Продвинутый зарядник макитоподобных батарей из Nocord NС-20.45.0.1

Nocord NС-20.45.0.1Несмотря на неплохие характеристики, зарядное Nocord (ранее имел место обзор) имеет ряд компромиссов, с которыми я не был намерен мириться. А потому пришло время поработать руками! В этой статье расскажу, как доработать зарядное для совместимости с различными видами батарей, а заодно попробуем сделать панель управления с применение термопринтера. Продолжение под катом.

Собственно, само зарядное без переделок имеет ток 4.5 А, 21,6 В напряжение (для батарей с защитным диодом) и простейшую панель с двумя светодиодами, где зеленый загорается при снижении зарядного тока до 600 мА.

В отзывах я нашел две основные переделки, обе по току. Люди добавляют переменный резистор либо переключатель тока. В первом случае можно регулировать ток довольно точно, но никаких определенных положений нет. 

Во втором есть два положения, для двух видов батарей, а тумблер направляет ток из цепи управления на два добавленных задающих резистора разных номиналов.

И обычно добавляют еще вольтамперметр либо вольттермометр.

Мне понравились оба варианта (а также вольтамперметр), и я решил себе ни в чем не отказывать… То есть сделать и переключатель на два положения тока, и плавную его регулировку. Как же, спрашивается, это реализовать? Всего-то и нужен дополнительный переключатель, который будет перенаправлять управляющее напряжение либо на цепь с тумблером тока, либо с переменным резистором.

Кроме того, я решил сделать настраиваемым и напряжение. Дело в том, что существуют батареи и без ограничительного диода в их BMS (например, оригинальные батареи Makita старого образца). В этом случае зарядное на 21,6В будет работать неправильно, а точнее просто не работать. При достижении около 21В BMS будет жестко отрубать весь ток, так что какой-никакой цикл заряда будет нарушен (это в лучшем случае, в худшем оно будет перезаряжать ячейки с риском возгорания). Чтобы избежать этого, я решил добавить переключатель напряжения между 21,6 вольтами и 21. Таким образом, зарядное сможет нормально обеспечивать током и дешевые клоны, и более дорогие оригиналы батарей Макита.

Инструменты и материалы

Для базовой переделки из инструментов понадобится паяльник, гравер, шуруповерт/дрель.

Итак, для доработки управления током нам понадобится:

1. Наиболее плоский и мелкий переменный резистор 50к
2. Обычный резистор 50к (для минимального положения тумблера тока)
3. Опорный резистор номиналом около 30к (позже заменил на подстроечник 100к)
4. Тумблер тока (любой выключатель)
5. Переключатель режимов (любой выключатель)

Для управления напряжением я изначально попробовал подход человека из отзывов, а именно установить два резистора 330к для 21В и 120к для 21.6, но 330к не подошел вообще, зарядка выдавала 21.2. Плюнул, и заменил на 2.2МоМ, стало хотя бы 21.1. Итак, нужны:

1. Резистор 120к
2. Резистор 2.2 МоМ
3. Тумблер напряжения (обычный выключатель)

Для отображения напряжения и тока подойдет любой завалящий вольтамперметр.

Я еще решил добавить тумблер включения зарядки (220В), дополнительный вывод напряжения через XT60 и тумблер для него.

Ход работы

Разбираем зарядку, полностью отсоединяя переднюю панель. Отмечаем габариты вольтамперметра.

Прорезаем отверстие под вольтамперметр, используя мини-гравер.

Получилось не очень аккуратно, но потом исправим. А пока что повторяем действия для тумблеров напряжения и тока, а также сверлим паз переменного резистора.

Изначально брал обычный советский резистор, но он у меня упирался в трансформатор. Пришлось заменить. В итоге вышло примерно так (наклейку уже снял термофеном).

С обратной стороны закрепил переключатели термоклеем.

На этом этапе добавил XT60 для вывода напряжения. Прорезал паз гравером и закрепил разъем термоклеем, подпаяв его напрямую к клеммам. 

В то же время подпаял вольтамперметр по схеме.

Далее припаял управляющие резисторы панели. Чтобы оставить панель съемной, использовал завалявшиеся коннекторы RCA (тюльпаны), для подсоединения панели к схеме зарядки. Красный тюльпан отвечает за управление напряжением, желтый — током.

Схемы переключения напряжения и тока на панели прилагаю.

В плате зарядного просверлил отверстия для ответных разъемов. Это обеспечит защиту пайки при резком выдергивании панели и в целом выглядит вполне симпатично.

Собственно, основа переделки лежит в замене резисторов R20 (напряжение) и R36 (ток). Параллельно R36 также напаял два резистора по мегаому, чтобы при переключении номиналов схема совсем уж не падала в обрыв управляющей цепи.

На фото также видны клеммы 220, которые нужны для подключения позже добавленного тумблера включения зарядки. Кроме тумблера включения я добавил и тумблер дополнительного разъема. В итоге зад панели прибавил в проводах

А перед в тумблерах.

Тут я не удержался и распечатал колпачок для резистора на 3д принтере. А раз уж пошла такая пьянка, решил уже все тумблеры облагородить, а заодно сделать полноценную панель управления.

Панель я решил делать в InkSkape, а заодно немного его освоить. В низ панели добавил треугольник Ома (с выделенной буквой тока), а также поясняющие подписи. Вверху добавил иконки диодов для переключателя напряжения. Также обозначил вырезы тумблеров, переменного резистора и вольтамперметра. Получилось как-то так.

Не судите слишком строго, я только под конец разобрался, как работать со слоями и группами иконок, не говоря уже про сплайны и прочие непотребства...

Колпачки разработать буквально пару минут. Причем я использовал векторную графику из InkScape (да-да, svg легко конвертируется в 2D скетч во FreeCAD).

Для печати графики я использовал обычный детский термопринтер, который купил чисто из интереса, а также моток термонаклейки. 

Печатал с телефона с помощью приложения RawBT.

Далее час кропотливого вырезания мелочи канцелярским ножом и готово!

Думаю, получилось довольно наглядно и интуитивно, хотя на вкус и цвет фломастеры, несомненно, разные. Из недостатков можно выделить некую мыльность, обусловленную низким разрешением.

Итоги

В результате работы получился достаточно универсальный и удобный в использовании зарядник+блок питания. За счет двух вариантов регулировки тока можно быстро переключаться между тремя типами батарей (самыми маленькими, для моек и прочей мелочи, средними, например, для цепных и пил, и самыми большими для УШМ, требующими максимального тока). Кроме того, поддерживаются и батареи без обратного диода. 

С помощью вольтамперметра можно контролировать ток и напряжение заряда намного точнее, чем имея два диода, кроме того виден выставленный ток  при управлении через переменный резистор.

Подписи кнопок и распечатанные колпачки делают управление более эргономичным. Хотя имеет место низкое разрешение, подписи остаются достаточно читаемыми и понятными.

Дополнительный разъем позволяет использовать зарядку как источник тока, например, для всяческих type-C преобразователей, например, sw3516 или sw3518 а далее уже питать любую type-C нагрузку.

В целом, считаю, вышло достаточно универсально и удобно. В любом случае, критика принимается. Спасибо за внимание!