Для перепаковки аккумулятора ноутбука мне понадобилась контактная точечная сварка, недолго подумав и посмотрев на цены готовых решений доступных в наличии в городе, я решил, очередной самоделкой будет точечная сварка своими руками.
Не для кого не секрет, что ноутбучный аккумулятор, чаще всего, представляет собой сборку из 18650 аккумуляторов. Такие аккумуляторы не желательно паять, во первых увеличивается толщина сборки и она не влезает в корпус, а во вторых , что самое важное, это локальный нагрев аккумулятора. Нагрев крайне негативен. Поэтому вариант — точечная сварка своими руками. Вначале я хотел на микроконтроллере собрать генератор импульсов и через мосфеты управлять разрядом с автомобильного аккумулятора, благо старый акум валяется без дела. Но оценив стоимость самоделки и полазив по aliexpress понял, что в цене практически ничего не выигрываю, и заказал контроллер от туда. Вообще был еще вариант точечной сварки своими руками из микроволновки. Но получалось очень габаритная конструкция, да и та нагревает аккумуляторы, так как без контроллера она нагревает свариваемые элементы. Такой только жестянки варить.
Все, на этом можно было бы заканчивать статью про сборку контактной точечной сварки, но нет! Вариант с автомобильным аккумулятором мне тоже не нравился, слишком габаритно. Варианта два — литиевый аккумулятор — что тоже должно работать, life po аккумуляторы без проблем решают эту задачу, но покупать ради точечной сварки аккумулятор, да еще и ради 2-3 использований в год как то не рационально. Поэтому я решил протестировать 3 варианта. Кто подписан на канал, знает, что я недавно разобрал около 3х килограмм электронных сигарет и у меня накопилась куча мелких литий ионных аккумуляторов. и я решил собрать аккумулятор на них и протестировать. Так же меня интересовала возможность изготовить конденсаторную точечную сварку. Итого купив вот такую плату на алиэкспрессе:
за 720р. я получил довольно неплохой контроллер точечной сварки. Эта плата позволяет с другой стороны распаять еще5 мосфетов, если кому мало, но и эти 5 мосфетов прожигают 2 пластины по 0,15мм насквозь испаяря и проделывавая сквозное отверстие. Мощности более чем достаточно, но… в общем читайте дальше, там будет сравнение разных источников тока, и один прям слишком мошьным оказался.
Первым я испытал сборку с автомобильным аккумулятором.
Пластины 0,15 варит на 4 режиме, 0,2 варит на 5 том. Но аккумулятор не свежий, с новым будет лучше, вот только кто будет покупать новый аккумулятор для таких целей? это и габаритно и дорого. Но самоделка годная и рабочая. Схему такой точечной сварки приводить нет смыла, достаточно вот такой вот картинки от продавца:
следом я сделал сборку из 56 мелких аккумуляторов от электронных сигарет емкостью 280mah. 3 последовательных сборки из 18 параллельно включеных аккумулятора. Выглядит все это вот так:
Этот аккумулятор я собирал на замену автомобильному, поэтому напряжение то же — 12 вольт. Больше 15 вольт на эту плату подавать нельзя. Во первых полевики управляются через фототранзистор и на затворе напряжение нельзя поднимать выше 20 вольт, судя по даташиту, так и контроллер — формирователь импульсов запитан через линейный понижающий стабилизатор, который максимум 15 вольт может переварить, а дальше если повезет, то сгорит в разрыв, а если не провезет, то в пробой. В первом случае просто линейлик копеечный меняется, во втором случае выгорает микроконтроллер, и вся плата летит в помойку.
Вот так выглядит в сборе:
Очень компактная сборка получилась, 20 точек посадили аккумулятор на 0,02 вольта. Вот результат этой сборки на 4 режиме с пластиной 0,15.
А вот оторванная пластина 0,15 от аккумулятора 18650, точки вырываются, контакт отличный:
Но мне хотелось больше, чем 12 вольт, я хотел 20-30 вольт. И решение есть! Схема платы сделана так, что мосфеты питаются отдельно, а исток и сток просто работают как ключ, то есть мосфеты подключены как реле, и плата как бы разделена на низковольтную и высоковольтную части. Саму плату можно подключить к 12 вольтам (на самом деле от 6,5 до 15), а вот GND IN и GND OUT можно нагружать вплоть до 40 вольт (IPLU300N04S4-R8 PSOF-8).
Так, что была собрана вот такая вот схема конденсаторной точечной сварки своими руками:
Понижающий стабилизатор на микросхеме LM2596, максимально можно запитать от 40 вольт, он понизит до необходимого. По току — он питает только плату, максимум миллиампер 100 через него течет. Да его применение избыточно, но стоит он дешевле банки пива. А если брать 5 штук сразу, то цена выходит вообще 50р. за штуку.
Автомобильная лампа на 24 вольта подключена потому, что в момент включения конденсаторы имеют нулевое сопротивление, и блок питания уходит в защиту. После того, как конденсаторы подзаряжаются, я лампу эту корочу, во время сварки они не успевают разрядиться в ноль, и блок питания реагирует на такую просадку адекватно. Если ваш блок питания тянет, то лампочку можно и выкинуть.
Сама сборка конденсаторов выглядит вот так.
Здесь 20 конденсаторой на 10 000мкф на 35 вольт. Если зарядить до 35 вольт (не рекомендую, вольт 30 максимум можно) то получим заряд в 100 джоулей! не слабо. И как подтвердилось — очень не слабо даже на 24 вольтах.
Сама конденсаторная точечная сварка получилась вот такой вот (корпус печатал на самодельном 3Д принтере 3D принтер Cuboid 1.0 на кинематике XY. Описание и сборка.) :
Запитал я я эту самодельную конденсаторную сварку от 24х вольт, мошьность поставил на минимум, и решил сварить 2 пластины по 0,15мм, в итоге минимальный импульс прожег под одним щупом в обоих пластинах сквозное отверстие! А второй щуп прикипел к пластинам, думал — каши мало кушал, и прижал плохо, повторил и… тоже самое. Для фольги 0,15 конденсаторной точечной сварки оказалось много даже на минимальном первом режиме! Пришлось снизить напряжение до 12 вольт.
Вот результат:
Подводя итоги хочу сказать, что для питания от розетки лучше собирать конденсаторную точечную сварку, она дает самый мощный импульс. При этом регулировать мощность просто, достаточно снизить напряжение питания.
Если необходим походный вариант, то достаточно литий ионного аккумулятора. Мой на 58 ват часов (сборка из 56 аккумуляторов 280 mah по 1,04Wh)
Самый плохой вариант для точечной сварки это автомобильный аккумулятор, который большой и тяжелый. Если варить собираетесь в гараже рядом с машиной или если хочется таскать его с собой домой — то это ваш выбор. Да, варит он чуть лучше, чем литий ионный аккумулятор, но только чуть лучше, и лишний вес не перекрывает его достоинство. Для себя я оставил точечную сварку для аккумуляторов на конденсаторной сборке.
Точечная сварка своими руками видео.
Опасно ведь такое количество элементов параллельно соединять, без bms. Какой нибудь банке со временем станет плохо, и при уравнивании напряжения она может перегреться..
Попробовал собрать подобное, но промахнулся с номиналом конденсаторов. Купил так же 20 штук, думал взять с запасом по напряжению. Взял на 50 вольт, но с емкостью ошибся и купил на 1000мкФ, а не на 10000мкФ. Собрал, на 24 вольтах ничего не варит, понятно. На осциллографе видно, что разряжается сильно быстрее длительности импульса. Попробовал поднять напряжение постепенно добавляя по 5 вольт добрался то 49 вольт подаваемые на ключи. Логическая часть платы при этом питается от 24 вольт и не сгорает. На плате штатно стоит стабилизатор на 5 вольт, он с этим справляется. На 49 вольтах и такой емкости ключи не умирают. Разряд происходит быстрее длительности импульса и составляет примерно 100-150мкс. Таким образом ключи закрываются уже на нулевом напряжении и не страдают в момент закрытия. А энергия такого импульса составляет 25 джоулей. Этого хватает чтобы хорошо приварить ленту 0.1мм к банке и хватает слегка прихватить 0.15мм.
У автора при 24 вольтах выходит 57 джоулей.
Возможно, конденсаторную контактную сварку целесообразнее собирать не на транзисторах, а на менее дорогих тиристорах. Энергия импульса при этом будет регулироваться начальной величиной напряжения на конденсаторах.