Контроллер для контактной сварки своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 19.09.2024

В статье об изготовлении точечной сварки из трансформатора от микроволновой печи был указан модуль таймера но не все знают где подобный таймер достать или же как можно его сделать самому. В этой статье мы покажем, как сделать точно такой модуль таймера для точечной сварки своими руками.

Как сделать модуль таймера для точечной сварки

Список радиоэлементов которые нужны для таймера:

Тиристор BTA16-600B (корпус TO220) – 1 шт;
Микросхема HEF4093 – 1 шт;
Резистор 390 к (0,25 Вт) – 1 шт;
Резистор 4,7 к (0,25 Вт) – 2 шт;
Резистор 1 к (0,25 Вт) – 3 шт;
Резистор 680 Ом (0,25 Вт) – 1 шт;
Резистор 330 Ом (0,25 Вт) – 2 шт;
Резистор 100 Ом (0,25 Вт) – 1 шт;
Светодиод на 3 В – 1 шт;
Оптрон MOC3041 – 1 шт;
Транзистор C1815 – 2 шт;
Переменный резистор 10 к – 1 шт;
Конденсатор 220uF/50V – 1 шт;
Конденсатор 1uF/50V – 1 шт;
Конденсатор 100uF/25V – 1 шт;
Конденсатор 220n/250V – 1 шт;
Кнопка без фиксации – 1 шт;
Диодный мост 2W08 – 1 шт (так как в точечной сварке используется отдельный блок питания постоянного напряжения то его ставить не надо, если таймер будет ставится в другую конструкцию то в этом случае оставьте).

Как сделать модуль таймера для точечной сварки

Как сделать модуль таймера для точечной сварки, инструкция:

Сначала делаем плату, распечатываем рисунок печатной платы:

Как сделать модуль таймера для точечной сварки

По ЛУТ технологии (или другой удобной Вам) переносим рисунок на плату, травим, сверлим, лудим дорожки.

Запаиваем радиокомпоненты согласно схемы, на фото представлено расположение деталей на плате:

Как сделать модуль таймера для точечной сварки

Когда все элементы будут стоять на своих местах и запаяны то пришло время подключить наш таймер к нагрузке. В качестве временной нагрузки будем использовать лампу накаливания.

Как сделать модуль таймера для точечной сварки

Таймер будем подключать в разрыв цепи лампы, провода нагрузки подключаются к клемме на плате К1. Ко второму разъёму H1 подключена кнопка (без фиксации) запуска таймера. Вместо диодного моста я подключил отдельный блок питания, так как в аппарате точечной сварки я буду использовать адаптер питания на 12 В и 0,5 А, сама же схема может питаться от 6 до 12 В. Теперь нажимая кнопку будет на некоторое время зажигаться лампочка от доли секунд до 2-х секунд в зависимости от положения ручки потенциометра VR1.

Как сделать модуль таймера для точечной сварки

Если всё работает как надо то можно теперь устанавливать наш самодельный таймер в аппарат для точечной сварки.

Работа устройства очень проста. При нажатии на кнопку, которая установлена на сварочной вилке, происходит зарядка конденсаторов до 30 В. После этого на сварочной вилке появляется потенциал, так как конденсаторы подключены параллельно вилке. Для того чтобы сварить металлы соединяем их и прижимаем вилкой. При замыкании контактов происходит короткое замыкание, в результате чего проскакивают искры и металлы свариваются между собой.

Сборка аппарата для сварки

Припаиваем конденсаторы между собой.
Делаем сварочную вилку. Для этого берем два отрезка толстой медной проволоки. И припаиваем к проводам, изолируем места пайки изолентой.
Корпусом вилки будет служить алюминиевая трубка с пластиковой заглушкой, через которую будут торчать сварочные вывода. Чтобы вывода не проваливались, сажаем их на клей.

То есть к сварочной вилке идут четыре провода: два для сварочных электродов и два для кнопки.
Собираем устройство, припаиваем вилку и кнопку.

Измеряем напряжение на конденсаторах. Оно примерно равно 30 В, что вполне приемлемо.
Пробуем сваривать металлы. В принципе терпимо, учитывая то что я взял не совсем новые конденсаторы. Лента держится довольно неплохо.

