Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Kategoria: Kamery IP / Alarmy / Automatyka Bram
Montersi
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Kolejna zgrzewarka punktowa do ogniw Li-Ion oparta o Arduino

y0yster 26 Sie 2017 12:26 8817 40
  • Kolejna zgrzewarka punktowa do ogniw Li-Ion oparta o Arduino

    Od dłuższego czasu zastanawiałem się na zrobieniem własnej zgrzewarki punktowej. Nadarzyła się okazja i takowa powstała.
    Na początku dodam, że zainspirowałem się urządzeniem, które było jakiś czas temu prezentowane, a mianowicie Zgrzewarka punktowa do zgrzewania pakietów ogniw Li-Ion Ni-MH itp. . Przedstawiana tam konstrukcja została oparta o schemat z Nowego Elektronika 4/2004.
    Kolejna zgrzewarka punktowa do ogniw Li-Ion oparta o Arduino
    Podjąłem próbę wykonania tego układu, ale niestety zamiast zgrzewarki miałem spawarkę. Podobno wiele osób doświadcza problemów z przedstawionym układem. Postanowiłem, że zamiast jednego tyrystora wykorzystam dwa, które będą załączać się naprzemiennie. Schemat poniżej:
    Kolejna zgrzewarka punktowa do ogniw Li-Ion oparta o Arduino
    (część przełączająca)
    Kolejna zgrzewarka punktowa do ogniw Li-Ion oparta o Arduino
    (część sterująca)
    Sterownik został oparty o Arduino Uno. Kod do niego mieści się na jednej kartce A4:

    Kod: c
    Zaloguj się, aby zobaczyć kod


    Sam układ działa znakomicie. Trochę już przepracował i wygląda, że jeszcze będzie działał :)
    Jedyna rzecz, której nie ma, a którą chciałbym dorobić to jakaś zgrabna obudowa. Może niedługo powstanie.

    Kilka zdjęć samej konstrukcji:
    Kolejna zgrzewarka punktowa do ogniw Li-Ion oparta o Arduino Kolejna zgrzewarka punktowa do ogniw Li-Ion oparta o Arduino Kolejna zgrzewarka punktowa do ogniw Li-Ion oparta o Arduino Kolejna zgrzewarka punktowa do ogniw Li-Ion oparta o Arduino
    Zainteresowanych szczegółami budowy konstrukcji odsyłam do mojego bloga .


    Fajne!
  • #2 26 Sie 2017 20:05
    Contar323
    Poziom 4  

    Konstrukcja ciekawa, estetyczna.
    Mam jedno pytanie: Po co Arduino?

  • #4 26 Sie 2017 20:24
    y0yster
    Poziom 19  

    Contar323 napisał:
    Konstrukcja ciekawa, estetyczna.
    Mam jedno pytanie: Po co Arduino?


    Dziękuję. Arduino wykorzystałem do sterowania tyrystorów i zajmuje się ono również wyświetlaniem czasu zgrzania, który można modyfikować za pomocą przycisków.

    piotrek2914 napisał:
    Gratuluję udanego projektu! Mam pytanie. Jaką głównie ma zaletę sterowanie dwoma tyrystorami w mostku 2T2D zamiast przy użyciu jednego triaka?


    Dziękuję. Powiem tak, na początku wykonałem konstrukcję z jednym tyrystorem i mostkiem. Niestety u mnie to nie działało. Tyrystor nie chciał się wyłączyć i miałem spawarkę. Jeśli chodzi natomiast o zastosowanie triaka to i taka wersja była. Niestety nie wytrzymała pierwszego uruchomienia. Triak się przepalił i był cały czas zwarty. Był on za słaby i tylko jednego miałem pod ręką, a tyrystorów mam kilka.

  • #5 26 Sie 2017 21:53
    noel200
    Poziom 22  

    Ja niedawno zrobiłem też zgrzewarkę i jak triak mi się zwarł jak u Ciebie założyłem ssr.
    Te przewody nie za krótke? Co zgrzewasz? Ogniwa 18650? W obecnej wersji nie masz powtarzalności. Na jakość zgrzewów w dużym stopniu wpływa siła docisku elektrod. Trzeba zrobić ramię na sprężynie.

  • #6 26 Sie 2017 22:39
    Sinister
    Poziom 10  

    Nie masz problemów z klejeniem, albo ze spawaniem?

    Co do trafa, ile masz na wtórnym? Trzy zwoje to nie jest już za dużo? Wolę przy zgrzewaniu jak mam niskie napięcie z wysokim amperażem. Jak wygląda u Ciebie?

  • #8 27 Sie 2017 09:29
    y0yster
    Poziom 19  

    noel200 napisał:
    Ja niedawno zrobiłem też zgrzewarkę i jak triak mi się zwarł jak u Ciebie założyłem ssr.

    To zaszalałeś :) Ja niestety nie miałem SSRa tylko kilka trystorów pod ręką.

    noel200 napisał:

    Te przewody nie za krótke?

    Przewody z elektrodami są dla mnie wystarczającej długości, ale pewnie, jak zabuduję to może faktycznie okazać się, że mogą być zbyt krótkie.

    noel200 napisał:

    Co zgrzewasz? Ogniwa 18650? W obecnej wersji nie masz powtarzalności. Na jakość zgrzewów w dużym stopniu wpływa siła docisku elektrod. Trzeba zrobić ramię na sprężynie.

    Tak, zgrzewam ogniwa Li-Ion 18650. Dobrze wiem co masz na myśli, ale jak testowałem to nawet lekko dociskając zgrzew jest w porządku. Mam taśmę o grubości 0.15 mm i dla niej minimum czas zgrzewu to 30 ms, a rozsądne maksimum to jakieś 70 ms. Ja zgrzewam na 50 ms. Zastanawiam się, czy w fabrycznych zgrzewarkach jest jakiś mechanizm kontroli docisku np. sprężyna, o której wspomniałeś.

    Sinister napisał:
    Nie masz problemów z klejeniem, albo ze spawaniem?

    Nie, żadnych. Zgrzewy bardzo dobrze się trzymają.

    Sinister napisał:

    Co do trafa, ile masz na wtórnym? Trzy zwoje to nie jest już za dużo? Wolę przy zgrzewaniu jak mam niskie napięcie z wysokim amperażem. Jak wygląda u Ciebie?

    Trafo na wtórnym zostało nawinięte czterema zwojami przewodem 25mm^2. Według moich obliczeń na wyjściu mam jakieś 4V i 200A. Szczegóły opisane u mnie na stronie.

    noel200 napisał:

    Ja mam 3 zwoje nawinięte linką 50mm2. Napięcie jeżeli dobrze pamiętam to coś około 4v, a prąd chciałem zmierzyć, ale zakres amperomierza do 400a był za mały.

    Na prawdę? Trzy zwoje 50mm^2, jak Ci się to udało zmieścić? Ja z swoimi czterema 25mm^2 musiałem się dobrze nagimnastykować :).

    noel200 napisał:
    Blachę 0,15 zgrzewam na 60ms.

    Podobnie, jak u mnie.

  • #11 27 Sie 2017 14:20
    pikarel
    Poziom 28  

    Z Twojego opisu wynika, że zgrzewarka pracuje poprawnie i spełnia założenia.

    Podajesz czasy zgrzewania w milisekundach;
    przy takich wartościach, czyli porównywalnych z okresem sieci zasilającej powinieneś użyć nie płynnej regulacji (co 10 mS) a raczej sterować ilością pełnych okresów (przy częstotliwości sieci zasilającej 50 Hz pełny okres to 20 mS).
    Poza tym transformatora nie należy zasilać połową okresu, bo to nasyca rdzeń (poczytaj o histerezie), dobrze, że chociaż zastosowałeś transoptory z detekcją przejścia przez 0.

    Masz do dyspozycji mikroprocesor, na jednym z portów możesz liczyć okresy, a tyrystory załaczać zawsze na pełen okres napięcia sieciowego, zawsze w trakcie przejścia napięcia sieciowego przez wartość 0 (zero). Ilość tych okresów/cykli ustalisz doświadczalnie, do uzyskania poprawnego zgrzewu.
    Taki sposób sterowania będzie powtarzalny, oczywiście przy zachowaniu stałego docisku (pisał o tym wyżej kolega @noel200 ).

  • #12 27 Sie 2017 15:17
    y0yster
    Poziom 19  

    Dzięki za cenną uwagę!

    Czy zliczanie liczby okresów jest faktycznie potrzebne? Wystarczy zmienić ziarno na 20 ms. Transoptor załączy się, tylko gdy nastąpi przecięcie zera, a tyrystor przewodzi tak długo, jak płynie prąd. W ten sposób zawsze powinienem uzyskać załączanie na wielokrotność pełnego okresu, czyli 20 ms.

  • #13 27 Sie 2017 18:33
    pikarel
    Poziom 28  

    Żle to napisałem; liczenie "sieci" nie jest potrzebne, wystarczy synchronizować wyzwalanie triaków z fazą sieci (do tego właśnie trzeba podać impuls na port procesora)
    i wyzwalać je na określoną liczbę okresów (zmodyfikujesz jedynie kilka linijek).

  • #14 27 Sie 2017 18:49
    y0yster
    Poziom 19  

    Rozumiem, ale czy to nie jest tak, że jeśli używam układu z detekcją zera to będzie wszystko w porządku? Poza tym, mam tyrystory, które są "wyłączane" co pół okresu. W zasadzie załącznanie ich na wielokrotność 20 ms powinno załatwić sprawę przy tak, krótkich czasach.

  • #15 27 Sie 2017 19:04
    pikarel
    Poziom 28  

    Jeśli nie wystąpi sytuacja załączania tylko jednej połówki z okresu (nieparzysta liczba połówek sinusoidy zasilająca transformator) to będzie dobrze.

    Przy małych mocach transformatorów jest to może bez znaczenia, Ty jednak używasz "pojedynczych" okresów w sterowaniu transformatora ok 1 kW, dlatego jest tak ważne.

  • #17 27 Sie 2017 19:08
    pikarel
    Poziom 28  

    Lub zmiana w kodzie dla wyświetlania wartości "pojedynczych" :)

  • #18 27 Sie 2017 20:32
    y0yster
    Poziom 19  

    Tak, tylko moja wersja nie wymaga żadnych zmian :P

    Ale tak na poważnie. Mam jedno pytanie dotyczące nasycenia transformatora. Rozumiem, że chodzi Ci o sytuację poniekąd opisaną np. tutaj i widoczną na tym obrazku:

    Kolejna zgrzewarka punktowa do ogniw Li-Ion oparta o Arduino
    źródło: https://www.ametherm.com/images/stories/Ametherm_images/transformer-wave-250.jpg

    Druga sprawa, czy problem ten również nie dotyczy oryginalnego pomysłu opierającego się o wykorzystanie pojedynczego tyrystora, a przedstawionego w Nowym Elektroniku? Co prawda autorzy wykorzystują gradację 100 ms, ale przecież są tam same "dodatnie" połówki sinusoidy. Czy prąd nie będzie rósł i nie zatrzyma się na jakiejś ustalonej wartości. Czy mógłbyś przytoczyć, jakąś referencję?

  • #19 27 Sie 2017 20:39
    rekinisko
    Poziom 22  

    Przerost formy nad treścią w tak prostym urzadzeniu z tym liczeniem i detekcją okresów. Detekcja przejścia przez zero załatwia sprawę. Bez podawania impulsu na procesor mogą powstać przekłamania czasowe tylko na ustawieniach dla 20 i 10ms co nie jest istotne bo tego prawie nikt nie używa. Im wyższy zakres tym błąd radykalnie spada. Po co siła docisku skoro wachnięcia napięcia sieci wniosą większy błąd.

  • #20 27 Sie 2017 21:19
    pikarel
    Poziom 28  

    y0yster napisał:
    (...) przecież są tam same "dodatnie" połówki sinusoidy (...) [/b]

    Popatrz dokładnie na schemat z NE: są tylko dodatnie, bo ujemne są wyprostowane mostkiem diodowym.
    Ty - nie mając mostka prostowniczego - ujemną połówkę masz załączaną drugim triakiem; dlatego należy wydłużyć czas sterowania nimi na długość całego okresu (lub przynajmniej sięgający czasu przejścia przez zero z zapasem na załączenie triaka).

    @rekinisko, jeśli byłoby to sterowanie światełkiem w kiblu - to może byłby to przerost formy nad treścią, jednak moim zdaniem użycie procesora do właściwego sterowania triakiem/triakami i transformatorem dużej mocy w zgrzewarce jest bardzo właściwe.
    Jest też dla konstruktora tej zgrzewarki wprawką do poważniejszych konstrukcji i profesjonalnych rozwiązań.

    Każda profesjonalna zgrzewarka ma ustalony/ustalany docisk, oczywiście dla powtarzalności zgrzewu.
    Tylko proste samoróbki bazują na ręcznym dociskaniu, więc nie zawierają takiej regulacji.

  • #21 27 Sie 2017 21:21
    y0yster
    Poziom 19  

    Dziękuję za odpowiedź.
    Tak, to miałem na myśli w Nowym Elektroniku wykorzystano mostek, aby mieć tylko dodatnie połówki -- nieprecyzyjnie napisałem wcześniej o co mi chodzi.

    I mam tyrystory, nie triaki ;) Widzę, że chyba dużo pracujesz właśnie z tymi triakami i Ci się cały czas na myśl nasuwają.

  • #22 27 Sie 2017 21:25
    pikarel
    Poziom 28  

    Przepraszam, mój błąd, cały czas miało być tyrystor, nie triak.

  • #25 28 Sie 2017 12:20
    rekinisko
    Poziom 22  

    pikarel napisał:
    y0yster napisał:
    (...) przecież są tam same "dodatnie" połówki sinusoidy (...) [/b]

    ... Każda profesjonalna zgrzewarka ma ustalony/ustalany docisk, oczywiście dla powtarzalności zgrzewu ...

    Jeszcze nie było takiej na elektrodzie. Piszemy o amatorskiej konstrukcji.

  • #26 28 Sie 2017 12:29
    y0yster
    Poziom 19  

    Wydaje mi się, sądząc po zdjęciach oglądanych zgrzewarek, że nie posiadają one regulacji siły docisku. To sam operator ją dobiera. Chodzi mi oczywiście o takie zgrzewarki, do których podkładka się ogniwa do elektrod, a nie na odwrót.

  • #27 28 Sie 2017 14:14
    piotrek2914
    Poziom 16  

    y0yster napisał:
    Można ją znaleźć tanio na chińskich portalach

    Dziękuję za naprowadzenie.
    Siłę docisku najlepiej regulować w zespole: siłownik pneumatyczny i reduktor ciśnienia. Tak to jest przynajmniej robione w przemysłowych rozwiązaniach do pracy automatycznej. Trzeba wstępnie go dobrać siłownik, żeby nie był za duży albo za mały. Wystarczy w domowych warunkach w zasadzie kompresor z reduktorem i wspomniany siłowniczek.
    Opcjonalnie z wykorzystaniem ramienia na sprężynie i dźwigni z regulowanym odbojem. Naciągamy sprężynę na odpowiednią długość a ona dalej wywołuje działanie siły.

  • #29 28 Sie 2017 15:49
    pikarel
    Poziom 28  

    Powtarzalność zgrzewu uzyskuje się przez użycie układu docisku (np. ze sprężyną), która ustala jego stałą wartość.
    W zgrzewarce ręcznej może być to prosta konstrukcja, podobna do zawieszenia widelca w rowerze (tyle, że bez amortyzatora).
    Można to wykonać z rurki, sprężyny i samej elektrody.
    W jednej z rurek można umieścić styk (krańcówkę) załączający się po przemieszczeniu elektrody w rurce.

    Oczywiście to tylko moje luźne sugestie (poprawiające komfort przy zgrzewaniu oraz sam zgrzew), których przecież nie musisz stosować w swojej zgrzewarce.

  • #30 28 Sie 2017 21:06
    piotrek2914
    Poziom 16  

    pikarel napisał:
    użycie procesora do właściwego sterowania triakiem/triakami i transformatorem dużej mocy w zgrzewarce jest bardzo właściwe.
    Popieram to stwierdzenie, w profesjonalnych konstrukcjach tak się robi.
    pikarel napisał:
    powinieneś użyć nie płynnej regulacji (co 10 mS) a raczej sterować ilością pełnych okresów (przy częstotliwości sieci zasilającej 50 Hz pełny okres to 20 mS).

    W tym przypadku polemizował bym. W większych gabarytowo zgrzewarkach stosuje się, pomimo wszystkich problemów przez to powstających, sterowanie fazowe. Pomijając zastosowanie jak w temacie, niesie to za sobą wiele korzyści. Cały proces zgrzewu dzieli się na pięć lub więcej czaso-okresów,:
    t1- czas na docisk,
    t2-wstępne zmiękczanie materiału,
    t3-czas narastania impulsu,
    t4- czas impulsu właściwego,
    t5.1-Czasami zbocze opadające
    i ostatni to czas t5.2 wygrzewania końcowego.
    Kolejna zgrzewarka punktowa do ogniw Li-Ion oparta o Arduino
    Szczególnie dłuższe t2 i t3 sprawiają, że materiały zaczynają do siebie lepiej przylegać a w konsekwencji, podczas głównego impulsu, nie ma charakterystycznych iskier. Wygrzewanie końcowe pozwala wyeliminować nagłe skurcze w materiale zgrzewanym oraz po części eliminuje efekt przyklejania się elektrod.
    Wyklucza to stosowanie układów z załączaniem w zerze jak też nastręcza niestety dużych problemów z trafem. Ogólnie dla zgrzewarek dużych mocy, stosuje się zabezpieczenia przed załączeniem trafa na biegu jałowym z rozwartymi elektrodami.

    Piszę to bo może komuś się to przyda w przyszłości, nie koniecznie autorowi :D

 
Promocja -20%
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
tme