μπορεί να προσφέρει στην έξοδο! Όταν άνοιξα την ηλεκτρική σκούπα προηγουμένως, ο κινητήρας πρέπει να έχει τραβήξει πολύ περισσότερο από 1Α καταστρέφοντας τη μονάδα στη διαδικασία.

Βήμα 8: Αντικατάσταση μονάδας και καλωδίωσης (προαιρετικά)

Το μάθημα, αντικατέστησα τη μονάδα και επειδή δεν είχα άλλη μονάδα που να μπορεί να χειριστεί περισσότερο ρεύμα, κόλλησα τώρα τα καλώδια εξόδου απευθείας στα καλώδια της μπαταρίας. Με αυτόν τον τρόπο, το ρεύμα εξόδου δεν περνάει από τη μονάδα και δεν μπορεί να τη βλάψει, αλλά επίσης, με αυτόν τον τρόπο, χάνουμε την προστασία υπερφόρτισης που παρέχει η μονάδα.

Σε αυτήν τη διαμόρφωση, η μονάδα θα είναι υπεύθυνη μόνο για τη φόρτιση των μπαταριών και τη διασφάλιση ότι δεν υπερφορτίζονται και για υπερφόρτιση, θα προσπαθήσω να το παρακολουθήσω χειροκίνητα προς το παρόν, ακούγοντας την ταχύτητα του κινητήρα. Κάθε φορά που ακούω ότι ο κινητήρας αρχίζει να λειτουργεί πιο αργά από το κανονικό, θα τοποθετείται στον φορτιστή.

Αυτό δεν είναι το ιδανικό, αλλά δεν νομίζω ότι θα έχει πρόβλημα αφού το καθαριστικό χρησιμοποιείται μόνο σε σχετικά σύντομες εκρήξεις και όχι συνεχώς για μεγάλο χρονικό διάστημα. Μετά από κάθε λίγη χρήση, μπορούμε να το επαναφέρουμε στο φορτιστή για να το γεμίσουμε και να μην το λειτουργούμε ποτέ επικίνδυνα χαμηλά στην τάση της μπαταρίας. Εάν το βλέπω ως πρόβλημα στο μέλλον, ίσως προσθέσω ένα ξεχωριστό κύκλωμα παρακολούθησης της μπαταρίας και να κάνω ένα βίντεο σχετικά με αυτό.

Βήμα 9: Απολαύστε

Έτσι, με τα πάντα να λειτουργούν τώρα, έκοψα δύο από τα πλαστικά κομμάτια που έσπρωξαν την αρχική μπαταρία από το κάλυμμα και τα έκλεισα όλα. Αφού το φίλτρο επανατοποθετήθηκε στη θέση του και το μπροστινό μέρος ξανά, είχα άλλη μια φορητή ηλεκτρική σκούπα.

Ελπίζω ότι αυτό το Instructable ήταν εκπαιδευτικό για εσάς και ότι καταφέρατε να μάθετε κάτι. Αν αυτό είναι αλήθεια, παρακαλώ ελέγξτε τα υπόλοιπα Instructables, εγγραφείτε στο κανάλι μου στο YouTube και θα τα πούμε όλα την επόμενη φορά.

Μπράβο και ευχαριστώ που διαβάσατε!