Реле времени для точечной сварки схема: Контактная точечная сварка для аккумуляторов 18650 своими руками и схема реле времени (таймера) с трансформаторами

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

Схема

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.

Слабонервным и перфекционистам фото потрохов не смотреть

сварки гвозди 4+4мм.

Результат после

Результат сварки

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

UPD.
Добавлено фото покрупнее

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.

Краткая инструкция по сборке:
-Найти микроволновку, разобрать, извлечь транс (он 2/3 веса микроволновки).
-Проверить, живая ли первичная обмотка, она обычно намотана более толстым проводом, прозвонить. Не включать! Возможно появление высокого напряжения на вторичной обмотке и корпусе трансформатора.
-Аккуратно удалить обмотку с самый тонким проводом, если толстая живая. Зажать в тиски, спилить ножовкой или любым другим не особо мощным инструментом, остатки выбиваются.
-Удалить шунты (пластины между первичной и вторичной обмоткой).
-Бывает еще несколько витков накальной обмотки. Ее тоже можно удалять.
-В освободившееся окно намотать вторичную обмотку. Для сварки аккумуляторов достаточно 35 квадратов меди, для более толстых материалов 70-100мм. Возможно придется снять заводскую изоляцию и изолировать термоусадкой/изолентой. Два-три витка обычно достаточно. Провод называется ПВ3*70 или провод сварочный. Может ПВ5*70, но таких не видел.
-Оконцевать провод. Обычно используют наконечники медные луженые, наконечники медные. Можно обжать или напаять их или и то и другое.
-Закрепить на концах провода электроды. Для сварки аккумуляторов достаточно 10 квадратов меди (ПВ3*10), Для более толстых металлов изготавливаются электроды из медного прутка большого диаметра, на концах заточены. Чем лучше соединение электродов и провода и чем короче провод тем больше ток и лучше сварка.
— Добавить таймер, кнопку, корпус по вкусу. Можно добавить на рычаг верхнего электрода светодиод, освещающий рабочую зону. Можно добавить еще одну обмотку на 3-5 витков и припаять к ней зуммер 5В (белый провод у меня на фото), он будет пищать при сварке.

Ссылка на проект протеус
drive.google.com/open?id=0B0G2PPYK72EgOXF4eDNxTkMtWkE
в протеусе не силен, но вроде работает.

ссылка на прошивку
drive.google.com/open?id=0B0G2PPYK72Egc1lfT0t2OHFyTUE
RV2 подстроить до 3в, ниже лог. 0 и идет команда сохраняться в память.
Мотор-энкодер, две кнопки чтоб крутить его, кнопка сработки и кнопка энкодера
порты В для индикатора — ABCDEFG-2345610
индикаторы у меня sc56-11gwa, то есть общий катод.

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

Таймер для точечной сварки | Все своими руками

Опубликовал admin | Дата 4 декабря, 2015

     Здравствуйте, уважаемые посетители. Речь в этой статье пойдет о цифровом таймере, предназначенном для аппарата точечной сварки. Схема устройства показана на рисунке 1.

     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.

Скачать “Таймер для точечной сварки” tajmer-dlya-tochechnoj-svarki.rar – Загружено 1480 раз – 30 KB

Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».

Просмотров:7 671

Точечная сварка своими руками

Точечная сварка не пользуется особой популярностью в быту, однако бывают случаи, когда без нее просто не обойтись. И когда необходимость в точечной сварке возникнет, ее легко можно изготовить своими руками, как например, в моем случае, точечная сварка понадобилась при изготовлении клетки для попугаев, а именно, изготовлении сварной сетки из нержавеющей проволоки диаметром 3мм.

Силовая часть самодельной точечной сварки

Самый простой и доступный способ изготовления точечной сварки своими руками используя трансформатор от старой (неисправной) микроволновки. В частности нам понадобится повышающий трансформатор (в микроволновке он единственный больших размеров, так что вы не ошибетесь какой именно).

Если неисправной микроволновки в наличии не имеется, можно приобрести б/у трансформатор на барахолке или через доску объявлений. Можно даже использовать сгоревший трансформатор (с пробитой вторичной (высоковольтной) обмоткой, которую мы все равно удаляем).

Вторичная обмотка, самая тонкая, и с ее удалением особо церемониться не стоит. Просто спиливаем ножовкой выступающую часть обмотки, а остатки выбиваем молотком.

При удалении вторичной обмотки необходимо следить за тем, чтобы не повредить первичную обмотку.

Чтобы увеличить размер окна, пластины аккуратно удаляем отверткой.

В итоге у нас получается размер окна 14,5 х 28,5мм. У меня возникла мысль в качестве вторичной обмотки использовать сварочный кабель (в резиновой оболочке), внешним диаметром 13мм. Для реализации проекта было приобретено 1,5 метра сварочного провода.

