Arduino Nano spotwelder: DIY precisielascontrole

Onderdelen en benodigdheden

Apps en online diensten

• Arduino IDE
• EasyEDA (PCB-ontwerp)

Over dit project

In dit project proberen mijn vader en ik onze eigen spotwelder te verbeteren, die we ongeveer twee jaar geleden begonnen. Het is misschien geen hype-onderwerp op deze site, maar we hadden er plezier aan en leerden er veel van. We hopen jullie ook.

Wat ik in dit project behandel

Ik behandel alleen het Arduino-deel van de welder, wat simpel is en zijn werk goed doet. Er zijn veel tutorials op YouTube en elektronica-forums over het bouwen van een welder zelf – zo hebben wij het ook geleerd.

Wat is een spotwelder?

Het is een apparaat dat een grote stroom dwingt door een klein punt tussen metalen, waardoor ze smelten en samenvoegen door de gegenereerde warmte. Dit proces duurt enkele milliseconden (afhankelijk van de metalen) en vereist dat het apparaat sterk vermogen levert in een zeer korte tijd. Dat is de kern: hoge kracht leveren in极短的时间. Er worden koperen elektroden gebruikt.

Hoe bepaal je de lasduur?

Naar mijn mening is er geen standaard voor de lasduur. Mijn vader en ik gebruiken onze ervaring om te beslissen hoeveel milliseconden nodig zijn voor een goede las, hoewel de tijd berekend kan worden gegeven het vermogen van de welder en de dikte van de metalen.

Componenten / basis specificaties

We gebruiken 4x 1.5kW transformatoren (uit vrachtwagenaakkaders) voor een theoretisch vermogen van 6kW. De secundaire windingen worden verwijderd, twee windingen van laskabel (CH01N2-D) worden toegevoegd en alle transformatoren parallel geschakeld (deze moeten dezelfde fase hebben, anders kortsluiting). De welder heeft twee lasmethoden:

• Klassieke koperen elektroden (linkerzijde van afbeelding).
• "Spinnekopptanden": een add-on voor het lassen van batterijen, werkt met perslucht (rechterzijde).

De besturingsprint

Op de printplaat (zie afbeeldingen) is de Arduino Nano centraal. Verder zitten erop:

• DS3231 Real-Time Clock module (voor datum/tijd en timing). Bibliotheek: RinkyDink Electronics.
• 20x4 LCD-scherm (past meer info dan 16x2). Bibliotheek: New LiquidCrystal (versie 1.3.5).
• Rotary encoder voor menu-navigatie (bespaart ruimte en complexiteit).
• Lasknop met 10kΩ weerstand.

De output van de Nano stuurt een solid-state relais aan, die de rest van de welder bestuurt. De print is in een behuizing gemonteerd; bediening gebeurt volledig via de rotary encoder en de drukknop.

Het programma

Het programma is simpel. Een deel is puur voor esthetische verbeteringen in de weergave. Bij opstarten zie je de standaardwaarden. Om ze te wijzigen, druk je 2 seconden op de drukknop van de rotary encoder (in code aanpasbaar). Er verschijnt een "!" rechtsboven op het LCD. Daarna kun je met de encoder waarden aanpassen. Nogmaals 2 seconden indrukken bevestigt en je kunt lassen.

YouTube Video's

In de video (boven) zie je de welder in actie met uitleg. De oudere versie (minder vermogen, minder features) is ook te zien (Engelse ondertitels beschikbaar).

Dankjewel

Bedankt voor het bekijken van onze creatie. We maakten er plezier van en hopen jullie ook. Een grote dank aan PCBWay voor het sponsoren van de printplaten. Laat vragen achter en bekijk mijn andere projecten. Fijn dag!

Code

Programma en Gerber-bestanden voor de PCB: https://github.com/SauROnmiKE/Master_Welder

Schema's

Vervang de LED door je gewenste output en gebruik het zoals je wilt.