Staubsauger Ni-MH zu Li-Ion-Umwandlung - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Hallo allerseits, In diesem Instructable werden wir meinen Handstaubsauger von Ni-MH in Li-Ion-Akkus umwandeln.

Dieser Staubsauger ist fast 10 Jahre alt, aber in den letzten 2 Jahren wurde er fast nie benutzt, da er ein Problem mit seinen Batterien hatte. Immer wenn wir es vom Ladegerät nahmen, um es zu benutzen, fiel die Saugleistung fast sofort ab, als ob es nicht geladen wäre.

Der Staubsauger läuft dann noch einige Zeit weiter, jedoch nicht mit der erforderlichen Leistung, sodass er eine Weile gelagert wurde und Staub darauf anstatt darin verstaubte.

Lieferungen

TC4056A-Modul -

Hochstrommodule -

18650 Batterien -

Lötkit -

Lötdraht -

Drahtschere -

Schraubendreher-Set -

Präzisionsschraubendreher -

Isolierband -

Elektrischer Draht -

Schritt 1: Entfernen Sie die alten Ni-MH-Batterien

Auf der Rückseite des Staubsaugers befindet sich eine Zugangsöffnung, über die wir nach dem Entfernen auf die Batterien zugreifen können. Sein Pack besteht aus 3 in Reihe geschalteten Ni-MH-Zellen, die bei voller Ladung 4,5 V liefern. Nach dem Entleeren wird dieses Paket auf etwa 3 V heruntergefahren, was es zu einem perfekten Kandidaten für den Wechsel mit Lithiumzellen macht.

Ich benutzte mein Multimeter, um die alte Packung zu überprüfen, sobald sie aus dem Staubsauger war, und sie maß 3,8 V über die drei Zellen, aber als ich anfing, jede Zelle einzeln zu messen, bemerkte ich, dass eine von ihnen bei 0,6 V lag, was unter dem liegt Spannung sollte es immer sein.

Wenn Sie sich in einer ähnlichen Situation befinden und nicht auf Lithium umstellen möchten, können Sie die defekte Zelle austauschen und Ihr Gerät reparieren lassen.

Der Spannungsbereich für eine Lithiumzelle reicht von 4,2 bis 2,8 V, was gut in den Bereich passt, in dem der Staubsauger bereits arbeitet, so dass die Entscheidung gefallen ist.

Schritt 2: Bergung oder Vorbereitung neuer Lithium-Ionen-Batterien

Sie können definitiv neue Li-Ionen-Zellen kaufen und verwenden, aber ich hatte diesen Laptop-Akku, den ich nicht benutzt habe, also beschloss ich, einige der Zellen im Inneren zu retten, um ihnen ein zweites Leben zu geben.

Das Batteriegehäuse besteht aus zwei Hälften, die die einzelnen Batteriezellen einschließen und das Entfernen ist eine ziemliche Herausforderung. Ich begann damit, das Gehäuse von einer Seite mit einem flachen Schraubendreher aufzubrechen und mich rundum zu arbeiten.

Die gesamte Packung ist zusammengeklebt, also sei vorsichtig mit dem Schraubendreher, da ich es in einem Moment der Unachtsamkeit geschafft habe, mir in die Hand zu stechen, als der Schraubendreher die äußere Hülle durchbohrte.

Sobald das Gehäuse aufgespalten ist, habe ich mit meinem Schraubendreher die Zellen von der anderen Hälfte getrennt und dann mit der Drahtschere die nicht benötigte Steuerplatine ausgeschnitten und auch die drei parallel liegenden Paare getrennt.

An dieser Stelle ist es wichtig, dass jedes der Zellenpaare auf die Spannung überprüft wird, die es anliegt, da keine verwendet werden sollten, die unter 2,5 V liegen, da sie möglicherweise dauerhaft beschädigt wurden. Ich hatte ein solches Paar, also nahm ich eines der guten und begann, es für den Staubsauger vorzubereiten.

Schritt 3: Bereiten Sie den Ladekreis vor

Um sicherzustellen, dass die Batterien nicht überladen werden, habe ich ein TC4056A-Modul verwendet. Dieses Modul erhält 5 V am Eingang und lädt dann die Lithiumzellen auf 4,2 V auf, was ihre maximal zulässige Spannung ist. Alles darüber hinaus und Sie riskieren, die Zellen zu beschädigen und ein Feuer zu verursachen.

Wie Sie später sehen werden, ist dies nicht wirklich die richtige Wahl, aber das war die einzige, die ich hatte. Ich habe im Abschnitt "Zubehör" einen zusätzlichen Link zu einem anderen Modul eingefügt, das für eine höhere Stromabgabe ausgelegt ist.

Ich habe zuerst allen Modulpads etwas Lötmittel hinzugefügt, ich habe zwei Drähte auf den Eingangspads hinzugefügt und ich habe es mit Heißkleber auf den Zellen befestigt. Ich fügte dann zwei dickere Drähte von den Batterieklemmen zu den Batteriepads auf dem Modul hinzu, um sicherzustellen, dass die gleiche Polarität wie markiert beibehalten wird.

Schritt 4: Testen Sie den Ladevorgang

Das Pack war jetzt zum Aufladen bereit, also testete ich das Laden mit dem Original-Ladegerät des Staubsaugers, das glücklicherweise 5 V ausgibt. Der Ausgangsstrom dieses Adapters ist mit 120 mA sehr niedrig, so dass das Aufladen eine Weile dauert, aber auf der anderen Seite ist es auf diese Weise viel sicherer, da die Batterien nie zu heiß werden. Der Reiniger wird nur selten verwendet und kann problemlos über Nacht aufgeladen werden.

Um die Polarität zu erkennen, habe ich das Ladegerät an die Steckdose angeschlossen und mit meinem Multimeter die Spannung an den Pins getestet, die aus dem Ladedeck herausragen. Da es sich um ein Transformator-basiertes Netzteil handelt, können Sie feststellen, dass die gemessene Spannung etwas höher als 5 V ist, dies jedoch nur, weil der Ausgang nicht belastet wird.

Wenn Sie bei einer solchen Spannungsmessung einen positiven Messwert erhalten, ist der Anschluss, den Sie mit der roten Sonde am Multimeter berühren, der positive Anschluss. In meinem Fall war die Spannung negativ, also hatte ich die Sonden umgekehrt. In diesem Fall ist bei einem negativen Spannungswert die schwarze Sonde der Pluspol.

Nachdem das Terminal identifiziert war, habe ich zwei Drähte mit Krokodilklemmen verwendet, um das Pack am Ladegerät zu befestigen und es aufzuladen. Während des Ladevorgangs hat das Modul eine rote LED, die aufleuchtet und wenn der Akku vollständig geladen ist, erlischt es und eine blaue LED leuchtet.

Schritt 5: Unterbrechen Sie die internen Verbindungen

In der ursprünglichen Konfiguration sind bei den Ni-MH-Akkus die Ladeanschlüsse direkt mit dem Akku verbunden. Da wir mit dem neuen Pack eine Schutzschaltung dazwischen hinzufügen müssen, öffnete ich das Staubsaugergehäuse und entfernte die gesamte Motor- und Batteriebaugruppe.

Auf der Rückseite ist zu sehen, dass die eine Seite der Verbindung über eine Diode zum Verpolungsschutz erfolgt und die andere direkt zwischen Ladeklemme und Schalter gelötet ist.

Nachdem ich es schnell von dem Staub gereinigt hatte, der sich darauf angesammelt hatte, benutzte ich meinen Lötkolben, um die Diode zu entfernen, und das brach eine der Verbindungen. Mit dickerem Draht lötete ich ein Ende davon an den Motoranschluss und versuchte dann, die Lötstelle am anderen Anschluss zu brechen.

Da dort viel Lötmittel war und es auch schien, als ob sich zusätzliches Metall dahinter befand, um es zu stützen, benutzte ich meine Schere, um einen kleinen Abschnitt von dieser Brücke abzuschneiden und die zweite Verbindung von den Anschlüssen zu trennen.

Der zweite Draht wurde dann an den Schalteranschluss gelötet und damit standen nun beide Anschlüsse frei und zwei Drähte kamen aus den inneren Anschlüssen heraus.

Schritt 6: Verbinden Sie den neuen Akku und das Ladegerät

Um die Polarität der Anschlüsse zu überprüfen, habe ich die gesamte Baugruppe über die Anschlüsse des Ladegeräts gelegt, während sie an die Steckdose angeschlossen war, und die Spannung erneut gemessen. Ich habe mit einem roten Marker ein Pluszeichen sowohl auf der Innenklemme in der Baugruppe als auch außen auf der Ladeklemme markiert.

Ich fügte dann den Montageklemmen etwas Lötmittel hinzu und lötete beide Moduleingangsdrähte entsprechend der markierten Polarität an die Klemmen.

Um unerwünschte Kurzschlüsse zu vermeiden, habe ich die Batterieklemmen mit Isolierband in ihrem Steckplatz isoliert und dann die neue Packung eingesetzt. Zum Glück war der Abstand perfekt und die neue Packung passte ohne Änderungen am Steckplatz hinein.

Als letzten Schritt habe ich die vom Motor kommenden Drähte auf Länge geschnitten und an die Ausgangspads des Moduls gelötet. Als alles angeschlossen war, drückte ich auf den Schalter, um es zu testen, und der Motor bewegte sich, aber er stoppte sofort. Ich war mir nicht sicher, was das Problem war, aber ich nahm an, dass die Batterien möglicherweise nicht ausreichend geladen waren und das Modul sich nicht einschaltet, also fuhr ich mit der Installation der gesamten Baugruppe zurück in das Gehäuse.

Schritt 7: Wieder zusammenbauen

Die Installation war ziemlich einfach, da im Inneren viel Platz für alle neuen Kabel war. Der schwierigste Teil war das Ausrichten des Schalters auf der Oberseite und danach habe ich die drei Schrauben zurückgegeben, um das Gehäuse als ein Stück zu befestigen.

Um zu sehen, warum der Staubsauger nicht funktionierte, habe ich ihn mit den Krokodilklemmen an das Ladegerät angeschlossen und zu meiner Überraschung ging die Lade-LED nicht an. Da ich dachte, dass sich während der Montage etwas gelöst haben könnte, habe ich alle Anschlüsse und Spannungen am Lademodul gemessen, nur um festzustellen, dass ich es geschafft habe, es zu braten.

Laut Spezifikationen ist das Modul in der Lage, die Batterien mit bis zu 1 A Strom aufzuladen, aber ich habe nie daran gedacht, dass 1 A auch die Grenze ist, die es am Ausgang bereitstellen kann! Als ich den Staubsauger vorher eingeschaltet habe, muss der Motor viel mehr als 1A gezogen haben und dabei das Modul zerstört haben.

Schritt 8: Modul und Verkabelung ersetzen (optional)

Gelernt habe ich das Modul ausgetauscht, und da ich kein anderes Modul hatte, das mehr Strom verarbeiten kann, lötete ich jetzt die Ausgangsdrähte direkt an die Batteriedrähte. Auf diese Weise fließt der Ausgangsstrom nicht durch das Modul und kann es nicht beschädigen, aber auf diese Weise verlieren wir auch den Tiefentladeschutz, den das Modul bietet.

In dieser Konfiguration ist das Modul nur dafür verantwortlich, die Batterien aufzuladen und sicherzustellen, dass sie nicht überladen werden, und für eine Tiefentladung werde ich versuchen, dies vorerst manuell zu überwachen, indem ich auf die Motordrehzahl höre. Immer wenn ich höre, dass der Motor langsamer als normal läuft, wird er auf das Ladegerät gelegt.

Dies ist nicht ideal, aber ich denke, es wird kein Problem sein, da der Reiniger nur in relativ kurzen Stößen und nicht über längere Zeit kontinuierlich verwendet wird. Nach allen paar Anwendungen können wir es zum Aufladen wieder an das Ladegerät legen und die Batteriespannung nie gefährlich niedrig halten. Wenn ich dies in Zukunft als Problem sehe, füge ich möglicherweise eine separate Batterieüberwachungsschaltung hinzu und mache ein Video dazu.

Schritt 9: Viel Spaß

Also, da jetzt alles funktioniert, habe ich zwei der Plastikteile, die den ursprünglichen Akkupack von der Abdeckung drückten, abgeschnitten und alles geschlossen. Nachdem der Filter wieder eingesetzt und die Front wieder aufgesetzt war, hatte ich wieder einen funktionierenden Handstaubsauger.

Ich hoffe, dass dieses Instructable für Sie lehrreich war und dass Sie es geschafft haben, etwas zu lernen. Wenn das wahr ist, überprüfen Sie bitte meine anderen Instructables, abonnieren Sie meinen YouTube-Kanal und ich sehe Sie alle beim nächsten Mal.

Gruß und danke fürs Lesen!