Zgrzewarka punktowa oparta na Arduino Nano. Ultra tanie zgrzewanie punktowe akumulatorów litowych w domu Falownik spawalniczy z wykorzystaniem Arduino
Przedstawiamy Państwu schemat falownika spawalniczego, który można złożyć własnymi rękami. Maksymalny pobór prądu wynosi 32 ampery, 220 woltów. Prąd spawania wynosi około 250 amperów, co pozwala na łatwe spawanie elektrodą 5-częściową, łukiem o długości 1 cm, który przechodzi w plazmę niskotemperaturową na głębokość ponad 1 cm. Wydajność źródła jest na poziomie sklepowych, a może i lepsza (czyli inwerterowych).
Rysunek 1 przedstawia schemat zasilania do spawania.
Ryc.1 Schemat ideowy zasilanie
Transformator jest nawinięty na ferrycie Ш7х7 lub 8х8
Uzwojenie pierwotne składa się ze 100 zwojów drutu PEV o średnicy 0,3 mm
Drugorzędny 2 ma 15 zwojów drutu PEV o średnicy 1 mm
Drugorzędny 3 ma 15 zwojów PEV 0,2 mm
Wtórne 4 i 5, 20 zwojów drutu PEV 0,35 mm
Wszystkie uzwojenia muszą być nawinięte na całej szerokości ramy, co daje zauważalnie stabilniejsze napięcie.
Rys.2 Schemat ideowy falownika spawalniczego
Rysunek 2 przedstawia schemat spawacza. Częstotliwość wynosi 41 kHz, ale można spróbować 55 kHz. Transformator przy 55 kHz ma następnie 9 zwojów na 3 zwoje, aby zwiększyć wartość PV transformatora.
Transformator 41 kHz - dwa komplety Ř20х28 2000nm, szczelina 0,05mm, uszczelka gazetowa, 12vit x 4vit, 10kv mm x 30kv mm, taśma miedziana (cynowa) w papierze. Uzwojenia transformatora wykonane są z blachy miedzianej o grubości 0,25 mm i szerokości 40 mm, owiniętej w papier z kasa fiskalna. Część wtórna składa się z trzech warstw cyny (sandwich) oddzielonych od siebie taśmą fluoroplastyczną, w celu izolacji między sobą, np. lepsza przewodność prądy o wysokiej częstotliwości, końcówki styków strony wtórnej na wyjściu transformatora są ze sobą lutowane.
Cewka indukcyjna L2 nawinięta jest na rdzeń Ř20x28, ferryt 2000nm, 5 zwojów, 25mm2, szczelina 0,15 - 0,5mm (dwie warstwy papieru z drukarki). Przekładnik prądowy - czujnik prądu dwa pierścienie K30x18x7 przewód pierwotny przewleczony przez pierścień, wtórny 85 zwojów drutu o grubości 0,5 mm.
Montaż spawalniczy
Uzwojenie transformatora
Uzwojenie transformatora należy wykonać blachą miedzianą o grubości 0,3 mm i szerokości 40 mm, należy owinąć go papierem termicznym z kasy fiskalnej o grubości 0,05 mm, papier ten jest trwały i nie rozrywa się tak bardzo jak zwykle podczas nawijania transformatora.
Powiedzcie mi, czemu by tego nie nawinąć zwykłym grubym drutem, ale nie jest to możliwe, bo ten transformator pracuje na prądach o dużej częstotliwości i prądy te są przemieszczane na powierzchnię przewodnika i nie wykorzystuje się środka grubego drutu, co prowadzi do nagrzewania, zjawisko to nazywa się efektem skóry!
I trzeba z tym walczyć, wystarczy zrobić przewodnik o dużej powierzchni, bo cienka blacha miedziana to ma, ma dużą powierzchnię po której płynie prąd, a uzwojenie wtórne powinno składać się z kanapki z trzech oddzielonych od siebie taśm miedzianych przez folię fluoroplastyczną jest cieńsza, a wszystko to jest owinięte warstwami w papier termiczny. Ten papier ma właściwość ciemnienia po podgrzaniu, nie potrzebujemy tego i jest zły, nic nie zrobi, najważniejsze pozostaje, aby się nie rozerwał.
Uzwojenia można nawinąć drutem PEV o przekroju 0,5...0,7 mm składającym się z kilkudziesięciu żył, ale jest to gorsze, gdyż druty są okrągłe i połączone ze sobą szczelinami powietrznymi, które spowalniają nagrzewanie przenoszenia i mają mniejszą całkowitą powierzchnię przekroju poprzecznego połączonych drutów w porównaniu do cyny o 30%, która może zmieścić się w okienku z rdzeniem ferrytowym.
To nie ferryt nagrzewa transformator, ale uzwojenie, dlatego należy przestrzegać tych zaleceń.
Transformator i całą konstrukcję należy wdmuchać do obudowy za pomocą wentylatora o napięciu 220 woltów i napięciu 0,13 ampera lub większym.
Projekt
Do chłodzenia wszystkich wydajnych podzespołów dobrze jest zastosować radiatory z wentylatorami ze starych komputerów Pentium 4 i Athlon 64. Kupiłem te radiatory w sklepie komputerowym robiącym modernizacje, za jedyne 3...4 dolary za sztukę.
Mostek skośny mocy należy wykonać na dwóch takich grzejnikach, górna część most na jednym dolna część z drugiej. Przykręć diody mostkowe HFA30 i HFA25 do tych grzejników poprzez mikową przekładkę. IRG4PC50W należy przykręcić bez miki przez pastę termoprzewodzącą KTP8.
