Punktschweißen arduino. Punktschweißmaschine basierend auf Arduino. Funktionen zum Erstellen eines Zeitrelais zum Punktschweißen auf der Arduino-Platine
Ein Freund kam, brachte zwei LATRs und fragte, ob es möglich sei, einen Spotter daraus zu machen? Normalerweise kommt mir bei einer solchen Frage eine Anekdote in den Sinn, wie ein Nachbar einen anderen fragt, ob er Geige spielen kann, und als Antwort hört er „Ich weiß nicht, ich habe es nicht versucht“ – und ich also habe die gleiche Antwort - ich weiß nicht, wahrscheinlich "ja", aber was ist ein "Spotter"?
Überhaupt, während der Tee kochte und braute, hörte ich einen kurzen Vortrag, dass man nicht tun sollte, was man nicht tun sollte, dass man näher bei den Menschen sein sollte und dann werden sich die Leute bei mir melden, und auch kurz hineingestürzt die Geschichte der Autowerkstätten, illustriert durch herzhafte Erzählungen aus dem Leben der „Knochenschneider“ und „Klempner“. Dann wurde mir klar, dass der Spotter so ein kleiner "Schweißer" ist, der nach dem Prinzip des Apparats arbeitet Punktschweißen. Wird zum "Anheften" von Metallscheiben und anderen Kleinteilen verwendet Befestigungselemente an die verbeulte Karosserie des Autos, mit deren Hilfe das verformte Blech dann gerade gerichtet wird. Tatsächlich gibt es auch umgekehrter Hammer“ wird benötigt, aber sie sagen, dass dies nicht mehr meine Angelegenheit ist - nur der elektronische Teil der Schaltung wird von mir benötigt.
Nach einem Blick auf die Spotter-Schaltungen im Netzwerk wurde klar, dass ein einzelner Vibrator benötigt wurde, der den Triac für kurze Zeit „öffnet“ und Netzspannung an den Leistungstransformator liefert. Die Sekundärwicklung des Transformators sollte eine Spannung von 5-7 V mit einem Strom erzeugen, der ausreicht, um die Unterlegscheiben zu "ergreifen".
Um einen Triac-Steuerimpuls zu erzeugen, verschiedene Wege– von der einfachen Entladung eines Kondensators bis hin zum Einsatz von Mikrocontrollern mit Synchronisation auf die Phasen der Netzspannung. Wir interessieren uns für die einfachere Schaltung - sei es "mit einem Kondensator".
Recherchen "im Nachttisch" ergaben, dass es neben passiven Elementen auch passende Triacs und Thyristoren gibt, sowie viele andere "Kleinigkeiten" - Transistoren und Relais für verschiedene Betriebsspannungen ( Abb.1). Schade, dass es keine Optokoppler gibt, aber Sie können versuchen, einen Kondensatorentladungs-Impulswandler zu einem kurzen „Rechteck“ zusammenzubauen, das ein Relais enthält, das den Triac mit seinem Schließkontakt öffnet und schließt.
Bei der Suche nach Teilen wurden auch mehrere Netzteile mit konstanten Ausgangsspannungen von 5 bis 15 V gefunden - sie wählten ein industrielles Netzteil aus der "sowjetischen" Zeit namens BP-A1 9V / 0,2A ( Abb.2). Bei einer Last in Form eines 100-Ohm-Widerstands gibt das Netzteil eine Spannung von etwa 12 V aus (es stellte sich heraus, dass es bereits erneuert wurde).
Wir wählen Triacs TS132-40-10, ein 12-Volt-Relais aus dem vorhandenen elektronischen "Müll", nehmen mehrere KT315-Transistoren, Widerstände, Kondensatoren und beginnen mit dem Steckbrett und überprüfen die Schaltung (ein Abb. 3 einer der Konfigurationsschritte).
Das Ergebnis wird in angezeigt Figur 4. Alles ist ganz einfach - wenn Sie die Taste S1 drücken, beginnt der Kondensator C1 zu laden und an seinem rechten Ausgang erscheint eine positive Spannung, die der Versorgungsspannung entspricht. Diese Spannung, die durch den Strombegrenzungswiderstand R2 fließt, tritt in die Basis des Transistors VT1 ein, öffnet und Spannung wird an die Relaiswicklung K1 angelegt, wodurch die Kontakte des Relais K1.1 schließen und den Triac T1 öffnen.
Während sich der Kondensator C1 auflädt, nimmt die Spannung an seinem rechten Ausgang allmählich ab, und wenn sie einen Pegel erreicht, der unter der Öffnungsspannung des Transistors liegt, schließt der Transistor, die Relaiswicklung wird entregt, der offene Kontakt K1.1 wird anhalten Steuerelektrode des Triacs mit Spannung versorgt und schließt am Ende der aktuellen Halbwelle der Netzspannung . Die Dioden VD1 und VD2 begrenzen die resultierenden Impulse, wenn der Taster S1 losgelassen wird und wenn die Relaiswicklung K1 entregt wird.
Im Prinzip funktioniert alles so, aber bei der Steuerung der Zeit des offenen Zustands des Triacs stellte sich heraus, dass es ziemlich stark „geht“. Es scheint, dass es selbst unter Berücksichtigung der möglichen Änderungen aller Ein-Aus-Verzögerungen in den elektronischen und mechanischen Schaltungen nicht mehr als 20 ms sein sollte, aber tatsächlich stellte sich heraus, dass der Impuls um ein Vielfaches länger ist und 20 dauert -40 ms länger und dann für alle 100 ms.
