Kas yra stebėjimo grandinė? Mikrovaldiklio laikmatis, skirtas spotter Atsparumo suvirinimo valdiklis

„Spotteris“ galios elektros grandinė jau seniai praėjo kūrimo ir eksperimentavimo etapus ir naudojama automobiliams tiesinti įvairiais būdais. Įgijus patirties su įrenginiu, iškilo klausimas dėl automatinio įrenginio veikimo režimų valdymo su tikslesniais reguliavimais ir reikalingomis apsaugomis. Stebėtojas su režimu ir dėklas, kaip suvirinimo aparatas, skirtas darbui su elektrodu, turi turėti skirtingą impulsų trukmę ir galią. Suvirinimo taškas gali pasirodyti silpnas arba per stiprus, o tai sukels papildomų sunkumų remontuojant automobilį.

Nuotrauka 1. Stebėtojas yra būtinas atliekant automobilio kėbulo darbus.

Pagrindiniai parametrai, kuriuos reikia tiksliai sureguliuoti norint kokybiško darbo rezultato, yra impulsų galia ir jo trukmė. Siūloma schema leis pasirinkti ir išsaugoti parametrų nustatymus tiek suvirinimo aparato režimu, tiek atliekant taškinį suvirinimą.

Grandinė surinkta ant trijų plokščių ir susideda iš dviejų funkcinių dalių:

1. Plokštė, ant kurios yra maitinimo šaltinis. Išvaizda matosi 1 nuotraukoje.
2. Dvi plokštės, iš kurių vienoje yra valdiklis, o antroje – perjungimo mygtukai ir keturių skaitmenų indikatorius.

Maitinimo šaltinis ir jo grandinė

Maitinimo schema parodyta 1 pav. Tradiciškai jį galima suskirstyti į tris komponentus:

• žeminamojo transformatoriaus pirminės apvijos maitinimo grandinė;
• žeminamasis transformatorius;
• antrinė apvija su diodiniu tilteliu ir įtampos stabilizatoriumi.

Transformatoriaus pirminės apvijos grandinėje įrengiamas viršįtampio filtras, dažniausiai naudojamas perjungimo maitinimo šaltiniuose. Čia jis naudojamas apsaugoti valdiklio lustą nuo impulsų, atsirandančių tinklo įtampoje, veikiant detektoriui.

Dirbant iš 380 V tinklo, galima naudoti bet kokį 220 V/24 V įtampos transformatorių.

Prie antrinės apvijos prijungtas diodinis tiltelis su išlyginamaisiais kondensatoriais ir įtampos stabilizatoriumi LM2574 luste. Iš mikroschemos išvesties į išvesties jungtį X1 per LC filtro grandinę tiekiama 5 V vardinė įtampa, kad būtų pašalinti aukšto dažnio trukdžiai. Jungiamosios linijos, pažymėtos punktyrine linija, turi būti minimalaus ilgio ir išdėstytos kuo arčiau antrosios IC1 lusto kojos.

1 pav. Maitinimo schema.

Nuliniam lygiui nustatyti valdiklis naudoja įtampą 1 jungties X1 gnybte.

Įtampa iš jungties X1 gnybto 7 naudojama valdikliui paleisti esant teigiamai tinklo įtampos pusbangiui.

Savarankiškai pagaminta grandinė, jei surinkime nėra klaidų, pradeda veikti be papildomų nustatymų. 5 V įtampa valdys LED1.

Starteris K1 skirtas prijungti tinklo įtampą, kai jungiklis S1 yra uždarytas.

Vietoj to galite naudoti grandinės pertraukiklį su reikiamos nominalios apsaugos apsauga arba tiesiogiai prijungti įtampą, jei maitinimo tinkle yra saugiklių.

Grįžti į turinį

Galios tiristoriaus taškinio suvirinimo detektoriaus valdymas

2 nuotrauka. Valdymo bloko plokštės su valdikliu vaizdas iš išorės.

