Gjør-det-selv punktsveising på en mikrokontroller. Motstandssveising fra en mikrobølgeovn og en hjemmelaget timer på PIC

Den elektriske strømkretsen til spotteren har lenge passert utviklings- og eksperimenteringsstadiene og brukes til å rette opp biler på en rekke måter. Etter å ha fått erfaring med enheten, oppsto spørsmålet om automatisk kontroll av enhetens driftsmoduser med mer presise justeringer og nødvendige beskyttelser. En spotter med modus og en spotter som sveisemaskin for arbeid med en elektrode må ha forskjellig pulsvarighet og effekt. Sveisepunktet kan vise seg å være svakt eller for sterkt, noe som vil skape ytterligere vanskeligheter ved reparasjon av bilen.

Bilde 1. Spotteren er uunnværlig når du utfører karosseriarbeid.

Hovedparametrene som krever nøyaktig justering for et arbeidsresultat av høy kvalitet, er pulsstyrken og dens varighet. Det foreslåtte opplegget lar deg velge og lagre parameterinnstillinger både i sveisemaskinmodus og når du utfører punktsveising.

Kretsen er satt sammen på tre brett og består av to funksjonelle deler:

1. Brettet som strømforsyningen er plassert på. Utseendet kan sees på bilde 1.
2. To brett, hvorav det ene inneholder en kontroller og det andre med bryterknapper og en firesifret indikator.

Strømforsyning og dens krets

Strømforsyningsdiagrammet er vist i fig. 1. Konvensjonelt kan den deles inn i tre komponenter:

• strømkretsen til primærviklingen til nedtrappingstransformatoren;
• en nedtrappingstransformator;
• sekundærvikling med diodebro og spenningsstabilisator.

Et overspenningsfilter, vanligvis brukt til å bytte strømforsyning, er installert i transformatorens primære viklingskrets. Her brukes den til å beskytte kontrollerbrikken mot impulser som skapes i nettspenningen under drift av spotteren.

Enhver transformator med en spenning på 220 V/24 V kan brukes ved drift fra et 220 V-nettverk. Ved drift fra et 380 V-nettverk må du bruke en passende transformator og et overspenningsfilter.

En diodebro med utjevningskondensatorer og en spenningsstabilisator på LM2574-brikken er koblet til sekundærviklingen. Fra utgangen til mikrokretsen tilføres en nominell spenning på 5 V til utgangskontakten X1 gjennom en LC-filterkjede for å eliminere høyfrekvent interferens. Forbindelseslinjene merket med en stiplet linje skal ha en minimumslengde og plassert så nært som mulig til den andre delen av IC1-brikken.

Figur 1. Strømforsyningsdiagram.

Spenningen på klemme 1 på kontakt X1 brukes av kontrolleren for å bestemme nullnivået.

Spenningen fra klemme 7 på kontakt X1 brukes til å starte kontrolleren på en positiv halvbølge av nettspenningen.

En selvlaget krets, hvis det ikke er feil i monteringen, begynner å fungere uten ytterligere innstillinger. Tilstedeværelsen av en spenning på 5 V vil kontrollere LED1.

Starter K1 er designet for å koble til nettspenning når bryter S1 er lukket.

I stedet kan du bruke en effektbryter med beskyttelse av nødvendig karakter eller koble spenningen direkte, hvis det er sikringer i forsyningsnettet.

Gå tilbake til innholdet

Kontroll av krafttyristor punktsveisespotter

Foto 2. Utvendig visning av styreenhetskortet med kontroller.

For å kontrollere en krafttyristor eller triac, brukes MOS3052-mikrokretsen. Denne serien med mikrokretser er spesialisert for bruk i enheter av denne typen og når de erstattes med analoger. I dette tilfellet er det nødvendig å nøye vurdere de tekniske egenskapene til det foreslåtte alternativet.

Når du driver kretsen fra en nettspenning på 380 V, er det nødvendig å bruke en triac av typen VTA40 - 800v, ​​henholdsvis driftsspenningen til kondensatoren C11 er 630 V, beskyttende varistorer R14 og R15 av typen 20D241. For å installere en triac, må du bruke en radiator. Utformingen av elementet er trygt og har ingen forbindelse til kjøleribben. For å kontrollere temperaturen er det tilrådelig å installere en termostat med en kontaktåpningstemperatur på 60-80°C på radiatoren. En krafttransformator kan utstyres med tilsvarende styring. Et alarmsignal fra termostater kan kobles til kontrolleren for å stoppe driften når temperaturen overstiger tillatt temperatur, med tilsvarende signal vist på indikatorene.

