Таймер для точечной сварки своими руками
Обновлено: 19.09.2024
Пришёл знакомый, принес два ЛАТР-а и поинтересовался, а можно ли из них сделать споттер? Обычно, услышав подобный вопрос, на ум приходит анекдот про то, как один сосед интересуется у другого, умеет ли тот играть на скрипке и в ответ слышит «Не знаю, не пробовал» - так вот и у меня возникает такой же ответ – не знаю, наверное "да", а что такое «споттер»?
В общем, пока закипал и заваривался чай, выслушал небольшую лекцию о том, что не надо заниматься тем, чем заниматься не надо, что надо быть ближе к народу и тогда ко мне потянутся люди, а также кратко погрузился в историю авторемонтных мастерских, проиллюстрированную смачными байками из жизни «костоправов» и «жестянщиков». После чего понял, что споттер – это такой небольшой "сварочник", работающий по принципу аппарата точечной сварки. Используется для «прихватывания» металлических шайб и других мелких крепёжных элементов к помятому корпусу автомобиля, с помощью которых затем выправляется деформированная жесть. Правда, там ещё «обратный молоток» нужен, но говорят, что это уже не моя забота – от меня требуется только электронная часть схемы.
Посмотрев в сети схемы споттеров, стало ясно, что нужен одновибратор, который будет «открывать» на короткое время симистор и подавать сетевое напряжение на силовой трансформатор. Вторичная обмотка трансформатора должна выдавать напряжение 5-7 В с током, достаточным для «прихватывания» шайб.
Для образования импульса управления симистором используются разные способы – от простого разряда конденсатора до применения микроконтроллеров с синхронизацией к фазам сетевого напряжения. Нас интересует та схема, что попроще – пусть будет «с конденсатором».
Поиски «в тумбочке» показали, что не считая пассивных элементов, есть подходящие симисторы и тиристоры, а также множество другой «мелочёвки» - транзисторы и реле на разные рабочие напряжения (рис.1). Жалко, что оптронов нет, но можно попробовать собрать преобразователь импульса разряда конденсатора в короткий «прямоугольник», включающий реле, которое будет своим замыкающимся контактом открывать и закрывать симистор.
Так же во время поиска деталей нашлось несколько блоков питания с выходными постоянными напряжениями от 5 до 15 В – выбрали промышленный из «советских» времён под названием БП-А1 9В/0,2А (рис.2). При нагрузке в виде резистора 100 Ом блок питания выдаёт напряжение около 12 В (оказалось, что уже переделанный).
Выбираем из имеющегося электронного «мусора» симисторы ТС132-40-10, 12-тивольтовое реле, берём несколько транзисторов КТ315, резисторов, конденсаторов и начинаем макетировать и проверять схему (на рис.3 один из этапов настройки).
То, что в результате получилось, показано на рисунке 4. Всё достаточно просто – при нажатии на кнопку S1 конденсатор С1 начинает заряжаться и на его правом выводе появляется положительное напряжение, равное напряжению питания. Это напряжение, пройдя через токоограничительный резистор R2, поступает на базу транзистора VT1, тот открывается и на обмотку реле К1 поступает напряжение и в результате контакты реле К1.1 замыкаются, открывая симистор Т1.
По мере заряда конденсатора С1, напряжение на его правом выводе плавно уменьшается и при достижении уровня меньше напряжения открывания транзистора, транзистор закроется, обмотка реле обесточится, разомкнувшийся контакт К1.1 перестанет подавать напряжение на управляющий электрод симистора и он по окончании текущей полуволны сетевого напряжения закроется. Диоды VD1 и VD2 стоят для ограничения возникающих импульсов при отпускании кнопки S1 и при обесточивании обмотки реле К1.
В принципе, всё так и работает, но при контроле времени открытого состояния симистора оказалось, что оно достаточно сильно «гуляет». Казалось бы, даже с учётом возможных изменений всех задержек включения-выключения в электронной и механической цепях оно должно быть не более 20 мс, но на самом деле получалось в разы больше и плюс к этому, то импульс длится на 20-40 мс дольше, а то и на все 100 мс.
После небольших экспериментов выяснилось, что это изменение ширины импульса в основном связано с изменением уровня напряжения питания схемы и с работой транзистора VT1. Первое «вылечилось» установкой навесным монтажом внутри блока питания простейшего параметрического стабилизатора, состоящего из резистора, стабилитрона и силового транзистора (рис.5). А каскад на транзисторе VT1 был заменён триггером Шмитта на 2-х транзисторах и установкой дополнительного эмиттерного повторителя. Схема приняла вид, показанный на рисунке 6.