Zaciski diod i tranzystorów należy skręcić ze sobą na obu grzejnikach, a pomiędzy zaciski i oba grzejniki włożyć płytkę łączącą obwód zasilania 300 V z częściami mostka.
Ze schematu nie wynika konieczność lutowania 12...14 sztuk kondensatorów 0,15 mikrona 630 V do tej płytki do zasilacza 300 V. Jest to konieczne, aby emisje transformatora przedostały się do obwodu mocy, eliminując rezonansowe udary prądowe przełączników mocy z transformatora.
Pozostała część mostu jest połączona ze sobą za pomocą instalacji wiszącej z krótkimi przewodami.
Na schemacie pokazano również tłumiki, mają one kondensatory C15 C16, powinny być marki K78-2 lub SVV-81. Nie można tam wrzucać żadnych śmieci, ponieważ ważną rolę odgrywają tłumiki:
Pierwszy- tłumią emisję rezonansową transformatora
drugi- znacznie zmniejszają straty IGBT przy wyłączaniu, ponieważ IGBT otwierają się szybko, ale zamykają się znacznie wolniej i podczas zamykania pojemności C15 i C16 są ładowane przez diodę VD32 VD31 dłużej niż czas zamykania IGBT, to znaczy ten tłumik przechwytuje całą moc na siebie, zapobiegając trzykrotnemu uwolnieniu ciepła na przełączniku IGBT niż byłoby bez niego.
Kiedy IGBT jest szybki Otwarte, następnie poprzez rezystory R24 R25 tłumiki są płynnie rozładowywane i na tych rezystorach uwalniana jest główna moc.
Ustawienia
Podłącz zasilanie do 15-woltowego PWM i co najmniej jednego wentylatora, aby rozładować pojemność C6, która kontroluje czas reakcji przekaźnika.
Przekaźnik K1 jest potrzebny do zamknięcia rezystora R11 po naładowaniu kondensatorów C9...12 przez rezystor R11, co zmniejsza udar prądowy po włączeniu spawarki do sieci 220 V.
Bez bezpośredniego rezystora R11 po włączeniu wystąpiłby duży BAM podczas ładowania pojemności 3000 mikronów 400 V, dlatego potrzebny jest ten środek.
Sprawdź działanie rezystora załączającego przekaźnik R11 2...10 sekund po włączeniu zasilania karty PWM.
Sprawdź płytkę PWM pod kątem obecności prostokątnych impulsów docierających do transoptorów HCPL3120 po włączeniu obu przekaźników K1 i K2.
Szerokość impulsów powinna być odniesiona do przerwy zerowej 44% zero 66%
Sprawdź sterowniki transoptorów i wzmacniaczy, które napędzają sygnał prostokątny o amplitudzie 15 woltów i upewnij się, że napięcie na bramkach IGBT nie przekracza 16 woltów.
Zasil mostek napięciem 15 V, aby sprawdzić jego działanie i upewnić się, że most jest wykonany prawidłowo.
Pobór prądu na biegu jałowym nie powinien przekraczać 100 mA.
Sprawdź poprawność uzwojeń transformatora mocy i przekładnika prądowego za pomocą oscyloskopu dwuwiązkowego.
Jedna wiązka oscyloskopu jest na pierwotną, druga na wtórną, dzięki czemu fazy impulsów są takie same, jedyną różnicą jest napięcie uzwojeń.
Zasil mostek z kondensatorów mocy C9...C12 przez żarówkę 220 V o mocy 150...200 W, po uprzednim ustawieniu częstotliwości PWM na 55 kHz, podłącz oscyloskop do kolektor-emiter dolnego tranzystora IGBT, spójrz do kształtu sygnału, aby jak zwykle nie występowały skoki napięcia powyżej 330 woltów.
Zacznij obniżać częstotliwość zegara PWM, aż na dolnym przełączniku IGBT pojawi się małe załamanie wskazujące na przesycenie transformatora, zapisz tę częstotliwość, przy której nastąpiło zagięcie, podziel przez 2 i wynik dodaj do częstotliwości przesycenia, np. podziel 30 przesycenie kHz o 2 = 15 i 30 + 15 = 45 , 45 jest to częstotliwość robocza transformatora i PWM.
Pobór prądu przez mostek powinien wynosić około 150 mA, a żarówka powinna ledwo świecić; jeśli świeci bardzo jasno, oznacza to awarię uzwojeń transformatora lub nieprawidłowo zamontowany mostek.
Podłącz do wyjścia drut spawalniczy co najmniej 2 metry długości, aby wytworzyć dodatkową indukcyjność wyjściową.
Zasil mostek przez czajnik o mocy 2200 W i ustaw prąd na żarówce na PWM co najmniej R3 bliżej rezystora R5, zamknij wyjście spawania, sprawdź napięcie na dolnym wyłączniku mostka czy nie ma według oscyloskopu ponad 360 woltów i nie powinno być żadnych zakłóceń z transformatora. Jeśli takowy jest, upewnij się, że czujnik prądu transformatora jest prawidłowo ustawiony w fazie, przeprowadź przewód w przeciwnym kierunku przez pierścień.
Jeśli szum nadal występuje, należy umieścić płytkę PWM i sterowniki transoptora z dala od źródeł zakłóceń, głównie transformatora mocy i cewki indukcyjnej L2 oraz przewodów zasilających.
Nawet podczas montażu mostka sterowniki należy zainstalować obok grzejników mostka nad tranzystorami IGBT i nie bliżej rezystorów R24 R25 o 3 centymetry. Połączenia wyjścia sterownika i bramki IGBT muszą być krótkie. Przewody prowadzące od PWM do transoptorów nie powinny przebiegać w pobliżu źródeł zakłóceń i powinny być jak najkrótsze.
