<개조후 완성된 모습>
조금은 묵은 청소기로 지인이 분양해준 청소기다.
이번엔 개조를 해서 추석때 시골에 가져다 둘 생각으로 충전독까지 개조를 진행했다.
브랜드는 블랙앤데커이고 출력 전압은 12v에 피벗을 지원하는 무선청소기다.
다른 청소기와 달리 1단과 2단으로 속도가 두 단계로 나누어져 있고 충전독까지 개조를 해서 살짝 난이도가 있다.
일단 외형을 보자!
외형
지금은 많이 보이는 일명 "호루라기 청소기"로 많이 불리는 초기 모델인듯 싶다.
모델명은 PV1205이다.
피벗과 12V를 가져다 붙힌 모델명으로 추측된다.
이렇게 흡입구를 들어올리면 코끼리 코를 연상시킨다.
분해
나사를 풀고 오른쪽 커버를 열먼 보이는 모습이다.
왼쪽의 모터 축에 연결된 검정색 팬의 중앙으로 바람이 흡입되고 사이드로 배출되는 구조이다.
케이스의 홀을 통해 오른쪽 필터와 왼쪽 팬의 중앙으로 연결된다.
반대편에서 보면 모터가 보인다.
12V 전용 고속 모터이다.
배터리 리필
NiCd로 적고 니카드, 니켈카드뮴로 불리는 배터리다.
고방전이고 하나에 1.2V로 직렬 구성으로 전동드릴이나 청소기에 많이 사용된다.
이 청소기는 12V라 총 10개가 사용되었고 하우징 구조상 왼쪽에 2개 오른쪽에 8개로 나누어져 있다.
이 녀석을 고방전 리튬이온 배터리로 교체해줄 생각이다.
전체적으로 펼쳐놓고 파악한 구조는 이렇다.
우선 파란색 선이 1단인데 이게 신기하다.
1단은 니카드 10개중 7개까지 연결된 지점 즉 최대 8.4V의 전압을 사용하고,
2단은 10개의 끝지점 12V를 사용한다.
+
이렇게 중간에서 끌어가 써도 니카드 배터리는 밸런싱에 이상이 없나보다..
요건 궁금하니 나중에 찾아보기로 하고...
스위치 배선을 보면 조금 복잡한다.
일단 보이는 4개의 라인이 모두 플러스다.
가장 왼쪽 녹색선은 충전독에서 오는 플러스 선이고, OFF 상태에서 가장 오른쪽 빨간색 선과 연결되어 배터리로 들어간다.
왼쪽에서 두 번째 빨간선은 모터의 플러스와 연결되는 선이고,
파란색 선은 1단 8.4V 출력선으로 배터리의 7번째 극과 연결되어 있다.
가장 오른쪽 빨간색 선은 배터리의 12V 최종 플러스극와 연결된다.
기본(OFF) 상태는 충전단자와 연결되고,
각 모드에서는 다른 선과 도통되지 않는다.
하우징에 교체할 리튬이온 6개가 들어간다.
사용할 배터리는 lg 청소기 배터리에서 분해한 LG 18650으로 고방전이다.
정확히는 LGDAHD2C 2,100mAh 20A로 3S2P로 작업하니 결과 4.200mAh, 평균 방전률 40A의 성능이 되겠다.
배터리는 몇 개원동안 4.0V 유지하는 것들 6개를 골라 작업했다.
배터리 밸런싱 지원하는 보호회로 즉 BMS이다.
3S 전용이고 방전 전류는 30A까지 지원하니 청소기나 드릴에 많이 쓰인다.
뭐.. 대륙의 제품이다.
스폿을 치기 위해 글루건으로 1차 고정을 해주었다.
케이스에 맞게 왼쪽 2개, 오른쪽이 4개로 분리해서 작업했다.
스폿용접
2K 링코어로 만든 스폿용접기다.
고방전 배터리 작업에 많이 쓰이는 0.2T 두께의 니켈 플레이트가 5ms 에서 실사용이 가능하다.
실제로는 테스트 강도 보다 한 두 단계 높게 용접을 하는 편이다.
스폿 작업 영상
배터리 용접하는 작업이 궁금하신 분이 많은 것 같아,,
스폿 용접하는 동영상을 올려보았다.
0.2t 두께의 니켈 플레이트를 조금은 강한 6ms로 용접하는 영상이고,
중고 배터리의 양극을 갈갈이(그라인더)로 간 다음에 작업하면 저렇게 불꽃이 많이 튀는 편이다.
+
작업시 주의사항은 니켈플레이트가 극에 완전이 밀착이 되지 않으면 엄청 큰 불꽃을 보게 될 수도 있다.
보통 두 번씩 치니 4개 점이 나온다.
테스트 결과 절대 안떨어지고 억지로 뗄경우 찢어지거나 배터리에 구멍이 난다.
밸런싱용 납땜은 보통 중간 지점에 납을 먹여 진행하는데,,
저렇게 한쪽을 조금 길게 해서 접어서 사용하는 편이다.
보호회로는 오른쪽 칸에 왼편으로 세워서 넣으면 딱이다.
다만 케이블을 연결하면 다소 간섭이 생길 수 있으니 꼼꼼하게 생각해서 납땜해야한다.
왼쪽 배터리와 오른쪽 배터리의 랑데뷰..
