Автостарт на споттер схема

[Предыстория]
У отца дома мастерская по ремонту авто. В один прекрасный день захотелось ему иметь споттер в гараже, но так как машин не так много чтобы заводской споттер окупился то мы решили сделать его своими руками.

Споттер мы решили сделать на 3х трансформаторов от микроволновки. Рабочий пистолет сделаем на токарном станке с разными насадками.

[Контроллер]
Контроллер управления я решил сделать на 555 таймере с несколькими режимами.

Почему не стал делать на микроконтроллере (на какой-нибудь 8-ой атмеге, или STM32) ? Хотелось сделать что-то простое, чтобы в случае поломки можно было заменить одну деталь, и все… Да и сам контроллер, как он будет работать в гараже где бывает очень холодно, или очень жарко, где сыро, много пыли и металической стружки… ?!

Вот и родилась такая схема:

Данной контроллер имеет 5 режимов с таймером: 4 — я сделал под отвертку на плату — настроил один раз на нужный уровень и все, и еще 1 режим — переменник установки времени в нужном моменте. Время настраивается от 5мс до 2х секунд.

Кроме этого есть ручной режим: сколько держишь кнопку — столько и работает. Для этого я поставил переключатель "таймер руч".
Плата управления питается от 5в, но можно было и от 12в (для этого надо менять пару резисторов). Все микросхемы я поставил на панельки, чтобы менять их легче в случае поломки.

Силовую часть я сделал на отдельную плату, если с симистором будут проблеммы поменяю его на 2х тиристоров, тиристор + диодный мостик, или на реле + транзисторная оптопара вместо симисторной.

Симистор у меня BTA41-800, на 40А. Если клемники на силовой плате не выдержут (они до 16А), то на плате я сделал технологические отверстия и площадки под винтики, чтобы провода закрутить по сильнее.

Что такое споттер и зачем он нужен? Споттер это аппарат для контактной сварки и не только, применяется в частности для кузовных работ железных коней, когда нужно что -то выпрямить.

Состоит споттер из 3-х основных узлов: силового трансформатора, электронного замыкателя с таймером и электродов.

Мощный трансформатор, как правило сетевой, предназначен для получения гигантских токов. Этот трансформатор управляется таймером, который на определенное время включает и выключает транс.

Один из силовых выводов этого трансформатора, в частности масса, подключается к кузову автомобиля, второй электрод рабочий, его кончик соединяется или прижимается к центру того участка, который нужно выправить. Таймер запускает трансформатор, протекающий между электродами ток вызывает нагрев, и рабочий электрод частично приваривается к кузову. Легкими движениями мастер ремонтник вытягивает прилипший электрод, этим самым таща за собой помятый участок кузова. Время сварки нужно тщательно контролировать, иначе в кузове можно получить дыру.

По сути, спотер ничто иное как контролируемый выключатель, который замыкается и размыкается источник питания строго на заданное временя.

Читайте также:  Академик якоби в 1834 изобрел электродвигатель

Мой вариант споттера можно сказать портативный. Для его работы не нужны сетевые трансформаторы, питание берется непосредственно с автомобильного аккумулятора. Он подключается в разрыв минуса или массы аккумулятора.

Схема состоит из таймера и замыкателя из мощных полевых ключей.

Рассмотрим принцип работы схемы. На микросхеме NE555 собран таймер, который запускается нажатием кнопки S1. На транзисторах VT1 VT2 собран эмиттернынй комплементарный повторитель. Его функция заключается в усилении по току выходного сигнала с микросхемы. В момент запуска таймера, на его выходе получаем управляющий импульс или логическую единицу. Этот сигнал поступает на базы ключей повторителя, в следствии чего срабатывает верхний транзистор, так как он обратной проводимости, а такой транзистор открывается от положительной полуволны. Плюс источника питания через открытый переход данного транзистора поступает на затворы полевых ключей, которые подключены параллельно для увеличения общего тока коммутации. Они открываются, и через их открытые каналы, силовое питание с аккумуляторов поступает на электроды.

Когда на выходе таймера сигнал отсутствует, то на базы транзисторов поступает логический нуль, открывается нижний транзистор, через его открытый переход затворы полевых транзисторов замыкаются на массу питания, этим обеспечивается их скоростной разряд и надежное запирание.