Принцип работы остался прежним, добавлена возможность дискретного изменения длительности импульса переключателями S3 и S4. Триггер Шмитта собран на VT1 и VT2 [1], его «порог» можно менять в небольших пределах изменением сопротивлений резисторов R11 или R12.
При макетировании и проверке работы электронной части споттера было снято несколько диаграмм, по которым можно оценить временные интервалы и возникающие задержки фронтов. В схеме в это время стоял времязадающий конденсатор ёмкостью 1 мкФ и резисторы R7 и R8 имели сопротивление 120 кОм и 180 кОм соответственно. На рисунке 7 сверху показано состояние на обмотке реле, внизу – напряжение на контактах при коммутации резистора, подключенного к +14,5 В (файл для просмотра программой SpectraPLUS находится в архивном приложении к тексту, напряжения снимались через резисторные делители со случайными коэффициентами деления, поэтому шкала «Volts» не соответствует действительности). Длительность всех импульсов питания реле составляла примерно 253…254 мс, время коммутации контактов – 267…268 мс. «Расширение» связано с увеличением времени отключения – это видно по рисункам 8 и 9 при сравнении разницы, возникающей при замыкании и размыкании контактов (5,3 мс против 20 мс).
Для проверки временной стабильности образования импульсов было проведено четыре последовательных включения с контролем напряжения в нагрузке (файл в том же приложении). На обобщённом рисунке 10 видно, что все импульсы в нагрузке достаточно близки по длительности – около 275…283 мс и зависят от того, на какое место полуволны сетевого напряжения пришёлся момент включения. Т.е. максимальная теоретическая нестабильность не превышает времени одной полуволны сетевого напряжения – 10 мс.
При установке R7 =1 кОм и R8 =10 кОм при С1=1 мкФ удалось получить длительность одного импульса менее одного полупериода сетевого напряжения. При 2 мкФ – от 1 до 2 периодов, при 8 мкФ – от 3 до 4 (файл в приложении).
В окончательный вариант споттера были установлены детали с номиналами, указанными на рисунке 6. То, что получилось на вторичной обмотке силового трансформатора, показано на рисунке 11. Длительность самого короткого импульса (первого на рисунке) около 50…60 мс, второго – 140…150 мс, третьего – 300…310 мс, четвёртого – 390…400 мс (при ёмкости времязадающего конденсатора в 4 мкФ, 8 мкФ, 12 мкФ и 16 мкФ).
После проверки электроники самое время заняться «железом».
В качестве силового трансформатора был использован 9-тиамперный ЛАТР (правый на рис. 12). Его обмотка выполнена проводом диаметром около 1,5 мм (рис.13) и магнитопровод имеет внутренний диаметр, достаточный для намотки 7-ми витков из 3-х параллельно сложенных алюминиевых шин общим сечением около 75-80 кв.мм.
Разборку ЛАТР-а проводим аккуратно, на всякий случай весь конструктив «фиксируем» на фото и «срисовываем» выводы (рис.14). Хорошо, что провод толстый – удобно считать витки.
После разборки внимательно осматриваем обмотку, очищаем её от пыли, мусора и остатков графита с помощью малярной кисти с жёстким ворсом и протираем мягкой тканью, слегка смоченной спиртом.
Подпаиваем к выводу «А» пятиамперный стеклянный предохранитель, подключаем тестер к «срединному» выводу катушки «Г» и подаём напряжение 230 В на предохранитель и вывод «безымянный». Тестер показывает напряжение около 110 В. Ничего не гудит и не греется - можно считать, что трансформатор нормальный.
Затем первичную обмотку обматываем фторопластовой лентой с таким нахлёстом, чтобы получалось не менее двух-трёх слоёв (рис.15). После этого мотаем пробную вторичную обмотку из нескольких витков гибким проводом в изоляции. Подав питание и замерив на этой обмотке напряжение, определяем нужное количество витков для получения 6…7 В. В нашем случае получилось так, что при подаче 230 В на выводы «Е» и «безымянный» 7 В на выходе получается при 7 витках. При подаче питания на «А» и «безымянный», получаем 6,3 В.
