Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita + защита от разряда для аккумуляторов Makita

Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
В данной статье две работы одного мастера объединены в одну. В одной статье рассказывается об изготовлении адаптера для паяльника, во-второй о защите аккумулятора Makita от разрядки. Работы пересекаются, поэтому были объединены в одну.Паяльник TS100 очень удобный инструмент, в том числе своей мобильностью и гибкими требованиями к источнику питания.В комплекте с паяльником есть сетевой адаптер питания, но его можно запитать от различных источников.Вместо того, чтобы носить с собой большой блок питания для TS100, мастер решил сделать несколько небольших легковесных адаптеров, чтобы его можно было использовать паяльник с любым источником питания, который у него есть: адаптер постоянного тока, лабораторный блок питания и аккумулятором для дрона ( XT60 3S +)Помимо этих источников питания у него есть несколько аккумуляторов Makita большой емкости, и он решил сделать простой адаптер XT60, который может взаимодействовать с кабелем питания со штекером XT60 паяльника.Эти батареи имеют некоторые особенности, которые делают их особенно подходящими для такого рода пользовательских применений:Они имеют встроенную защиту от разрядки*, благодаря которой можно гарантировать, что аккумулятор не разрядиться до нуля.Его относительно высокое напряжение и емкость.Дополнительные функции защиты.Встроенный индикатор уровня заряда аккумулятора*Сами батареи Makita не отключают питание при разряде, и эта опция является пользовательской. Подробнее о защите аккумулятора можно ознакомиться в последнем шаге данной статьи.При изготовлении адаптера необходимы следующие Инструменты и материалы:Для адаптера-3D-принтер;-Паяльник TS100;-Обжимной инструмент;-Разъем для аккумулятора Makita (Makita 644808 8);-Штекер XT60;-Прямоугольные кабельные наконечники диаметром 6,6 мм — 2 шт;-2,8 мм клеммы;-МОП-транзистор IRFP3006;-Радиатор TO-247;-М3 К-247 пластиковый изолятор;-Силиконовая прокладка TO-247;-Гайки M4 — 4 шт;-Винты M4 x 28 мм винт с потайной головкой — 4 шт;-Квадратная гайка M3;-Винт M3 x 8 мм;-Термоусадочные трубки;-Провода;-Эпоксидная смола;-Аккумулятор Makita;Для схемы защиты-N-канальный полевой МОП-транзистор IRLB8721;IRFP3006;2N7000;-МОП-транзистор с каналом P (IRF5305);-Резистор 10 кОм;-Резистор 100 Ом;-Толстая проволока;-Монтажная плата; Шаг первый: разработка моделиПрежде чем приступить к моделированию адаптера, нужно определить требования / цели проекта.Требования к дизайну:Совместимость с Makita 644808 8Выход на штекер XT60Адаптер должен быть как можно компактнейДетали должны быть распечатаны на 3D-принтереЛегкая сборкаМастер использовал Fusion 360 для моделирования и начал с изготовления части 644808 8. По сути эта деталь должна устанавливаться в аккумулятор и в нее уже должен устанавливаться штекер XT60.Также есть еще один разъем -643852 2 (желтый). Он немного отличается от черного разъема и сделан под модель Makita 643852 2.Он спроектировал базу адаптера так, чтобы ее можно было легко адаптировать к проекту без необходимости сильного изменения. Для установки крышки мастер спроектировал две взаимозаменяемые версии: в одной используется гайка, добавляемая во время печати, а в другой — резьбовые вставки.Версия, которую он использовал в данном проекте была с гайкой.Чтобы клеммный соединитель был надежно закреплен в адаптере, он разработал небольшой зажим для клемм, который удерживает клеммный разъем на месте после того, как детали будут скреплены винтами.Изначально, до того, как он узнал, что батареи Makita сами по себе не отключают питание при разряде, он сделал крышку адаптера, которая была меньше. Хотя она и включена в файлы для печати, но мастер не рекомендует ее использовать.Крышка адаптера имеет три ключевые особенности:В ней должно быть отверстие, куда можно было бы вставить штекер XT60.Достаточно места для установки деталей.Четыре отверстия для винтов, которые совпадают с гайками / вставками в базовом адаптере.Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Шаг вторая: 3D-печатьПосле проектирования нужно напечатать детали. Все файлы для печати корпуса можно скачать здесь.Основание адаптера и фиксатор разъема он напечатал черным PETG, а крышку адаптера — оранжевым PETG.В зависимости от использования, полевой МОП-транзистор может сильно нагреваться. Поэтому он бы порекомендовал печатать детали из чего-то более термостойкого, чем PLA, по крайней мере, из PETG, а еще лучше из ASA или ABS, поскольку в модели нет вентиляционных отверстий для охлаждения.Основание адаптера должно быть напечатано с опорами.При печати крышки адаптера необходимо приостановить печать примерно на 5,2 мм, чтобы добавить стопорные гайки.Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Шаг третий: сборкаПосле печати моно приступить к сборке. Начал он с добавления всех обжимных разъемов к проводам и предварительно припаял черный и желтый провод к полевому МОП-транзистору, а красный и черный провод — к штекеру XT60.Провода, которые он использовал, были взяты из старого блока питания ATX. Затем собрал схему защиты от разряда (см.следующий шаг).Убедившись, что схема защиты работает должным образом, он приклеил штекер XT60 с помощью двухкомпонентной эпоксидной смолы.После высыхания клея оставалось только установить остальные компоненты.Начиная с полевого МОП-транзистора, изолятора, силиконовой прокладки, радиатора, все они зафиксированы винтом M3 и квадратной гайкой M3, вставленной в монтажную стойку крышки адаптера.Теперь можно собрать сам адаптер.Первым шагом было подключение обжимных разъемов. Перед их подключением важно, чтобы фиксатор клемм был надет на провода в правильной ориентации.