Wszystko przewody sygnałowe od przekładnika prądowego i przejście do transoptorów od PWM powinno być skręcone w celu zmniejszenia poziomu szumów i powinno być możliwie najkrótsze.
Następnie zaczynamy zwiększać prąd spawania za pomocą rezystora R3 bliżej rezystora R4, wyjście spawania zamykamy na dolnym przełączniku IGBT, szerokość impulsu nieznacznie wzrasta, co wskazuje na pracę PWM. Większy prąd oznacza większą szerokość, mniejszy prąd oznacza mniejszą szerokość.
Nie powinno być żadnego hałasu, w przeciwnym razie nie będzie działać.IGBT.
Dodaj prąd i słuchaj, obserwuj oscyloskop pod kątem nadmiernego napięcia dolnego klawisza, aby nie przekraczało 500 woltów, maksymalnie 550 woltów w przypadku udaru, ale zwykle 340 woltów.
Osiągnij prąd w miejscu, w którym szerokość nagle staje się maksymalna, co wskazuje, że czajnik nie jest w stanie zapewnić maksymalnego prądu.
To wszystko, teraz jedziemy prosto bez czajnika od minimum do maksimum, obserwujemy oscyloskop i słuchamy, żeby było cicho. Osiągnij maksymalny prąd, szerokość powinna wzrosnąć, emisje są normalne, zwykle nie więcej niż 340 woltów.
Na początku rozpocznij gotowanie przez 10 sekund. Sprawdzamy grzejniki, następnie 20 sekund, również zimne i 1 minutę transformator jest ciepły, spalamy 2 długie elektrody, transformator 4mm jest gorzki
Grzejniki diod 150ebu02 zauważalnie nagrzewają się już po trzech elektrodach, gotowanie jest już trudne, człowiek się męczy, chociaż świetnie gotuje, transformator jest gorący, a i tak nikt nie gotuje. Wentylator po 2 minutach doprowadza transformator do ciepłego stanu i można go ponownie gotować, aż stanie się puszysty.
Poniżej możesz pobrać płytki drukowane w formacie LAY oraz inne pliki
Evgeny Rodikov (evgen100777 [pies] rambler.ru). Jeżeli masz pytania przy montażu spawarki pisz na E-Mail.
Lista radioelementów
| Oznaczenie | Typ | Określenie | Ilość | Notatka | Sklep | Mój notatnik | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| jednostka napędowa | |||||||
| regulator liniowy | LM78L15 | 2 | Do notatnika | ||||
| Przetwornica AC/DC | TOP224Y | 1 | Do notatnika | ||||
| Układ odniesienia napięcia IC | TL431 | 1 | Do notatnika | ||||
| Dioda prostownicza | BYV26C | 1 | Do notatnika | ||||
| Dioda prostownicza | HER307 | 2 | Do notatnika | ||||
| Dioda prostownicza | 1N4148 | 1 | Do notatnika | ||||
| Dioda Schottky’ego | MBR20100CT | 1 | Do notatnika | ||||
| Dioda zabezpieczająca | P6KE200A | 1 | Do notatnika | ||||
| Mostek diodowy | KBPC3510 | 1 | Do notatnika | ||||
| Transoptor | PC817 | 1 | Do notatnika | ||||
| C1, C2 | 10uF 450V | 2 | Do notatnika | ||||
| Kondensator elektrolityczny | 100uF 100V | 2 | Do notatnika | ||||
| Kondensator elektrolityczny | 470uF 400V | 6 | Do notatnika | ||||
| Kondensator elektrolityczny | 50uF 25V | 1 | Do notatnika | ||||
| C4, C6, C8 | Kondensator | 0,1 uF | 3 | Do notatnika | |||
| C5 | Kondensator | 1nF 1000V | 1 | Do notatnika | |||
| C7 | Kondensator elektrolityczny | 1000uF 25V | 1 | Do notatnika | |||
| Kondensator | 510 pF | 2 | Do notatnika | ||||
| C13, C14 | Kondensator elektrolityczny | 10 µF | 2 | Do notatnika | |||
| VDS1 | Mostek diodowy | 600V 2A | 1 | Do notatnika | |||
| NTC1 | Termistor | 10 omów | 1 | Do notatnika | |||
| R1 | Rezystor | 47 kiloomów | 1 | Do notatnika | |||
| R2 | Rezystor | 510 omów | 1 | Do notatnika | |||
| R3 | Rezystor | 200 omów | 1 | Do notatnika | |||
| R4 | Rezystor | 10 kiloomów | 1 | Do notatnika | |||
| Rezystor | 6,2 oma | 1 | Do notatnika | ||||
| Rezystor | 30 omów 5 W | 2 | Do notatnika | ||||
| Falownik spawalniczy | |||||||
| Kontroler PWM | UC3845 | 1 | Do notatnika | ||||
| VT1 | Tranzystor MOSFET | IRF120 | 1 | Do notatnika | |||
| VD1 | Dioda prostownicza | 1N4148 | 1 | Do notatnika | |||
| VD2, VD3 | Dioda Schottky’ego | 1N5819 | 2 | Do notatnika | |||
| VD4 | Dioda Zenera | 1N4739A | 1 | 9V | Do notatnika | ||
| VD5-VD7 | Dioda prostownicza | 1N4007 | 3 | Aby zmniejszyć napięcie | Do notatnika | ||
| VD8 | Mostek diodowy | KBPC3510 | 2 | Do notatnika | |||
| C1 | Kondensator | 22 nF | 1 | Do notatnika | |||
| C2, C4, C8 | Kondensator | 0,1 µF | 3 | Do notatnika | |||
| C3 | Kondensator | 4,7 nF | 1 | Do notatnika | |||
| C5 | Kondensator | 2,2 nF | 1 | Do notatnika | |||
| C6 | Kondensator elektrolityczny | 22 µF | 1 | Do notatnika | |||