Для вторичной обмотки использовались алюминиевые шины «ну очень б/у» - они были сняты со старого сварочного трансформатора и местами совсем не имели изоляции. Для того, чтобы витки не замыкались между собой, шины пришлось обмотать лентой-серпянкой (рис.16). Обмотка велась так, чтобы получилось два-три слоя покрытия.
После намотки трансформатора и проверки работоспособности схемы на рабочем столе, все детали споттера были установлены в подходящий по размерам корпус (похоже, что тоже от какого-то ЛАТР-а – рис.17).
Выводы вторичной обмотки трансформатора зажаты болтами и гайками М6-М8 и выведены на переднюю панель корпуса. К этим болтам с другой стороны передней панели крепятся силовые провода, идущие к корпусу автомобиля и «обратному молотку». Внешний вид на стадии домашней проверки показан на рисунке 18. Вверху слева расположены индикатор сетевого напряжения La1 и сетевой выключатель S1, а справа – переключатель напряжения импульса S5. Он коммутирует подключение к сети или вывода «А», или вывода «Е» трансформатора.
Рис.18
Внизу находятся разъём для кнопки S2 и выводы вторичной обмотки. Переключатели длительности импульса установлены в самом низу корпуса, под откидной крышкой (рис.19).
Все остальные элементы схемы закреплены на днище корпуса и передней панели (рис.20, рис.21, рис.22). Выглядит не очень аккуратно, но здесь главной задачей было уменьшение длины проводников с целью уменьшения влияния электромагнитных импульсов на электронную часть схемы.
Печатная плата не разводилась – все транзисторы и их «обвязка» припаяны к макетной плате из стеклотекстолита, с фольгой, порезанной на квадратики (видна на рис.22).
Выключатель питания S1 - JS608A, допускающий коммутацию 10 А токов ("парные" выводы запараллелены). Второго такого выключателя не нашлось и S5 поставили ТП1-2, его выводы тоже запараллелены (если пользоваться им при выключенном сетевом питании, то он может пропускать через себя достаточно большие токи). Переключатели длительности импульса S3 и S4 - ТП1-2.
Кнопка S2 – КМ1-1. Разъем для подключения проводов кнопки - COM (DB-9).
Индикатор La1 - ТН-0.2 в соответствующей установочной фурнитуре.
На рисунках 23, 24, 25 показаны фотографии, сделанные при проверке работоспособности споттера – мебельный уголок размерами 20х20х2 мм точечно приваривался к жестяной пластине толщиной 0,8 мм (крепёжная панель от компьютерного корпуса). Разные размеры «пятачков» на рис.23 и рис.24 – это при разных «варочных» напряжениях (6 В и 7 В). Мебельный уголок в обоих случаях приваривается крепко.
На рис.26 показана обратная сторона пластины и видно, что она прогревается насквозь, краска подгорает и отлетает.
После того, как отдал споттер знакомому, он примерно через неделю позвонил, сказал, что обратный «молоток» сделал, подключил и проверил работу всего аппарата – всё нормально, всё работает. Оказалось, импульсы большой длительности в работе не нужны (т.е. элементы S4,С3,С4,R4 можно не ставить), но есть потребность подключения трансформатора к сети «напрямую». Насколько я понял, это для того, чтобы с помощью угольных электродов можно было прогревать поверхность помятого металла. Сделать подачу питания «напрямую» несложно – поставили переключатель, позволяющий замыкать «силовые» выводы симистора. Немного смущает недостаточно большое суммарное сечение жил во вторичной обмотке (по расчетам надо больше), но раз прошло уже больше двух недель, а хозяин аппарата предупреждён о «слабости обмотки» и не звонит, значит ничего страшного не произошло.
Во время экспериментов со схемой был проверен вариант симистора, собранного из двух тиристоров Т122-20-5-4 (их видно на рисунке 1 на заднем плане). Схема включения показана на рис.27 [2], диоды VD3 и VD4 - 1N4007.
Таймер для контактной сварки
Когда то я озадачился созданием точечной сварки своими руками для соединения аккумуляторов 18650. Сначала был собран таймер на 555, потом на микроконтроллере pic16f628a. Для него была написана самодельная прошивка, управление энкодером с нажатием, от 0.01 сек до 10 сек и до 10 импульсов. Но этот аппарат точечной сварки давно продан и мне нужно было чем то сваривать аккумуляторы 18650. Для этого на aliexpress был заказан этот таймер за 11.14$ или около 700 российских руб.