For høyeffektspottere kan vi anbefale en annen versjon av tyristorkontrollkretsen. Den bruker tyristorer av typen 70TPS12, som styres av MOS3052 optokoblere. Tyristorer av denne typen har elektrisk tilkobling til kjøleribber og må installeres på separate radiatorer eller med dielektriske avstandsstykker.

Gå tilbake til innholdet

Styrekrets med indikatorblokk for punktsveisespotter

Figur 2. Diagram over kontrollenheten for spotteren.

Utseendet til styreenhetskortet med kontrolleren er vist på bilde 2.

Bildet viser utseendet til indikatorblokken med kontrollknapper uten et dekorativt panel. Indikatorpanelet med knapper og installert dekorativt panel er vist på et annet bilde 3.

Styrekretsen har et minimum av hjelpeelementer. Alle prosesser styres av en AtMega 16 mikrokontroller installert i DIP-versjonen. Elementet fra produsenten Atmel har en lav pris og et stort antall pinner. Kontrollenheten tillater bruk av inngangs- og utgangssignaler på alle ben av mikrokretsen, slik at brettet er så forenklet som mulig. I tillegg til konfigurasjonsmuligheter er kontrolleren utstyrt med RAM med høy kapasitet og ikke-flyktig minne, etc. I spotter-kontrollkretsen brukes dens evner med omtrent 20 %.

Gå tilbake til innholdet

Kort beskrivelse av driften av punktsveisespotter

Skjemaet for kontrollenheten er vist i figuren (fig. 2). Når forsyningsspenningen tilføres, lastes dataene som er lagret i ikke-flyktig minne for den første knappen. Indikatoren viser informasjonen fra kontrolleren. Parallelt med utdata av informasjon overvåkes statusen til knappene; når en utløst knapp oppdages, startes den tilsvarende subrutinen. Informasjonen i styret oppdateres i forbindelse med den nye forespørselen.

Hver gang knappekontaktene aktiveres, høres et lydsignal; fraværet betyr at kontrolleren ikke fungerer eller fryser.

Foto 3. Spotter-indikatorpanel.

Ved hjelp av knappene kan du velge ønsket driftsmodus og stille inn ønskede pulsparametere. Den valgte modusen kan lagres i minnet for senere bruk.

I "Operation"-modus fungerer kontrolleren som følger:

1. Indikatorene slås av, kontrolleren overvåker spenningsnivået ved AIN1-kontakten.
2. Når spenningen faller til null, starter telleren med en innstilt pauseperiode.
3. På slutten av nedtellingen sendes en kommando til tyristor (triac) kontrollbrikken. Prosessen gjentas ved hver syklus av nettspenningen for å bruke bare den positive halvdelen av syklusen. Denne forbedringen unngår den magnetiske metningsmodusen til jern.

Nettspenningskontroll skjer langs kjeden fra strømforsyningen, gjennom X-1-kontakten til SIN-kontrollerkontakten. Elementene VR2 og Q2 korrigerer signalformen. Spenningen for å åpne triacen leveres til kontakt X3, pinne 1 og 2.

Jeg strippet endene og prøvde tappene - de dinglet fritt på ledningen.

Det er definitivt noe galt her, og jeg ville virkelig finne ut av det.
Jeg målte flere kobbertråder mer nøyaktig med et sovjetisk mikrometer - et gjennomsnitt på 0,365 mm kom ut
Og jeg slo meg til ro for å telle dem mer komfortabelt...


Telte 433 stykker
Gjennom enkle matematiske beregninger ble det faktiske kabeltverrsnittet bestemt til 45 kvmm.
Det vil ikke være nok, det vil ikke være nok!
Hvordan kan dette være, siden du så merkelappen på kabelen med egne øyne? Og det er slik de lurer godtroende kjøpere. I mange spesialbutikker, når de kjøper kabler og ledninger, spør selgere til og med om tverrsnittet er nødvendig (ifølge GOST) eller undervurdert (ifølge TU). Dessuten er selv tverrsnittet av ledningen i henhold til GOST også undervurdert - det har blitt sjekket flere ganger. Strandede ledninger undervurderes mer enn solide ledninger, fordi... Det er vanskelig å sjekke deres virkelige tverrsnitt. I dette tilfellet ble PuGV 1x50-ledningen med et allerede redusert tverrsnitt signert som PuGV 1x70.