Если первый виток, мне кое как удалось сделать, то второй виток было сделать нереально, а все из за материала и неравномерного диаметра оболочки (он намертво застрял). Даже мыло и шампунь не помог, сделать второй виток.

Колупаясь целый день, мне удалось сделать всего лишь полтора витка. Напряжение на выходе получилось 1,5В.. Мне сразу пришла мысль попробовать переплавить кусок проволоки (диаметром 2мм), положив на выходные контакты силового кабеля. Но результат меня разочаровал, проволока практически минуту нагревалась, что меня совсем не устраивало.

Было принято решение срезать резиновую оболочку с провода, и обмотать лавсановой изоляцией. Что касаемо лавсановой изоляции, то это, пожалуй, наиболее подходящий материал для этих целей (прочная, термостойкая с гладкой поверхностью подобно шелковой ленте).

Таким образом, мне удалось без проблем намотать три витка.

Разумеется, у меня сразу же возникла мысль протестировать трансформатор на куске проволоке. Что я могу сказать, проволока толщиной 2мм перегорела на пару секунд, а чтобы перегорел болт М6 понадобилось 10 секунд. Ради интереса, я решил посмотреть за какое время, болт М6 перегорит при двух витках, и это время составило аж 50 секунд. Все-таки, хоть и разница в напряжении не велика (1 виток равен 0,95В), но результат существенно отличается.

Особое внимание необходимо уделить всем соединениям, поскольку при высоких токах, в местах плохого соединения будет происходить нагрев, а соответственно расход лишней энергии. По этой причине клеммы я решил пропаять, предварительно зачистив. Пайку клемм производил над газовой плитой, заполняя все свободное пространство проволочным оловом.

Изготовление механической части

Силовая часть самодельной точечной сварки готова, теперь можно приступать к изготовлению механической части (клещи). В принципе большая часть материалов у меня валялись в гараже, поэтому как говорится, лепил из чего было. В качестве основы был использован стеклотекстолит толщиной 5 мм. Для изготовления клещей был использован латунный шестигранник.

Электродами для самодельной точечной сварки послужило жало от паяльника диаметром 6мм (более тонкое использовать нет смысла, поскольку оно быстро перегорает), заточенное на конце.

Электроды в латунном шестиграннике фиксируются болтами М6.

Особое внимание необходимо уделить всем контактам, они должны быть очищены от окислов и надежно соединены.

Надеясь на то, что самодельный аппарат точечной сварки готов, я решил проверить его работоспособность. Вставил крест-накрест два прутка из нержавейки диаметром 3 мм., включил аппарат, но чуть передержав, проволока просто напросто переплавилась. Я понял что, для моих целей этого не достаточно и аппарат необходимо снабжать реле времени, который бы включал аппарат на заданное время.

Реле времени для точечной сварки

Реле времени для точечной сварки хотелось сделать наиболее простым (без использования транзисторного ключа), но мне этого не удалось. Путем экспериментов и имеющимися в наличии радиокомпонентами, получилась следующая схема

Реле времени было выполнено с отдельным блоком питания на 12В. Принцип действия схемы довольно прост. В исходном состоянии конденсаторы подключены к блоку питания (заряжаются). При нажатии на кнопку S4, конденсаторы переключаются на транзисторный ключ, тем самым открывая его. Время открытия транзисторного ключа регулируется резистором R2 и конденсаторами С1-С3. Во время открытия транзисторного ключа, срабатывает 12В реле RY2, которое своими контактами включает более мощное реле RY1 рассчитанное на 220В.

Реле RY1 можно заменить на пускатель, если есть место в корпусе где его расположить, либо использовать твердотельное реле, что будет даже лучше (в твердотельном реле нет контактов, а следовательно ничего подгорать не будет).

При включении в цепь только конденсатора С1, можно регулировать интервал времени до 2-х секунд, а при включении всех конденсаторов (при параллельном включении емкость суммируется), можно регулировать время до 12 секунд.

Хочу отметить, что данный таймер был изготовлен из подручных материалов для выполнения грубых, повторяющихся работ. И в случае, если вам необходимо сваривать более деликатные изделия (например, аккумуляторы, тонкую проволоку), где время выдержки регулируется в очень малых пределах 0,1-0,3 сек, тогда вам лучше установить цифровой таймер, либо использовать готовыйтаймер с регулировкой мощности, что возможно, обойдется даже дешевле чем собирать данную схему с использованием твердотельного реле.

Изготовление корпуса для точечной сварки

Наиболее подходящим был бы корпус из листового железа, но подходящего, к сожалению, у меня не нашлось. Но зато нашелся корпус от неисправной мясорубки, в которой вполне легко разместились все элементы.

Корпус пластиковый, и при перегреве есть риск того, что он будет плавиться, поэтому этот недостаток я компенсировал небольшим вентилятором на 220В.

Напоследок, для удобства, я решил оснастить самодельную точечную сварку рычагом, при помощи которого можно прижимать клещи. Для защиты от поражения электрическим током, рычаг обмотал изоляцией.

Кнопку таймера, примотал к рычагу изолентой.

Точечная сварка изготовленная своими руками готова к работе, теперь можно испытать в реальных условиях (смотрите видео).

Как по мне, то данный вариант самодельной точечной сварки не уступает заводским образцам (подобной мощности), за то экономия налицо.

Помимо трансформатора от микроволновки, для изготовления точечной сварки вполне пригодны и другие силовые трансформаторы, на основе которых можно собрать более мощную точечную сварку.

ТОЧЕЧНЫЙ СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ

   Этот точечный сварочный аппарат, благодаря концевому выключателю который после ручного опускания верхнего электрода автоматически включает производство процесса сварки, является совершенно безопасным и качественно выполняющим свои функции. Предусмотрена задержка начала процесса сварки, который начинается только спустя 1 секунду, для того, чтобы пользователь успел опустить зажим с электродом на свариваемый материал, а затем уже включается сварочный ток продолжительностью по времени в диапазоне 0-4 секунды, который устанавливается с помощью потенциометра. Это позволяет обеим рукам быть свободными, и даже нет необходимости в использовании ножной педали. Схема заметно отличается от обычных заводских инверторов, поэтому и решил поделиться с вами.

Схема

Трансформатор

   Трансформатор взят от усилителя мощности звука на 500 ватт. Площадь сечения магнитопровода  — 23 см/2. При небольших размерах трансформатор имеет значительную мощность. Вторичную обмотку необходимо перемотать. Она должна состоять из 2 метрового провода сечением 35мм/2 (10 мм изоляцией). Размеры окна 46.5 х 9,5 мм позволили уместить четырех витка провода. Они дают 2.6 В и почти 1000 А тока короткого замыкания. Этот трансформатор в сравнении с трансформатором от микроволновой печи имеет то преимущество, что нет необходимости в установке вентилятора охлаждения. Многочисленные отверстия в корпусе обеспечивают пассивное охлаждение.

Сборка

   Корпус изготовлен из корпусных деталей ATX блок питания. На концах проводов вторичной обмотки установлены медные кольца зажимов. Рычаг их алюминиевого уголка 2 x 2 см, он играет очень важную роль в процессе отвода тепла от электродов — это позволяет выполнять больший по протяжённости шов за определённый отрезок времени. Электроды соединены с обмоткой медными проводами около 3,5 мм в диаметре. Это прямое соединение обеспечивает хороший электрический контакт. Электроды могут быть установлены под любым углом, провода могут быть несколько увеличенной длины. Способ крепления предотвращает сдвиг или смещение электродов даже под сильным давлением. Рабочая длина рычага — 24 см.

Таймер

   Концевой выключатель активируется штырем, прикрепленным к верхней части рычага  электрода, который запускает Таймер. Таймер имеет простую схему, содержащуюся в структуре N-канального транзисторного модуля 2N4093. Первый таймер установлен постоянно на 1 секунду. После этого, отпирается второй таймер, который имеет потенциометр для регулировки времени сварки, в RC-цепи. Таймер работал безупречно при моделировании, но в реальности там были проблемы и пришлось сделать небольшие изменения в схеме, которая, в свою очередь, не работает в симуляции. Предполагалось, что BT138 (12 A) слишком слаб для этой работы, но было сделано много пробных сварных швов и он все еще работоспособен.

Безопасность

   Во время работы одевайте защитные очки. Даже если ток включается и выключается, когда электроды прижимаются к материалу, всегда есть шанс, что кусок расплавленного металла может брызнуть в каком-то направлении. Корпус изготовлен из металла и является основой для трансформатора и рычага с электродом, однако случайное касание к нему не является опасным. В данном случае я применил двойную изоляцию. Во-первых, симистор изолирован от радиатора, а радиатор крепится к корпусу через пластиковые  распорки. Однако,  пожалуйста, используйте только заземленную розетку для вашей же собственной безопасности.

Результаты

   Сварочный аппарат легко справляется с листами 2 x 0,75 мм – шов не может быть разорван на части, без вырывания металла. Возможно, если электроды будут толще и заостренные на концах, можно будет производить сварку  более  толстых листов. Алюминиевые кронштейны довольно хорошо проводят тепло от электродов, поэтому сварка может производиться без больших волнений по поводу перегрева и плавления изоляции проводов. Схема, печатная плата, файл прошивки, исходники и т.д. – всё в архиве для скачивания.

   Форум по сварочному оборудованию

   Схемы преобразователей