Последний шаг- прикрутить четыре винта M4 в крышке адаптера.Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Шаг четвертый: защита от разрядаТеперь рассмотрим схему защиты аккумулятора от разряда.Изначально мастер предполагал, что батареи Makita имеют встроенную защиту от разряда. Такая информация указана в спецификации к батареи. После того, как он уже сделал переходник для паяльника TS100, он узнал, что аккумуляторы не имеют такой защиты*, а только «уведомляют» инструмент, когда батарея разряжается.Тогда он решил сделать такую схему самостоятельно.*Это относится только к батареям Makita с маленькой звездочкой.Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Начал он с того, что связался с местным представителем Makita и уточнил, можно ли получить некоторую информацию о том, как работает функция сверхразряда. Однако, к сожалению, ответ был отрицательным. Единственное, что он смог подтвердить, это то, что батареи действительно не отключают питание сами по себе, а только в сочетании с инструментами, отмеченными звездочкой.Поразмыслив, он понял, что нужно сосредоточиться на третьем контакте разъема батареи, поскольку это единственное различие между старыми инструментами и батареями (теми, которые без звезды и защиты, у старых всего 2 контакта).Тогда он обследовал сломанную дрель этой фирмы и выяснил, что в дрели используется простой N-канальный полевой МОП-транзистор, который позволяет пропускать ток, пока на его выводе источника находится высокое напряжение, и отключать мощность, когда оно падает. Это должно означать, что на третьем контакте батареи должно быть высокое напряжение до тех пор, пока она не разрядится, а затем будет 0 В.Чтобы убедиться в этом, он подключил мультиметр к батареям и начал проводить измерения. Как только уровень напряжения положительного вывода достигает 12 В, напряжение на третьем выводе падает до 0 В.Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Из тестирования он смог определить, что третий вывод будет иметь напряжение между ~19 В и >12 В, представляющее собой полностью заряженный и полностью разряженный аккумулятор и, конечно же, 0 В, когда срабатывает защита.Таким образом, основываясь на открытии, что Makita использует МОП-транзистор для отключения питания после разряда, оставался только один важный вопрос, на который нужно было ответить. Должен ли он отключать положительную (высокую) сторону или отрицательную (низкую) стороны?Ответ зависит от того, что делается. Если запитываеться лампа, которая использует батареи Makita, то лучше отключать минус, просто потому, что это более эффективно, дешевле и проще. Но в данном проекте питается более сложная электроника, и лучше использовать для отключения плюс, так как электроника любит быть заземленной.В итоге он разработал три схемы для защиты от разряда.Он выбрал разные полевые МОП-транзисторы в зависимости от потребностей и того, что было под рукой. Нужно убедиться, что транзистор способен работать в диапазоне 12–19 В сигнального контакта.Схема переключения низкой стороны, которую он нашел в дрели Makita, настолько проста, насколько это возможно. В дрели используется полевой МОП-транзистор IRFP3006 N с сигналом батареи, подключенным непосредственно к его затвору, а его отрицательный полюс подключен к истоку полевого МОП-транзистора, а сток подключен к отрицательной части нагрузки.Это работает, потому что, сигнальный контакт от батареи Makita всегда либо 0 В, либо 12 + В.Следующая схема аналогична переключению Makita, но есть три отличия:Мастер добавил резистор 100 Ом последовательно между сигналом и затвором, чтобы защитить полевой МОП-транзистор от потенциального скачка напряжения.Он добавил понижающий резистор на 10 кОм, хотя технически он может не понадобиться, так как аккумулятор может уже иметь его на сигнальном контакте.Он заменил MOSFET на другой N-канальный MOSFET, IRLB8721, просто для демонстрации того, что можно использовать другой транзистор.Третья схема отключает питание на положительной стороне.Поскольку схема ограничена положительным сигналом запуска от батареи, это означает, что нельзя просто заменить полевой МОП-транзистор с N каналом на полевой МОП-транзистор с P-каналом.Вместо этого потребуется использовать полевой МОП-транзистор с N-каналом (2N7000) для запуска полевого МОП-транзистора с каналом P (IRF5305), добавив резисторы 100 Ом (R1 и R2) на затворах, а также подтягивающий резистор 10 кОм (R3) и понижающие резисторы на 10 кОм (R4).Эта схема в основном инвертирует сигнальный вывод, чтобы он мог запускать полевой МОП-транзистор P-канала. Однако это также означает, что схема всегда потребляет небольшое количество энергии, поэтому следует отключать аккумулятор, когда он не используется.Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Теперь нужно просто собрать схему.Для реализации переключения высокой стороны он начал с создания прототипа схемы на макете.Это позволило мне протестировать схему и убедиться, что она работает.Дальше он смонтировал схему на плате и добавил радиатор к полевому МОП-транзистору. Затем установил схему в адаптер для батареи и протестировал ее. Результаты тестов показали, что аккумулятор отключается примерно на 12 В, что означает, что защита сработала.Если использовать отключение по минусу, то нужно просто подключить полевой МОП-транзистор IRFP3006 N с каналом N к разъему батареи, и все.Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Адаптер питания для паяльника TS100 под аккумулятор Makita  + защита от разряда для аккумуляторов Makita
Ссылка на первую статью.Ссылка на вторую статью.

(Source)

Источник: usamodelkina.ru
Поделиться статьей
Поделиться в odnoklassniki
Поделиться в vk
Поделиться в twitter

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

7 + одиннадцать =