| C7 | Kondensator elektrolityczny | 200 µF | 1 | Do notatnika | |||
| C9-C12 | Kondensator elektrolityczny | 3000uF 400V | 4 | Do notatnika | |||
| R1, R2 | Rezystor | 33 kiloomy | 2 | Do notatnika | |||
| R4 | Rezystor | 510 omów | 1 | Do notatnika | |||
| R5 | Rezystor | 1,3 kOhm | 1 | Do notatnika | |||
| R7 | Rezystor | 150 omów | 1 | Do notatnika | |||
| R8 | Rezystor | 1 om 1 wat | 1 | Do notatnika | |||
| R9 | Rezystor | 2 MOhmy | 1 | Do notatnika | |||
| R10 | Rezystor | 1,5 kOhm | 1 | Do notatnika | |||
| R11 | Rezystor | 25 omów 40 watów | 1 | Do notatnika | |||
| R3 | Rezystor trymera | 2,2 kOhm | 1 | Do notatnika | |||
| Rezystor trymera | 10 kiloomów | 1 | Do notatnika | ||||
| K1 | Przekaźnik | 12V 40A | 1 | Do notatnika | |||
| K2 | Przekaźnik | OZE-49 | 1 | Do notatnika | |||
| Q6-Q11 | Tranzystor IGBT | IRG4PC50W | 6 | ||||
W niektórych przypadkach bardziej opłacalne jest stosowanie zgrzewania punktowego zamiast lutowania. Na przykład ta metoda może być przydatna przy naprawie akumulatorów składających się z kilku akumulatorów. Lutowanie powoduje nadmierne nagrzewanie ogniw, co może prowadzić do ich uszkodzenia. Ale zgrzewanie punktowe Nie nagrzewa tak mocno elementów, gdyż utrzymuje się stosunkowo krótko.
Aby zoptymalizować cały proces, w systemie zastosowano Arduino Nano. Jest to jednostka sterująca, która pozwala efektywnie zarządzać zaopatrzeniem instalacji w energię. Zatem każde spawanie jest optymalne dla konkretnego przypadku i zużywa się tyle energii, ile potrzeba, nie więcej i nie mniej. Elementy stykowe są tu wykonane z drutu miedzianego, a energia pochodzi ze zwykłego akumulatora samochodowego lub dwóch, jeśli wymagany jest większy prąd.
Obecny projekt jest niemal idealny pod względem złożoności tworzenia/efektywności pracy. Autor projektu pokazał główne etapy tworzenia systemu, zamieszczając wszystkie dane na Instructables.
Według autora standardowa bateria wystarczy, aby zgrzać punktowo dwa paski niklu o grubości 0,15 mm. W przypadku grubszych pasków metalu potrzebne będą dwie baterie, połączone w obwód równolegle. Czas impulsu zgrzewarki jest regulowany i wynosi od 1 do 20 ms. Jest to w zupełności wystarczające do spawania opisanych powyżej pasków niklowych.
Autor zaleca wykonanie płytki na zamówienie producenta. Koszt zamówienia 10 takich desek to około 20 euro.
Podczas spawania obie ręce będą zajęte. Jak zarządzać całym systemem? Oczywiście za pomocą włącznika nożnego. To bardzo proste.
A oto efekt pracy:
Timer przekaźnika czasowego to urządzenie, za pomocą którego można regulować czas ekspozycji na prąd lub impuls. Timer przekaźnika czasowego do zgrzewania punktowego mierzy czas oddziaływania prądu spawania na łączone części i częstotliwość jego występowania. To urządzenie służy do automatyzacji procesy spawalnicze, wykonanie szwu spawalniczego, w celu utworzenia różne projekty z blacha. Steruje obciążeniem elektrycznym zgodnie z zadanym programem. Przekaźnik czasowy do zgrzewania oporowego programuje się ściśle według instrukcji. Proces ten polega na ustaleniu odstępów czasowych pomiędzy określonymi czynnościami, a także czasu trwania prądu spawania.
Zasada działania
Ten przekaźnik czasowy do zgrzewania punktowego będzie mógł na bieżąco włączać i wyłączać urządzenie w danym trybie z określoną częstotliwością. Mówiąc najprościej, zamyka i otwiera kontakty. Za pomocą czujnika obrotu możesz ustawić odstępy czasu w minutach i sekundach, po których należy włączyć lub wyłączyć spawanie.
Wyświetlacz służy do wyświetlania informacji o aktualnym czasie przełączenia, czasie oddziaływania metalu spawarki, liczbie minut i sekund przed włączeniem lub wyłączeniem.
Rodzaje timerów do zgrzewania punktowego
Na rynku można znaleźć timery z programowaniem cyfrowym lub analogowym. Zastosowane w nich przekaźniki to tzw różne typy, ale najbardziej popularne i niedrogie są urządzenia elektroniczne. Zasada ich działania opiera się na specjalnym programie, który jest rejestrowany na mikrokontrolerze. Można go używać do regulacji opóźnienia lub punktualności.
Obecnie można zakupić przekaźnik czasowy:
- z opóźnieniem wyłączenia;
- z opóźnieniem włączenia;
- skonfigurowany na zadany czas po podaniu napięcia;
- skonfigurowany na zadany czas po podaniu impulsu;
- generator zegara.
Akcesoria do tworzenia przekaźnika czasowego
Aby utworzyć przekaźnik czasowy do zgrzewania punktowego, potrzebne będą następujące części:
- Płytka Arduino Uno do programowania;
- płytka prototypowa lub Sensor Shield – ułatwia połączenie zainstalowanych czujników z płytką;
- przewody żeńskie-żeńskie;
- wyświetlacz mogący wyświetlić co najmniej dwie linie po 16 znaków w każdym rzędzie;
- przekaźnik przełączający obciążenie;
- czujnik kąta obrotu wyposażony w przycisk;
- zasilacz do zasilania urządzenia porażenie prądem(w czasie testów można go zasilać poprzez kabel USB).
Funkcje tworzenia przekaźnika czasowego do zgrzewania punktowego na płycie Arduino
Aby to zrobić, musisz ściśle przestrzegać schematu.
Jednocześnie lepiej byłoby zastąpić często używaną płytkę arduino uno płytką arduino pro mini, ponieważ ma ona znacznie mniejszy rozmiar, jest tańsza i znacznie łatwiej jest lutować przewody.
Po zebraniu wszystkich komponenty Aby wykorzystać timer do spawania kontaktowego na Arduino należy przylutować przewody łączące płytkę z pozostałymi elementami tego urządzenia. Wszystkie elementy należy oczyścić z osadu i rdzy. Znacząco wydłuży to czas działania przekaźnika czasowego.
Trzeba wybrać odpowiednią obudowę i zmontować w niej wszystkie elementy. Zapewni urządzeniu przyzwoity wygląd, ochronę przed przypadkowymi wstrząsami i wpływami mechanicznymi.
Aby zakończyć, konieczne jest zainstalowanie przełącznika. Będzie ono potrzebne, jeśli właściciel spawacza zdecyduje się pozostawić go bez nadzoru na dłuższy czas, aby w sytuacji awaryjnej zapobiec pożarowi lub uszkodzeniu mienia. Z jego pomocą, wychodząc z lokalu, każdy użytkownik będzie mógł to zrobić szczególny wysiłek wyłącz urządzenie.
"Uważać na!
Timer do zgrzewania oporowego na 561 jest urządzeniem bardziej zaawansowanym, ponieważ jest tworzony na nowym, nowoczesnym mikrokontrolerze. Pozwala dokładniej odmierzyć czas oraz ustawić częstotliwość włączania i wyłączania urządzenia.”
Zegar do zgrzewania oporowego w modelu 555 nie jest tak doskonały i ma ograniczoną funkcjonalność. Ale często jest używany do tworzenia takich urządzeń, ponieważ jest tańszy.
Aby lepiej zrozumieć, jak stworzyć spawarkę, należy skontaktować się z pracownikami firmy. Ponadto proponujemy rozważyć konstrukcję tego urządzenia. Pomoże Ci to zrozumieć zasadę działania urządzenia, co i gdzie należy lutować.
Wniosek
Zegar zgrzewania punktowego Arduino jest dokładny i urządzenie wysokiej jakości, które przy odpowiedniej konserwacji posłużą wiele lat. On wystarczy proste urządzenie dzięki czemu można go łatwo zamontować w dowolnym miejscu spawania. Ponadto licznik czasu zgrzewania punktowego jest łatwy w utrzymaniu. Działa nawet przy silnych mrozach i jest praktycznie niewrażliwy na negatywne przejawy środowiska naturalnego.
Urządzenie możesz zmontować samodzielnie lub zwrócić się do profesjonalistów. Ta druga opcja jest bardziej preferowana, ponieważ gwarantuje wynik końcowy. Firma przetestuje elementy urządzenia, zidentyfikuje problemy, naprawi je, przywracając w ten sposób jego funkcjonalność.
Cześć, pranie mózgu! Przedstawiam Państwu zgrzewarkę punktową opartą na mikrokontrolerze Arduino Nano.
Za pomocą tej maszyny można spawać płytki lub przewody np. do zacisków akumulatora 18650. Do projektu potrzebny będzie nam zasilacz 7-12 V (zalecane 12 V), a także akumulator samochodowy Napięcie 12 V jako źródło zasilania samej spawarki. Standardowo standardowy akumulator ma pojemność 45 Ah, która jest wystarczająca do spawania blach niklowych o grubości 0,15 mm. Do spawania grubszych płyt niklowych potrzebny będzie większy akumulator lub dwa połączone równolegle.
Spawarka generuje podwójny impuls, przy czym wartość pierwszego impulsu wynosi 1/8 sekundy.
Czas trwania drugiego impulsu reguluje się za pomocą potencjometru i wyświetla na ekranie w milisekundach, dzięki czemu bardzo wygodnie jest regulować czas trwania tego impulsu. Zakres regulacji wynosi od 1 do 20 ms.
Obejrzyj film, który szczegółowo pokazuje proces tworzenia urządzenia.
Krok 1: Wykonanie PCB
Do wykonania płytki drukowanej można wykorzystać pliki Eagle, które są dostępne poniżej.
Najłatwiej jest zamówić deski u producentów płytki drukowane. Na przykład na stronie pcbway.com. Tutaj możesz kupić 10 desek za około 20 €.
Jeśli jednak jesteś przyzwyczajony do robienia wszystkiego samodzielnie, skorzystaj z dołączonych schematów i plików, aby stworzyć płytkę prototypową.
Krok 2: Montaż komponentów na płytkach i lutowanie przewodów
Proces montażu i lutowania komponentów jest dość standardowy i prosty. Najpierw zainstaluj małe komponenty, a następnie większe.
Porady elektroda spawalnicza wykonany z twardego drut miedziany o przekroju 10 milimetrów kwadratowych. W przypadku kabli użyj elastycznych. przewody miedziane o przekroju 16 milimetrów kwadratowych.
Krok 3: Przełącznik nożny
Dla zarządzania spawarka będziesz potrzebować przełącznika nożnego, ponieważ obie ręce służą do utrzymywania końcówek pręta spawalniczego na miejscu.
W tym celu wziąłem drewniane pudełko, w którym zamontowano powyższy wyłącznik.
Przyszedł znajomy, przywiózł dwa LATRy i zapytał, czy można z nich zrobić obserwatora? Zwykle, słysząc podobne pytanie, przychodzi mi do głowy anegdota o tym, jak sąsiad pyta drugiego, czy umie grać na skrzypcach, a w odpowiedzi słyszy „nie wiem, nie próbowałem” - więc ja mam tę samą odpowiedź - nie wiem, prawdopodobnie „tak”, ale co to jest „obserwator”?
Generalnie, podczas gdy herbata się gotowała i parzyła, wysłuchałam krótkiego wykładu o tym, jak nie należy robić tego, czego nie należy robić, że trzeba być bliżej ludzi, a wtedy ludzie będą do mnie przyciągani i zagłębił się także na krótko w historię warsztatów samochodowych, ilustrowaną smakowitymi opowieściami z życia „cyroppera” i „blaszarza”. Wtedy zrozumiałem, że spotter to mała „spawaczka”, która działa na zasadzie zgrzewarki punktowej. Służy do „chwytania” podkładek metalowych i innych drobnych elementy mocujące do wgniecionej karoserii, za pomocą której odkształcona blacha jest następnie prostowana. To prawda, istnieje również „ młotek wsteczny„jest potrzebny, ale mówią, że to już nie moje zmartwienie - wymagana jest ode mnie tylko elektroniczna część obwodu.
Po obejrzeniu obwodów spotterów w Internecie stało się jasne, że potrzebujemy jednorazowego urządzenia, które na krótki czas „otworzy” triak i poda napięcie sieciowe do transformatora mocy. Uzwojenie wtórne transformatora powinno wytwarzać napięcie 5-7 V i prąd wystarczający do „złapania” podkładek.
Aby wygenerować impuls sterujący triakiem, użyj różne sposoby– od prostego rozładowywania kondensatorów po zastosowanie mikrokontrolerów z synchronizacją do faz napięcia sieciowego. Nas interesuje prostszy obwód - niech będzie „z kondensatorem”.
Poszukiwania „na szafce nocnej” wykazały, że oprócz elementów pasywnych znajdują się odpowiednie triaki i tyrystory, a także wiele innych „drobiazgów” - tranzystory i przekaźniki dla różnych napięć roboczych ( Ryc.1). Szkoda, że nie ma transoptorów, ale można spróbować złożyć konwerter impulsów rozładowujących kondensator w krótki „prostokąt”, w tym przekaźnik, który będzie otwierał i zamykał triak swoim stykiem zwierającym.
Również podczas poszukiwań części znaleźliśmy kilka zasilaczy o napięciu wyjściowym DC od 5 do 15 V - wybraliśmy przemysłowy z czasów „radzieckich” o nazwie BP-A1 9V/0,2A ( Ryc.2). Zasilacz obciążony rezystorem 100 Ohm wytwarza napięcie około 12 V (okazało się, że zostało już przetworzone).
Wybieramy triaki TS132-40-10, 12-woltowy przekaźnik z dostępnych elektronicznych „śmieci”, bierzemy kilka tranzystorów, rezystorów, kondensatorów KT315 i zaczynamy prototypować i testować obwód (na Ryc.3 jeden z etapów konfiguracji).
Wynik jest pokazany w Rysunek 4. Wszystko jest dość proste - po naciśnięciu przycisku S1 kondensator C1 zaczyna się ładować, a na jego prawym zacisku pojawia się napięcie dodatnie równe napięciu zasilania. Napięcie to, przechodząc przez rezystor ograniczający prąd R2, jest dostarczane do podstawy tranzystora VT1, otwiera się i napięcie jest podawane na uzwojenie przekaźnika K1, w wyniku czego styki przekaźnika K1.1 zamykają się, otwierający triak T1.
W miarę ładowania kondensatora C1 napięcie na jego prawym zacisku stopniowo maleje i gdy osiągnie poziom niższy od napięcia otwarcia tranzystora, tranzystor zamknie się, uzwojenie przekaźnika zostanie odłączone od napięcia, rozwarty styk K1.1 zatrzyma się podając napięcie na elektrodę sterującą triaka i zamknie się on na końcu aktualnej półfali napięcia sieciowego. Diody VD1 i VD2 są zainstalowane w celu ograniczenia impulsów występujących po zwolnieniu przycisku S1 i przy braku napięcia uzwojenia przekaźnika K1.
W zasadzie wszystko tak działa, jednak monitorując czas stanu otwartego triaka okazało się, że „chodzi” on całkiem sporo. Wydawałoby się, że nawet biorąc pod uwagę możliwe zmiany wszystkich opóźnień włączania i wyłączania w obwodach elektronicznych i mechanicznych, nie powinno to być więcej niż 20 ms, ale w rzeczywistości okazało się, że jest to wielokrotnie więcej, a ponadto impuls trwa 20 -40 ms dłużej, a następnie przez całe 100 ms.
Po małych eksperymentach okazało się, że ta zmiana szerokości impulsu wynika głównie ze zmiany poziomu napięcia zasilania obwodu i działania tranzystora VT1. Pierwszy został „wyleczony” poprzez zamontowanie wewnątrz zasilacza prostego stabilizatora parametrycznego, składającego się z rezystora, diody Zenera i tranzystora mocy ( Ryc.5). A kaskadę na tranzystorze VT1 zastąpiono wyzwalaczem Schmitta na 2 tranzystorach i instalacją dodatkowego wtórnika emitera. Schemat przyjął postać pokazaną w Rysunek 6.
Zasada działania pozostaje taka sama, dodano możliwość dyskretnej zmiany czasu trwania impulsu za pomocą przełączników S3 i S4. Spust Schmitta jest montowany na VT1 i VT2, jego „próg” można zmienić w małych granicach zmiana rezystancji rezystorów R11 lub R12.
Podczas prototypowania i testowania działania elektronicznej części spottera wzięto kilka wykresów, z których można ocenić odstępy czasowe i wynikające z nich opóźnienia krawędzi. W tamtym czasie obwód miał kondensator czasowy o pojemności 1 μF, a rezystory R7 i R8 miały rezystancję odpowiednio 120 kOhm i 180 kOhm. NA Rysunek 7 góra pokazuje stan na uzwojeniu przekaźnika, dół pokazuje napięcie na stykach przy załączeniu rezystora podłączonego do +14,5 V (plik do wglądu dla programu znajduje się w archiwum w załączniku do tekstu, napięcia mierzone były przez rezystor dzielniki z losowymi współczynnikami podziału, więc skala „Volty” nie jest prawdziwa). Czas trwania wszystkich impulsów mocy przekaźnika wynosił około 253...254 ms, czas przełączenia styków 267...268 ms. „Rozbudowa” wiąże się ze wzrostem czasu przestoju - widać to z zdjęcia 8 I 9 porównując różnicę występującą przy zamykaniu i otwieraniu styków (5,3 ms vs. 20 ms).
W celu sprawdzenia stabilności czasowej powstawania impulsów wykonano cztery sekwencyjne przełączenia z kontrolą napięcia w obciążeniu (plik w tej samej aplikacji). Na uogólnionym Rysunek 10 widać, że wszystkie impulsy w obciążeniu mają dość zbliżony czas trwania - około 275...283 ms i zależą od tego, gdzie w momencie załączenia występuje półfala napięcia sieciowego. Te. maksymalna teoretyczna niestabilność nie przekracza czasu jednej półfali napięcia sieciowego - 10 ms.
Przy ustawieniu R7 = 1 kOhm i R8 = 10 kOhm przy C1 = 1 μF można było uzyskać czas trwania jednego impulsu krótszy niż półokres napięcia sieciowego. Przy 2 µF - od 1 do 2 okresów, przy 8 µF - od 3 do 4 (plik w załączniku).
W wersja ostateczna spotter, części o wskazanych wartościach Rysunek 6. To, co wydarzyło się na uzwojeniu wtórnym transformatora mocy, pokazano na Rysunek 11. Czas trwania najkrótszego impulsu (pierwszy na rysunku) wynosi około 50...60 ms, drugi - 140...150 ms, trzeci - 300...310 ms, czwarty - 390...400 ms (przy pojemności kondensatora taktującego 4 μF, 8 μF, 12 μF i 16 μF).
Po sprawdzeniu elektroniki czas zająć się sprzętem.
Jako transformator mocy użyto 9-amperowego LATR (tuż obok ryż. 12). Jego uzwojenie wykonane jest z drutu o średnicy około 1,5 mm ( Ryc.13) i obwód magnetyczny ma średnica wewnętrzna, wystarczająca do nawinięcia 7 zwojów 3 równolegle złożonych opon aluminiowych o łącznym przekroju około 75-80 mm2.
Ostrożnie demontujemy LATR, na wypadek, gdybyśmy „naprawili” całą konstrukcję na zdjęciu i „skopiowali” wnioski ( Ryc.14). Dobrze, że drut jest gruby - wygodnie jest policzyć zwoje.
Po demontażu należy dokładnie obejrzeć uzwojenie, oczyścić je z kurzu, gruzu i resztek grafitu za pomocą pędzla o twardym włosiu i przetrzeć miękka ściereczka lekko zwilżony alkoholem.
Przylutowujemy pięcioamperowy bezpiecznik szklany do zacisku „A”, podłączamy tester do „środkowego” zacisku cewki „G” i przykładamy napięcie 230 V do bezpiecznika i zacisku „nienazwanego”. Tester pokazuje napięcie ok. 110 V. Nic nie brzęczy i nie nagrzewa się - możemy założyć, że transformator jest w normie.
Następnie owijamy uzwojenie pierwotne taśmą fluoroplastyczną z takim zakładem, że otrzymamy co najmniej dwie lub trzy warstwy ( Ryc.15). Następnie nawijamy testowe uzwojenie wtórne o kilka zwojów za pomocą elastycznego drutu w izolacji. Ustalamy, przykładając moc i mierząc napięcie na tym uzwojeniu wymagana ilość zamienia się, aby uzyskać 6...7 V. W naszym przypadku okazało się, że po podaniu napięcia 230 V na zaciski „E” i „nienazwane” na wyjściu uzyskuje się 7 V przy 7 zwojach. Po przyłożeniu zasilania do „A” i „nienazwanego” otrzymujemy 6,3 V.
Do uzwojenia wtórnego zastosowano „bardzo zużyte” szyny aluminiowe - zostały wyjęte ze starego transformatora spawalniczego i w niektórych miejscach w ogóle nie miały izolacji. Aby zapobiec zwarciu zwojów, opony trzeba było owinąć taśmą sierpową ( Ryc.16). Uzwojenie przeprowadzono tak, aby uzyskać dwie lub trzy warstwy powłoki.
Po nawinięciu transformatora i sprawdzeniu funkcjonalności obwodu na pulpicie, wszystkie części spottera zostały zamontowane w odpowiedniej obudowie (wydaje się, że był też z jakiegoś LATR - Ryc.17).