А если простыми словами , то вся наша схема ничто иное как управляемый таймер, который просто на короткое время замыкает аккумулятор на точку сварки.

Полевые транзисторы в наше схеме работают в довольно жестком режиме, хотя и работа кратковременная. В мгновении ока по ним протекают токи вплоть до 1000 Ампер, и очень важно обеспечить толковое управление, данная схема является пожалуй самым простым и довольно надежным способом управления.

В схеме два источника питания, один из них силовой, второй нужен для корректной и стабильной работы схемы управления. В качестве маломощного источника питания для схемы управления может быть задействована 9-и вольтовая батарейка формата 6F22 (Крона).

Конструкция собрана на одной печатной плате. Силовые дорожки на печатной плате дополнительно усилены миллиметровыми медными проводами.

Все полевые транзисторы прикручены к дюралевой шине, которая является и радиатором и силовым токосьемным контактом. Транзисторы прикручены к шине без прокладок, даже термопасту не нужно использовать, так как она будет ухудшать электрический контакт. Ключи будут в работе на очень короткое время и нагрев отлично отводится без термопасты.

В схеме установлены мощные полевые ключи IRFP1404, кратковременно каждый такой полевик может коммутировать токи до 800 ампер, в схеме их 8 штук. По идее максимальный ток коммутации схемы может доходить до 6500 ампер, но проблема в том, что ключи из Китая и лучше перестраховаться.

Силовые провода многожильные на 25 квадратов, к сожалению они у меня алюминиевые, но фишка в том, что они довольно мягкие и легко гнуться. Сечение в 25 квадратов является оптимальным вариантом, не забываем , что при токах в 1000 и более ампер, которые будут протекать по нашей схеме, образуются потери на сопротивлении, эти потери приводят к образованию тепла на проводниках, что снижение общее кпд схемы, поэтому провода нужны толстые.

Читайте также:  Как установить тиски на верстак

Точно такими же проводами комплектуются многие сварочные инверторы, но в наем случае токи будут куда больше, чем при дуговой сварке, хотя протекать они будут очень короткое время. К проводами приспособлены обычные латунные клеммы для подключения к штатному автомобильному аккумулятору.

Тут еще раз напомню, что наша схема замыкает питание по минусу, то есть плюс от аккумулятора напрямую идет к электроду.

#1 alek956

По этой ссылке в параллельной теме находятся файлы проекта контроллера "Полуавтомат + Споттер"
http://websvarka.ru/. vtomata/page-13

В этой теме буду выкладывать файлы проектов , видео и фото материалы .
Предложения по улучшению, приветствуются.

Общее для всех котроллеров – синхронизация с частотой сети , включение очередного импульса с противоположной по знаку полуволны , время импульса считается по количеству полуволн.

Версия 1.4.1
Простой вариант без автостарта (220 – 380В) . Пять программ выбора дипазонов времени импульса , задержка 0.5 сек., в крайнем положении переменного резистора (наибольшем) включается режим 2Т.
Файлы и описание во вложении

СПОТТЕР 1.4.1..rar 133,54К 1504 скачиваний


Версия 1.2
СПОТТЕР_1.2.rar 1,12К 692 скачиваний

ATtiny 2313 (вн. ген. 8 мГц)
Контроллер выдает только четные импульсы тоесть 0.02; 0.04; 0.06 и т.д. благодаря чему достигается "магнитный баланс"
В меню можно выбрать нужный диапазон времени импульсов. Для выбора диапазона нажать кнопку "старт" и включить аппарат – через 5 сек попадаем в меню , энкодером выбираем диапазон –
на первом светодиоде 0.02; 0.04; 0.08; 0.12; 0.16; 0.20; 0.26; 0.34; 0.42; 2Т.
на втором светодиоде – 0.02; 0.06; 0.10; 0.16; 0.22; 0.30; 0.38; 0.48; 0.60; 2Т
на третьем светодиоде – 0.06; 0.10; 0.14; 0.20; 0.26; 0.36; 0.46; 0.80; 1.40; 2Т
Выбрав нужный светодиод оставляем в покое энкодер и через 8 сек. диапазон запишется в память.