Приехало чуть быстрее чем за месяц.
Посмотрим что он из себя представляет.
Что такое контактная сварка?
Берем большой транс, чтоб пробки в квартире не выбивало (от микроволновки например). Срезаем вторичку, первичка на 220 остаётся. Выбираем шунт. Вместо тысяч витков старой вторички запихиваем 2-5 витков толстого провода. Для сварки аккумов можно 3-5 витков сечением 35мм. Для более толстых пластин и проволоки 2 витка сечением 70-120мм. Оконцовываем толстые проводки. Крепим к концам провода электроды в зависимости от задачи. И если подать на первичку транса 220 вольт, то во вторичке пойдет ток в районе 1000А, который разогревает место контакта электродов с металлом. Если это толстое железо или проволока то выдержка обычно большая, несколько секунд и можно просто подавать 220 вольт на транс через автомат или любым другим ручным методом. Если же варить круглые литиевые аккумы, то там тонкие пластины 0.1-0.3мм и нужны очень короткие выдержки, при этом они должны быть одинаковыми для повторяемости результатов. Прожиг аккумуляторов недопустим, разгерметизация банки — банка на выброс. Вот для замены автомата или кнопки, для того чтоб точно выставить короткую выдержку и применяется этот таймер.
Для тех, кто мало представляет что это такое и с чем его едят, можно почитать:
мой прошлый обзор
или обзор от Yurok
Упаковано хорошо, картонная коробочка и внутри плата под несколькими слоями вспененного полиэтилена. Если играть коробкой в футбол то ничего не повредится.
Внутри плата с хорошего качества.
Микросехема контроллера от STMicroelectronics STM8S003F3, триггер Шмитта 74hc14d, оптрон moc3021 и pc817, симистор BTA41600B, стабилизатор lm317k диоды и прочая обвязка.
Силовой симистор желательно прикрутить на радиатор через термопасту. Можно прикрутить его прямо на корпус контактной сварки, но тогда это нужно делать через изолятор. Слюдяная прокладка и изолятор на винт крепления. Плата разделена на две части белой полосой — та часть, которая ближе к симистору, находится под опасным напряжением 220 вольт. Китайские иероглифы возле этой полосы как раз об этом говорят. Большая часть платы контактной сварки находится под низким напряжением и безопасна.
Расшифровка надписей возле светодиодов по порядку от ручек регуляторов:
— Состояние. Светит когда есть питание.
— Статус. Мигает в норме и горит когда подключено постоянное напряжение. При питании постоянным напряжением плата работать не будет.
— Педаль. Тухнет когда нажата педаль.
— Триггер. Светит пока открыт симистор и идет сварка.
Выносной дисплей таймера для точечной сварки содержит несколько светодиодных семисегментных индикаторов, драйвер LED семисегментного индикатора TM1650, и обвязку к нему.
Для работы контактной сварки кроме этой платы таймера нужны:
— Питающий трансформатор на переменное напряжение 9-12в. От постоянки плата не работает. Не видит импульсы сети. Должен мигать второй слева светодиод, от постоянки он не мигает. Большая мощность трансформатора не нужна, от него питается только логика. Зарядка от сотового не подойдет. Готовый подходящий транс есть у этого же продавца. Нужно выбрать версию 220в, стоит меньше 6$ или 370 руб.
— Педаль или кнопка. Что то, что будет замыкать контакты на плате. Нормально разомкнутая.
Готовая педаль от продавца стоит примерно столько же.
— Трансформатор контактной сварки. Силовая часть то есть. Ну если вы интересуетесь такой платой то наверное знаете что это такое. Это трансформатор с первичной обмоткой на 220В и вторичной на низкое напряжение (1-6В) и большой ток (100-1000А). Этот ток и варит.
Этот таймер коммутирует первичку, то есть дает напряжение на первичную обмотку силового трансформатора сварки. Аналогично вместо этого таймера можно поставить просто выключатель — при включении выключателя сварка будет варить, пока включен включатель. Но для сварки аккумуляторов 18650 нужен очень короткий импульс (0.01-0.1 сек), иначе прожигается металл аккумулятора. Так же нужно постоянство результатов, то есть все выдержки точечной сварки должны быть строго одинаковы. Такие условия — выдержки в доли секунды и повторяемость выдержек — невозможно реализовать вручную, по этому я купил этот таймер точечной сварки.