Nach einem kleinen Experiment stellte sich heraus, dass diese Änderung der Impulsbreite hauptsächlich auf eine Änderung des Versorgungsspannungspegels der Schaltung und den Betrieb des Transistors VT1 zurückzuführen ist. Der erste wurde „geheilt“, indem ein einfacher parametrischer Stabilisator in das Netzteil eingebaut wurde, der aus einem Widerstand, einer Zenerdiode und einem Leistungstransistor ( Abb.5). Und die Kaskade am VT1-Transistor wurde durch einen Schmitt-Trigger an 2 Transistoren und den Einbau eines zusätzlichen Emitterfolgers ersetzt. Das Schema nahm die in gezeigte Form an Abbildung 6.
Das Funktionsprinzip blieb gleich, es kam die Möglichkeit einer diskreten Änderung der Impulsdauer mit den Schaltern S3 und S4 hinzu. Der Schmitt-Trigger ist auf VT1 und VT2 montiert, seine "Schwelle" kann in kleinen Grenzen geändert werden, indem die Widerstände der Widerstände R11 oder R12 geändert werden.
Beim Prototyping und Überprüfen des Betriebs des elektronischen Teils des Spotters wurden mehrere Diagramme erstellt, anhand derer die Zeitintervalle und die resultierenden Frontverzögerungen bewertet werden können. In der damaligen Schaltung befand sich ein Zeiteinstellkondensator mit einer Kapazität von 1 μF und die Widerstände R7 und R8 hatten einen Widerstandswert von 120 kOhm bzw. 180 kOhm. Auf der Abbildung 7 oben zeigt den Zustand der Relaiswicklung, unten die Spannung an den Kontakten beim Schalten des Widerstands an +14,5 V (die Datei zum Anzeigen durch das Programm befindet sich im Archivanhang zum Text, die Spannungen wurden über den Widerstand gemessen Teiler mit zufälligen Teilungsfaktoren, daher stimmt die „Volt“-Skala nicht). Die Dauer aller Relaisstromimpulse betrug ca. 253...254 ms, die Kontaktschaltzeit 267...268 ms. "Expansion" ist mit einer Verlängerung der Fahrtzeit verbunden - dies ist aus zu erkennen Zeichnungen 8 und 9 beim Vergleich der Differenz, die beim Schließen und Öffnen von Kontakten auftritt (5,3 ms gegenüber 20 ms).
Zur Überprüfung der zeitlichen Stabilität der Pulsbildung wurden vier aufeinanderfolgende Schaltungen mit Kontrolle der Spannung in der Last durchgeführt (Datei in derselben Applikation). Auf einer verallgemeinerten Abbildung 10 Es ist ersichtlich, dass alle Impulse in der Last ziemlich kurz sind - etwa 275 ... 283 ms und davon abhängen, wo die Halbwelle der Netzspannung im Moment des Einschaltens fällt. Jene. Die maximale theoretische Instabilität überschreitet nicht die Zeit einer Halbwelle der Netzspannung - 10 ms.
Bei Einstellung von R7 = 1 kOhm und R8 = 10 kOhm bei C1 = 1 μF war es möglich, die Dauer eines Impulses kleiner als eine Halbwelle der Netzspannung zu erhalten. Bei 2 uF - von 1 bis 2 Perioden, bei 8 uF - von 3 bis 4 (in der Anwendung einreichen).
In der endgültigen Version des Spotters wurden Teile mit den angegebenen Werten verbaut Abbildung 6. Was an der Sekundärwicklung des Leistungstransformators passiert ist, ist in gezeigt Abbildung 11. Die Dauer des kürzesten Impulses (der erste in der Abbildung) beträgt etwa 50 ... 60 ms, der zweite - 140 ... 150 ms, der dritte - 300 ... 310 ms, der vierte - 390 ... 16 uF).
Nachdem Sie die Elektronik überprüft haben, ist es Zeit, die Hardware zu tun.
Als Leistungstransformator wurde ein 9-Ampere-LATR verwendet (rechts auf Reis. 12). Seine Wicklung besteht aus einem Draht mit einem Durchmesser von etwa 1,5 mm ( Abb.13) und der Magnetkreis hat einen Innendurchmesser, der ausreicht, um 7 Windungen von 3 parallel gefalteten Aluminiumreifen mit einem Gesamtquerschnitt von etwa 75-80 mm² zu wickeln.
Wir zerlegen das LATR vorsichtig, für alle Fälle „reparieren“ wir das gesamte Konstrukt auf dem Foto und „kopieren“ die Schlussfolgerungen ( Abb.14). Es ist gut, dass der Draht dick ist - es ist bequem, die Windungen zu zählen.
Nach der Demontage prüfen wir die Wicklung sorgfältig, reinigen sie mit einem Pinsel mit harten Borsten von Staub, Schmutz und Graphitresten und wischen sie mit einem weichen, leicht mit Alkohol angefeuchteten Tuch ab.
Wir löten eine Fünf-Ampere-Glassicherung an den Anschluss „A“, schließen den Tester an den „mittleren“ Anschluss der Spule „G“ an und legen eine Spannung von 230 V an die Sicherung und den „namenlosen“ Anschluss an. Der Tester zeigt eine Spannung von ca. 110 V an. Nichts brummt und erwärmt sich nicht - wir können davon ausgehen, dass der Trafo in Ordnung ist.
Dann wickeln wir die Primärwicklung mit einem Fluorkunststoffband mit einer solchen Überlappung ein, dass mindestens zwei oder drei Schichten erhalten werden ( Abb.15). Danach wickeln wir eine Test-Sekundärwicklung mit mehreren Windungen flexibler Draht in Isolation. Nachdem wir Strom angelegt und die Spannung an dieser Wicklung gemessen haben, bestimmen wir richtige Menge Umdrehungen, um 6 ... 7 V zu erhalten. In unserem Fall stellte sich heraus, dass beim Anlegen von 230 V an die Klemmen „E“ und „namenlos“ bei 7 Umdrehungen 7 V am Ausgang erhalten werden. Wenn Strom an "A" und "nameless" angelegt wird, erhalten wir 6,3 V.
