Black & Decker FV7201-H1 (parte 4 - conversione da Ni-Cd a Li-Ion)

Questo lavoretto è a puro scopo ludico / didattico, per futuri progetti di conversione per elettro utensili a batteria (e non). Devo solo fare un pò di pratica e sbagliare per ripassare le mie (poche) conoscenze tecniche in materia di elettricità. Il concetto è "impara l'arte e metti da parte". 

Sicuramente è utilissimo sapere fare un pò di tutto ciò che può essere a portata di mente, mani e materiali a disposizione, il resto lo fa l'ingegno, la creatività, la voglia di sperimentare, ecc.... Alla, fine del percorso dedicato a questo "elettrodomestico" già documentato (vedi riflessioni precedenti), ovvero autopsia, smontaggio, pulizia e fatwa al produttore, le perplessità tecniche restano irrisolte. Funzionerà? Si brucerà il motore? Il caricabatteria fai da te reggerà la corrente di ricarica? Le batterie andranno a fuoco? Mi fido a lasciarlo sempre in carica appeso alla parete? (nei commenti correggetemi se sbaglio i ragionamenti che vado a documentare).

A premessa, duole constatare come le vecchie batterie al Ni-Cd fossero caricate applicando direttamente 15 volts in AC (un volgarissimo trasformatore incapsulato per il collegamento "a muro" con dati di targa a 10 volts AC) raddrizzati da un solo diodo, senza regolazione della corrente di carica o senza un circuito in grado di staccare la ricarica a ciclo completo...manco un condensatore, nient'altro che un diodo... complimentoni alla multinazionale con i suoi segretissimi motori custom.

Batterie 18650: Per le batterie, data la scarsa importanza del progetto, ho optato per due Li-Ion recuperate dalla batteria defunta, a 9 celle, di un vecchio portatile. Un ciclo completo di scarica e ricarica per tutte e 9 ed ho scelto quelle che parevano messe meglio. Ne ho messe due in serie per avvicinarmi alla tensione nominale delle batterie originali, 7,4 volts a carica completa. Per alloggiarle sotto al motore, ho dovuto togliere un aletta di rinforzo ed adattare il contenitore al diverso form factor del litio rispetto al Ni-Cd, nulla di difficile. Non conosco la loro capacità (non c'è scritto) ma presumo siano da 2000mAh, per cui 2 ampère per un ora (60 minuti), 20 ampère per 6 minuti e via dividendo

il BMS: le batterie al litio, si sa, hanno la necessità di un sistema che blocchi l'erogazione di corrente al raggiungimento di una soglia minima di tensione, pena la distruzione delle batterie stesse. BMS è l'acronimo di Battery Management System. In rete ormai si trovano una moltitudine di circuitini pre-costruiti e pronti all'uso. Io ho optato per un 2S (2 batterie in serie) da 10 Ampère... meglio "tenersi larghi" (era il ragionamento iniziale) per evitare surriscaldamenti o sovraccarichi potenzialmente dannosi. Il BMS è bilanciato per carica e scarica (ottimo) da 8,4 volts, il motore è da 7,4 volts... reggerà? Costo 5,7 euro alla coppia, ne ho presi due, si sa mai. Data la sperimentazione, non ho voluto mettere in parallelo un altra coppia di batterie per aumentare l'autonomia dell'apparecchio.... è un aspirabriciole per dio! quanto mai dovrà durare un aspirata veloce? mica ci devo fare le pulizie a fondo!. Per i collegamenti è facile. P+ e P- vanno collegati nei punti dove si trovavano le vecchie batterie. I +/- 9 vols vanno collegati nella base di ricarica (occchio alle polarità).