Педаль и транс есть у этого же продавца, силовой трансформатор для точечной сварки можно взять от микроволновки или больший по размеру. Трансформатор тяжелый, с китая заказывать дорого. Можно поискать нерабочую микроволновку или старую на барахолке за малые деньги. Или спрашивать в мастерских по ремонту бытовой техники.
Работа таймера:
Подключаем трансформатор питания (переменка 9-12В) и педаль к соответствующим клеммникам, провода, идущие на силовой трансформатор микроволновки, припаиваются. На плате две ручки — левая для регулировки выдержки времени сварки, правая для регулировки тока. На выносном табло видно цифры, аналогично показывающие слева — выдержку времени и справа — ток. Выдержка времени сварки регулируется от 1 до 50, 1 это один период сети то есть 0.02 секунды. То есть таймер может задавать выдержки до 50*0.02 = 1 секунды. Ток сварки регулируется от 30 до 99.
При нажатии педали микроконтроллер отслеживает напряжение в сети 220 вольт, при пике или нижней части синусоиды дает сигнал на симистор. Пока открыт тиристор, идет ток через первичку сварочного трансформатора и идет сварка. Плата срабатывает как электронный выключатель, ключ.
При значении времени 1 на дисплее и значении тока 99 таймер включает симистор на 20 мс, на один период сети. Если нужно меньше, то можно уменьшить ток правым регулятором и контроллер откроет симистор не на полную синусоиду, а только на ее часть.
Я снял осциллограммы с вторичной обмотки сварочного трансформатора на разных значениях тока и выдержках, их можно увидеть на фото ниже:
мой осциллограф не супер качества, любительский, по этому привожу фото с отзывов али — как это должно выглядеть на экране осциллографа:
Смысл регулировки тока в том, что если трансформатор слишком мощный для сварки аккумуляторов 18650 и прочих похожих, а выдержка времени в 0.02 сек слишком большая и прожигает пластину или аккумы, то можно еще понизить ток — импульс станет слабее и аккумуляторы не будет прожигать.
Я попробовал варить пластину никеля на выдержке 1 и токах от 30 (самые правые) до 99 (левее) результат явно виден. Это можно увидеть на фото ниже.
Пластина шириной 8 мм, толщина 0.15 мм.
Последние две пробы сварки я пробовал сделать на большой выдержке и малом токе. При выдержке 10 и 30 и токе 30 — пластина греется, даже меняет цвет но не приваривается. Для сварки тонких никелевых пластин лучше короткий импульс большим током чем длинный импульс но с слабым током.
Последние точки слева, одна из них сквозная, сделаны как раз на выдержках 10 и 30 и малом значении тока сварки 30.
Все это можно наглядно увидеть в видеоверсии обзора ниже:
В общем плата контактной сварки мне понравилась, есть 50 настроек времени от 0.02 сек до 1 сек и при этом еще 70 градаций тока. Контроллер платы отслеживает периоды сети и включает таймер в период максимума или минимума синусоиды, что гарантирует одинаковые результаты сварки и отличную повторяемость сварки аккумуляторов 18650.
Рекомендую этот таймер для создания точечной сварки из микроволновки своими руками.
Если же необходим более мощный сварочник, споттер для сварки машин то у продавца есть этот же таймер с более мощным симистором на 100А, это будет дешевле, чем покупать отдельно симистор на 100А и плату.
Таймер для аппарата точечной сварки
Все началось со статьи о кухонном таймере, потом об этом же таймере, но с индикаторами с ОА. Следующим был секундный таймер и наконец, опять-таки же, по вашей просьбе таймер для точечной сварки и дискретностью 0,1 секунды. Теперь пришла просьба еще уменьшить дискретность до 10 миллисекунд. Схема таймера осталась без изменения и показана на рисунке 1.
Основой данного таймера так же является микроконтроллер PIC16F628A. Вообще программа, записанная в контроллер, это программа вычитающего счетчика. Для работы микроконтроллера используется его внутренний генератор. Обратный отсчет производится с периодом в 10мс. Максимальное время выдержки, чтобы не усложнять программу, я сделал две с половиной секунды. Установка времени выдержки устанавливается при помощи кнопок SB1 и SB2. Кнопкой SB1 увеличиваем значение выдержки времени, а с помощью кнопки SB3 — уменьшаем. Причем при установке времени, период смены показаний не постоянный. Сначала показания будут меняться с периодом в половину секунды. Потом этот период уменьшится до 25мс. Это сделано для увеличения оперативности установки необходимой выдержки.