Zaciski uzwojenia wtórnego transformatora są zaciśnięte śrubami i nakrętkami M6-M8 i wyprowadzone na przedni panel obudowy. Do tych śrub po drugiej stronie przedniego panelu przymocowane są przewody zasilające prowadzące do karoserii i „młota wstecznego”. Wygląd na etapie inspekcji domu pokazano w Rysunek 18. U góry po lewej stronie znajduje się wskaźnik napięcia sieciowego La1 i wyłącznik sieciowy S1, a po prawej stronie wyłącznik napięcia impulsowego S5. Przełącza podłączenie do sieci zacisku „A” lub zacisku „E” transformatora.
Ryc.18 
Na dole znajduje się złącze dla przycisku S2 i przewodów uzwojenia wtórnego. Przełączniki czasu trwania impulsu zamontowane są na samym dole obudowy, pod uchylną pokrywą (ryc. 19).
Wszystkie pozostałe elementy obwodu są przymocowane do spodu obudowy i panelu przedniego ( Ryc.20, Ryc.21, Ryc.22). Nie wygląda to zbyt schludnie, ale głównym celem było tutaj zmniejszenie długości przewodów, aby zmniejszyć wpływ impulsów elektromagnetycznych na część elektroniczną obwodu.
Płytka drukowana nie była okablowana - wszystkie tranzystory i ich „rurki” zostały przylutowane deska do krojenia chleba wykonany z włókna szklanego, z folią pociętą w kwadraty (widoczne na Ryc.22).
Wyłącznik zasilania S1 - JS608A, umożliwiający przełączanie prądów 10 A (zaciski „sparowane” są połączone równolegle). Drugiego takiego wyłącznika nie było, więc S5 został zamontowany jako TP1-2, jego zaciski również są połączone równolegle (jeśli zastosujemy go przy wyłączonym zasilaniu sieciowym, może przepuszczać przez siebie dość duże prądy). Przełączniki czasu trwania impulsu S3 i S4 - TP1-2.
Przycisk S2 – KM1-1. Złącze do podłączenia przewodów przycisków to COM (DB-9).
Wskaźnik La1 - TN-0,2 w odpowiednich łącznikach instalacyjnych.
NA rysunki 23, 24 , 25 Pokazano zdjęcia wykonane podczas sprawdzania funkcjonalności spottera - narożnik meblowy o wymiarach 20x20x2 mm został zgrzany punktowo z blachą blaszaną o grubości 0,8 mm (panel montażowy z obudowy komputera). Różne rozmiary„Prosięta” na Ryc.23 I Ryc.24– dzieje się to przy różnych napięciach „gotowawczych” (6 V i 7 V). W obu przypadkach narożnik mebla jest szczelnie zespawany.
NA Ryc.26 pokazano odwrotna strona płytkę i widać, że się nagrzewa na wskroś, farba się pali i odlatuje.
Po tym jak oddałem spotter znajomemu, zadzwonił po około tygodniu i powiedział, że wykonał odwrotny „młotek”, podłączył go i sprawdził działanie całego urządzenia - wszystko jest w porządku, wszystko działa. Okazało się, że do pracy nie są potrzebne długotrwałe impulsy (tzn. można pominąć elementy S4, C3, C4, R4), lecz istnieje potrzeba włączenia transformatora do sieci „bezpośrednio”. O ile rozumiem, chodzi o to, aby powierzchnię wgniecionego metalu można było nagrzać za pomocą elektrod węglowych. Zasilanie „bezpośrednio” nie jest trudne - zainstalowano przełącznik, który umożliwia zamknięcie zacisków „zasilania” triaka. Trochę dziwi mnie niewystarczająco duży przekrój całkowity żył w uzwojeniu wtórnym (według obliczeń potrzeba więcej), ale skoro minęły już ponad dwa tygodnie, a właściciel urządzenia został uprzedzony o „słabość uzwojenia” i nie zadzwonił, to znaczy, że nic złego się nie stało.
Podczas eksperymentów z obwodem przetestowano wersję triaka złożoną z dwóch tyrystorów T122-20-5-4 (można je zobaczyć na Rysunek 1 w tle). Schemat połączeń pokazano w Ryc.27, diody VD3 i VD4 - 1N4007.
Literatura:
- Goroshkov B.I., „ Urządzenia elektroniczne”, Moskwa, „Radio i komunikacja”, 1984.
- Biblioteka masowego radia, Ya.S. Kublanovsky, „Urządzenia tyrystorowe”, M., „Radio i komunikacja”, 1987, wydanie 1104.
Andriej Goltsow, Iskitim.
Lista radioelementów
| Oznaczenie | Typ | Określenie | Ilość | Notatka | Sklep | Mój notatnik | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Do zdjęcia nr 6 | |||||||
| VT1, VT2, VT3 | Tranzystor bipolarny | KT315B | 3 | Do notatnika | |||
| T1 | Tyrystor i triak | TS132-40-12 | 1 | Do notatnika | |||
| VD1, VD2 | Dioda | KD521B | 2 | Do notatnika | |||
| R1 | Rezystor | 1 kOhm | 1 | 0,5 W | Do notatnika | ||
| R2 | Rezystor | 330 kiloomów | 1 | 0,5 W | Do notatnika | ||
| R3, R4 | Rezystor | 15 kiloomów | 2 | 0,5 W | Do notatnika | ||
| R5 | Rezystor | 300 omów | 1 | 2 W | Do notatnika | ||
| R6 | Rezystor | 39 omów | 1 | 2 W | Do notatnika | ||
| R7 | Rezystor | 12 kiloomów | 1 | 0,5 W | Do notatnika | ||
| R8 | Rezystor | 18 kiloomów | 1 | 0,5 W | |||