Für die Sekundärwicklung wurden „sehr gut gebrauchte“ Alu-Reifen verwendet – sie stammten von einem alten Schweißtransformator und hatten an manchen Stellen überhaupt keine Isolierung. Damit sich die Kurven nicht schließen, mussten die Reifen mit Sichelband umwickelt werden ( Abb.16). Das Wickeln wurde so durchgeführt, dass zwei oder drei Beschichtungsschichten erhalten wurden.
Nachdem der Transformator gewickelt und die Funktionsfähigkeit der Schaltung auf dem Desktop überprüft worden war, wurden alle Teile des Spotters in einem Gehäuse geeigneter Größe installiert (es scheint, dass es auch von einer Art LATR stammte - Abb.17).
Die Ausgänge der Sekundärwicklung des Trafos werden mit M6-M8 Schrauben und Muttern geklemmt und auf die Frontplatte des Gehäuses geführt. An diesen werden Bolzen auf der anderen Seite der Frontplatte befestigt Stromkabel, geht zur Karosserie des Autos und zum "Rückwärtshammer". Das Erscheinen bei der Heimkontrolle ist in gezeigt Abbildung 18. Oben links befindet sich die Netzspannungsanzeige La1 und der Netzschalter S1, rechts der Stoßspannungsschalter S5. Er schaltet die Verbindung zum Netz bzw. Ausgang „A“ oder Ausgang „E“ des Trafos.
Abb.18 
Unten befinden sich der Anschluss für die Taste S2 und die Ausgänge der Sekundärwicklung. Impulsdauerschalter sind ganz unten im Gehäuse unter einem Klappdeckel eingebaut (Abb.19).
Alle anderen Elemente der Schaltung sind auf dem Gehäuseboden und der Frontplatte befestigt ( Abb.20, Abb.21, Abb.22). Sieht nicht sehr gepflegt aus, aber hier Hauptaufgabe Die Länge der Leiter wurde reduziert, um den Einfluss elektromagnetischer Impulse auf den elektronischen Teil der Schaltung zu verringern.
Die Leiterplatte wurde nicht geschieden - alle Transistoren und ihre „Umreifung“ sind angelötet Steckbrett aus Fiberglas, mit quadratisch geschnittener Folie (sichtbar auf Abb.22).
Leistungsschalter S1 - JS608A, der Ströme von 10 A schalten kann ("gepaarte" Ausgänge sind parallel). Der zweite derartige Schalter wurde nicht gefunden und S5 wurde bei TP1-2 installiert, seine Schlussfolgerungen sind ebenfalls parallel (wenn Sie ihn bei ausgeschaltetem Netz verwenden, kann er ziemlich große Ströme durch sich selbst leiten). Impulsdauerschalter S3 und S4 - TP1-2.
Taste S2 - KM1-1. Stecker für Tastendrähte - COM (DB-9).
Kennzeichen La1 - TN-0,2 in den entsprechenden Einbauarmaturen.
Auf der Zeichnungen 23, 24 , 25 Fotos, die bei der Überprüfung der Leistung des Spotters aufgenommen wurden, werden gezeigt - eine Möbelecke mit den Abmessungen 20 x 20 x 2 mm wurde auf ein 0,8 mm starkes Weißblech (Montageplatte aus einem Computergehäuse) punktgeschweißt. Verschiedene Größen"pyatachkov" auf Abb.23 und Abb.24- Dies ist bei unterschiedlichen "Koch" -Spannungen (6 V und 7 V). Die Möbelecke ist in beiden Fällen dicht verschweißt.
Auf der Abb.26 Die Rückseite der Platte ist abgebildet und es ist zu sehen, dass sie sich durchwärmt, die Farbe verbrennt und abfliegt.
Nachdem ich den Spotter einem Freund gegeben hatte, rief er etwa eine Woche später an und sagte, er habe einen umgekehrten „Hammer“ gemacht, angeschlossen und die Funktion des gesamten Geräts überprüft - alles ist in Ordnung, alles funktioniert. Es stellte sich heraus, dass im Betrieb keine langen Impulse benötigt werden (d. H. Die Elemente S4, C3, C4, R4 können weggelassen werden), aber der Transformator muss „direkt“ an das Netzwerk angeschlossen werden. Soweit ich weiß, ist dies so, dass es mit Hilfe von Kohlenstoffelektroden möglich ist, die Oberfläche des verbeulten Metalls zu erhitzen. Es ist nicht schwierig, die Stromversorgung "direkt" herzustellen - sie setzen einen Schalter, mit dem Sie die "Leistungs" -Ausgänge des Triacs schließen können. Ein wenig peinlich ist der nicht ausreichend große Gesamtquerschnitt der Kerne in der Sekundärwicklung (laut Berechnungen wird mehr benötigt), aber seit mehr als zwei Wochen ist der Gerätebesitzer vor der „Schwäche des Gerätes“ gewarnt worden die Wicklung“ und ruft nicht, dann ist nichts Schreckliches passiert.
Bei Experimenten mit der Schaltung wurde eine Variante eines aus zwei T122-20-5-4-Thyristoren zusammengesetzten Triacs getestet (sie sind auf zu sehen Abbildung 1 Im Hintergrund). Der Schaltkreis ist in dargestellt Abb.27, Dioden VD3 und VD4 - 1N4007.
Literatur:
- Goroshkov B.I., „Radio elektronische Geräte", Moskau, "Radio und Kommunikation", 1984.
- Massenradiobibliothek, Ya.S. Kublanovskiy, "Thyristor Devices", M., "Radio and Communications", 1987, Heft 1104.
Andrey Goltsov, Iskitim.