При первом включении таймера на индикатор будет выведена из EEPROM контроллера выдержка в 1,0 секунду. В последующем в энергонезависимую память будут записываться уже ваши значения.
Запускается таймер кнопкой «Старт», после ее нажатия на выводе 15 DD1 появляется фронт управляющего сигнала и сразу же начинается обратный отсчет установленного времени выдержки. По истечении этого времени напряжение на выводе 15 DD1 падает почти до нуля — спад импульса управления. В отличии от предыдущей программы, в этой, время дискретизации формируется подпрограммой работы внутреннего таймера микроконтроллера TMR1. Программа написана так, что новый временной импульс, следующим нажатием кнопки, можно сформировать только через две с половиной секунды. Если кнопку не отпускать, то импульсы, выставленной длительности, будут появляться постоянно, через те же 2,5 секунды.
схему таймера введена перемычка J1, дающая возможность применять индикаторы, как с общим анодом, так и с общим катодом. Если перемычка отсутствует, то программа индикации будет обслуживать индикатор с общим анодом, а если перемычка установлена, то программа будет работать на индикатор с общим катодом.
Номиналы подтягивающих резисторов R1… R4 — могут быть любыми от 4,7к до 10к. Номиналы гасящих резисторов R5… R12 выбираются в соответствии с необходимой яркостью свечения сегментов индикаторов. Я всегда ставлю резисторы по 510 Ом. Это уменьшает нагрузку на выходы микроконтроллера и увеличивает срок службы самого индикатора. Микросхемный стабилизатор напряжения DA1 можно поставить любой на соответствующий ток нагрузки и выходное напряжение пять вольт. Например, КР142ЕН5А. Максимальное входное напряжение зависит от выбранной вами микросхемы стабилизатора. Максимальное входное напряжение для микросхемы КР142ЕН5А равно 15 вольт. Так как при контактной сварке возникают очень большие электромагнитные поля все устройство, во избежание сбоя программы, должно быть тщательно экранировано, а напряжение питания, возможно, придется подавать через LC фильтр. Конденсатор С2 при монтаже схемы припаивают непосредственно в соответствующим выводам микроконтроллера. Программа и схема разрабатывались по просьбе одного из посетителей сайта, поэтому в железе проверить данную схему пока не представляется возможным. Таймер был промоделирован в протеусе.
Контактная сварка из микроволновки и самодельный таймер на PIC
Продолжаем велотему.
Когда ездил на работу на велосипеде, было неудобно возить в рюкзаке — потеет спина. Возить на багажнике неудобно — пакет сползает и норовит попасть в спицы. Нужна небольшая корзинка на багажник, которая удерживала бы небольшой груз от падения. Так как таких небольших корзинок не делают, решено делать самому. Для сборки такой корзинки нужна контактная сварка, она же может варить и аккумуляторы.
Процесс сборки корзинки багажника, батарей аккумуляторов, и самой сварки описан ниже.
«Тело сварки» — трансформатор от микроволновки.
Ножовкой удалена вторичная обмотка, удалены пластины между первичкой и вторичкой. Рекомендую именно ножовку, дремелем или болгаркой легко повредить первичную обмотку, а она еще нужна. В окно вторичной обмотки был заведен (запихан, забит) в 4 руки провод ПВ3 70 квадратных миллиметров, 1 метра достаточно. Провод идет очень тяжело, заправлялся вдвоем.
На провод газовой горелкой напаяны наконечники медные луженые, чисто медные напаять не получилось. К наконечникам крепятся электроды — 10 квадратов меди для сварки аккумуляторов и прямоугольные для сварки прутка или листа.
В случае с прямоугольными электродами они позволяют варить как проволоку, если электроды стоят плоскость на плоскость, так и лист если повернуть верхний электрод на угол, как на фото.
Прямоугольные электроды это пластины от комплекта установки токовых трансформаторов, при электромонтаже они не пригодились а здесь как раз.
«Мозги сварки» — самодельный таймер на микроконтроллере PIC16F628A, ссылка на который в заголовке обзора.
Был закуплен в магазине Chinese Super Electronic market, делаю там не первый и думаю не последний. При заказе в 15-30$ отправляет почтой с нормальным треком, хорошо упаковывает, не косячит с комплектацией. При этом у него обычно цены минимальны или близки к ним.