Så, det faktiske tverrsnittet av ledningen er 45 kvm, noe som fortsatt ikke er nok for en slik transformator. Det var ikke mulig å raskt finne en meter ledning med et reelt tverrsnitt på 70 kvm, så jeg skal teste den på det jeg har (senere kan jeg gjøre om det). Jeg bestemte meg også for å ikke endre tipsene, fordi... Jeg vil ikke trykke dem, men lodde dem.

Prosessen med å lodde så tykke ledninger hjemme er ikke en triviell oppgave, så jeg vil beskrive litt mer detaljert hvordan dette gjøres.
Ta den kraftigste loddebolten som finnes og legg den til side - du trenger den ikke :)
Du kan imidlertid prøve det med en loddebolt.

En assistent for å øke antall hender er svært ønskelig. Dessverre var det ingen som hjalp meg, så prosessen var ikke så praktisk som den kunne ha vært, og jeg tok selvfølgelig ikke bilder under prosessen - hendene mine var veldig opptatt, jeg må beskrive det med ord: )
Lodding ble utført med en kinesisk gassfakkel med middels kraft (1 kW oppgitt)


Loddestedet ble valgt i henhold til brannsikkerhetskrav, vekk fra brennbare materialer.
Jeg strippet endene av ledningene med en margin slik at isolasjonen rundt spissene ikke brant for mye.


Jeg satte først på varmekrympbare rør for senere å isolere loddeområdene.


Transformatoren ble løftet og sikret høyere, ledningene ble bøyd ned vertikalt - i denne posisjonen skulle de loddes. Jeg fukter ledningen med fluss, legger på tuppen og bøyer ledningene som stikker ut i kontrollhullet slik at tuppen blir stående på ledningen. En ledning med rett tverrsnitt vil uansett ikke falle av, siden den settes inn i spissen med betydelig kraft.
Jeg varmer spissen sammen med ledningen til en temperatur på ca. 220-230 grader (på ca. 1 minutt) og setter POS61 loddetråd inn i gapet, som smelter og fyller ut all ledig plass. Dette tar et par minutter til, mens jeg fortsetter å varme opp spissen litt. Så snart loddetinn dukker opp i kontrollhullet, slutter jeg å lodde og avkjøler sakte alt. Den andre ledningen ble loddet på samme måte

Deretter trakk jeg rørene til spissene og presset dem med en hårføner i to lag.

For å overføre maksimal effekt bør strømledningene ikke være for lange, men svært korte ledninger gjør sveiseprosessen vanskelig. Lengden min viste seg å være 35cm, den kunne vært gjort litt kortere.


For praktisk start ble knappen festet til strømkabelen ved siden av spissen (synlig på bildet)

For å sveise batterier kuttet jeg ut kobberelektroder fra 2mm plater


Og boltet den på plass

Skjermen er veldig skjør, det er tilrådelig å beskytte den bedre under installasjonen, jeg gjorde ikke dette, kanskje jeg skal gjøre om det senere.

Det første jeg sjekket var nikkeltapen.


Bredde 6mm, tykkelse 0,14mm og lengde 500mm
Tverrsnittet er 0,84 sq mm, den målte motstanden er 0,051 Ohm, den spesifikke ledningsevnen er 0,086 Ohm*mm2/m, som tilsvarer nikkel.
Konduktiviteten til nikkel er 5 ganger mindre enn kobber, som sammen med det lille tverrsnittet til dette båndet ikke tillater at det brukes til å montere batterier for kraftige elektroverktøy. For slike sammenstillinger må du bruke 10x0,2 mm tape med et tverrsnitt på 2 mm 2 eller til og med lodde batteriene med en kobberleder på 1 mm 2 eller mer (som er det jeg vanligvis gjør).

Testing av sveisekontrolleren og selve sveiseren
Justeringsgrenser:
Pulsvarighet 10-200ms, standard 40ms
Antall pulser 1-10, standard 2
Pulsforskyvning i forhold til null: 0-10ms, standard 2ms
Pausen mellom pulsene er lik pulsvarigheten
Driftsmodusen lagres ikke etter strømbrudd, men du kan overskrive standardinnstillingene ved å holde koderknappen inne i 10 sekunder.
Det er ingen forhåndsinnstillinger eller profiler, men på grunn av det lille antallet innstillinger er de ikke nødvendige

Etter å ha trykket på startknappen sier indikatoren SVEISING (sveising), et høyt varselsignal høres 3 ganger, deretter begynner selve sveisingen og på slutten høres sveisesluttsignalet 2 ganger.
Den grønne LED-en på tavlen indikerer klarmodus. Den går ut under sveiseprosessen.

Som i enhver bedrift trenger du ferdigheter og opplæring for å oppnå et normalt resultat. Motstandssveising har sitt eget bruksområde og dette må tas i betraktning.
Ikke prøv å lage nye dyre batterier umiddelbart, fordi... Det er for stor sjanse for å ødelegge dem. Tren på gamle eller defekte batterier for å velge form på elektrodene, klemkraft og sveisemodus.
Litt teori.
Den spesifikke kraften ved kontaktpunktet er (I x U x T) / S
T (pulsvarighet) kan velges i regulatorens parametere
U (spenning ved kontaktpunktet) avhenger av transformatoren og den passerende strømmen
I (strøm) avhenger av transformatoren, elektrodene, klemkraften ved kontaktpunktet
S (kontaktområde) avhenger av formen på elektrodene og deres pressekraft
Som du kan se, er det ganske mange påvirkende parametere, så vi må velge dem.
Du bør for eksempel ikke prøve å lage butte elektroder eller legge for mye press på dem, fordi... Til tross for den høye strømmen vil spenningen ved kontaktpunktet være svært liten og naturlig nok ikke normal oppvarming. Du bør heller ikke plassere sveisepunktene for langt fra hverandre, fordi strømmen vil ikke kunne nå den nødvendige verdien på grunn av den høye motstanden mellom kontaktene.

På grunn av synkroniseringen av pulser med nettverket, er repeterbarheten av sveisepunkter ganske høy. Alle tester er knyttet til en bestemt enhet - resultatene kan naturligvis variere på en annen enhet.

Sveising av et batteri i forskjellige moduser (fra venstre til høyre)
1/10 1/20 1/40 2/40 2/60
Den første er antall pulser, deretter pulsvarigheten


Den optimale verdien er 1/40.

Sveise AAA batteri, modus 2/20

Sveising binders

Nedenfor vises hvordan ikke kokebatterier :)


Sløve elektroder og høy klemkraft.


I dette tilfellet frigjøres strømmen ikke ved kontaktpunktet, men i selve ledningen - naturligvis er ingenting sveiset og platen flyr lett av

Sveising av et batteri på ett punkt med stumpe elektroder (en elektrode på batteriet, den andre på platen)
Det er 2 poeng på grunn av sveising 2 ganger


Det er for lett å brenne ut batteriet, og sveisingen varer ikke


Hvis normal sveising på et tidspunkt virkelig er nødvendig, gjør en elektrode sløv - og trykk den hardere mot batteriet slik at det ikke genereres varme på dette stedet.

Utbrenthet i 2/60-modus


Overbrenning kan kompromittere forseglingen til batteriet, noe som er uakseptabelt.

Sveising på feil sted på sideflaten


Venstre - 1/40 ms-modus, høyre 2/60 ms (overbrenning)
Det er ingen beskyttende pakning på innsiden av sideflaten og sveising kan skade batterirullen.

Under sveiseprosessen rekker ikke batteriene, transformatoren og triacen å varmes opp, men hvis en kraftigere transformator brukes og sveisingen er intens, kan tvungen kjøling være nødvendig

Ønsker til produsenten.
1. Legg til en sveisemodus uten en forberedende forsinkelse (for pedalkontroll)
2. Legg til en sveisemodus ved å holde inne knappen (for sveising av massive elementer med lange eksponeringstider)
3. Gi muligheten til å slå av det høye knirket (i det minste med en jumper)
4. På tavlen endrer du rotasjonen av kontaktene til skjermen (slik at de stemmer overens)
5. Gjør innstillingen for pulsvarighet til to-soner, for eksempel fra 10 til 100 ms - i trinn på 1 ms, over 100 ms - i trinn på 10 ms

Konklusjon: kontrolleren presterte bra og kan anbefales til bruk

Fluffy nektet fotograferingen - det mistenkelige jernstykket med tykke ledninger skremmer ham.

Produktet ble levert for å skrive en anmeldelse av butikken. Anmeldelsen ble publisert i samsvar med punkt 18 i nettstedsreglene.