Liste der Funkelemente
| Bezeichnung | Eine Art | Konfession | Menge | Notiz | Ergebnis | Mein Notizbuch | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Zu Zeichnung Nr. 6 | |||||||
| VT1, VT2, VT3 | bipolarer Transistor | KT315B | 3 | Zum Merkzettel | |||
| T1 | Thyristor & Triac | TS132-40-12 | 1 | Zum Merkzettel | |||
| VD1, VD2 | Diode | KD521B | 2 | Zum Merkzettel | |||
| R1 | Widerstand | 1 kOhm | 1 | 0,5 W | Zum Merkzettel | ||
| R2 | Widerstand | 330 kOhm | 1 | 0,5 W | Zum Merkzettel | ||
| R3, R4 | Widerstand | 15 kOhm | 2 | 0,5 W | Zum Merkzettel | ||
| R5 | Widerstand | 300 Ohm | 1 | 2 W | Zum Merkzettel | ||
| R6 | Widerstand | 39 Ohm | 1 | 2 W | Zum Merkzettel | ||
| R7 | Widerstand | 12 kOhm | 1 | 0,5 W | Zum Merkzettel | ||
| R8 | Widerstand | 18 kOhm | 1 | 0,5 W | |||
Ihnen wird ein Diagramm angezeigt Schweißinverter, die Sie mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen können. Die maximale Stromaufnahme beträgt 32 Ampere, 220 Volt. Der Schweißstrom beträgt ca. 250 Ampere, was ein problemloses Schweißen mit einer 5. Elektrode ermöglicht, die Lichtbogenlänge beträgt 1 cm, die mehr als 1 cm in ein Niedertemperaturplasma übergeht. Die Effizienz der Quelle liegt auf Speicherebene oder besser (dh Wechselrichter).
Abbildung 1 zeigt ein Diagramm einer Stromversorgung zum Schweißen.
Abb.1 Schaltplan Energieversorgung
Der Transformator ist auf Ferrit Ø7х7 oder 8х8 gewickelt
Die Primärseite hat 100 Windungen PEV-Draht 0,3 mm
Sekundär 2 hat 15 Windungen von 1 mm PEV-Draht
Sekundär 3 hat 15 Windungen PEV 0,2 mm
Sekundär 4 und 5, 20 Drahtwindungen PEV 0,35 mm
Alle Wicklungen müssen über die gesamte Breite des Rahmens gewickelt werden, das ergibt eine deutlich stabilere Spannung.
Abb.2 Schematische Darstellung des Schweißinverters
Abbildung 2 ist ein Diagramm eines Schweißgeräts. Frequenz - 41 kHz, aber Sie können 55 kHz ausprobieren. Transformator bei 55 kHz, dann 9 Umdrehungen mal 3 Umdrehungen, um den PV des Transformators zu erhöhen.
Transformator für 41kHz - zwei Sätze W20x28 2000nm, Abstand 0,05mm, Zeitungsdichtung, 12W x 4W, 10kV mm x 30kV mm, Kupferband (Zinn) in Papier. Die Wicklungen des Transformators bestehen aus Kupferblech 0,25 mm dick, 40 mm breit, zur Isolierung in Papier eingewickelt Kasse. Die Sekundärseite besteht aus drei durch ein Fluorkunststoffband voneinander getrennten Zinnschichten (Sandwich), zur Isolierung voneinander, zur besseren Leitfähigkeit hochfrequenter Ströme sind die Kontaktenden der Sekundärseite am Ausgang des Transformators verlötet zusammen.
Induktor L2 ist auf einen W20x28-Kern gewickelt, Ferrit 2000 nm, 5 Windungen, 25 mm², Abstand 0,15 - 0,5 mm (zwei Lagen Papier aus dem Drucker). Stromwandler - Stromsensor zwei Ringe K30x18x7 Primärdraht durch den Ring gefädelt, Sekundärdraht 85 Windungen 0,5 mm dick.
Schweißmontage
Wickeltransformator
Die Wicklung des Transformators muss aus Kupferblech mit einer Dicke von 0,3 mm und einer Breite von 40 mm erfolgen, es muss mit Thermopapier von einer Registrierkasse mit einer Dicke von 0,05 mm umwickelt werden, dieses Papier ist stark und reißt nicht wie üblich beim Wickeln eines Transformators.
Sie sagen mir, warum wickeln Sie es nicht mit einem gewöhnlichen dicken Draht, aber es ist unmöglich, weil dieser Transformator mit hochfrequenten Strömen arbeitet und diese Ströme an die Oberfläche des Leiters gezwungen werden und nicht die Mitte des dicken Drahts verwenden, der zu Erwärmung führt, wird dieses Phänomen als Skin-Effekt bezeichnet!
Und Sie müssen dagegen ankämpfen, Sie müssen nur einen Leiter mit einer großen Oberfläche herstellen, das ist es, was dünnes Kupferzinn hat, es hat eine große Oberfläche, durch die der Strom fließt, und die Sekundärwicklung sollte aus einem Sandwich aus drei Kupferbändern bestehen getrennt durch eine Fluorkunststofffolie, ist es dünner und alle diese Schichten in Thermopapier eingewickelt. Dieses Papier hat die Eigenschaft beim Erhitzen nachzudunkeln, wir brauchen es nicht und es ist schlecht, es lässt es nicht mehr los und hauptsache es reißt nicht.
Es ist möglich, die Wicklungen mit einem PEV-Draht mit einem Querschnitt von 0,5 ... 0,7 mm zu wickeln, der aus mehreren Dutzend Kernen besteht, aber das ist schlimmer, da die Drähte rund sind und mit Luftspalten aneinander andocken, die sich verlangsamen Wärmeübertragung und haben eine um 30 % kleinere Gesamtquerschnittsfläche der Drähte im Vergleich zu Zinn, die in die Fenster des Ferritkerns passen.
Der Transformator erwärmt nicht den Ferrit, sondern die Wicklung, daher müssen Sie diese Empfehlungen befolgen.
Der Transformator und die gesamte Struktur müssen innerhalb des Gehäuses durch einen Lüfter mit 220 Volt 0,13 Ampere oder mehr geblasen werden.
Entwurf
Um alle leistungsstarken Komponenten zu kühlen, ist es gut, Kühlkörper mit Lüftern von alten Pentium 4- und Athlon 64-Computern zu verwenden.Ich habe diese Kühlkörper aus einem Computergeschäft bekommen, das Upgrades durchführt, nur 3 ... 4 US-Dollar pro Stück.
Die schräge Kraftbrücke muss an zwei solchen Heizkörpern hergestellt werden, der obere Teil der Brücke an dem einen, der untere Teil an dem anderen. Schrauben Sie die Brückendioden HFA30 und HFA25 durch eine Glimmerdichtung auf diese Strahler. IRG4PC50W muss ohne Glimmer durch Wärmeleitpaste KTP8 geschraubt werden.
Die Klemmen der Dioden und Transistoren müssen an beiden Heizkörpern aneinander geschraubt werden, und zwischen den Klemmen und den beiden Heizkörpern eine Platine einfügen, die die 300-Volt-Stromkreise mit den Details der Brücke verbindet.
Auf dem Diagramm ist nicht angegeben, dass Sie 12 ... 14 Kondensatoren mit 0,15 Mikrometern und 630 Volt an diese Platine in einer 300-V-Versorgung löten müssen. Dies ist erforderlich, damit die Transformatorstöße in den Stromkreis gelangen und die Resonanzstromstöße der Leistungsschalter vom Transformator eliminiert werden.
Der Rest der Brücke ist durch Oberflächenmontage mit Leitern kurzer Länge miteinander verbunden.
Das Diagramm zeigt auch Dämpfer, sie haben Kondensatoren C15 C16, sie sollten von der Marke K78-2 oder SVV-81 sein. Sie können dort keinen Müll ablegen, da Snubber eine wichtige Rolle spielen:
Erste- sie dämpfen die Resonanzemissionen des Transformators
zweite- Sie reduzieren die IGBT-Verluste beim Abschalten erheblich, da IGBTs schnell öffnen, aber nah dran viel langsamer und während des Schließens werden die Kapazitäten C15 und C16 durch die Diode VD32 VD31 länger als die Schließzeit des IGBT aufgeladen, dh dieser Dämpfer fängt die gesamte Leistung für sich selbst ab und verhindert, dass dreimal Wärme auf den IGBT-Schlüssel abgegeben wird als es ohne wäre.
Wenn IGBT schnell ist offen, dann werden die Snubber durch die Widerstände R24 R25 sanft entladen und die Hauptleistung wird an diesen Widerständen freigegeben.
Einstellung
Schalten Sie die PWM 15 Volt und mindestens einen Lüfter ein, um die Kapazität C6 zu entladen, die die Relaisbetriebszeit steuert.
Das Relais K1 wird benötigt, um den Widerstand R11 zu schließen, nachdem die Kondensatoren C9 ... 12 über den Widerstand R11 aufgeladen wurden, wodurch der Stromstoß beim Einschalten des Schweißens im 220-Volt-Netz verringert wird.
Ohne den Widerstand R11 direkt beim Einschalten würde ein großer BAH erhalten werden, während eine Kapazität von 3000 Mikron 400 V geladen wird, dafür ist diese Maßnahme erforderlich.
Überprüfen Sie den Betrieb des Relaisschließwiderstands R11 2 ... 10 Sekunden, nachdem die PWM-Platine mit Strom versorgt wurde.
Überprüfen Sie die PWM-Karte auf das Vorhandensein von Rechteckimpulsen, die zu den Optokopplern HCPL3120 gehen, nachdem beide Relais K1 und K2 aktiviert wurden.
Die Breite der Impulse sollte der Breite relativ zur Nullpause entsprechen 44 % Null 66 %
Überprüfen Sie die Treiber an Optokopplern und Verstärkern, die ein Rechtecksignal mit einer Amplitude von 15 Volt führen, um sicherzustellen, dass die Spannung an den IGBT-Gates 16 Volt nicht überschreitet.
Legen Sie 15 Volt an die Brücke an, um ihren Betrieb für die korrekte Herstellung der Brücke zu überprüfen.
Die Stromaufnahme sollte in diesem Fall 100mA im Leerlauf nicht überschreiten.
Überprüfen Sie die korrekte Formulierung der Wicklungen des Leistungstransformators und des Stromwandlers mit einem Zweistrahl-Oszilloskop.
Ein Strahl des Oszilloskops auf der Primärseite, der zweite auf der Sekundärseite, so dass die Phasen der Impulse gleich sind, der Unterschied besteht nur in der Spannung der Wicklungen.
Legen Sie Strom an die Brücke von den Leistungskondensatoren C9 ... C12 über eine 220-Volt-150-200-Watt-Glühlampe an, nachdem Sie zuvor die PWM-Frequenz auf 55 kHz eingestellt haben, schließen Sie das Oszilloskop an den Kollektor-Emitter des unteren IGBT-Transistors an, um ihn zu betrachten Signalform so, dass es nicht wie gewohnt zu Überspannungen über 330 Volt kommt.
Beginnen Sie mit dem Absenken der PWM-Taktfrequenz, bis eine kleine Krümmung auf der unteren IGBT-Taste erscheint, die auf eine Transformatorübersättigung hinweist, notieren Sie sich diese Frequenz, bei der die Krümmung aufgetreten ist, teilen Sie sie durch 2 und addieren Sie das Ergebnis zur Übersättigungsfrequenz, z. B. dividieren Sie die Übersättigung von 30 kHz durch 2 = 15 und 30 + 15 = 45 , 45 dies ist die Betriebsfrequenz des Transformators und PWM.