L'interruttore ON/OFF: La B&D ha deciso di predisporre il modulo batterie/switch su un unica basetta (vendono il pacco assemblato come ricambio, motore compreso!). Due lamelle di contatto ad incastro, in basso nella foto, servono per la ricarica (il positivo l'ho "sporcato" di rosso per evitare errori ed inversioni di polarità). L'interruttore è in realtà un deviatore che collega alternativamente le batterie o al motore (normale funzionamento) o alle lamelle della base di ricarica dove ho portato i 9 volts necessari al BMS. In foto si notano i contatti esposti dopo la rimozione del pettine a scorrimento superiore. Quest'ultimo è un foglietto di rame con tre lamelle a strisciamento, che scorre sulle prime tre guide di ottone a sinistra. In posizione "OFF" i contatti a striscio connettono le prime due piste in ottone a sinistra. In questo modo il catodo del diodo (sul cui anodo abbiamo collegato i +9volts di ricarica) è collegato al P+ del BMS. il P- è sempre a massa del caricabatterie ed è collegato ad un capo del motore. In posizione "ON" il P+ (out del BMS) va a connettersi con la terza pista in ottone contando da sinistra, escludendo il caricabetterie ed andando ad alimentare il motore (striscia in ottone in foto all'estrema destra).

Il carica batterie: per la ricarica delle batterie è sufficiente predisporre un circuitino, semplice semplice, per garantire da 8,4 a 9 volts, come da specifiche del BMS usato. Tengo il trasformatore a muro, un ponte raddrizzatore recuperato da qualche alimentatore, un 7809CV (della ST) recuperato tempo fa e messo da parte, più un paio di condensatori di filtro (pure di recupero), identici a quelli suggeriti dal produttore nelle Application notes o nel Datasheet. Un condensatore da minimo 1000micro 35V dopo il ponte è d'obbligo. Tutto su basetta millefori nascosta nella base di ricarica e tenuta in sede con la versatilissima termocolla (e biadesivo per esagerare).

Il Filtro per la polvere: 15 euri più spedizione?? ma siamo matti? no, no...googla meglio... 9 euri più spedizione? non ci siamo proprio...  dò una lavata a quello che ho, al limite ho un pacco di "mascherine" che la regione ha distribuito nella prima fase della finta pandemia COVID... prodotte da un leghista che faceva tutt'altro (ma amico del Governatore) e che quando indossate sembra di avere le orecchie da elfo (quando le orecchie entrano nei fori... manco l'elastico!!)... ecco, dato che quasi nessuno le ha usate (erano troppo ridicole, troppo) provo a recuperarle (dato che le abbiamo comunque pagate un botto) e vedere se si riesce a ricostruire il filtro originale ( o almeno simile)... soldi alla B&D basta, abbiamo già dato (ed anche troppo).

Alla fine... quanto ho speso sino ad ora? 5,17 euro per il BMS (due), qualche euro per la guaina protettiva, i cartoni isolanti, i reggi batterie... facciamo 6 euro in tutto? Si, maaaa... funziona? No!. Maledetto me che non ho controllato gli assorbimenti del motore. Appena lo si accende, il BMS va in limitazione e non eroga (protezione per i corto circuiti). Ok, smonto il tutto, provo a misurare la resistenza del motore con il mio mega tester.... 0,2 ohm. Giusto per alimentare i miei dubbi, provo con altri due tester cinesi... 0,6 ohm e 1,2 ohm... è il problema dei tester non tarati e non professionali che, alle basse resistenze, danno di matto. Nessun problema, ho realizzato un circuitino per misurare resistenze con frazioni di ohm, devo solo cercarlo e ripassare come funziona. OK, dalle misurazioni effettuate col circuito per misurare frazioni di ohm trovo che la resistenza del motore dovrebbe essere 6,51ohm.

Ad ogni modo, provo a collegare il motore dirrettamente ad un alimentatore da banco (di quelli cinesi). Imposto 7,4 volts e 5Ampère (di più l'aggeggio non mi lascia impostare). Il motore gira ma la tensione droppa a 2,4 volts, girando poi ad una velocità ovviamente insufficiente per aspirare. Dalla legge di ohm l'assorbimento dovrebbe arrivare a 12/13Ampère. Siamo sopra la capacità del BMS che ho scelto a caxo! Ora dovrei cercarne un BMS 2S da 7,4 volts 20A (non più di due litio in serie che non c'è posto per alloggiarle più di due). Allora? Che faccio? compro? butto tutto in discarica e mi concentro su cose più utili? Rinuncio al litio e compro delle Ni-Cd di ricambio da impaccare? Cheffaccio?

Stay tuned. Alla prossima.

P.S. il coniglio bianco si mangia la carota. Ripeto: il coniglio bianco si mangia la carota.