Статьи

Ультрабюджетного точкове зварювання літієвих акумуляторів будинку

У житті кожного «радіогубітеля» виникає момент, коли потрібно зварити між собою кілька літієвих акумуляторів - або при ремонті здохлому від віку АКБ ноутбука, або при складанні харчування для чергової вироби. Паяти «літій» 60-ватним паяльником незручно і страшнувато - трохи перегреешь - і в тебе в руках димова граната, яку марно гасити водою.
Колективний досвід пропонує два варіанти - або відправитися на смітник в пошуках старої мікрохвильовки, розкурочити її і дістати трансформатор, або неабияк витратитися .
Мені зовсім не хотілося заради кількох сварок в рік шукати трансформатор, пиляти його і перемотувати. Хотілося знайти ультрадешёвий і ультрапростой спосіб зварювати акумулятори електричним струмом.
Потужний низьковольтний джерело постійного струму, доступний кожному - це звичайна б.у. АКБ від машини. Готовий посперечатися, що він у вас вже є десь в коморі або знайдеться у сусіда.
Підказую - кращий спосіб обзавестися старої АКБ задарма - це

дочекатися морозів. Підійдіть до бідолахи, у якого не заводиться машина - він скоро побіжить за новим свіжим акумулятором в магазин, а старий віддасть вам просто так. На морозі стара свинцева АКБ може і погано працює, але після заряду будинку в теплі вийде на повну ємність.


Щоб зварювати акумулятори струмом від батареї, нам потрібно буде видавати струм короткими імпульсами в лічені мілісекунди - інакше отримаємо не зварювання, а випалювання дірок в металі. Найдешевший і доступний спосіб коммутировать ток 12-вольтової батареї - електромеханічний реле (соленоїдні).
Проблема в тому, що звичайні автомобільні реле на 12 вольт розраховані максимум на 100 ампер, а струми короткого замикання при зварюванні в рази більше. Є ризик, що якір реле просто приварити. І тоді на просторах Аліекспресс я натрапив на мотоциклетні реле стартера. Подумалося, що якщо ці реле витримують струм стартера, причому багато тисяч разів, то і для моїх цілей згодиться. Остаточно переконало ось це відео, де автор відчуває аналогічне реле:

Моє реле було куплено за 253 рубля і доїхало до Москви менше, ніж за 20 днів. Характеристики реле з сайту продавця:

  • Призначено для мотоциклів з двигуном 110 або 125 кубів
  • Номінальний струм - 100 ампер терміном до 30 секунд
  • Струм збудження обмотки - 3 ампера
  • Розраховано на 50 тис. Циклів
  • Вага - 156 грамів

Реле приїхало в акуратній картонній коробці і при розпакуванні віддало дикої смородом китайської гуми. Винуватець - гумовий кожух поверх металевого корпусу, запах не вивітрюється вже який день.
Реле приїхало в акуратній картонній коробці і при розпакуванні віддало дикої смородом китайської гуми
Агрегат порадував якістю - під контакти виведені два обміднення різьбових з'єднання, всі дроти - залиті компаундом для водонепроникності.

На швидку руку зібрав «тестовий стенд», контакти реле замикав вручну. Провід використовував одножильний, перетином 4 квадрата, зачищені наконечники фіксував клемником. Для підстраховки забезпечив одну з клем до АКБ «страхувальної петлею» - якби якір реле вирішив би пригоріти і влаштувати коротке замикання, я б встиг зірвати клему з АКБ за цю мотузку:

Випробування показали, що машинка працює на тверду п'ятірку. Якір дуже голосно стукає, а електроди дають чіткі спалаху; реле не пригорає. Щоб не витрачати нікелеву смугу і не практикуватися на небезпечному літії, мучив лезо канцелярського ножа. На фото ви бачите кілька якісних точок і кілька перетриманих:

Перетримані точки видно і на вивороті леза:

Їдемо далі. Як показав експеримент на лезі, витримати необхідну довжину імпульсу для зварювання вручну неможливо, треба робити управління від тактовою кнопки або на мікроконтролері.
Спочатку нагородив просту схему на потужному транзисторі, але швидко згадав, що соленоїд в реле хоче їсти аж 3 ампера. Порився в ящику і знайшов замість транзистора MOSFET IRF3205 і накидав просту схему з ним:

Схема досить нехитра - власне, MOSFET, два резистора - на 1К і 10К, так діод, що оберігає ланцюг від індукованого соленоидом струму в момент знеструмлення реле.
Спочатку пробуємо схему на фользі (з радісними клацанням пече дірки наскрізь через кілька шарів), потім дістаємо зі схованки нікелеву стрічку для з'єднання акумуляторних зборок. Коротко тиснемо кнопку, отримуємо гучну спалах, і розглядаємо пропалені діру. Блокноту теж дісталося - пропекло не тільки нікель, а й пару листів під ним :)

