Stofzuiger Ni-MH naar Li-ion conversie - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Hallo iedereen, In deze Instructable zullen we mijn handstofzuiger omzetten van Ni-MH naar Li-ion-batterijen.

Deze stofzuiger is bijna 10 jaar oud, maar in de afgelopen 2 jaar werd hij bijna nooit gebruikt omdat er een probleem met zijn batterijen ontstond. Telkens wanneer we het van de oplader haalden om het te gebruiken, zou het vacuümvermogen bijna onmiddellijk afnemen alsof het niet was opgeladen.

De stofzuiger zal dan nog een tijdje blijven werken, maar niet met de benodigde kracht, dus hij heeft een tijdje in de opslag gestaan en er stof op verzameld in plaats van erin.

Benodigdheden

TC4056A-module -

Hoge stroom modules -

18650 batterijen -

Soldeerset -

Soldeerdraad -

Draadknipsels -

Schroevendraaierset -

Precisie schroevendraaiers -

Elektrische tape -

Elektrische draad -

Stap 1: Verwijder de oude Ni-MH-batterijen

Aan de achterkant van het vacuüm bevindt zich een toegangspoort die, eenmaal verwijderd, toegang heeft tot de batterijen. Het pakket is gemaakt van 3 Ni-MH-cellen die in serie zijn geschakeld om 4,5 V te leveren wanneer ze volledig zijn opgeladen. Eenmaal geleegd, zal dit pakket tot ongeveer 3V dalen, waardoor het een perfecte kandidaat is om te worden geschakeld met lithiumcellen.

Ik gebruikte mijn multimeter om het oude pakket te controleren zodra het uit de stofzuiger was en het meet 3,8 V over de drie cellen, maar toen ik eenmaal begon elke cel afzonderlijk te meten, merkte ik dat een van hen op 0,6 V stond, wat lager is dan de spanning die het ooit zou moeten zijn.

Als u zich in een vergelijkbare situatie bevindt en u wilt niet overstappen op lithium, dan kunt u de defecte cel vervangen en uw apparaat laten repareren.

Het spanningsbereik voor een lithium cel is van 4,2 tot 2,8V wat mooi past in het bereik waarop de stofzuiger al werkt dus de beslissing was genomen.

Stap 2: Berg nieuwe Li-ion-batterijen op of maak ze klaar

Je kunt zeker nieuwe li-ion-cellen kopen en gebruiken, maar ik had deze laptopbatterij die ik niet gebruikte, dus besloot ik enkele van de cellen erin te redden om ze een tweede leven te geven.

De batterijbehuizing is gemaakt van twee helften die de afzonderlijke batterijcellen insluiten en het verwijderen ervan is een hele uitdaging. Ik begon door de behuizing van de ene kant open te wrikken met een platte schroevendraaier en me overal omheen te werken.

Het hele pakket is aan elkaar gelijmd, dus wees voorzichtig met de schroevendraaier, want in één moment van onvoorzichtigheid slaagde ik erin mijn hand te steken toen de schroevendraaier de behuizing doorboorde.

Toen de behuizing eenmaal was opengespleten, gebruikte ik mijn schroevendraaier om de cellen van de andere helft te scheiden en met de draadknipsels knipte ik de besturingskaart uit die ik niet nodig heb en scheidde ook de drie paren die parallel stonden.

Op dit punt is het van cruciaal belang dat elk van de celparen wordt gecontroleerd op de spanning waarop het is ingeschakeld, aangezien elk paar dat lager is dan 2,5 V niet mag worden gebruikt omdat ze permanent beschadigd kunnen zijn. Ik had zo'n paar, dus ik nam een van de goede en begon hem voor te bereiden om in de stofzuiger te gaan.

Stap 3: Bereid het laadcircuit voor

Om ervoor te zorgen dat de batterijen niet overladen worden, heb ik één TC4056A-module gebruikt. Deze module krijgt 5V op de ingang en laadt vervolgens de lithiumcellen op tot 4,2V, wat hun maximaal toegestane spanning is. Alles daarbuiten en u loopt het risico de cellen te beschadigen en brand te veroorzaken.

Zoals je later zult zien, is dit niet echt de juiste keuze, maar dat was de enige die ik had. Ik heb een extra link opgenomen in de sectie benodigdheden naar een andere module die is gemaakt voor een hogere stroomoutput.

Ik heb eerst wat soldeer aan alle modulepads toegevoegd, ik heb twee draden op de invoerpads toegevoegd en ik heb het op de cellen bevestigd met hete lijm. Vervolgens heb ik twee dikkere draden van de batterijpolen naar de batterijpads op de module toegevoegd en ervoor gezorgd dat dezelfde polariteit behouden blijft als aangegeven.

Stap 4: Test het laadproces

Het pakket was nu klaar om te worden opgeladen, dus ik ging verder met het testen van het opladen met de originele oplader van de stofzuiger die gelukkig 5V levert. De uitgangsstroom van deze adapter is erg laag met 120 mA, dus het opladen duurt even, maar aan de andere kant is het op die manier veel veiliger omdat de batterijen nooit te heet worden. De stofzuiger wordt niet vaak gebruikt en kan gemakkelijk 's nachts worden opgeladen.

Om de polariteit te identificeren, heb ik de oplader op het stopcontact aangesloten en mijn multimeter gebruikt om de spanning te testen op de pinnen die uit het laadplatform steken. Aangezien dit een op een transformator gebaseerde voeding is, kun je zien dat de spanning iets hoger is dan 5V wanneer gemeten, maar dit is alleen omdat er geen belasting op de uitgang staat.

Als u bij het meten van spanning op deze manier een positieve aflezing krijgt, is de aansluiting die u aanraakt met de rode sonde op de multimeter de positieve verbinding. In mijn geval was de spanning negatief, dus ik had de sondes omgekeerd. In dit geval, met een negatieve spanningswaarde, is de zwarte sonde de positieve pool.

Met de terminal geïdentificeerd, gebruikte ik twee draden met krokodillenklemmen om het pakket aan de oplader te bevestigen en het te laten opladen. Tijdens het opladen heeft de module een rode LED die oplicht en wanneer de batterij volledig is opgeladen, gaat deze uit en gaat er een blauwe LED branden.

Stap 5: Verbreek de interne verbindingen

In de oorspronkelijke configuratie, met de Ni-MH-batterijen, zijn de laadklemmen rechtstreeks verbonden met de batterij. Omdat we met het nieuwe pakket een beveiligingscircuit ertussen moeten toevoegen, opende ik de stofzuigerbehuizing en verwijderde ik de hele motor en batterijen.

Op de achterkant zien we dat de ene kant van de verbinding is gemaakt via een diode voor bescherming tegen omgekeerde polariteit en de andere kant is direct gesoldeerd tussen de oplaadaansluiting en de schakelaar.

Nadat ik het snel had schoongemaakt van het stof dat erop was verzameld, gebruikte ik mijn soldeerbout om de diode te verwijderen en dat brak een van de verbindingen. Met dikkere draad soldeerde ik het ene uiteinde ervan aan de motorterminal en probeerde ik vervolgens de soldeerverbinding op de andere terminal te verbreken.

Omdat er veel soldeer was en het ook leek alsof er extra metaal achter zat om het te ondersteunen, heb ik mijn schaar gebruikt om een klein gedeelte van die brug af te snijden en de tweede verbinding van de terminals te verbreken.

De tweede draad werd vervolgens aan de schakelaarterminal gesoldeerd en daarmee stonden beide terminals nu vrij en kwamen er twee draden uit de binnenverbindingen.

Stap 6: Sluit het nieuwe batterijpakket en de oplader aan

Om zeker te zijn van de polariteit van de terminals, heb ik het hele samenstel over de terminals van de lader geplaatst, terwijl ik verbonden was met het stopcontact en de spanning opnieuw gemeten. Ik heb een rode markering gebruikt om een plusteken te markeren op zowel de binnenterminal in de assembly als aan de buitenkant op de laadterminal.

Vervolgens heb ik wat soldeer aan de montageterminals toegevoegd en beide module-ingangsdraden aan de terminals gesoldeerd volgens de gemarkeerde polariteit.

Om ongewenste kortsluitingen te voorkomen, heb ik wat isolatietape gebruikt om de batterijpolen in hun sleuf te isoleren en vervolgens het nieuwe pakket erin geplaatst. Gelukkig voor mij was de afstand perfect en paste het nieuwe pakket erin zonder enige aanpassingen aan de sleuf.

Als laatste stap heb ik de draden die uit de motor komen op lengte gesneden en ik heb ze gesoldeerd aan de output pads op de module. Met alles aangesloten drukte ik op de schakelaar om het uit te testen en de motor bewoog wel maar stopte onmiddellijk. Ik wist niet zeker wat het probleem was, maar ik ging ervan uit dat de batterijen misschien niet voldoende waren opgeladen en dat de module niet wordt ingeschakeld, dus ging ik verder met het installeren van de hele montage terug in de behuizing.

Stap 7: weer in elkaar zetten

De installatie was vrij eenvoudig omdat er aan de binnenkant voldoende ruimte was om alle nieuwe draden te passen. Het lastigste deel was het uitlijnen van de schakelaar aan de bovenkant en nadat dat was gebeurd, bracht ik de drie schroeven terug om de behuizing als één stuk vast te zetten.

Om te zien waarom de stofzuiger niet werkte, gebruikte ik de krokodillenklemmen om hem op de oplader aan te sluiten en tot mijn verbazing ging de oplaad-LED niet aan. Omdat ik dacht dat er tijdens de montage iets was losgekoppeld, heb ik alle aansluitingen en spanningen op de oplaadmodule gemeten om te beseffen dat ik erin geslaagd was om het te braden.

Volgens specificaties is de module in staat om de batterijen op te laden met maximaal 1A stroom, maar het kwam nooit in me op dat die 1A ook de limiet is die hij op de output kan leveren! Toen ik de stofzuiger eerder aanzette, moet de motor veel meer dan 1A hebben getrokken en daarbij de module vernietigen.

Stap 8: Module en bedrading vervangen (optioneel)

Les geleerd, ik heb de module vervangen en aangezien ik geen andere module had die meer stroom aankan, heb ik de uitgangsdraden nu rechtstreeks aan de batterijdraden gesoldeerd. Op deze manier gaat de uitgangsstroom niet door de module en kan deze niet beschadigen, maar ook verliezen we op deze manier de overontladingsbeveiliging die de module biedt.

In deze configuratie zal de module alleen verantwoordelijk zijn voor het opladen van de batterijen en ervoor zorgen dat ze niet overladen en voor overontlading, ik zal proberen dit voorlopig handmatig te controleren door naar de motorsnelheid te luisteren. Telkens wanneer ik hoor dat de motor langzamer begint te lopen dan normaal, wordt deze op de oplader geplaatst.

Dit is niet ideaal, maar ik denk niet dat het een probleem zal zijn, aangezien de reiniger alleen in relatief korte bursts wordt gebruikt en niet continu voor een lange tijd. Na elke paar keer gebruik kunnen we hem terug aan de oplader plaatsen om hem op te laden en hem nooit gevaarlijk laag op de batterijspanning laten lopen. Als ik dit in de toekomst als een probleem zie, kan ik een apart batterijbewakingscircuit toevoegen en er een video over maken.

Stap 9: Geniet

Dus, nu alles werkte, heb ik twee van de plastic stukken bijgesneden die op het originele batterijpakket van het deksel duwden en het allemaal gesloten. Nadat het filter weer op zijn plaats was gezet en de voorkant er weer op, had ik weer een werkende kruimelzuiger.

Ik hoop dat deze Instructable leerzaam voor je was en dat je iets hebt geleerd. Als dat waar is, bekijk dan mijn andere Instructables, abonneer je op mijn YouTube-kanaal en ik zie jullie allemaal de volgende keer.

Groetjes en bedankt voor het lezen!