Die Stromaufnahme der Brücke sollte etwa 150mA betragen und das Licht sollte kaum leuchten, leuchtet es sehr hell, deutet dies auf einen Ausfall der Trafowicklungen oder eine falsch zusammengebaute Brücke hin.
Verbinden Sie einen mindestens 2 Meter langen Schweißdraht mit dem Ausgang, um eine zusätzliche Ausgangsinduktivität zu erzeugen.
Legen Sie bereits über einen 2200-Watt-Wasserkocher Strom an die Brücke an und stellen Sie den Strom an der PWM mindestens R3 näher am Widerstand R5 an der Glühbirne ein, schließen Sie den Schweißausgang, überprüfen Sie die Spannung an der unteren Taste der Brücke damit Am Oszilloskop sind es nicht mehr als 360 Volt, während der Transformator kein Rauschen verursachen sollte. Wenn dies der Fall ist, stellen Sie sicher, dass der Stromsensortransformator richtig phasenverschoben ist, und führen Sie das Kabel durch Rückseite durch den Ring.
Wenn das Rauschen bestehen bleibt, müssen Sie die PWM-Platine und die Treiber auf Optokopplern fern von Störquellen platzieren, hauptsächlich dem Leistungstransformator und der L2-Drossel und den Leistungsleitern.
Auch beim Zusammenbau der Brücke müssen die Treiber neben den Brückenstrahlern oberhalb der IGBT-Transistoren verbaut werden und nicht 3 Zentimeter näher an den R24 R25 Widerständen. Treiberausgang und IGBT-Gate-Verbindungen müssen kurz sein. Die Leitungen vom PWM zu den Optokopplern sollten nicht in der Nähe von Störquellen verlaufen und so kurz wie möglich gehalten werden.
Alle Signalleitungen vom Stromwandler und zu den PWM-Optokopplern sollten zur Reduzierung von Störungen verdrillt und so kurz wie möglich gehalten werden.
Dann beginnen wir, den Schweißstrom mit dem Widerstand R3 näher am Widerstand R4 zu erhöhen, der Schweißausgang wird auf der Taste des unteren IGBT geschlossen, die Impulsbreite nimmt leicht zu, was auf den Betrieb der PWM hinweist. Mehr Strom - mehr Breite, weniger Strom - weniger Breite.
Es sollte kein Geräusch zu hören sein, sonst fallen sie ausIGBT.
Strom hinzufügen und abhören, Oszilloskop auf Überspannung des unteren Schalters achten, um 500 Volt nicht zu überschreiten, maximal 550 Volt im Stoß, aber meist 340 Volt.
Erreichen Sie den Strom, wo die Breite scharf maximal wird, und sagen Sie, dass der Wasserkocher nicht den maximalen Strom liefern kann.
Das war's, jetzt gehen wir direkt ohne Wasserkocher von Minimum auf Maximum, beobachten das Oszilloskop und horchen, damit es ruhig ist. Erreichen Sie den maximalen Strom, sollte die Breite zunehmen, Emissionen sind normal, normalerweise nicht mehr als 340 Volt.
Beginnen Sie mit dem Kochen am Anfang von 10 Sekunden. Wir prüfen die Heizkörper, dann 20 Sekunden, auch kalt und 1 Minute ist der Trafo warm, brennen 2 lange Elektroden 4mm Trafo bitter
Die Strahler der 150ebu02-Dioden haben sich nach drei Elektroden merklich erwärmt, es ist schon schwer zu kochen, eine Person wird müde, obwohl es kühl ist zu kochen, der Transformator ist heiß und es kocht sowieso niemand. Der Ventilator bringt nach 2 Minuten den Trafo in einen warmen Zustand und Sie können wieder bis zum Aufquellen kochen.
Unten können Sie herunterladen Leiterplatten im LAY-Format und andere Dateien
Evgeny Rodikov (evgen100777 [Hund] rambler.ru). Wenn Sie Fragen zum Zusammenbau eines Schweißgeräts haben, schreiben Sie an E-Mail.
Liste der Funkelemente
| Bezeichnung | Eine Art | Konfession | Menge | Notiz | Ergebnis | Mein Notizbuch | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Netzteil | |||||||
| Linearregler | LM78L15 | 2 | Zum Merkzettel | ||||
| AC/DC-Wandler | TOP224Y | 1 | Zum Merkzettel | ||||
| Referenz-IC | TL431 | 1 | Zum Merkzettel | ||||
| Gleichrichterdiode | BYV26C | 1 | Zum Merkzettel | ||||
| Gleichrichterdiode | HER307 | 2 | Zum Merkzettel | ||||
| Gleichrichterdiode | 1N4148 | 1 | Zum Merkzettel | ||||
| Schottky Diode | MBR20100CT | 1 | Zum Merkzettel | ||||
| Schutzdiode | P6KE200A | 1 | Zum Merkzettel | ||||
| Diodenbrücke | KBPC3510 | 1 | Zum Merkzettel | ||||
| Optokoppler | PC817 | 1 | Zum Merkzettel | ||||
| C1, C2 | 10uF 450V | 2 | Zum Merkzettel | ||||
| Elektrolytkondensator | 100uF 100V | 2 | Zum Merkzettel | ||||
| Elektrolytkondensator | 470uF 400V | 6 | Zum Merkzettel | ||||
| Elektrolytkondensator | 50uF 25V | 1 | Zum Merkzettel | ||||
| C4, C6, C8 | Kondensator | 0,1 uF | 3 | Zum Merkzettel | |||
| C5 | Kondensator | 1nF 1000V | 1 | Zum Merkzettel | |||
| C7 | Elektrolytkondensator | 1000uF 25V | 1 | Zum Merkzettel | |||
| Kondensator | 510 pF | 2 | Zum Merkzettel | ||||
| C13, C14 | Elektrolytkondensator | 10 μF | 2 | Zum Merkzettel | |||
| VDS1 | Diodenbrücke | 600V 2A | 1 | Zum Merkzettel | |||
| NTC1 | Thermistor | 10 Ohm | 1 | Zum Merkzettel | |||
| R1 | Widerstand | 47 kOhm | 1 | Zum Merkzettel | |||
| R2 | Widerstand | 510 Ohm | 1 | Zum Merkzettel | |||
| R3 | Widerstand | 200 Ohm | 1 | Zum Merkzettel | |||
| R4 | Widerstand | 10 kOhm | 1 | Zum Merkzettel | |||
| Widerstand | 6,2 Ohm | 1 | Zum Merkzettel | ||||
| Widerstand | 30 Ohm 5 W | 2 | Zum Merkzettel | ||||
| Schweißinverter | |||||||
| PWM-Controller | UC3845 | 1 | Zum Merkzettel | ||||
| VT1 | MOSFET-Transistor | IRF120 | 1 | Zum Merkzettel | |||
| VD1 | Gleichrichterdiode | 1N4148 | 1 | Zum Merkzettel | |||
| VD2, VD3 | Schottky Diode | 1N5819 | 2 | Zum Merkzettel | |||
| VD4 | Zenerdiode | 1N4739A | 1 | 9V | Zum Merkzettel | ||
| VD5-VD7 | Gleichrichterdiode | 1N4007 | 3 | Spannung zu reduzieren | Zum Merkzettel | ||
| VD8 | Diodenbrücke | KBPC3510 | 2 | Zum Merkzettel | |||
| C1 | Kondensator | 22nF | 1 | Zum Merkzettel | |||
| C2, C4, C8 | Kondensator | 0,1 uF | 3 | Zum Merkzettel | |||
| C3 | Kondensator | 4,7 nF | 1 | Zum Merkzettel | |||
| C5 | Kondensator | 2,2 nF | 1 | Zum Merkzettel | |||
| C6 | Elektrolytkondensator | 22 μF | 1 | Zum Merkzettel | |||
| C7 | Elektrolytkondensator | 200uF | 1 | Zum Merkzettel | |||
| C9-C12 | Elektrolytkondensator | 3000uF 400V | 4 | Zum Merkzettel | |||
| R1, R2 | Widerstand | 33 kOhm | 2 | Zum Merkzettel | |||
| R4 | Widerstand | 510 Ohm | 1 | Zum Merkzettel | |||
| R5 | Widerstand | 1,3 kOhm | 1 | Zum Merkzettel | |||
| R7 | Widerstand | 150 Ohm | 1 | Zum Merkzettel | |||
| R8 | Widerstand | 1 Ohm 1 W | 1 | Zum Merkzettel | |||
| R9 | Widerstand | 2 MOhm | 1 | Zum Merkzettel | |||
| R10 | Widerstand | 1,5 kOhm | 1 | Zum Merkzettel | |||
| R11 | Widerstand | 25 Ohm 40 Watt | 1 | Zum Merkzettel | |||
| R3 | Trimmerwiderstand | 2,2 kOhm | 1 | Zum Merkzettel | |||
| Trimmerwiderstand | 10 kOhm | 1 | Zum Merkzettel | ||||
| K1 | Relais | 12V 40A | 1 | Zum Merkzettel | |||
| K2 | Relais | RES-49 | 1 | Zum Merkzettel | |||
| Q6-Q11 | IGBT-Transistor | IRG4PC50W | 6 | ||||
Der Zeitrelais-Timer ist ein Gerät, mit dem Sie die Zeit der Einwirkung von Strom, Impuls einstellen können. Der Timer des Zeitrelais zum Punktschweißen misst die Dauer der Einwirkung des Schweißstroms auf die zu verbindenden Teile, die Häufigkeit seines Auftretens. Dieses Gerät dient zur Automatisierung von Schweißprozessen, Produktion Schweißnaht, um eine Vielzahl von Designs zu erstellen Blech. Es steuert die elektrische Last nach einem vorgegebenen Programm. Das Zeitrelais für das Widerstandsschweißen wird streng nach Anleitung programmiert. Dieser Vorgang besteht darin, die Zeitintervalle zwischen bestimmten Aktionen sowie die Dauer des Schweißstroms einzustellen.
Arbeitsprinzip
Dieses Zeitrelais für das Punktschweißen kann das Gerät in einem bestimmten Modus mit einer bestimmten Frequenz kontinuierlich ein- und ausschalten. Vereinfacht ausgedrückt führt es das Schließen und Öffnen von Kontakten durch. Mit Hilfe des Rotationssensors werden die Zeitintervalle in Minuten und Sekunden eingestellt, nach denen das Schweißen ein- oder ausgeschaltet werden muss.
Das Display dient zur Anzeige von Informationen über die aktuelle Einschaltzeit, die Dauer der Metalleinwirkung Schweißgerät, die Anzahl der Minuten und Sekunden vor dem Ein- oder Ausschalten.
Arten von Timern für das Punktschweißen
Auf dem Markt finden Sie Zeitschaltuhren mit digitaler oder analoger Programmierung. Die Relais, die sie verwenden, sind verschiedene Typen, aber am gebräuchlichsten und kostengünstigsten sind elektronische Geräte. Ihr Funktionsprinzip basiert auf einem speziellen Programm, das auf dem Mikrocontroller gespeichert ist. Damit können Sie die Verzögerung oder Einschaltzeit einstellen.
Aktuell können Sie ein Zeitrelais erwerben:
- mit Abschaltverzögerung;
- mit Einschaltverzögerung;
- nach Anlegen der Spannung auf die eingestellte Zeit einstellen;
- auf die eingestellte Zeit nach dem Impuls einstellen;
- Taktgenerator.
Komponente zum Aufbau eines Zeitrelais
Um ein Zeitrelais zum Punktschweißen zu erstellen, benötigen Sie folgende Teile:
- Arduino Uno-Board zum Programmieren;
- Prototyping Board oder Sensor Shield – erleichtert die Verbindung von installierten Sensoren mit dem Board;
- Drähte vom Mutter-Mutter-Typ;
- ein Display, das mindestens zwei Zeilen mit 16 Zeichen pro Zeile anzeigen kann;
- ein Relais, das die Last schaltet;
- Drehwinkelsensor mit Taster ausgestattet;
- Netzteil, um das Gerät mit Strom zu versorgen (während des Tests kann es über ein USB-Kabel mit Strom versorgt werden).
Funktionen zum Erstellen eines Zeitrelais zum Punktschweißen auf der Arduino-Platine
Für seine Herstellung ist es notwendig, das Schema strikt einzuhalten.
Gleichzeitig wäre es besser, das oft verwendete arduino uno-Board durch arduino pro mini zu ersetzen, da es eine deutlich kleinere Größe hat, weniger kostet und sich viel einfacher verlöten lässt.
Nach dem Sammeln aller Bestandteile Timer für das Kontaktschweißen auf Arduino, müssen Sie die Drähte löten, die die Platine mit den übrigen Elementen dieses Geräts verbinden. Alle Elemente müssen von Plaque und Rost gereinigt werden. Dadurch wird die Betriebszeit des Relaistimers erheblich verlängert.
Sie müssen einen geeigneten Koffer auswählen und alle Elemente darin sammeln. Es wird das Gerät mit einem anständigen versehen Aussehen, Schutz vor zufälligen Stößen und mechanischen Einwirkungen.
Am Ende muss die Installation des Schalters durchgeführt werden. Es wird benötigt, wenn der Schweißbesitzer beschließt, es für längere Zeit unbeaufsichtigt zu lassen, um Feuer und Sachschäden in Notfällen zu vermeiden. Mit seiner Hilfe kann jeder Benutzer das Gelände verlassen besondere Bemühungen schalten Sie das Gerät aus.
"Beachten Sie!
Der Widerstandsschweißtimer des 561 ist ein fortschrittlicheres Gerät, da er auf einem neuen modernen Mikrocontroller basiert. Damit können Sie die Zeit genauer messen und die Häufigkeit des Ein- und Ausschaltens des Geräts einstellen.
Der Timer für das Kontaktschweißen beim 555 ist nicht so perfekt und hat eine reduzierte Funktionalität. Aber es wird oft verwendet, um solche Geräte zu erstellen, da es billiger ist.
Um besser zu verstehen, wie ein Schweißgerät erstellt wird, sollten Sie sich an die Mitarbeiter des Unternehmens wenden. Darüber hinaus schlagen wir vor, das Schema zur Erstellung dieses Geräts zu berücksichtigen. Es hilft, das Funktionsprinzip des Geräts zu verstehen, was und wo gelötet werden soll.
Fazit
Der Arduino-Punktschweißtimer ist ein genaues und hochwertiges Gerät, das bei ordnungsgemäßem Betrieb lange hält lange Jahre. Er ist genug einfaches Gerät, so dass es problemlos an jeder Schweißstelle montiert werden kann. Außerdem ist der Punktschweißtimer wartungsfreundlich. Es funktioniert auch bei starkem Frost, es wird praktisch nicht von den negativen Erscheinungen der natürlichen Umwelt beeinflusst.
Sie können das Gerät mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen oder sich an Fachleute wenden. Letzte Option ist vorzuziehen, da es garantiert das Endergebnis liefert. Das Unternehmen testet die Elemente des Geräts, identifiziert Probleme, behebt sie und stellt so seine Leistung wieder her.
In einigen Fällen ist es rentabler, anstelle des Lötens das Punktschweißen zu verwenden. Diese Methode kann zum Beispiel für die Reparatur von Batterien nützlich sein, die aus mehreren Batterien bestehen. Löten verursacht eine übermäßige Erwärmung der Zellen, was zu deren Ausfall führen kann. Das Punktschweißen erwärmt die Elemente jedoch nicht so stark, da es relativ kurz wirkt.
Um den gesamten Prozess zu optimieren, verwendet das System Arduino Nano. Dies ist eine Steuereinheit, mit der Sie die Stromversorgung der Anlage effektiv verwalten können. Somit ist jede Schweißung für den jeweiligen Fall optimal und es wird so viel Energie verbraucht wie nötig, nicht mehr und nicht weniger. Die Kontaktelemente sind hier Kupferkabel, und die Energie kommt aus einer herkömmlichen Autobatterie oder zwei, wenn mehr Strom benötigt wird.
Das aktuelle Projekt ist nahezu ideal in Bezug auf die Komplexität der Erstellung / Effizienz der Arbeit. Der Autor des Projekts zeigte die Hauptphasen der Erstellung des Systems und veröffentlichte alle Daten auf Instructables.
Laut Autor reicht eine Standardbatterie aus, um zwei Nickelstreifen mit einer Dicke von 0,15 mm zu punktieren. Für dickere Metallstreifen werden zwei Batterien benötigt, die in einer Schaltung parallel geschaltet werden. Die Pulszeit des Schweißgerätes ist einstellbar und reicht von 1 bis 20 ms. Dies reicht völlig aus, um die oben beschriebenen Nickelbänder zu verschweißen.
Der Autor empfiehlt eine Zahlung auf Bestellung beim Hersteller. Die Kosten für die Bestellung von 10 solcher Boards betragen etwa 20 Euro.
Beim Schweißen werden beide Hände beschäftigt. Wie verwaltet man das gesamte System? Natürlich mit Fußschalter. Es ist sehr einfach.
Und hier das Ergebnis der Arbeit:
