Zgrzewarka ArduWelder

Dział Do it yourself - Zrób to sam - prezentacja urządzeń wszelkiego rodzaju wykonanych we własnym zakresie
Awatar użytkownika
Sławek
Site Admin
Posty: 13703
Rejestracja: 21 gru 2011, o 22:12
Podziękował: 103 razy
Otrzymał podziękowań: 445 razy

Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Sławek » 26 maja 2016, o 20:24

Jak to mawiają, potrzeba matką wynalazków :)
Potrzebowałem zgrzać akumulator do e-bike z ogniw Li-ion, można by to kaleczyć lutownicą, ale zdecydowanie lepiej to wychodzi przy pomocy zgrzewarki :) gotowa zgrzewarka jest dosyć droga i nie opłacało się jej kupić, zatem pogrzebałem trochę w necie i znalazłem inspirację :)

Do zgrzewarki potrzebne jest źródło generujące wysoki prąd przy minimalnym napięciu, i jak się okazuje, do tego celu bardzo dobrze nadaje się trafo z mikrofali :D oczywiście nie w wersji oryginalnej bo napięcie 2kV raczej jest odwrotnością tego co oczekujemy, zatem nieco trzeba go przerobić :)

Tak wygląda oryginalne trafo GAL 800-E :

P526170420160526000225.JPG


P526170720160526000226.JPG


P526170820160526000227.JPG


To akurat ma 800W ale można dostać jeszcze wersję 900W, niestety akurat nie było dostępne więc zakupiłem to. Na końcu podam linki i koszty całego projektu :)

Na dole jest uzwojenie pierwotne na 230V i je zostawiamy w spokoju, o góry widać wtórne, w tym przypadku generujące napiecie rzędu 2kV i jego musimy się brutalnie pozbyć. Zatem obcinamy z dwóch stron wystające uzwojenie :

P526170920160526000228.JPG


a następnie za pomocą dowolnej techniki trzeba wybić to co zostało w rdzeniu, ja wywierciłem otwór wiertłem fi 13mm a następnie przy pomocy pręta fi 15 mm wybiłem to co zostało. Następnie trochę kosmetyki aby wydłubać resztki karkasu i papieru przekładkowego i mamy piękne dwa otwory przelotowe :

P526171120160526000229.JPG


P526171220160526000230.JPG


Po około godzinie roboty mamy przygotowane trafo aby nawinąć nowe uzwojenie. I tu pewnie przerażenie, jak nawinąć skoro rdzeń jest zamknięty ? otóż nawinąć to słowo na wyrost :D użyjemy do tego przewodu miedzianego typu linka (z czystej miedzi a nie chińskiej !) o przekroju ... 50mm2 :D

P526171420160526000231.JPG


P526171520160526000232.JPG


Wyjdzie nam tego całe 2 zwoje :he

P526171920160526000233.JPG


P526172020160526000234.JPG


W efekcie po tej operacji, na wyjściu uzwojenia wtórnego mamy niecałe 2V napięcia i prąd ... w okolicach kilkuset amper, sądzę, że około 600A bo nie mam czym zmierzyć :D

Teraz pozostało an końcach przewodów zarobić końcówki które widać na fotkach wyżej, ale to dopiero jak go zamknę w obudowie.

No i teraz ważna sprawa, zgrzewarka nie będzie tylko służyła do zgrzewania akumulatorów ale również do zgrzewania stali bo robi to bez problemu :) Zatem do końcówek przewodów będą wymiennie przykręcane elektrody do zgrzewania akumulatorów lub cęgi stacjonarne do zgrzewania stali :)

No dobra, mamy źródło prądu i co dalej ? ano teraz potrzeba jeszcze kilka elementów sterujących. Można to rozwiązać na dwa sposoby, albo na chama czyli ON/OFF "na oko" i zgrzewać, albo precyzyjnie. Ja wybrałem oczywiście to drugie rozwiązanie bo nie lubię dziadostwa, no i aby tradycji stało sie za dość, to sercem całej zgrzewarki będzie sterować ... arduino :he