Навіть зварену двома точками стрічку розділити руками не виходить.
Очевидно, що схема працює, справа за тонким налаштуванням «витримки і експозиції». Якщо вірити експериментів з осцилографом того ж товариша з YouTube, у якого я підглянув ідею з реле стартера, то на зрив якоря йде близько 21мс - від цього часу і будемо танцювати.
Користувач Ютуб AvE тестує скорострільність реле стартера в порівнянні з SSR Fotek на осцилографі
Доповнюємо схему - замість натискань кнопки вручну довіримо відлік мілісекунд Ардуіно. Нам знадобляться:

  • власне Arduino - зійде Nano, ProMini або Pro Micro,
  • Оптопара Sharp PC817 з струмообмежувальним резистором на 220ом - щоб гальванічно розв'язати Ардуіно і реле,
  • Знижує напругу модуль, наприклад XM1584 , Щоб перетворити 12 вольт від батареї в безпечні для Ардуіно 5 вольт
  • також нам знадобляться резистори на 1K і 10K, потенціометр на 10К, який-небудь діод і будь-який buzzer.
  • Ну і, нарешті, нам буде потрібна нікелева стрічка , Якій зварюють акумулятори.

Збираємо нашу нехитру схему. Кнопку спуску підключаємо до піну D11 Ардуіно, притягнувши до «землі» через резистор на 10К. MOSFET - до pin D10, «пискавку» - до D9. Потенціометр підключив крайніми контактами до пінам VCC і GND, а середнім - до піну А3 Ардуіно. При бажанні можете підключити до піну D12 яскравий сигнальний світлодіод.
Збираємо нашу нехитру схему
Заливаємо в Arduino нехитрий код:
const int buttonPin = 11; // Кнопка спуску const int ledPin = 12; // Пін з сигнальним світлодіодом const int triggerPin = 10; // MOSFET з реле const int buzzerPin = 9; // Пищалка const int analogPin = A3; // Змінний резистор 10К для виставлення довжини імпульсу // Оголошуємо змінні: int WeldingNow = LOW; int buttonState; int lastButtonState = LOW; unsigned long lastDebounceTime = 0; unsigned long debounceDelay = 50; // мінімальний час в мс, яке треба почекати до спрацьовування. Зроблено для запобігання помилкових спрацьовувань при брязкоту контактів спусковий кнопки int sensorValue = 0; // зчитуємо значення, виставлене на потенціометрі в цю змінну ... int weldingTime = 0; // ... і на його основі виставляємо затримку void setup () {pinMode (analogPin, INPUT); pinMode (buttonPin, INPUT); pinMode (ledPin, OUTPUT); pinMode (triggerPin, OUTPUT); pinMode (buzzerPin, OUTPUT); digitalWrite (ledPin, LOW); digitalWrite (triggerPin, LOW); digitalWrite (buzzerPin, LOW); Serial.begin (9600); } Void loop () {sensorValue = analogRead (analogPin); // зчитуємо значення, виставлене на потенціометрі weldingTime = map (sensorValue, 0, +1023, 15, 255); // наводимо його до мілісекунд в діапазоні від 15 до 255 Serial.print ( "Analog pot reads ="); Serial.print (sensorValue); Serial.print ( "\ t so we will weld for ="); Serial.print (weldingTime); Serial.println ( "ms."); // Для предотврещенія помилкових спрацьовувань кнопки переконуємося спочатку, що вона затиснута мінімум протягом 50 мс, перш ніж почати зварювання: int reading = digitalRead (buttonPin); if (reading! = lastButtonState) {lastDebounceTime = millis (); } If ((millis () - lastDebounceTime)> debounceDelay) {if (reading! = ButtonState) {buttonState = reading; if (buttonState == HIGH) {WeldingNow =! WeldingNow; }}} // Якщо команда отримана, то починаємо: if (WeldingNow == HIGH) {Serial.println ( "== Welding starts now! =="); delay (1000); // Видаємо три коротких і один довгий писк в динамік: int cnt = 1; while (cnt <= 3) {playTone (1915, 150); // інші ноти на вибір: 1915, 1700, 1519, 1432, 1275, 1136, має 1014, 956 delay (500); cnt ++; } PlayTone (956, 300); delay (1); // І відразу після останнього писку відкриваємо MOSFET на потрібну кількість мілісекунд: digitalWrite (ledPin, HIGH); digitalWrite (triggerPin, HIGH); delay (weldingTime); digitalWrite (triggerPin, LOW); digitalWrite (ledPin, LOW); Serial.println ( "== Welding ended! =="); delay (1000); // І все по-новій: WeldingNow = LOW; } Else {digitalWrite (ledPin, LOW); digitalWrite (triggerPin, LOW); digitalWrite (buzzerPin, LOW); } LastButtonState = reading; } // В цю функцію винесено код, який обслуговує пискавку: void playTone (int tone, int duration) {digitalWrite (ledPin, HIGH); for (long i = 0; i <duration * 1000L; i + = tone * 2) {digitalWrite (buzzerPin, HIGH); delayMicroseconds (tone); digitalWrite (buzzerPin, LOW); delayMicroseconds (tone); } DigitalWrite (ledPin, LOW); }
Потім підключаємося до Ардуіно за допомогою Serial monitor і поворотами потенціометра виставляємо довжину зварювального імпульсу. Я досвідченим шляхом підібрав довжину в 25 мілісекунд, але в вашому випадку затримка може бути іншою.
При натисканні на спускову кнопку Ардуіно кілька разів пропищить, після чого включить на мить реле. Вам буде потрібно вапна невелика кількість стрічки перед тим, як ви підберете оптимальну довжину імпульсу - щоб і зварюють, і не пропалювало діри наскрізь.
В результаті маємо просту нехитру зварювальну установку, яку легко розібрати:

Кілька важливих слів про техніку безпеки:

  • При зварюванні в сторони можуть розлітатися мікроскопічні бризки металу. Чи не випендрюватися, одягайте захисні окуляри, вони стоять три копійки.
  • Незважаючи на потужність, реле теоретично може «пригоріти» - якір реле пріплава до місця контакту і не зможе повернутися назад. Ви отримаєте коротке замикання і швидкий розігрів проводів. Заздалегідь обміркуйте, як ви в такій ситуації будете зриває з АКБ клему.
  • Ви можете отримувати різні ступені зварювання в залежності від заряду АКБ. Щоб уникнути сюрпризів налаштовуйте довжину зварювального імпульсу на повністю зарядженій АКБ.
  • Заздалегідь подумайте, що ви будете робити, якщо продірявили літієвий акумулятор 18650 - як ви будете вистачати розжарився елемент і куди його закине догоряти. Швидше за все, у вас такого не станеться, але з відео наслідків самозаймань 18650 краще ознайомтеся заздалегідь. Як мінімум, приготуйте металеве відро з кришкою.
  • Контролюйте заряд вашої автомобільної батареї, не допускайте її сильного розряду (нижче 11 вольт). Це не корисно батареї, та й сусіда, якому терміново потрібно «прикурити» машину взимку, не виручите.

Новости

Как оформить группу в вконтакте видео
Дано хотел свой магазин в вк, но не знал с чего начать его делать. Так как хотелось не банальный магазин с кучей ссылок и фото, а красиво оформленный. С меню, с аватаркой. После просмотра видео создал

Как создать видео без программ
Реклама - это один из видов деятельности, который помогает людям продвигать свои товары или услуги. Одним из таких видов рекламы является - раздача листовок или более современное название "флаеров". Раздача

Как создать фото из видео
Кризис заставляет искать дополнительные источники дохода. Одним из таких источников может стать торговля на валютном рынке Форекс. Но чтобы не потерять свои деньги необходимо работать с надежным брокером.

Как оформить диск малыш от рождения до года из фото и видео
Оформить диск "Малыш от рождения до года" из фото и видео можно совершенно разными способами! Кто-то для достижения данной цели идет на шоу-таланты, кто-то пользуется услугами профессионалов, а кто-то

Финансовые новости мира
Вернуться в раздел Профессия экономист Экономисты востребованы в компаниях, где требуется контролировать расходы, правильно рассчитывать средства, где необходим постоянный анализ экономической деятельности

Транспортное средство закон
Пункт 1.5. ПДД гласит: «Участники дорожного движения должны действовать таким образом, чтобы не создавать опасности для движения и не причинять вреда», а в пункте 1.2. указано: «Участник дорожного движения»

Квест кімната дніпро
Законопроект о запрете посещения квестов детьми младше 14 лет прокомментировал один из самых популярных в России квест-агрегаторов. Поправки в городской закон о мерах по предупреждению причинения вреда

Труба в изоляции Valsir Pexal
На сегодняшний день имеется масса самых разных отделочных материалов, которые можно использовать, как внутри, так и снаружи помещения в качестве декоративного элемента, однако большинство из них имеет

Роллы
От того, как и чем мы питаемся зависит очень многое. Это и самочувствие и внешность и общее состояние здоровья. Несмотря на широкое предложение, вопросы правильного и вкусного питания стоят очень остро.

Дешевая доставка суши
Суши можно не только запивать, но и заедать: хорошо с суши сочетаются тэмпура (обжаренные в специальном кляре ломтики овощей, грибы или морепродукты), а также мисо-суп (суп, заправленный бобовой пастой).