Conversió d'aspiradors de Ni-MH a ions de Li: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Hola a tothom, En aquest manual, convertirem la meva aspiradora de mà de bateries de Ni-MH a bateries de ions de Li.

Aquesta aspiradora té prop de deu anys, però en els darrers 2 anys gairebé no es va fer servir ja que va tenir un problema amb les bateries. Sempre que el traiem del carregador per utilitzar-lo, la potència del buit cauria gairebé a l'instant com si no estigués carregada.

El buit continuarà funcionant durant un cert temps, però no amb la potència necessària, de manera que es va mantenir emmagatzemat durant un temps recollint-hi pols en lloc d’interior-lo.

Subministraments

Mòdul TC4056A:

Mòduls d’alta intensitat:

18650 bateries:

Kit de soldadura:

Solder Wire:

Retalls de filferro:

Conjunt de tornavís:

Tornavisos de precisió:

Cinta elèctrica:

Cable elèctric:

Pas 1: traieu les bateries Ni-MH antigues

A la part posterior del buit, hi ha un port d’accés que un cop eliminat, podem accedir a les bateries. El seu paquet està format per 3 cèl·lules Ni-MH connectades en sèrie per proporcionar 4,5V quan està completament carregada. Un cop escorregut, aquest paquet baixarà a uns 3V, cosa que el converteix en un candidat perfecte per canviar-lo amb cèl·lules de liti.

Vaig utilitzar el multímetre per comprovar el paquet vell un cop sortia de l’aspirador i mesurava 3,8 V a través de les tres cel·les, però un cop vaig començar a mesurar cada cel·la individualment, vaig notar que una d’elles estava a 0,6 V, que es troba a sota tensió que hauria de ser mai.

Si us trobeu en una situació similar i no voleu convertir-lo a liti, podeu substituir la cel·la defectuosa i fixar l’aparell.

El rang de tensió d’una cèl·lula de liti és de 4,2 a 2,8 V, que s’adapta molt bé al rang en què ja funciona l’aspiradora, de manera que es va prendre la decisió.

Pas 2: recupereu o prepareu noves bateries d'ió Li

Definitivament, podeu comprar i utilitzar noves cèl·lules d’ió li-li, però tenia aquesta bateria d’ordinador portàtil que no feia servir, així que vaig decidir recuperar algunes de les cèl·lules que hi havia a dins per donar-los una segona vida.

La caixa de la bateria està formada per dues meitats que empaqueten les cel·les individuals de la bateria i treure-les és tot un repte. Vaig començar obrint la caixa des d’un costat amb un tornavís de cap pla i treballant tot el meu camí.

Tot el paquet està enganxat, així que aneu amb compte amb el tornavís, ja que en un moment de descuit vaig aconseguir apunyalar la mà quan el tornavís va perforar la caixa exterior.

Un cop obert el cas, he fet servir el meu tornavís per separar les cel·les de l’altra meitat i després amb els retalls de filferro he tallat la placa de control que no necessitaré i també he separat els tres parells que hi havia en paral·lel.

En aquest moment, és fonamental que es comprovi quin és el voltatge de cadascun dels parells de cèl·lules, ja que no s’ha d’utilitzar cap de menys de 2,5 V, ja que podria haver estat danyat permanentment. Tenia un parell d’aquest tipus, així que vaig agafar-ne un de bo i vaig començar a preparar-lo per anar a l’aspiradora.

Pas 3: prepareu el circuit de càrrega

Per assegurar-me que les bateries no estan sobrecarregades, he utilitzat un mòdul TC4056A. Aquest mòdul obté 5V a l’entrada i, a continuació, carrega les cèl·lules de liti a 4,2V, que és el voltatge màxim permès. Res més enllà d’això i es corre el risc de danyar les cèl·lules i provocar un incendi.

Com veureu més endavant, aquesta no és l’elecció correcta, però va ser l’única que vaig tenir. He inclòs un enllaç addicional a la secció de subministraments a un altre mòdul dissenyat per a una sortida de corrent superior.

Primer he afegit una mica de soldadura a totes les pastilles dels mòduls, he afegit dos cables a les pastilles d’entrada i les he fixat a les cel·les amb cola calenta. A continuació, he afegit dos cables més gruixuts dels terminals de la bateria als coixinets de la bateria del mòdul, assegurant-me de mantenir la mateixa polaritat que la marcada.

Pas 4: proveu el procés de càrrega

El paquet ja estava a punt per carregar-se, de manera que vaig procedir a provar la càrrega amb el carregador original de l’aspirador que afortunadament emet 5V. El corrent de sortida d’aquest adaptador és realment baix a 120 mA, de manera que la càrrega trigarà una mica, però, d’altra banda, és molt més segur d’aquesta manera, ja que les bateries no s’escalfaran mai. El netejador no s’utilitza molt sovint i es pot carregar fàcilment durant la nit.

Per tal d’identificar la polaritat, vaig connectar el carregador a la presa de paret i vaig utilitzar el multímetre per provar la tensió dels pins que sobresurten de la plataforma de càrrega. Com que es tracta d’una font d’alimentació basada en transformadors, podeu veure que el voltatge és una mica superior a 5 V quan es mesura, però això només es deu al fet que no hi ha càrrega a la sortida.

En mesurar tensions com aquesta, si obteniu una lectura positiva, el terminal que toqueu amb la sonda vermella del multímetre és la connexió positiva. En el meu cas, la tensió era negativa, de manera que tenia les sondes al revés. En aquest cas, amb una lectura de tensió negativa, la sonda negra és el terminal positiu.