하나씩 이어준다.
배터리 극은 왠만하면 캡톤테이프로 마감을 해주어야 한다.
고방전 배터리의 경우 사용시 열이 많이 발생하는데 가연성 소재로 마감시 잘못하면 화재로 이어질 수 있다.
결선을 완료하고 BMS의 출력 전압을 체크,,
12V로 잠기지 않고 정상이다.
만약 배터리 전압이 잡히지 않으면 출력 단자에 12.6V를 한번 물려주면 깨어난다.
고장이 아니라면...
1단 속도를 위한 추가 작업
원래처럼 중간에서 선을 빼면 밸런싱 틀어지고,
게다가 BMS 출력은 한 개이니 예전에 아답터를 병렬로 연결하려고 사둔 다이오드(10A10)를 사용하기로 했다.
다이오드 하나를 지나가면 보통 0.7정도가 떨어지는데 요녀석은 쇼트키로 0.3V떨어져 전체적으로 1V정도 강하될 것 같다.
전류소모는 없고 단순 전압강하라 차량용 선풍기등 속도 조절용으로 다양하게 사용된다.
이렇게 3개를 직렬로 연결해서 1단 입력부에 연결해주었다.
다이오드는 수축튜브로 감싸서 배터리와 BMS 사이에 넣어주었다.
사용시 열이 발생하는데 살짝 걱정이긴 하다.
이제 조립만해주면 된다.
케이블 찝히지 않도록 홀에 깔끔하게 정리한다.
모터케이블과 뒷편 충전단자도 이어준다.
위에서 본 모습..
충전용 단자 작업
가장 왼쪽이 충전용 플러스 전류가 들어가는 라인인데,,
다이오드 한 개를 지나간다.
별다른 회로없이 다이오드를 통해 아답터의 전원을 다운시켜 충전하는 것 같다.
충전독에 전용 충전모듈을 넣어줄 생각이라,, 이 다이오드는 제거한다.
위에 1단 속도를 위해 작업했던 10A10 다이오드의 리드 일부분을 이용하여 연결해주었다.
본체 완성
겉커버를 닫고 마무리한다.
완성이다.
흡입구를 열어서 테스트를 해보니,,,
살짝 아니 좀 많이 시끄럽고 쎄다..
원래의 성능을 알지 못하니 정상인지 모터에 무리가 가는지 알길은 없다.
충전독 개조
필자가 사용하는 거라면 가볍게 DC잭 하나와 밸런스 단자를 빼서 충전하겠지만,,
시골에 둘 생각이라 충전이 간편해야 하겠다.
그래서 충전독을 살려보았다.
15V에 200mA라,, 전류량이 너무 작다.
뭐 핸디 청소기라는 것이 한 두번쓰고 독에서 잠자는 시간이 많기 때문에 일부러 그런것같다.
효율이 안좋은 구형 리니어타입 아답터이기도 하고,,
그래서 적절한 스위칭 타입의 아답터로 교체해주기로 했다.
대신 스위치를 달아서 컨트롤 하는 걸로 방향을 정했다.
충전독을 열어보니 구조는 단순하다.
위 3시 방향에 있던 조그마한 보드인데 다이오드 2개와 저항 두개로 이루어진 간단한 보드다.
단순 15V입력을 1차로 강하시는 회로인 듯하고,,
특별한 회로가 없기에 LED가 전압에 따라 색을 달리하는 것 같다. (추측)
위 보드 대신에 사용할 3셀용(3S) 충전회로이다.
예전에 청소기 리필할 때 웰메이크라는 곳에서 구입했는데,,
그 때 쓰고 남은 게 있어서 사용했다.
LED는 충전중일 경우 붉은 색이 완충되면 푸른색이 켜지는 LED다.
위 회로의 입력전압은
13V~22V 까지 가능하다고 해서 모아둔 아답터들 중에서 적절한 것을 집어 왔다.
사용할 아답터는 19V/2.1A 이다.
과감하게 아답터의 DC잭을 자르고,,
충전회로에 연결해서 출력 전압을 재 보았다.
12.4~12.7V 를 오간다.
정전압 회로는 없나보다. ㅋ
뭐 12.6V에서 컷만 되면 될 것 같다.
안되면 큰일이라,, 필드테스트를 충분히 해보고 시골에 가지고 내려갈 생각이다.
아답터에서 입력되는 전류를 ON/OFF 할 생각으로 스위치를 달아주었다.
사실 위 충전회로가 살짝 거시기(?) 한것이 전원 입력만 되면 LED가 켜지는 지라,,,
보호 장치겸 달아주었다.
스위치 위치는 LED 옆으로 정했고,,
과감히 스텝드릴로 홀가공!!
모든 배선이 끝나고 필라멘트 테입으로 고정해주고,,
커버를 덮었다.
진짜 완성이다.
개조 후 테스트 영상
영상에서 느껴지는지는 모르겠지만,,
2단의 경우 밤에 사용하기 미안할 정도로 큰 소음을 낸다.
마치며...
청소기중 가장 손이 많이 간 개조작업이었다.
1단과 2단으로 구분되는 것도 그렇고 충전독까지 작업해선지 더 그런것 같다.
추석전까지 사용해보고,,
이상 징후가 없다면 시골에 두고 오면 될 것 같다.
