Soldagem a ponto de orçamento super em baterias de lítio em casa

Na vida de cada "assassino de rádio", surge um momento em que você precisa soldar várias baterias de lítio juntas - seja ao consertar uma bateria de laptop que tenha morrido desde a idade ou ao montar energia para outra embarcação. A soldagem de “lítio” com um ferro de solda de 60 watts é desconfortável e assustadora - você apenas superaquece - e você tem uma granada de fumaça nas mãos, o que é inútil jogar fora com água.

A experiência coletiva oferece duas opções - ir ao lixo em busca do microondas antigo, desmontá-lo e pegar o transformador ou gastar muito dinheiro .

Por várias soldas, eu absolutamente não queria procurar um transformador, vi e rebobinei. Eu queria encontrar uma maneira ultra-barata e ultra-simples de soldar baterias com corrente elétrica.

Uma poderosa fonte de corrente direta de baixa tensão, acessível a todos - este é um equipamento comum Bateria do carro. Aposto que você já o tem em algum lugar da despensa ou pode encontrá-lo com um vizinho.

Eu lhe digo - a melhor maneira de comprar uma bateria velha de graça é
. , — , . , .

Para soldar baterias com corrente da bateria, precisaremos emitir corrente com pulsos curtos em questão de milissegundos - caso contrário, não conseguiremos soldar, mas queimar furos no metal. A maneira mais barata e mais acessível de alternar a corrente de uma bateria de 12 volts é um relé eletromecânico (solenoidal).

O problema é que os relés automotivos convencionais de 12 volts são classificados com no máximo 100 amperes e as correntes de curto-circuito durante a soldagem são muitas vezes maiores. Existe o risco de a armadura do relé simplesmente soldar. E então, na vastidão do Aliexpress, me deparei com um relé de partida de motocicleta. Pensava-se que, se esses relés resistissem à corrente do iniciador, e milhares de vezes, o seria para meus propósitos. Este vídeo finalmente foi convencido aqui, onde o autor experimenta um revezamento semelhante:



Meu revezamento foi comprado por 253 rublos e chegou a Moscou em menos de 20 dias. Características do relé no site do vendedor:

  • Projetado para motocicletas com um motor de 110 ou 125 metros cúbicos
  • Corrente nominal - 100 amperes por até 30 segundos
  • Corrente de excitação do enrolamento - 3 amperes
  • Projetado para 50 mil ciclos
  • Peso - 156 gramas

O revezamento chegou em uma caixa de papelão arrumada e, ao desembalar, deu o fedor selvagem da borracha chinesa. O culpado é uma caixa de borracha sobre uma caixa de metal, o cheiro não desaparece por um dia.



A unidade ficou satisfeita com a qualidade - duas conexões roscadas banhadas a cobre são colocadas sob os contatos, todos os fios são preenchidos com um composto para impermeabilização.



Montado rapidamente um "suporte de teste", os contatos do relé foram fechados manualmente. O fio usava uma seção transversal de núcleo único de 4 quadrados, os terminais decapados eram fixados com uma tira terminal. Por motivos de segurança, forneci um dos terminais à bateria com um “laço de segurança” - se a âncora do relé decidisse queimar e causar um curto-circuito, teria que puxar o terminal da bateria para esta corda:



Testes mostraram que a máquina trabalha com cinco sólidos. A âncora bate bem alto e os eletrodos emitem clarões claros; o relé não pega. Para não desperdiçar a tira de níquel e não praticar lítio perigoso, ele atormentou a lâmina da faca do escritório. Na foto, você vê vários pontos de qualidade e vários superexpostos:



Pontos superexpostos são visíveis no interior da lâmina:



Nós vamos além. Como o experimento na lâmina mostrou, é impossível manter o comprimento de pulso necessário para a soldagem manual, você precisa fazer o controle a partir do botão do relógio ou no microcontrolador.

A princípio, ele empilhou um circuito simples em um transistor poderoso, mas rapidamente lembrou que o solenóide no relé quer comer até 3 amperes. Vasculhei uma caixa e encontrei um transistor MOSFET IRF3205 em retorno e desenhei um circuito simples com ele:


O circuito é bastante simples - na verdade, MOSFET, dois resistores - 1K e 10K, e um diodo que protege o circuito da corrente induzida pelo solenóide no momento da desenergização do relé.

Primeiro, tentamos o circuito na película (com cliques alegres, ele faz buracos em várias camadas), depois obtemos uma fita de níquel do zashnik para conectar os conjuntos de baterias. Pressione brevemente o botão, obtemos um flash alto e consideramos um buraco queimado. O bloco de notas também conseguiu - não apenas o níquel foi queimado, mas também algumas folhas embaixo dele :)



Mesmo uma fita soldada com dois pontos não sai dividida pelas mãos.

Obviamente, o esquema funciona, ele pode ajustar a "velocidade e exposição do obturador". Se você acredita nas experiências com o osciloscópio do mesmo amigo do YouTube, para quem eu espiei a idéia com um relé de partida, são necessárias cerca de 21ms para romper a âncora - vamos dançar a partir deste momento.

Um usuário do YouTube AvE testa a taxa de disparo de um relé de partida em comparação com o SSR Fotek em um osciloscópio

Complementamos o esquema - em vez de pressionar o botão manualmente, confiaremos a contagem de milissegundos ao Arduine. Vamos precisar de:

  • Arduino propriamente dito - Nano, ProMini ou Pro Micro serão desativados,
  • Acoplador óptico Sharp PC817 com um resistor limitador de corrente de 220 Ohms - para isolar galvanicamente o Arduino e os relés,
  • Um módulo de redução de tensão, como o XM1584 , para transformar 12 volts da bateria em 5 volts seguros para Arduins
  • também precisamos de resistores de 1K e 10K, um potenciômetro de 10K, algum diodo e qualquer campainha.
  • E, finalmente, precisaremos de uma fita de níquel que solda as baterias.

Colocando nosso esquema simples. Conectamos o botão do obturador ao pino D11 do Arduino, puxando-o para o chão através de um resistor de 10K. MOSFET - para fixar D10, "tweeter" - para D9. O potenciômetro conectou os contatos extremos aos pinos VCC e GND, e os intermediários ao pino A3 do Arduino. Se desejar, você pode conectar um LED de sinal luminoso ao pino D12.



Preencha o código não sofisticado no Arduino:

const int buttonPin = 11;    //  
const int ledPin = 12;       //    
const int triggerPin = 10;   // MOSFET  
const int buzzerPin = 9;     // 
const int analogPin = A3;    //   10    

//  :
int WeldingNow = LOW;
int buttonState;
int lastButtonState = LOW;

unsigned long lastDebounceTime = 0;
unsigned long debounceDelay = 50;    //    ,     .          

int sensorValue = 0;        //  ,      ...
int weldingTime = 0;        // ...     

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); //  ,   
  weldingTime = map(sensorValue, 0, 1023, 15, 255); //        15  255
  Serial.print("Analog pot reads = ");
  Serial.print(sensorValue);
  Serial.print("\t so we will weld for = ");
  Serial.print(weldingTime);
  Serial.println("ms. ");

  //       ,       50,    :
  int reading = digitalRead(buttonPin);
  if (reading != lastButtonState) {
    lastDebounceTime = millis();
  }
  if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) {
    if (reading != buttonState) {
      buttonState = reading;
      if (buttonState == HIGH) {
        WeldingNow = !WeldingNow;
      }
    }
  }

  //   ,  :
  if (WeldingNow == HIGH) {

    Serial.println("== Welding starts now! ==");
    delay(1000);

    //         :
    int cnt = 1;
    while (cnt <= 3) {
      playTone(1915, 150); //    : 1915, 1700, 1519, 1432, 1275, 1136, 1014, 956
      delay(500);
      cnt++;
    }
    playTone(956,  300);
    delay(1);

    //       MOSFET    :
    digitalWrite(ledPin,     HIGH);
    digitalWrite(triggerPin, HIGH);
    delay(weldingTime);
    digitalWrite(triggerPin, LOW);
    digitalWrite(ledPin,     LOW);

    Serial.println("== Welding ended! ==");
    delay(1000);

    //   -:
    WeldingNow = LOW;

  } else {
    digitalWrite(ledPin,     LOW);
    digitalWrite(triggerPin, LOW);
    digitalWrite(buzzerPin,  LOW);
  }

  lastButtonState = reading;
}

//     ,  :
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);
}

Em seguida, conectamos ao Arduin usando o monitor Serial e gire o potenciômetro para definir o comprimento do pulso de soldagem. Eu selecionei experimentalmente um comprimento de 25 milissegundos, mas no seu caso, o atraso pode ser diferente.

Ao pressionar o botão do obturador, o Arduino emitirá um bipe várias vezes e, em seguida, liga o relé por um momento. Você precisará calar uma pequena quantidade de fita antes de selecionar a duração ideal do pulso - para que ela solde e não queime pelo furo.

Como resultado, temos um sistema de soldagem simples e engenhoso, fácil de desmontar:



Algumas palavras importantes sobre segurança :

  • Durante a soldagem, respingos de metal microscópicos podem se separar. Não se mostre, use óculos de segurança, eles custam três centavos.
  • , «» — . . , .
  • . .
  • , , 18650 — . , , 18650 . , .
  • , ( 11 ). , , «» , .

Source: https://habr.com/ru/post/pt397975/


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