Sterowanie polega na tym, aby załączyć zgrzewarkę na określony precyzyjnie i powtarzalnie czas. Oczywiście to w dużym uproszeniu bo jak zwykle diabeł tkwi w szczegółach :)
Taśma niklowa której używa się do budowy akumulatorów ma przekrój 7x0.15mm więc jest cienka, zatem wymaga bardzo łagodnego traktowania prądem aby jej nie przepalić. Czas zgrzewania w tym przypadku powinien wynosić 40-80ms (1000 milisekund to jedna sekunda). Dodatkowo dochodzi kwestia grzania się trafo zatem konieczny jest pomiar temp. i chłodzenie, no i oczywiście załączanie trafa.

Zatem do dzieła :

1. sterownik oparty arduino, w zasadzie dowolne, ja do testów użyłem mega2560 ale na pewno skończy się na Micro lub Uno
2. LCD tekstowy 20x4 na I2C
3. przekaźnik elektroniczny SSR (nie można użyć zwykłego z uwagi na niestabilnośc styków i iskrzenie itp.) - ja użyłem SSR który na sterowaniu ma 3-32V a na wyjściu pozwala zasilać do 400V i 25A - oczywiście przekaźnik będzie załączał trafo po stronie pierwotnej czyli 230V :he kolejną zaleta jest to, że ma bardzo krótki czas zadziałania (< 10ms), posiada optoizolację wiec nie upali się elektronika, i działa w momencie tzw. przejścia przez 0, czyli nie powoduje ew. zadziałania zabezpieczenia naprądowego
4. mały przekaźnik pod arduino sterowany napięciem 5V do załączania wentylatora
5. czujnik temperatury DS18B20 o zakresie temp. -40 do +120 C
6. enkoder do obsługi programu
7. mały zasilacz 230V/12V

W pierwszej wersji miałem zamiar oprzeć konstrukcję programu o menu jak w przypadku apki, ale stwierdziłem, że im prościej tym lepiej, zatem obsługa programu sprowadza się do zmiany ustawień na jednym ekranie głównym za pomocą enkodera i przycisku :)

Zasada działania i obsługi programu jest następująca :

Zgrzewanie składa sie z tzw. dwóch taktów, tzw. preimpulsu który czyści elektrody, krótkiej przerwy i impulsu zasadniczego. Preimpuls powinien stanowić ~ 1/4 impulsu właściwego, zatem w przypadku zgrzewania aku może to wyglądać mniej więcej tak : preimpuls 20ms, przerwa 40ms, impuls właściwy 80ms a potem 1500ms (1.5s) przerwy przed ponownym zgrzewem aby nie przegrzać trafo. Wyzwalanie zgrzewania realizuje się przyciskiem za pomocą nogi, przycisk może być dowolny typu NO :)

P526172120160526000235.JPG


P526172220160526000236.JPG














Zatem do ustawienia mamy :
1. preimpuls (przedział 0-100ms)
2. impuls właściwy (przedział 0-4000ms)
3. przerwa pomiędzy pierwszym i drugim impulsem (przedział 0-100ms)
4. pauza po zgrzewie (przedział 1500-4000ms)

I tyle :)

Na ekranie wyświetla się również aktualna temperatura oraz status wentylatora.

Co do temperatury, to czujnik mierzy temp. na uzwojeniu pierwotnym i po przekroczeniu 30 st. załącza wentylator a po przekroczeniu 90st. C blokuje możliwość zgrzewania do czasu ostygnięcia, oczywiście wszystko jest komunikowane na ekranie programu :)

No i w zasadzie na ten moment tyle :) obecnie tworzę obudowę ze sklejki, będzie to wersja do powieszenia również na ścianie bo tak jest wygodniej przy pracy z grubymi przewodami :)

I teraz koszta :

