Kolejna zgrzewarka punktowa do ogniw Li-Ion oparta o Arduino

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

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

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.

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.

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?

Nie, nic nie klei i nie spawa.
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.
Blachę 0,15 zgrzewam na 60ms.

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.

y0yster napisał:

Trzy zwoje 50mm^2, jak Ci się to udało zmieścić?

Imadło, gumowy młotek i silikon w spray i weszło

No tak, jak posmarowałeś to weszło.

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 ).

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.

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).

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.

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.

Dzięki, o to mi chodziło. Czyli najprostsza możliwość to zawsze wybieranie parzystej liczby na wyświetlaczu.

Lub zmiana w kodzie dla wyświetlania wartości "pojedynczych"

Tak, tylko moja wersja nie wymaga żadnych zmian

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:


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?

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.

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.

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.

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

Co to za taśma do łączenia ogniw? Gdzie można ją tanio kupić?

Taśma ma szerokość 8 mm i jest gruba na 0.15 mm. Jest to taśma metalowa niklowana. Można ją znaleźć tanio na chińskich portalach, jak np. Ali... lub na polskich portalach aukcyjnych.

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.

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.

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.

Jak kiedyś będę robił seryjną produkcję to się nad tym zastanowię. Zgrzanie kilku pakietów raz na jakiś czas tytułową zgrzewarką to nie problem.

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.

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.

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