Версия 1.2.1
Настройки и работа версии на видео
Схема, и др. файлы во вложении
СПОТТЕР 1.2.1.rar 183,69К 935 скачиваний

Вариант разводки для ДИП корпуса от tadi

СПОТТЕР_1.2.1 DIP 2313.rar 4,03МБ 734 скачиваний

ВЕРСИЯ 1.3
Простая версия с автостартом , мк Аттини 2313 (8 мГц внутренний генератор)
Версия 1.3.rar 67,14К 1435 скачиваний
В спойлере обновленные прошивки (добавлено переключение мощности) .

Обновление прошивки (16.05.2016) – добавлена возможность переключения мощности (100% или 60%) . Для переключения нужно при выключеном питании нажать и держать кнопку "больше" —- включить питание и отпустить кнопку во время отсчета 5 секунд до выхода в меню. СПОТТЕР_1.3.2.rar 2,2К 469 скачиваний

Вариант для семисегментных индикаторов с ОК (общий катод) для СМД монтажа и вариант для ДИП монтажа , (прошивка в файле для СМД монтажа),- схема, и разводка сделанны tadi

СПОТТЕР_1.3.2(индикатор с ОК).rar 38,28К 1025 скачиваний

Читайте также:  Как правильно собрать бензопилу штиль 180

DIPv1.3 ОК.rar 333,48К 986 скачиваний

Сообщение отредактировал alek956: 06 Март 2017 23:51

#2 alek956

Версия для токов ХХ не превышающих 2 А !! (версия 3.2 более надежна и работает с токами хх от 0 до 20А проверено)

Версия на (крутилках) переменных резисторах – регулируется время задержки, мощность, время импульса. Кнопка переключает авто или ручной режим.

Файлы с описанием , и т.д. в вложении .

Атмега 8 только в TQFP корпусе . в ДИП не получится так как в дипе нет входов ADC6 и ADC7

СПОТТЕР 3.1.rar 272,1К 1390 скачиваний

Улучшеная версия 3.1 , Может измерять напряжение импульса , в схеме и разводке предусмотрен также замер тока импульса но пока не запрограммирован. (можно не делать схему измерения напряжения)
Программная настройка автостарта . В вложении фото готового контроллера .
В видео работа контроллера и настройка автостарта. Измеритель на мк Аттини 85 можно заменить на Аттини 25 , 45.

СПОТТЕР_3.2.rar 602,07К 2059 скачиваний

Для версии 2.5.1 —-
На дисплее –
Q=…. – мощность (регулируется угол отсечки …. 10 – 100%)
t1=…. – время задержки (настраивается от 0 до 5 сек шаг 0.1сек)
t2=…. – время сварочного импульса (настраивается от 0.1 до 5 сек.)
t3=…. – время между импульсами (0.1-5 сек)
N=…. – колличество импульсов (от 1 до 5)
Температура симистора (в меню заранее вводится температура включения вентилятора и температура отключения в случае перегрева симистора)
Для выхода в меню настроек нужно нажать и удерживать кнопку ">>" (на схеме) , в меню настраивается температура включения вентилятора охлаждения , температура тепловой защиты (отключения) , время восстановления (готовность к очередному процессу после окончания предыдущего и вкл и выкл звукового сопровождения .Также добавлена настройка автостарта – ручная и автоматическая.
При подаче питания происходит опрос на замыкание вторички силового транса – если вторичка замкнута контроллер заблокируется – для разблокировки нужно соответственно разомкнуть вторичку но если этого делать по специфическим причинам нельзя то нужно нажать и удерживать кнопку "СТАРТ" до сигнала . далее контроллер переходит в нормальный режим работы.

Разводка блока управления для СМД, силового блока для ДИП.

В силовом блоке в качестве источника питания применен переделаный электронный трансформатор . Для подсветки дисплея применен модуль DC-DC Step_Down с регулируемым выходным напряжением.

Варианты питания могут бытьлюбые .

Два файла hex вложены – для Русскоязычной версии и Англоязычной.

СПОТТЕР 2.5.1.rar 652,68К 1298 скачиваний

СПОТТЕР_2.5.1.rar 9,82К 816 скачиваний

СПОТТЕР_2.5.2.rar 93,71К 1129 скачиваний

Проверочная програмка для проверки синхроимпульсов и заодно пищалки и светодиодов.
Версия 2.5 (проверочный).rar 2,62К 688 скачиваний
Полевой ключ IRLML0060 или любой другой на соответствующий ток (куллера), можно биполярный использовать.

Прикрепленные изображения

Сообщение отредактировал alek956: 02 Декабрь 2016 12:55