1. trafo kupiłem na allegro za 29 zł - http://allegro.pl/show_item.php?item=5819632741" onclick="window.open(this.href);return false;
2. przekaźnik SSR 400V/25A - 39 zł - http://allegro.pl/przekaznik-polprzewod ... 61386.html" onclick="window.open(this.href);return false; kupiłem ten bo miałem w sklepie na miejscu, ale można dostać taniej
3. arduino Micro 2$
3. LCD 20x4 miałem w szufladzie, koszt 20 zł
4. przekaźnik arduino 2$
5. enkoder arduino 6,5 zł - http://allegro.pl/modul-impulsator-enko ... 67194.html" onclick="window.open(this.href);return false;
6. czujnik temperatury DS18b20 4 zł - http://allegro.pl/czujnik-temperatury-d ... 86849.html" onclick="window.open(this.href);return false;
7. Przewód 50mm2 x 2mb + 2 złączki - 28 zł

Czyli koszt to około 100-120 zł czyli niewiele a zastosowanie tego jest bardzo szerokie :)

Pozdr
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
Awatar użytkownika
Maciek
Moderator
Posty: 3769
Rejestracja: 7 sty 2012, o 21:21
Podziękował: 36 razy
Otrzymał podziękowań: 62 razy

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Maciek » 26 maja 2016, o 20:41

Osom :o
Awatar użytkownika
aniol310
Kierowca
Posty: 1129
Rejestracja: 6 kwie 2012, o 20:23
Podziękował: 12 razy
Otrzymał podziękowań: 11 razy

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: aniol310 » 26 maja 2016, o 21:14

Sławek a nie zapomniałeś o czymś :P
Awatar użytkownika
Motyl
Kierowca
Posty: 490
Rejestracja: 26 gru 2011, o 20:18
Podziękował: 12 razy
Otrzymał podziękowań: 3 razy

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Motyl » 26 maja 2016, o 21:53

Miejsce styku to będzie jakaś elektroda grafitowa?
Awatar użytkownika
Sławek
Site Admin
Posty: 13703
Rejestracja: 21 gru 2011, o 22:12
Podziękował: 103 razy
Otrzymał podziękowań: 445 razy

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Sławek » 27 maja 2016, o 05:54

Miedziana, jak w zgrzewarkach przemysłowych :)

Pozdr
Awatar użytkownika
Sławek
Site Admin
Posty: 13703
Rejestracja: 21 gru 2011, o 22:12
Podziękował: 103 razy
Otrzymał podziękowań: 445 razy

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Sławek » 27 maja 2016, o 05:54

aniol310 pisze:Sławek a nie zapomniałeś o czymś :P

O czym ? :)
Awatar użytkownika
Sławek
Site Admin
Posty: 13703
Rejestracja: 21 gru 2011, o 22:12
Podziękował: 103 razy
Otrzymał podziękowań: 445 razy

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Sławek » 27 maja 2016, o 10:56

Upolowalem za 4 zeta w casto :)

20160527_105442.jpg
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
Awatar użytkownika
Maciej
Moderator
Posty: 5280
Rejestracja: 7 paź 2012, o 17:47
Podziękował: 177 razy
Otrzymał podziękowań: 99 razy

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Maciej » 27 maja 2016, o 16:02

To chyba głowica od podkaszarki - jak ją użyjesz w tym projekcie?
Awatar użytkownika
aniol310
Kierowca
Posty: 1129
Rejestracja: 6 kwie 2012, o 20:23
Podziękował: 12 razy
Otrzymał podziękowań: 11 razy

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: aniol310 » 27 maja 2016, o 16:21

Sławek pisze:
aniol310 pisze:Sławek a nie zapomniałeś o czymś :P

O czym ? :)

A gdzie soft do zassania ??

I znowu do dokupienia wyświetlacz :)
Awatar użytkownika
Artu
Kierowca
Posty: 400
Rejestracja: 31 mar 2015, o 15:43
Podziękował: 4 razy
Otrzymał podziękowań: 5 razy

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Artu » 27 maja 2016, o 16:43

Maciej pisze:To chyba głowica od podkaszarki - jak ją użyjesz w tym projekcie?

Raczej włącznik nożny/podłogowy :he

Wróć do „DIY”

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 1 gość