Amb el terminal identificat, he utilitzat dos cables amb clips de cocodril per connectar el paquet al carregador i deixar-lo per carregar-lo. Mentre es carrega, el mòdul té un LED vermell que s’encén i, quan la bateria està completament carregada, s’apaga i s’encén un LED blau.

Pas 5: trencar les connexions internes

En la seva configuració original, amb les bateries Ni-MH, els terminals de càrrega estan connectats directament amb la bateria. Com que hem d’afegir un circuit de protecció entre ells amb el nou paquet, vaig obrir la caixa de l’aspiradora i vaig retirar tot el conjunt del motor i les bateries.

A la seva part posterior, podem veure que un costat de la connexió es realitza mitjançant un díode per protegir la polaritat inversa i l’altre es solda directament entre el terminal de càrrega i l’interruptor.

Després de netejar-lo ràpidament de la pols que s’hi recollia, vaig utilitzar el soldador per eliminar el díode i això va trencar una de les connexions. Amb un cable més gruixut, vaig soldar-ne un dels extrems al terminal del motor i després vaig intentar trencar la junta de soldadura de l’altre terminal.

Com que hi havia molta soldadura i també semblava que hi havia metall addicional darrere per suportar-la, vaig utilitzar els meus talls per tallar una petita secció d’aquest pont i trencar la segona connexió dels terminals.

El segon cable es va soldar al terminal del commutador i, amb això, els dos terminals estaven lliures i dos cables sortien de les connexions interiors.

Pas 6: connecteu la bateria i el carregador nous

Per estar segur de la polaritat dels terminals, vaig col·locar tot el conjunt sobre els terminals del carregador, mentre estava connectat a la presa i vaig tornar a mesurar el voltatge. He utilitzat un marcador vermell per marcar un signe més al terminal interior del conjunt i a l’exterior del terminal del carregador.

Després vaig afegir una mica de soldadura als terminals de muntatge i vaig soldar els dos cables d’entrada del mòdul als terminals d’acord amb la polaritat marcada.

Per evitar pantalons curts no desitjats, vaig fer servir una mica de cinta elèctrica per aïllar els terminals de la bateria dins de la seva ranura i després vaig col·locar el nou paquet. Per sort per a mi, l’espai era perfecte i el nou paquet s’hi va instal·lar sense cap modificació a la ranura.

Com a pas final, he tallat els cables que entren del motor fins a la longitud i els heu soldat a les pastilles de sortida del mòdul. Amb tot connectat, vaig prémer l'interruptor per provar-lo i el motor es va moure, però immediatament es va aturar. No estava segur de quin era el problema, però vaig suposar que potser les bateries no estaven prou carregades i el mòdul no s’encén, així que vaig procedir a instal·lar tot el conjunt al cas.

Pas 7: torneu a unir

La instal·lació era bastant senzilla, ja que hi havia molt espai a l’interior per adaptar-se a tots els nous cables. El més complicat era alinear l'interruptor a la part superior i, després d'això, vaig tornar els tres cargols per assegurar la caixa d'una sola peça.

Per veure per què no funcionava l’aspirador, vaig utilitzar els clips de cocodril per connectar-lo al carregador i, per sorpresa, el LED de càrrega no s’encenia. Pensant que alguna cosa es podria haver desconnectat durant el muntatge, vaig mesurar totes les connexions i tensions del mòdul del carregador només per adonar-me que vaig aconseguir fregir-lo.

Segons les especificacions, el mòdul és capaç de carregar les bateries amb un màxim de 1A de corrent, però mai em va venir al cap que aquest 1A també sigui el límit que pot proporcionar a la sortida. Quan vaig engegar l'aspirador anteriorment, el motor havia d'haver tirat molt més d'1A, destruint el mòdul en el procés.

Pas 8: substituïu el mòdul i el cablejat (opcional)

Lliçó apresa, vaig substituir el mòdul i, com que no tenia cap altre mòdul que pogués gestionar més corrent, ara heu soldat els cables de sortida directament als cables de la bateria. D’aquesta manera, el corrent de sortida no passa pel mòdul i no el pot danyar, sinó que també perdem la protecció de sobrecàrrega que proporciona el mòdul.

En aquesta configuració, el mòdul només serà l’encarregat de carregar les bateries i assegurar-se que no es carreguen excessivament i descarreguin excessivament. Intentaré controlar-ho manualment escoltant la velocitat del motor. Sempre que sento que el motor comença a funcionar més lent del normal, es col·locarà al carregador.

Això no és ideal, però no crec que sigui un problema, ja que el netejador només s’utilitza en ràfegues relativament curtes i no de forma contínua durant molt de temps. Després de cada pocs usos, el podem tornar a posar al carregador per recarregar-lo i mai no el farem perillosament per la tensió de la bateria. Si veig això com un problema en el futur, podria afegir un circuit de supervisió de la bateria separat i fer-ne un vídeo.

Pas 9: gaudiu

Per tant, amb tot funcionant ara, vaig retallar dues de les peces de plàstic que empenyien la bateria original de la tapa i la vaig tancar tota. Després de tornar a col·locar el filtre al seu lloc i tornar a posar-lo la part frontal, vaig tornar a tenir una aspiradora de mà en funcionament.

Espero que aquest Instructable fos educatiu per a vosaltres i que hàgiu aconseguit aprendre alguna cosa. Si això és cert, comproveu els meus altres instruccibles, subscriviu-vos al meu canal de YouTube i us veuré la propera vegada.

Ànims i gràcies per llegir!