Кроме пикухи было закуплено
— Набор кварцевых резонаторов на все случаи жизни, 10 наименований по 5 шт — 2,7$ лот 50 шт.
— Микросхема стабилизатора 5в 50 шт 1,28$
— Мощные тиристоры BTA41-600 10 штук 4,8$
— Оптопара 10 шт 1,6$
— Сам PIC — 10 шт 13,8$
За основу взята схема из статьи
Из схемы взята силовая часть, прошивку было решено писать самому.
В схеме не понравилось использование двух кнопок — энкодером управлять быстрее и удобнее, малый диапазон выдержек.
Блок питания я обозревал уже тут же, в него добавлен стаб на 5в. Два напряжения питания 5в основные и 12в контрольные идут на контроллер. При выключении питания первым начинает падать напряжение 12в, оно через резистивный делитель идет на ногу контроллера (синий подстроечник, выставил 3в). Контроллер видит ноль на ноге, сохраняет параметры и идет спать.
Выход ноги PIC дает сигнал на оптрон, оптрон открывает тиристор, который в свою очередь включает первичку транса. Нагрева деталей не замечено. Возможно использовать твердотельное реле, как в предыдущей статье на этом ресурсе. Я тоже в прошлом сварочнике использовал твердотелку, но оптрон+тиристор меньше и дешевле при закупке по 10 шт.
— Энкодер был закуплен такой,
В нем уже есть резисторы подтяжки, энкодер не только крутится но и нажимается.
При нажатии на энкодер цифра начинает плавно мигать (сделал изменение яркости по синусоиде) — показывает количество импульсов до 9, то есть варить можно повторным или тройным импульсом, пауза между импульсами равна длительности импульса, скважность 50% в общем. При повторном нажатии энкодера запоминает параметр в память (проверяет изменился ли он) и переходит опять в режим работы.
Индикация на двух светодиодных семисегментных индикаторах, индикация динамическая.
При сварке обычно нужны свободными обе руки, для запуска сварки была сделана педаль — кнопка звонка.
При включении таймер на 1 сек показывает-напоминает количество импульсов.
Потом индикация выдержки
.2 -0,02сек
0,2 -0,2 сек
2,2 -2,2 сек.
максимум 9,9 секунд, минимум 0,01 сек.
При нажатии педали и отработке выдержки показывается — -
Пинцет на должен дергаться при отработке выдержки, не очень наглядно получилось.
работы таймера 1,33 мин
Физически таймер собран в корпусе блока питания принтера HP, от него использована плата, как несущий элемент и разъем питания предохранитель и фильтрующие конденсаторы на входе.
Что то собрано на стойках, что то приклеено на термоклей, в общем все элементы колхоза. Как ни странно, все работает.
сварки гвозди 4+4мм.
Багажники, на оба багажника хватило 1 кг проволоки оцинковки 3 мм, цена около 1.5-2$
Мой ячейка 4*4см, жены для велосумки ячейка 5*5 см
Сварка батарей для шуруповертов
остатки оцинковки
Краткое описание принципа действия и сборки:
Контактная сварка — процесс образования неразъёмного сварного соединения путём нагрева металла проходящим через него электрическим током и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия. (Вики)
То есть нужен большой ток и усилие сжатия. В промышленных аппаратах усилие сжатия и ток регулируются электроникой, есть сварочники с гидравлическим сжимом. Самые простые те, где сжимаются руками, как в моем варианте. Еще необходим ток. Трансформатор от микроволновки позволяет заменить вторичную обмотку, вместо повышающей ставим понижающую. Напряжение большого значения не имеет, ток получается достаточный. При использовании бОльших трансформаторов возможно повреждение проводки, токи первичной обмотки в трансформаторе микроволновки в районе 15-20 ампер, хороший домашний вариант.
Кроме силовой части, которая обеспечивает ток и иногда прижим, иногда необходима электронная часть. Можно поставить в первичную обмотку автоматический выключатель на 16А, как в подъездном щитке, и с помощью него руками «на глаз» задавать временную выдержку воздействия тока на.
Например так
Если хочется немного удобства, держать обе обеими руками то можно добавить кнопку. Но не каждая кнопка выдержит токи в 15 ампер, для этого можно использовать твердотельное реле или пускатель. Если катушка пускателя или вход твердотельного реле низковольтный, не 220В, то нужен блок питания. Такой вариант на следующей картинке.