Первое, что бросается в глаза, так это большее число конденсаторов, что существенно повышает мощность всего аппарата.
Далее, вместо кнопки – резистор сопротивлением 10-100 Ом. Я решил, что хватит с кнопкой баловаться – все заряжается само через 1-2 секунды. Плюс ко всему кнопка не залипает. Ведь ток мгновенного заряда также порядочный.
И третье это дроссель в цепи вилки, состоящий из 30-100 витков толстой проволоки на ферритовом сердечнике. Благодаря этому дросселю будет увеличено мгновенное время сварки, что повысит её качество, и будет продлена жизнь конденсаторов.

Конденсаторы, эксплуатирующийся в таком аппарате контактной сварки обречены на ранний выход из строя, так как такие перегрузки им не желательны. Но их с лихвой хватит на несколько сотен сварочных соединений.

Сморите видео сборки и испытаний

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.

В данной статье описывается способ как сделать сварочный аппарат своими руками из деталей от старой микроволновой печи. Аппарат создавался для сварки никелевых выводов на аккумуляторах типа 18650, но может использоваться и для сварки листового металла или других металлических предметов.

Шаг 1: Разборка микроволновой печи

Будьте осторожны! В микроволновой печи может быть высокое напряжение, которое сохраняется в течении некоторого времени после отключения печи от сети. При вскрытии печи необходимо найти большой конденсатор внутри микроволновки и разрядить его, прикоснувшись отверткой одновременно к обоим выводам конденсатора.

Вскройте корпус микроволновой печи, разрядите конденсатор и найдите трансформатор. Он должен выглядеть так как на фото. Открутите гайки, которыми крепится трансформатор и выньте его. Также можно достать из печи несколько конечных выключателей и кабелей, которые будут использоваться в нашем проекте.

Шаг 2: Удаление вторичной обмотки трансформатора

Вторичную обмотку трансформатора необходимо заменить, т.к. нам потребуется небольшое напряжение и большой ток. К первичной обмотке будет подключаться входное напряжение питания. Вторичная обмотка состоит из более тонкого провода, чем первичная.

Чем меньше витков провода будет во вторичной обмотке, тем больший ток мы получим на выходе и меньшее напряжение. Увеличение числа витков увеличивает выходное напряжение и уменьшает ток. Так как вторичная заводская обмотка нам не нужна, ее нужно удалить вырубив или сняв с сердечника. При этом нужно срезать шлифовальной машинкой сварные швы на корпусе трансформатора и разобрать его. Делать это нужно осторожно, чтобы не повредить первичную обмотку.

Шаг 3: Изготовление новой обмотки

Новая обмотка должна обеспечивать ток, необходимый для сварки металла. Для обмотки нужно использовать толстый кабель, т.к. тонкий будет сильно нагреваться и плавить изоляцию.

Вначале устанавливается первичная катушка, затем боковые стороны корпуса трансформатора и, наконец, два витка толстого провода вторичной обмотки. Не забудьте оставить достаточную длину выводов вторичной обмотки, к которым будут крепиться сварочные электроды.

Шаг 4: Сборка трансформатора

Трансформатор почти готов. Теперь нужно собрать и сварить разобранный нами корпус. Вместо сварки можно использовать эпоксидную смолу.

Шаг 5: Зажимы для электродов

Далее необходимо приобрести или изготовить самостоятельно медные зажимы для электродов. Их мы крепим на концы выводов вторичной обмотки трансформатора (см. фото).

Здесь приведена 3D-схема зажима: ссылка.

Шаг 6: Сварочная арматура

Теперь нужно установить электроды в зажимы и выбрать необходимое положение электродов. Изготавливаем самостоятельно или подбираем подходящий корпус для сварочного аппарата, помещаем туда трансформатор и выключатель, выводим провод с вилкой для подключения питания. (Пример изготовления корпуса из фанеры, детали которого вырезаются на лазерном станке, показан на фото).

Шаг 7: Окончательная сборка

Сварочный мини аппарат работает от сети переменного тока 220 вольт. Прикосновение к токоведущим элементам может быть опасно для жизни. Поэтому трансформатор обязательно нужно заключить в корпус.

Провод от сети 220 вольт подключите через выключатель к выводам первичной обмотки трансформатора.

Простой сварочный аппарат для точечной сварки готов.

Шаг 8: Подключение контроллера импульсов с OLED-дисплеем

Для точной настройки и управления ручным аппаратом контактной сварки можно собрать и подключить к нему электронный контроллер длительности импульсов (будет полезен для сварки аккумуляторов 18650 и тонких листов металла).

Длительность импульсов (в миллисекундах) настраивается с помощью потенциометра и отображается на экране. Контроллер подключается к сварочному аппарату через твердотельное реле.

В качестве источника питания 5В для Arduino можно использовать зарядное устройство для телефона, подключив плюс к выводу VIN, а минус к выводу GND на плате контроллера Arduino.

Скетч для Arduino-проекта:

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

несколько вариантов сварки, трансформатор для свч, щупы-электроды, никилиевые пластины, корпуса батареек, квинбатерриез.

Для начала список рабочих купонов для Алиэкспресс

Aliexpress — купон $8 при покупке от $80 (начнет работать с 6 мая). Выбираем Saudi Arabia и кликаем сюда.

Акция — зажигаем фонарики. Дают купоны $20 при покупке от $120 (за 3 зажженных фонарика), $25/$120 (за 6 фонариков). Раз в день по фонарику, заходим и кликаем по LIGHT UP.

Купоны можно будет использовать с 6-го мая 10:00 МСК до 13 мая 09:59.

Самый простой вариант контактной сварки для создания недорогого варианта — на базе трансформатора от микроволновки и недорогих компонентов с Али.

На фото список необходимых деталей и схематичное соединение.

В лоте есть все необходимое плюс информация по сборке. Понадобится трансформатор от старой микроволновки.

Плата управления позволяет выставить мощность импульса сварки и его длительность. Тиристор в комплекте на 100А.

Цена от 500 рублей за плату. Есть полностью собранные варианты.

Компоновка чуть другая, этот будет проще разместить в корпусе. Существует готовая панелька под эту плату.

Это усовершенствованный вариант на STM8, дисплей подключается отдельно, дисплей сразу в корпусе под монтаж.

Подходит не только для машинок SUNKKO, но и для DIY вариантов. Расстояние контактов регулируется от 1 до 4 мм, ток до 500А.

Это недорогой вариант держателей, один из самых бюджетных на Али.

В основании цанговый зажим, очень удобно менять стержни для сварки. Это расходный материал.

В лоте 10 шт. Это медные заточенные стержни, которые зажимаются в рабочую часть аппарата для точечной сварки. По мере износа меняются.

Это специальная лента для соединения сборок аккумуляторов. В зависимости от толщины (0.1. 0.2 мм) и ширины от 5мм и шире предназначены для пропускания определенного тока. Чем толще и шире — тем мощнее сборка. Существуют простые ленты, ленты для соединения аккумуляторов в несколько рядов или под углом, а также уже нарубленные пластины для готовых сборок. Обратите внимание на держатели аккумуляторов 18650.

Ну и последний ингредиент — это силовой трансформатор. Беглый поиск по Али дал несколько вариантов, но дешевле брать по месту. Ищите с исправной первичной обмоткой — вторичная повышающая не нужна. Доматываете вторичную своим толстым проводом (20-30 квадратов и выше). Чем толще провод, тем лучше. 2-3 витка достаточно. Трансформатор должен обеспечивать 2-3 вольта на выходе и ток до 100А.

Готовые машинки для точечной сварки. Чтоб не заморачиваться.

Это полный комплект в корпусе, с щупами для сварки, регулировкой. Цена не сильно высокая.

Собственно говоря, для чего это нужно.

Для батарей самостоятельного изготовления можно приобрести готовые наборы: корпус, фурнитура, плата управления, контакты. Изготовление не составит труда. Как говорится, просто добавь элементы 18650.

Лучшие аккумуляторы формфактора 18650 для переделки шуруповертов, для питания мощных устройств и электронных сигарет. Подходят для ремонта электроскутеров, самокатов и велосипедов. Честная емкость 3000мАч, долговременный ток разряда до 30А. Низкий саморазряд, низкое внутреннее сопротивление. Официальный магазин Queenbattery

Читайте также: