Punktschweissgerät mit MOT

[Chrud (ruder)]

Hallo zusammen

Hier handelt es sich um ein Punktschweissgerät mit umgebautem 
Mikrowellentransformator und Null-Durchgangserkennung. Das "besondere" 
ist, dass der Transformator nicht im Spannungsnulldurchgang geschaltet 
wird (siehe Application Note TE Beware of Zero-Crossover Switching of 
Transformers). Beim Nachbau ist deshalb wichtig das ein Solid State 
Relay verwendet wird, dass sich jederzeit einschalten lässt (z.B. Crydom 
CL240D10R).
Die Hochspannungswicklung vom Transformator wurde durch 2.5 Wicklungen 
mit einem 35mm^2 Kabel ersetzt.

Die Steuerung übernimmt ein Arduino Nano. Die Bedienung erfolgt über 
einen Drehencoder mit Druckschalter um die Zeit einzustellen. Getriggert 
wird der Schweissvorgang mit einem Fusspedalschalter. Auf dem Display 
wird die Schweisszeit (die beim Ausschalten im gespeichert wird) und die 
Anzahl Schweisspunkte angezeigt.
Gebaut wurde alles mit Abfallteilen, China-Elektronikkomponenten und 
3D-Drucker.
In der zip-Datei hats Schema und Layoutvorschlag (ich habe alles auf 
Lochraster aufgebaut), Programmcode, Bilder und div. pdf-Dateien mit 
Quellen.

[Michael B. (laberkopp)]

Hübsch gebaut, aber: Schweisst's auch (ich nehme an: für Akkus per 
Hiluminband) ?

[Chrud (ruder)]

Ja, das ganze ist zu Akkus zu schweissen. Auf dem Bild war die Zeit noch 
ein wenig zu lang eingestellt.

[MaWin (Gast)]

Ich nehme an, der uC schaltet das SSR nur ein im Scheitelpunkt der 
Spannung und aus wobei es bis zum Ende der Halbwelle leitet, also 5, 15, 
25, 35, ... ms, Zeitangaben wie 201ms wären Makulatur.

Da der Trafo im Kurzschluss betrieben wird, wird die Stromaufnahme 
deutlich über der Nennleistung liegen. Hast du das jemals gemessen, wie 
viel das ist und ab wann der 16A Automat denn rausspringt ?

Oder macht der uC mehr, pulsweise per PWM in 10ms mit ansteigendem 
Phasenwinkel ? Wenn nein, könnte das natürlich auch ein NE555.

[Chrud (ruder)]

Genau, es wird im Scheitelpunkt eingeschaltet. Die Zeit lässt sich im 
Programm in 1ms Schritten einstellen. Brauch ich zwar nie, aber es geht. 
Man könnte es aber auch einfach anpassen, das nur noch 5ms Schritte 
möglich sind.

Die Stromaufnahme habe ich nie ermittelt und eine Sicherung (10A 
Automat) ist bei mir auch noch nie geflogen.

Wirklich viel macht der uC nicht. Halbewellen messen, SSR und Display 
ansteuern, Schalter einlesen. Ein Controller ist halt billig, einfach 
und kann bei Bedarf schnell und einfach angepasst werden (z.B 60Hz 
Betrieb, weitere Funktionen implementieren,...)

[Michael B. (michael_b528)]

Sehr schönes Projekt!

leider bin nicht nicht so fit im programmieren, das ist c oder?

Ich habe deinen Code mal überflogen und bin mir nicht sicher was 
"PULSE_DELAY" genau macht, 5ms Verzögerung sind denke ich einmal für die 
erste halbwelle um im Spannungsmaximum zu schalten, aber warum die 
0,5ms? Du schreibst "...the Trigger comes early...", ist damit die 
Verzögerung des SSR gemeint bevor es durchschaltet?
(Als ich den "Bye Bye ..." Bildschirmtext vom Watchdog gelesen habe 
musste ich sehr schmunzeln xD)

Du machst wenn ich deine Null-Durchgangserkennung richtig verstanden 
habe keine Unterscheidung zwischen Einschalten bei negativer oder 
positiver Halbwelle, richtig?
(Da gab es in einem anderen Thread einmal eine große Diskusion 
darüber...)
(Beitrag "DIY Spot Welder von Amazon")

Ich habe auf den Fotos von der Platine keine Sicherung entdeckt, hast 
evtl in dem schwarzen Teil in der Gehäuserückseite (ich vermute 
Kaltgerätebuchse, sieht man leider nicht so gut auf den Fotos) eine mit 
integriert oder bewusst darauf verzichtet?

Ich hoffe das sind nicht zu viele Fragen auf einmal^^
Viel Freude mit dem schönen Gerät!

PS: gerade habe ich die eine Referenz zur Null-Durchgangserkennung noch 
einmal angeschaut, da wird von einer Pulsweite von 1ms bei 50Hz 
gesprochen, dann kommen die 0,5ms von PULSE_DELAY daher oder?

[Chrud (ruder)]

Ja, der Programmcode ist in C geschrieben. Der Grund für die 
zusätzlichen 0.5ms hast du richtig erkannt. Der Puls hat 1ms Breite und 
fängt 0.5ms vor dem Nulldurchgang an. Diese Zeit wollte ich kompensieren 
um (theoretisch) einen genauen Schaltzeitpunkt zu haben.

Meine Schaltung unterscheidet nicht zwischen positiver oder negativer 
Halbwelle. Wäre eine nette Eigenschaft, ohne hat es aber bei mir noch 
keine Probleme bereitet oder ist nicht negativ aufgefallen.
Ich habs jetzt nicht ganz durchgedacht, aber evtl. detektiert die 
Schaltung nur eine Halbwelle wenn man D1 und D4 oder D2 und D3 weglässt.

Wie du richtig erkannt hast ist die Sicherung in der Kaltgerätebuchse 
integriert.