Блок питания дает 12 или 24 или любое другое безопасное напряжение, оно через кнопку К включает реле/пускатель, ногой нажимать удобно и кнопка не выгорает.
При больших выдержках порядка 2-5 сек и больших деталях это допустимо. Но при сварке аккумуляторов обычно используются пластины 0,1-0,2мм толщиной и необходимы короткие выдержки порядка 0,01-0,1 сек. Такие выдержки сложно отработать руками, превышение времени выдержки это прожег пластины, а иногда и аккума, а они не дешевы.
Для повторяемости результата ставится электронный таймер, который формирует необходимые короткие выдержки.
На следующей картинке схема с таймером.
Итого почти самый продвинутый вариант — трансформатор с замененной вторичкой, таймер кнопка, блок питания, можно комбинировать по вкусу. Например если таймер на 220в то блок питания не нужен, но может поджариться нога, если на педали будет 220в.
осциллограммы
в названии видно выдержку в сек.
В первой выдержка 0,01 сек, импульсы по одному вручную, правее 5 импульсов по 0,01
остальные все по 5 импульсов автоматом через паузу, равную выдержке.
ток короткого замыкания 1200А, напряжение хх 1.9В
Сварка батареи электровелосипеда
Это видео с прошлого сварочника, там 3 витка *35мм
Провод более тонкий и гибкий, суть та же.
Пластина 0,1*4мм
Основой данного таймера является микроконтроллер PIC16F628A. Вообще программа, записанная в контроллер, это программа вычитающего счетчика. Для работы микроконтроллера используется его внутренний генератор. Обратный отсчет производится с периодом в 100мс. Максимальное время выдержки, чтобы не усложнять программу, я сделал, двадцать пять с половиной секунд. Установка времени выдержки устанавливается при помощи кнопок SB1 и SB2. Кнопкой SB1 увеличиваем значение выдержки времени, а с помощью кнопки SB3 — уменьшаем. Причем при установке времени, период смены показаний не постоянный. Сначала показания будут меняться с периодом в половину секунды. Потом этот период уменьшится до 25мс. Это сделано для увеличения оперативности установки необходимой выдержки.
При первом включении таймера на индикатор будет выведена из EEPROM контроллера выдержка в 10,0 секунд. В последующем в энергонезависимую память будут записываться уже ваши значения.
Запускается таймер кнопкой «Старт», после ее нажатия на выводе 15 DD1 появляется фронт управляющего сигнала и сразу же начинается обратный отсчет установленного времени выдержки. По истечении этого времени, напряжение на выводе 15 DD1 падает почти до нуля — спад импульса управления. Повторное нажатие на кнопку возможно только через 3 секунды, если выставленная выдержка менее этого времени, или после окончания импульса управления, если длительность импульса более 3 секунд.
В схему таймера введена перемычка J1, дающая возможность применять индикаторы, как с общим анодом, так и с общим катодом. Если перемычка отсутствует, то программа индикации будет обслуживать индикатор с общим анодом, а если перемычка установлена, то программа будет работать на индикатор с общим катодом.
Номиналы подтягивающих резисторов R1… R4 — могут быть любыми от 4,7к до 10к. Номиналы гасящих резисторов R5… R12 выбираются в соответствии с необходимой яркостью свечения сегментов индикаторов. Я всегда ставлю резисторы по 510 Ом. Это уменьшает нагрузку на выходы микроконтроллера и увеличивает срок службы самого индикатора. Микросхемный стабилизатор напряжения DA1 можно поставить любой на соответствующий ток нагрузки и выходное напряжение пять вольт. Например, КР142ЕН5А. Максимальное входное напряжение зависит от выбранной вами микросхемы стабилизатора. Максимальное входное напряжение для микросхемы КР142ЕН5А равно 15 вольт. Так как при контактной сварке возникают очень большие электромагнитные поля все устройство, во избежание сбоя программы, должно быть тщательно экранировано, а напряжение питания, возможно, придется подавать через LC фильтр. Конденсатор С2 при монтаже схемы припаивают непосредственно в соответствующим выводам микроконтроллера. Программа и схема разрабатывались по просьбе одного из посетителей сайта, поэтому в железе проверить данную схему пока не представляется возможным. Таймер был промоделирован в протеусе.
Читайте также: