مكنسة كهربائية Ni-MH لتحويل أيونات الليثيوم: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

مرحبا جميعا،

في Instructable ، سنقوم بتحويل المكنسة الكهربائية المحمولة الخاصة بي من بطاريات Ni-MH إلى بطاريات Li-ion.

يقترب عمر هذه المكنسة الكهربائية من 10 سنوات ، ولكن في العامين الماضيين ، لم يتم استخدامها تقريبًا لأنها طورت مشكلة مع بطارياتها. كلما نزعه من الشاحن لاستخدامه ، ستنخفض طاقة الفراغ على الفور تقريبًا كما لو لم يتم شحنها.

سيستمر الفراغ بعد ذلك في العمل لبعض الوقت ولكن ليس بالقوة المطلوبة لذلك تم الاحتفاظ به في المخزن لفترة من الوقت لجمع الغبار عليه بدلاً من داخله.

اللوازم

وحدة TC4056A -

وحدات التيار العالي -

18650 بطارية -

طقم لحام -

سلك اللحام -

قصاصات الأسلاك -

مجموعة مفك البراغي -

مفكات دقيقة -

شريط كهربائي -

سلك كهربائي -

الخطوة 1: قم بإزالة بطاريات Ni-MH القديمة

في الجزء الخلفي من الفراغ ، يوجد منفذ وصول تم إزالته بمجرد إزالته ، يمكننا الوصول إلى البطاريات. عبوتها مصنوعة من 3 خلايا Ni-MH متصلة في سلسلة لتوفير 4.5 فولت عند الشحن الكامل. بمجرد تجفيف هذه العبوة ، ستنخفض إلى حوالي 3 فولت مما يجعلها مرشحًا مثاليًا للتبديل بخلايا الليثيوم.

لقد استخدمت جهاز القياس المتعدد الخاص بي للتحقق من العبوة القديمة بمجرد خروجها من المكنسة الكهربائية وقياسها 3.8 فولت عبر الخلايا الثلاث ولكن بمجرد أن بدأت قياس كل خلية على حدة ، لاحظت أن إحداها كانت عند 0.6 فولت وهي أقل من الجهد يجب أن يكون من أي وقت مضى.

إذا كنت في موقف مشابه ولا تريد التحويل إلى الليثيوم ، فيمكنك استبدال الخلية المعيبة وإصلاح جهازك.

يتراوح نطاق الجهد لخلية الليثيوم من 4.2 إلى 2.8 فولت وهو ما يناسب بشكل جيد النطاق الذي تعمل فيه المكنسة الكهربائية بالفعل ، لذا تم اتخاذ القرار.

الخطوة 2: إنقاذ أو تجهيز بطاريات Li-ion الجديدة

يمكنك بالتأكيد شراء واستخدام خلايا Li-ion الجديدة ولكن كان لدي بطارية الكمبيوتر المحمول هذه التي لم أستخدمها لذلك قررت إنقاذ بعض الخلايا بالداخل لمنحها حياة ثانية.

تتكون علبة البطارية من نصفين يحمضان خلايا البطارية الفردية وإزالتها يمثل تحديًا كبيرًا. لقد بدأت من خلال فتح العلبة من جانب واحد باستخدام مفك براغي مسطح والعمل في طريقي في كل مكان.

تم لصق الحزمة بأكملها معًا ، لذا كن حذرًا مع مفك البراغي لأنه في لحظة واحدة من الإهمال تمكنت من طعن يدي عندما اخترق مفك البراغي العلبة الخارجية.

بمجرد فتح العلبة ، استخدمت مفك البراغي لفصل الخلايا عن النصف الآخر ، ثم باستخدام القصاصات السلكية ، قطعت لوحة التحكم التي لن أحتاجها وفصلت أيضًا الأزواج الثلاثة التي كانت على التوازي.

في هذه المرحلة ، من الأهمية بمكان أن يتم فحص كل زوج من الخلايا بحثًا عن الجهد الذي يعمل عليه ، حيث لا ينبغي استخدام أي زوج من الخلايا أقل من 2.5 فولت لأنه قد يكون قد تعرض للتلف الدائم. كان لدي زوج واحد من هذا القبيل ، لذا أخذت أحدهما جيدًا وبدأت في إعداده للدخول في المكنسة الكهربائية.

الخطوة 3: تحضير دائرة الشحن

للتأكد من عدم زيادة شحن البطاريات ، استخدمت وحدة TC4056A واحدة. تحصل هذه الوحدة على 5 فولت على المدخلات ثم تقوم بشحن خلايا الليثيوم إلى 4.2 فولت وهو أقصى جهد مسموح به. أي شيء يتجاوز ذلك وأنت تخاطر بإتلاف الخلايا والتسبب في نشوب حريق.

كما سترون لاحقًا ، هذا ليس الخيار الصحيح حقًا ، لكن هذا كان الخيار الوحيد الذي أملكه. لقد قمت بتضمين ارتباط إضافي في قسم المستلزمات إلى وحدة أخرى تم إنشاؤها لزيادة الإنتاج الحالي.

لقد أضفت أولاً بعض اللحام إلى جميع منصات الوحدة ، وأضفت سلكين على وسادات الإدخال وقمت بتثبيته على الخلايا بالغراء الساخن. ثم أضفت سلكين أكثر سمكًا من أطراف البطارية إلى وسادات البطارية على الوحدة مع التأكد من الحفاظ على نفس القطبية كما هو موضح.

الخطوة 4: اختبر عملية الشحن

كانت العبوة جاهزة الآن للشحن ، لذا شرعت في اختبار الشحن باستخدام الشاحن الأصلي من المكنسة الكهربائية التي تنتج 5 فولت لحسن الحظ. تيار الإخراج لهذا المحول منخفض حقًا عند 120 مللي أمبير ، لذا سيستغرق الشحن بعض الوقت ولكن من ناحية أخرى ، يكون الأمر أكثر أمانًا بهذه الطريقة لأن البطاريات لن تصبح ساخنة جدًا أبدًا. لا يتم استخدام المنظف كثيرًا ويمكن شحنه بسهولة طوال الليل.

من أجل تحديد القطبية ، قمت بتوصيل الشاحن بمأخذ الحائط واستخدمت جهاز القياس المتعدد الخاص بي لاختبار الجهد على المسامير التي تبرز من سطح الشحن. نظرًا لأن هذا مصدر طاقة قائم على المحولات ، يمكنك أن ترى أن الجهد أعلى قليلاً من 5 فولت عند القياس ولكن هذا فقط بسبب عدم وجود حمل على الإخراج.

عند قياس مثل هذا الجهد ، إذا حصلت على قراءة موجبة ، فإن الطرف الذي تلمسه بالمسبار الأحمر على جهاز القياس المتعدد هو التوصيل الموجب. في حالتي ، كان الجهد قراءة سالبة ، لذلك كان لدي المجسات في الاتجاه المعاكس. في هذه الحالة ، مع قراءة الجهد السالب ، يكون المسبار الأسود هو الطرف الموجب.

مع تحديد الجهاز ، استخدمت سلكين بهما مشابك تمساح لتوصيل الحزمة بالشاحن وتركها لشحنها. أثناء الشحن ، تحتوي الوحدة على مؤشر LED أحمر يضيء وعندما يتم شحن البطارية بالكامل ، يتم إيقاف تشغيلها ويضيء مؤشر LED أزرق.

الخطوة الخامسة: قطع التوصيلات الداخلية

في التكوين الأصلي ، مع بطاريات Ni-MH ، يتم توصيل أطراف الشحن مباشرة بالبطارية. نظرًا لأننا نحتاج إلى إضافة دائرة حماية بينهما مع العبوة الجديدة ، فتحت علبة المكنسة الكهربائية وأزلت مجموعة المحرك والبطاريات بالكامل.

على ظهره ، يمكننا أن نرى أن أحد جوانب الاتصال يتم من خلال الصمام الثنائي لحماية القطبية العكسية والآخر ملحوم مباشرة بين طرف الشحن والمفتاح.

بعد تنظيفه سريعًا من الغبار الذي تم تجميعه عليه ، استخدمت مكواة اللحام لإزالة الصمام الثنائي والذي كسر إحدى التوصيلات. باستخدام سلك أكثر سمكًا ، قمت بلحام أحد طرفيه في طرف المحرك ثم حاولت كسر مفصل اللحام في الطرف الآخر.

نظرًا لوجود الكثير من اللحام هناك ويبدو أيضًا أن هناك معدنًا إضافيًا خلفه لدعمه ، فقد استخدمت القصاصات الخاصة بي لقطع جزء صغير من هذا الجسر وكسر الاتصال الثاني من المحطات.

تم بعد ذلك لحام السلك الثاني في طرف المحول وبهذا ، أصبح كل من المحطات الطرفية الآن حرة وخرج سلكان من التوصيلات الداخلية.

الخطوة 6: قم بتوصيل البطارية الجديدة والشاحن

للتأكد من قطبية المحطات ، قمت بوضع المجموعة بأكملها فوق أطراف الشاحن ، أثناء الاتصال بالمأخذ وقياس الجهد مرة أخرى. لقد استخدمت علامة حمراء لوضع علامة زائد على كل من الطرف الداخلي في التجميع وعلى الخارج على طرف الشاحن.

ثم أضفت بعض اللحام إلى أطراف التجميع ولحمت كل من أسلاك إدخال الوحدة إلى المحطات وفقًا للقطبية المحددة.

لمنع أي شورت غير مرغوب فيه ، استخدمت بعض الشريط الكهربائي لعزل أطراف البطارية داخل الفتحة الخاصة بهم ثم وضعت العبوة الجديدة فيها. لحسن الحظ بالنسبة لي ، كان التباعد مثاليًا وتم تركيب العبوة الجديدة بالداخل دون أي تعديلات على الفتحة.

كخطوة أخيرة ، لقد قمت بقطع الأسلاك القادمة من المحرك إلى الطول وقمت بلحامها في وسادات الإخراج في الوحدة. مع توصيل كل شيء ، قمت بالضغط على المفتاح لاختباره وتحرك المحرك ولكنه توقف على الفور. لم أكن متأكدًا من سبب المشكلة ، لكنني افترضت أنه ربما لم يتم شحن البطاريات بشكل كافٍ وأن الوحدة لا تعمل ، لذا شرعت في تثبيت المجموعة بأكملها مرة أخرى إلى العلبة.

الخطوة 7: وضع معا مرة أخرى

كان التثبيت بسيطًا إلى حد ما حيث كان هناك مساحة كبيرة في الداخل لتناسب جميع الأسلاك الجديدة. كان الجزء الأصعب هو محاذاة المفتاح الموجود في الأعلى وبعد الانتهاء من ذلك ، أعدت البراغي الثلاثة لتأمين العلبة كقطعة واحدة.

لمعرفة سبب عدم عمل المكنسة الكهربائية ، استخدمت مشابك التمساح لتوصيلها بالشاحن ولدهشتي لم يتم تشغيل مصباح الشحن. اعتقادًا بأن شيئًا ما قد يكون قد انفصل أثناء التجميع ، قمت بقياس جميع التوصيلات والجهود الفولتية على وحدة الشاحن فقط لأدرك أنني تمكنت من قليها.

وفقًا للمواصفات ، فإن الوحدة قادرة على شحن البطاريات بما يصل إلى 1A من التيار ، لكن لم يخطر ببالي مطلقًا أن 1A هو أيضًا الحد الذي يمكن أن توفره على الإخراج! عندما قمت بتشغيل المكنسة الكهربائية سابقًا ، يجب أن يكون المحرك قد سحب أكثر من 1A مما أدى إلى تدمير الوحدة في هذه العملية.

الخطوة 8: استبدال الوحدة والأسلاك (اختياري)

تعلمت الدرس ، لقد استبدلت الوحدة ، وبما أنه لم يكن لدي أي وحدة أخرى يمكنها التعامل مع المزيد من التيار ، فقد قمت الآن بلحام أسلاك الإخراج مباشرة بأسلاك البطارية. بهذه الطريقة ، لا يمر تيار الإخراج عبر الوحدة ولا يمكن أن يتلفها ولكن أيضًا ، بهذه الطريقة ، نفقد الحماية من التفريغ الزائد التي توفرها الوحدة.

في هذا التكوين ، ستكون الوحدة مسؤولة فقط عن شحن البطاريات والتأكد من عدم الإفراط في الشحن والتفريغ الزائد ، سأحاول مراقبة هذا يدويًا في الوقت الحالي ، من خلال الاستماع إلى سرعة المحرك. كلما سمعت أن المحرك يبدأ في العمل بشكل أبطأ من المعتاد ، سيتم وضعه على الشاحن.

هذا ليس مثاليًا ، لكنني لا أعتقد أنه سيكون مشكلة نظرًا لاستخدام المنظف فقط في رشقات نارية قصيرة نسبيًا وليس باستمرار لفترة طويلة. بعد كل استخدامات قليلة ، يمكننا إعادته إلى الشاحن لتثبيته وعدم تشغيله بشكل خطير على جهد البطارية. إذا رأيت أن هذا يمثل مشكلة في المستقبل ، فقد أقوم بإضافة دائرة مراقبة بطارية منفصلة وعمل مقطع فيديو حولها.

الخطوة 9: استمتع

لذلك ، مع عمل كل شيء الآن ، قمت بقص قطعتين بلاستيكيتين دفعتا حزمة البطارية الأصلية من الغطاء وأغلقتها بالكامل. بعد إعادة الفلتر إلى مكانه ، وإعادة تشغيل الجزء الأمامي ، كان لدي مرة أخرى مكنسة كهربائية محمولة.

آمل أن يكون هذا Instructable تعليميًا بالنسبة لك وأنك تمكنت من تعلم شيء ما. إذا كان هذا صحيحًا ، فيرجى التحقق من Instructables الأخرى الخاصة بي ، والاشتراك في قناتي على YouTube وسأراكم جميعًا في المرة القادمة.

هتاف وشكرا للقراءة!