Norint valdyti galios tiristorių arba triacą, naudojama MOS3052 mikroschema. Ši mikroschemų serija yra skirta naudoti tokio tipo įrenginiuose ir pakeitus juos analogais. Tokiu atveju būtina atidžiai įvertinti siūlomo varianto technines charakteristikas.

Maitinant grandinę iš 380 V tinklo įtampos, būtina naudoti VTA40 - 800 V tipo triacą, atitinkamai kondensatoriaus C11 darbinė įtampa yra 630 V, apsauginius varistorius R14 ir R15 20D241 tipo. Norėdami įdiegti triac, turite naudoti radiatorių. Elemento konstrukcija yra saugi ir neturi ryšio su šilumos kriaukle. Temperatūrai valdyti patartina ant radiatoriaus sumontuoti termostatą, kurio kontakto atidarymo temperatūra yra 60-80°C. Galios transformatorius gali būti aprūpintas panašiu valdymu. Prie valdiklio galima prijungti pavojaus signalą iš termostatų, kad būtų sustabdytas veikimas, kai temperatūra viršija leistiną temperatūrą, o atitinkamas signalas rodomas indikatoriuose.

Didelės galios detektoriams galime rekomenduoti kitą tiristoriaus valdymo grandinės versiją. Jame naudojami 70TPS12 tipo tiristoriai, kuriuos valdo MOS3052 optronai. Šio tipo tiristoriai turi elektros jungtį su radiatoriais ir turi būti montuojami ant atskirų radiatorių arba su dielektriniais tarpikliais.

Grįžti į turinį

Valdymo grandinė su indikatoriaus bloku taškinio suvirinimo detektoriui

2 pav. Stebėtojo valdymo bloko schema.

Valdymo bloko plokštės su valdikliu išvaizda parodyta 2 nuotraukoje.

Nuotraukoje parodytas indikatorių blokas su valdymo mygtukais be dekoratyvinio skydelio. Indikatoriaus skydelis su mygtukais ir sumontuotas dekoratyvinis skydelis parodytas kitoje 3 nuotraukoje.

Valdymo grandinėje yra mažiausiai pagalbinių elementų. Visus procesus valdo AtMega 16 mikrovaldiklis, įdiegtas DIP versijoje. Gamintojo „Atmel“ elementas turi mažą kainą ir daugybę kaiščių. Valdiklio įtaisas leidžia naudoti įvesties ir išvesties signalus bet kuriose mikroschemos kojelėse, todėl plokštė yra kiek įmanoma supaprastinta. Be konfigūravimo galimybių, valdiklis aprūpintas didelės talpos operatyviąja ir nepastoviąja atmintimi ir kt. Spektoriaus valdymo grandinėje jo galimybės išnaudojamos maždaug 20 proc.

Grįžti į turinį

Trumpas taškinio suvirinimo detektoriaus veikimo aprašymas

Valdymo bloko schema parodyta paveikslėlyje (2 pav.). Kai tiekiama maitinimo įtampa, įkeliami pirmojo mygtuko duomenys, saugomi nepastovioje atmintyje. Indikatorius rodo valdiklio pateiktą informaciją. Lygiagrečiai su informacijos išvestimi stebima mygtukų būsena, kai aptinkamas suaktyvintas mygtukas, paleidžiama atitinkama paprogramė. Informacija lentoje atnaujinama atsižvelgiant į naują prašymą.

Kiekvieną kartą, kai suaktyvinami mygtukų kontaktai, pasigirsta garso signalas, tai reiškia, kad valdiklis veikia netinkamai arba užšąla.

Nuotrauka 3. Spotter indikatoriaus skydelis.

Mygtukais galite pasirinkti norimą darbo režimą ir nustatyti norimus impulsų parametrus. Pasirinktas režimas gali būti išsaugotas atmintyje vėlesniam naudojimui.

