Zgrzewarka ArduWelder

Pytania techniczne dotyczące budowy, działania, itp. Jeśli nie jest drukarką czy frezarką, to jest tu dla niej miejsce.
Awatar użytkownika
Sławek
Posty: 437
Rejestracja: 15 maja 2016, 5:45
Kontaktowanie:

Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Sławek » 28 maja 2016, 15:35

Jak to mawiają, potrzeba matką wynalazków :)
Potrzebowałem zgrzać akumulator do e-bike którego buduję (3kW) :)

tmp_15425-_MG_4220-2-1084098653.jpg


tmp_15425-IMG_4221590827482.jpg


z ogniw Li-ion w konfiguracji 14S 7P czyli 58,8V max, 24,5Ah pojemności i prądzie w piku do 70A i 30-40 nominalnie :)

P521169920160521000220.JPG


P521170020160521000221.JPG


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 :) oczywiście nie w wersji oryginalnej bo napięcie 2kV raczej jest odwrotnością tego co oczekujemy, zatem nieco trzeba go przerobić :)

Ja akurat kupiłem trafo o mocy 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 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.
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
Wyjdzie nam tego całe 2 zwoje :he
W efekcie po tej operacji, na wyjściu uzwojenia wtórnego mamy niecałe 2V napięcia i prąd ... w okolicach kilkuset amper :)

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 u mnie za dość, to sercem całej zgrzewarki będzie sterować arduino :)

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. 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, 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 :)

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 to tyle :) obudowę popełniłem ze sklejki 4mm, klejona klejem Pattex Wod Express :)

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 :)

A wyszło to tak :)



Pozdr
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
Ostatnio zmieniony 28 maja 2016, 15:38 przez Sławek, łącznie zmieniany 1 raz.

Awatar użytkownika
Sławek
Posty: 437
Rejestracja: 15 maja 2016, 5:45
Kontaktowanie:

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Sławek » 28 maja 2016, 15:38

Nie wiem jak wstawić link pomiędzy tagi youtube :(

Pozdr

Awatar użytkownika
Krzysztof
Administrator
Posty: 2801
Rejestracja: 19 kwie 2016, 14:03
Lokalizacja: Darłowo
Kontaktowanie:

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Krzysztof » 28 maja 2016, 15:55

Zajebisty projekt - szacun :OK:
Co do wstawiania YT, to wstawiasz tylko znaki po = z linku, w tym przypadku jest to AaRsK3zryz8
Jakiej grubości stal jesteś w stanie zgrzać (2 blachy ze sobą)?

Awatar użytkownika
Sławek
Posty: 437
Rejestracja: 15 maja 2016, 5:45
Kontaktowanie:

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Sławek » 28 maja 2016, 16:28

Jeszcze nie testowałem, ale podobne urządzenia zagrzewają bez problemu 2x 2mm :) przy połączeniu szeregowym dwóch takich trafo można spawać elektrodą 1.2mm :)

Pozdr

Awatar użytkownika
Krzysztof
Administrator
Posty: 2801
Rejestracja: 19 kwie 2016, 14:03
Lokalizacja: Darłowo
Kontaktowanie:

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Krzysztof » 28 maja 2016, 16:31

Tak patrzę, że przykładowo ta zgrzewarka
http://allegro.pl/do-blach-zgrzewarka-s ... 78454.html
pobiera 2500W, więc licząc na szybko, bez strat, to coś ok. 1000A na wyjściu.
Sławek, mógłbyś zrobić próby na blaszkach 1.5mm?

Awatar użytkownika
Sławek
Posty: 437
Rejestracja: 15 maja 2016, 5:45
Kontaktowanie:

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Sławek » 28 maja 2016, 16:47

Zrobię, tylko już nie dziś, testowo zgrzałem 1mm i ładnie sie zgrzały, tu najważniejsze to opanować czasy zgrzewu w zależności od grubości ;)

Pozdr

Awatar użytkownika
Sławek
Posty: 437
Rejestracja: 15 maja 2016, 5:45
Kontaktowanie:

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Sławek » 29 maja 2016, 15:22

Dziś zgrzałem aku ;)

P529176720160529000267.JPG


P529176820160529000268.JPG


P529176920160529000269.JPG


Nie sądziłem, że 50V już mocno szczypie :D

Krzysztof, test zgrzewania blach zrobię jutro :Piwo:

Pozdr
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.

Awatar użytkownika
Krzysztof
Administrator
Posty: 2801
Rejestracja: 19 kwie 2016, 14:03
Lokalizacja: Darłowo
Kontaktowanie:

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Krzysztof » 29 maja 2016, 15:34

Jak zgrzewałeś blaszki do baterii? Przykładałeś drugą elektrodę gdzieś z boku na tym zgrzewanym biegunie?

Awatar użytkownika
Sławek
Posty: 437
Rejestracja: 15 maja 2016, 5:45
Kontaktowanie:

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Sławek » 29 maja 2016, 18:38

Tak, obok siebie ;) film wszystko wyjaśnia ;)



Pozdr

Awatar użytkownika
Krzysztof
Administrator
Posty: 2801
Rejestracja: 19 kwie 2016, 14:03
Lokalizacja: Darłowo
Kontaktowanie:

Re: Zgrzewarka ArduWelder

Postautor: Krzysztof » 29 maja 2016, 19:03

Sławek, byłbyś zainteresowany zrobieniem takiego urządzenia i odsprzedaniem, oczywiście z zarobkiem za poświęconą pracę? Bardzo by mi się przydało w mojej pracy (jeśli łapie blachy 1.5-2mm).


Wróć do „Inne maszyny”

Kto jest online

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