Režimu „Veikimas“ valdiklis veikia taip:

1. Indikatoriai išsijungia, valdiklis stebi įtampos lygį prie AIN1 kontakto.
2. Kai įtampa nukrenta iki nulio, skaitiklis paleidžiamas nustatytu pauzės periodu.
3. Pasibaigus atgaliniam skaičiavimui, tiristoriaus (triac) valdymo lustui išduodama komanda. Procesas kartojamas kiekviename tinklo įtampos cikle, kad būtų naudojama tik teigiama ciklo pusė. Šis patobulinimas leidžia išvengti geležies magnetinio prisotinimo režimo.

Tinklo įtampos valdymas vyksta išilgai grandinės nuo maitinimo šaltinio, per X-1 jungties kontaktą iki SIN valdiklio kontakto. Elementai VR2 ir Q2 koreguoja signalo formą. Triac atidarymo įtampa tiekiama į jungtį X3, 1 ir 2 kaiščius.

Sąvoka „spotteris“ šiame straipsnyje reiškia pasipriešinimo taškinio suvirinimo įrenginį, kurį pirmiausia naudoja vairuotojai ir kultūristai, greitam įvairių pagalbinių kėbulo elementų, pvz., poveržlių, kabliukų, vielos ir kt., taškiniam suvirinimui, vėlesniam piešimui ir paviršiaus išlyginimas.

Taškinis suvirinimas grindžiamas šilumos susidarymo principu, esant susiliečiančių suvirintų elementų pereinamajai varžai. Todėl spotterio užduotis – paspaudus atitinkamą „pistoleto“ mygtuką, į suvirintojo kontakto vietą tiekti galingą srovės impulsą (I=800..1200A, U=5V). Suvirinant taškiniu būdu, būtina kontroliuoti impulso trukmę (dažniausiai ji neviršija 0,5 s). Toliau straipsnyje bus aptartas maitinimo grandinės veikimo principas, grandinė ir laikmačio veikimo principas.

Gana įprasta naminio transformatoriaus detektoriaus maitinimo dalies grandinė yra grandinė, parodyta 1 paveiksle.

1 paveikslas – galios sekcijos schema.

Kaip matyti iš diagramos, perjungimą atlieka tiristorius, esantis galios transformatoriaus pirminės apvijos šone. Galima naudoti ir triacą, tada nereikės diodinio tiltelio. Norint nustatyti srovės impulso trukmę išėjime, reikia palaikyti įtampą tiristoriaus valdymo elektrode atitinkamą laiką (išėjimo impulso trukmę). Tačiau reikia nepamiršti, kad net jei valdymo įtampa jau buvo pašalinta, įprastas neįsijungiantis tiristorius neužsidarys tol, kol per jį einanti srovė nukris žemiau palaikymo srovės (šioje grandinėje srovė pasiekia nulį 100 kartus per sekundę). Paprasčiausias būdas valdyti tiristorių yra RC grandinė su reguliuojančiu rezistoriumi (laiko konstantai pakeisti) ir kondensatoriaus įkrovimą iš papildomo žemos įtampos šaltinio. Tačiau šis metodas toliau nenagrinėjamas.

Norint tiksliau nustatyti trukmę, buvo sukurtas paprastas laikmatis, pagrįstas valdikliu ATtiny2313. Impulso trukmė reguliuojama dviem mygtukais ir gali būti nuo 0,01 s iki 0,5 s su 0,01 s skiriamąja geba. 7 segmentų indikatorius rodo skaičius, atitinkančius nurodytą trukmę šimtosiomis sekundės dalimis. Tačiau dėl aukščiau aprašytų neužrakinamų tiristorių savybių tikroji išėjimo impulso trukmė gali skirtis nuo nurodytos iki 10 ms (vienas pusės ciklas). Mikrovaldikliu valdoma detektorių grandinė parodyta 2 pav.

2 paveikslas – visa stebėtojo schema.

Pažymėti elementai * ant Reset kojos nėra privalomi, tačiau patartina juos nustatyti, kad sumažintumėte klaidingų atstatymų tikimybę dėl galimų trukdžių šiai kojai. Kadangi plokščių išdėstymas yra skirtas vieno sluoksnio PCB, kai kurie vienodo pavadinimo dviejų LED indikatoriaus skaitmenų segmentų anodai yra sujungti trumpikliais takelių šone.
Schema veikia taip. Kai maitinimo grandinė tiekiama į valdymo grandinę, valdiklio programos vykdymas pradedamas nuo to momento, kai kondensatorius ant Reset kojos įkraunamas iki loginės vienos įtampos. Po paleidimo valdiklis atlieka dinaminės indikacijos ir mygtukų apklausos funkcijas. Laikmačio mygtukai apšaukiami maždaug 4 kartus per sekundę. Paspaudus „pistoleto“ impulsinį mygtuką (pažymėtas punktyrine linija), ant PD2 kojos atsiranda loginis vienetas (5V), po nurodyto laiko blokas pašalinamas, kuris rodomas LED indikatoriuje. šimtųjų sekundės dalių. Signalą iš mikrovaldiklio išvesties srovę sustiprina KT972 kartotuvas, nes norint valdyti naudojamą optotiristorių TO142-80, į jo vidinį šviesos diodą reikia tiekti bent 120 mA srovę. Optroninis tiristoriaus tipas pasirinktas dėl valdymo grandinių galvaninio izoliavimo nuo galios organizavimo paprastumo. Valdiklio programinė įranga įgyvendina du darbo režimus: impulsinį (pagal nutylėjimą) ir nuolatinį. Režimas pasirenkamas ir trukmė (daugiau/mažiau) atliekama naudojant tris mygtukus. Nepertraukiamu režimu tiristoriaus valdymo signalo trukmė priklauso nuo pistoleto mygtuko paspaudimo trukmės.

Norėdami paaiškinti galios sekcijos veikimą, supaprastinta diagrama parodyta 3 paveiksle. 4 paveiksle parodyta maitinimo grandinės su aktyvia apkrova ir idealiu tiristoriumi veikimo laiko schema (laikas = 0, įtampos kritimas atviroje būsenoje = 0).

3 paveikslas – galios sekcijos schema.

4 pav. Pertraukiklio veikimo laiko schema.

5 pav. Kietojo kūno relės vaizdas.

6 pav. Kietojo kūno relės naudojimas dėkle.

Straipsnio failai:

spotter_002.zip (210 kb) - sandarikliai, programinė įranga, modelis Proteus, diagrama + elementų sąrašas.

Pridėta:
002_for_ca.hex (948 b) - valdiklio programinė įranga, kai naudojamas indikatorius su bendru anodu.

Aukščiau aprašytas laikmatis buvo pakeistas. Pagrindiniai veikimo principai išlieka tie patys, pridėta valdymo signalo izoliacija, pašalintas dinaminio ekrano išblukimas valdymo impulso išdavimo metu.

Komentarai

Taigi mano arsenale atsirado pasipriešinimo suvirinimas.

Priežastis buvo transformatorius iš mikrobangų krosnelės, išmestas į šiukšliadėžę, bet tiesiogine prasme sulaikytas skrendant ir kruopščiai pristatytas diagnostikai.

Išorinis patikrinimas parodė, kad pirminė apvija pagaminta iš aliuminio vielos. O pirmas noras buvo atnaujinti nutrūkusį skrydį į šiukšlyną. Bet kažkas man pasakė, ir kažkaip pavyko, nors tai buvo aliuminis...

Atsargiai atsikračiau antrinių apvijų. Apvyniojau 4 tvirtinimo vielos apsisukimus. Ir gavau tokius rezultatus:

• Tinklo įtampa 234V.
• Antrinės apvijos įtampa yra 3,76 V (0,94 volto vienam apsisukimui).
• Tada pirminė apvija turi 249 apsisukimus.
• Pirminės apvijos srovė (h.h.) yra 2,4 A, tai yra šiek tiek daugiau nei pusė kilovato išsklaidymui.

Apviju 4 antrinio posūkius, bet su minkšta 32mm^2 padanga. Sutrumpinu antrinę, prie magistralės pritvirtinu spaustukus trumpojo jungimo srovei matuoti. Įjungiu... skaitmeninis testeris, matuojantis srovę pirminėje apvijoje, sugebėjo parodyti 17A srovę ir prarado saugiklį. Greitai persirengęs naują 50A įrenginį, jį įjungiu.

Rezultatai paveikslėlyje:

Pirminės apvijos srovė 26A

Pirminės apvijos gnybtų įtampa yra 215 V (tinkle 235 V, linijoje 20 V nuostoliai).

Tai yra, kažkur apie 5 kilovatus švarios energijos (500 W galios nuostoliai).

Prietaisas rodė 902A antrinę srovę. Žinoma, aš negaliu garantuoti rodmenų teisingumo (šios kiniškos ribos yra 400 A), bet pagal tai, kas yra, pasirodo, 902 x 3,76 = 3,4 kW.

Tai yra, prie 500 W buvo pridėta dar 5 - 3,4 = 1,6 kW. Ir šie 1,6 + 0,5 = 2 kW tiesiog šildo apvijas. Išties, tinklo apvija įkaista nuo 30*C iki 75*C per 2 sekundes veikimo trumpuoju jungimu. Tiesa, tai yra tik 2 sekundžių trukmė, ji dar nebuvo naudojama praktikoje. Iš esmės dirba su 0,02 sekundės laikmačiu.

Iš esmės tai yra visa diagnostika. Taip pat pridursiu, kad matavimus atlikau šešiais antrinio posūkiais. Bet elektros energijos suvartojimas tinkle buvo mažesnis (22A ir 217V), akivaizdžiai įtakojo transformatoriaus lango užpildymo koeficientas. Paskutinėje versijoje su keturiais posūkiais jis pasirodė didesnis.

Aš beveik pamiršau, bendra galia paaiškėjo: (3,4 + 5,6) /2 = 4,5 kW

Dar viena stakta išėjo su antrinės izoliacijos nuo transformatoriaus lygintuvo. Būtina atsižvelgti į tai, kad apvijų temperatūra gali būti reikšminga, ir ypatingą dėmesį skirti izoliacijos tipui. Savo versijoje naudojau įprastą maskavimo juostą. Bet aštrius kampus uždengiau stiklo pluoštu.

Lango vidus taip pat buvo apšiltintas likusiomis tarpinėmis nuo originalios antrinės apvijos.

Tarp apvijų sumontuotas temperatūros jutiklis (bimetalinis). Išjungimo temperatūra yra 80*C. Įsijungia esant 56*C. Ateityje naudokite DS1821, jo inercija trukdys, taip pat galite nustatyti norimą temperatūrą ir histerezę. Bet aš nežinau, kaip jis elgsis stipriuose magnetiniuose laukuose.

Visa konstrukcija sumontuota Z-2A korpuse

Gnybtai tvirtinami prie varinių plokščių, pagamintų iš 2 mm storio vario lakštų.

Siekiant padidinti tvirtinimo patikimumą, varinės plokštės yra lituojamos kartu. Pačios plokštės yra klijuojamos prie korpuso klijais, tik tam, kad pritvirtintų surinkimo metu. Pagrindinis tvirtinimas atliekamas kabėmis. Taip pat kabių pagalba antrinės apvijos laidai prispaudžiami (elektrinis kontaktas) prie varinių plokščių.

Programinės įrangos sprendimų ypatybės:

• Sinchronizavimas su tinklu dabar vyksta visą laikotarpį (20 ms).
• Dinaminis rodymas po segmentą (norėčiau pamatyti privalumus).
• Nustatymai valdomi +/- mygtukais.
• Greitesnis verčių slinkimas laikant mygtuką.
• Apsauga nuo pakartotinio paleidimo laikant pedalą.
• Nustatymo išsaugojimas MK atmintyje, kai maitinimas išjungtas.
• Apsauga nuo transformatoriaus apvijų perkaitimo.
• Išlaiko veikimą nuo 100V tinklo įtampos.