NanoSpotWelder - V0.0.5
Ez a bejegyzés a korábbi - kísérleti verziójú - ponthegesztő egy továbbfejlesztett módozatát, csak az attól való eltéréseket és módosításokat ismerteti. Nem csak a firmware esett át egy 'code review'-en, de a kapcsolás is egy picit tovább lett fejlesztve, továbbá végre kapott a projekt egy nyomtatott áramkört is, így talán nem néz ki annyira szedett-vetett módon a kész áramkör. Nézzük hát, hogy milyen szépségtapaszokat kapott az új, impulzusszámlálós ponthegesztő projekt!
A továbbfejlesztett vezérlő áramkör
A projekt kapcsolási rajza valamint a nyomtatott áramköri terve az ingyenes KiCad EDA eszközével készült. A projekt KiCad állományai a github-ról tölthetőek le.
Az ATmega328P köré épített ponthegesztő kapcsolási rajza a korábbiakhoz képest viszonylag kevés módosításon esett át, de - gondolva az után építőkre - megpróbáltam olyan lehetőségeket "beleálmodni" az új kapcsolásba, amelyek a kísérletezgetéseim során nekem is felmerültek, mint 'de jó lenne, ha tudna ilyet is...'.
Ilyenek például:
- Az új kapcsolási rajz - no és persze az az alapján elkészített nyomtatott áramkör - támogatja az LCD modulok +3.3V előállítását, vagy adott esetben a szintillesztő ellenállások átkötések nélküli kihagyását.
- Többfajta ZCD (Zero Carrier Detect) kialakításának lehetősége: akár egy 4N25 (vagy ahhoz hasonló), de egy H11AA1 optocsatolóval megvalósított áramkör kialakítását is támogatja.
A kapcsolási rajz a NYÁK megfelelő kialakításához az összes lehetséges, de - nyilván - nem minden esetben szükséges elemet tartalmazza. A ponthegesztő építése során az adott LCD típushoz esetlegesen szükséges +3.3V táp előállítása, valamint az adatvonali szintillesztő ellenállások, továbbá a ZCD áramkör kialakítására kell majd nagyobb figyelmet fordítani.
Nokia5110 LCD modul
Tápfeszültség biztosítása
Egyes Nokia 5110 LCD modulok csak +3.3V tápról hajlandóak működni, minek következtében a processzor valamint az adat- és vezérlőjel csatlakozások közé egy-egy 10k szintillesztő ellenállásokat is be kell iktatni. Míg más LCD modulok simán elindulnak +5V-os tápról is, mindenféle plusz szintillesztés igénye nélkül.
Az adott LCD modul +3.3V vagy +5V tápfeszültség kiválasztását a NYÁK-on a JP2 forrasztható jumper segítségével lehet megoldani. Ha egy LCD modul a +3.3V tápot igényel, akkor annak az előállítását kétféle módon teszi lehetővé a kapcsolási rajz:
- Az U4, 78L33 típusú +3.3V értékű feszültség-stabilizátor IC-vel + C7 szűrőkondenzátorral
- Egy egyszerű, az R13 - R14 feszültség osztóval + C7 szűrőkondenzátorral
Mindkettő teljes értékű megoldást kínál, nyilván egy +3.3V-os LCD modul esetén elég csak az egyik kivitelezést választani.
Szintillesztő ellenállások
A +3.3V-os LCD modul esetében a modul és a processzor közé, az SPI vezetékekre egy-egy 10k-s ellenállást (R17...R21) kell beilleszteni. Mivel ez a projekt már egy nyomtatott áramkört is kap, így a szintillesztő ellenállások elhagyása esetén (pl.: mert az LCD modulunk +5V-ról lesz hajtva) nem kell átkötésekről külön gondoskodnunk, a forrasztási oldalon elhelyezett forrasztható jumperek segítségével, ez viszonylag elegánsan és könnyen kivitelezhető.
A ZCD áramkör
A tovább gondolt kapcsolási rajz kétféle nullátmenet detektáló áramkört (ZCD) támogat:
- "Hagyományos", egy 4N25-el kivitelezett ZCD. A ~230V-os hálózati feszültség R1-R3 korlátozó ellenállások után egy D2 kétutas egyenirányítón keresztül R4 áramkorlátozó ellenállás segítségével hajtja meg U2 LED-jét.
- H11AA1 optocsatolóval, amelyben két párhuzamosan, ellentétes polaritással kötött infra LED található. Ennek az optocsatolónak a használatával D2 graetz és R4 elhagyható, helyettük - a 230V-os hálózati feszültség közelében nem szerettem volna forrasztható jumperekben gondolkodni - átkötéseket kell a panelba forrasztani. Az optocsatolót én innen szereztem be, elég olcsón, ~100Ft darab áron.
Nyomtatott áramkör
A panel - hogy olcsóbb legyen - egyoldalas kivitelezésű, így minimum 4 átkötést tartalmaz. A NYÁK-ot itt gyártattam, csak ajánlani tudom a céget: gyorsak, pontosak, és igen jó minőségben dolgoznak.
Egy H11AA1 optocsatolót, és +5V-os LCD modult használó áramkör elkészült panelja az alábbi képeken látható.
 |
 |
A nagyáramú, ~230V-os kör fólia rajzolatát érdemes még ónozással megerősíteni
A firmware
Az ATmega328P vezérlő programja a githubról tölthető le. A projekt továbbra is egy Eclipse Arduino projekt, a kísérleti ponthegesztő blogjában már írtam korábban erről. A korábbi firmware-hoz képest a kód kissé át lett szabva, a fő képernyőn túl néhány újabb menüpont is megjelent (pl.: LCD kontraszt és előfeszítés), de ponthegesztő az alapvető szolgáltatásaiban nem történt módosítás.
 |
 |
Egyes LCD modulok háttérvilágítása eltérő szintre aktívak, pl.: a kék modulok (kék háttérvilágítással) alacsony, míg a piros (fehér háttérvilágítással) modulok +5V-ra kapcsolnak be. Az Environment.h állományban itt tudjuk kiválasztani a mi modulunk háttérvilágításának a szintjét. Szintén ebben az állományban történik a saját kütyünk MOT hőmérsékletének mérését végző szenzor (az analóg LM335 vagy digitális DS18B20) típusának a megadása is (itt).
Az elkészült ponthegesztő
A ponthegesztő vezérlő elektronikájának +12V-os feszültség ellátásáról egy 12V/400mA-es kapcsolóüzemű táp modul gondoskodik, én egy aukción jutottam hozzá kb. 200Ft áron, de itt szerezhetőek be, az áruk igen kedvező, emiatt kár más segéd-tápegységben gondolkodni.
A kivitelezés során ugyan azokat a megoldásokat (dobozolás, MOT szekunder, hőmérő szenzor elhelyezés, hűtés, stb.) választottam, mint amiket már a kísérleti ponthegesztőnél ismertettem, így ezekre külön nem térek itt már ki.
 |
 |
 |
 |
E projekt kivitelezésében két dologban tértem el a korábbi impulzusszámlálós ponthegesztőmnél alkalmazott megoldásokhoz képest:
- A munkakábelek hossza (ezt így utólag nem kellett volna...)
- Elektródák kialakítása
A munkakábelek hossza a korábbi ponthegesztőmnél ~55cm volt, de rövidnek, kényelmetlennek véltem a munka során. Így itt most 85cm-re vettem. Nos, ugyan klasszul lehet így dolgozni, de ez több mint 40A-be kerül...
A kész ponthegesztő üresjáratban 2.6V-ot, teljes rövidzárban 581A-t adott le. Ez az 
áramerősség ugyan még éppen elegendő egy akkucella hegesztéshez (pláne az ismételhető hegesztési csomagok esetén), de azért látványosan beigazolódott, hogy plusz 2*30cm elektróda kábelhossz mit is jelent ekkora teljesítmény mellett. Valószínűleg a későbbiekben majd visszavágom a kábelek hosszát 50cm-re..
Az elektródák kialakítása viszont itt jelentősen leegyszerűsödött: korábban félbevágott csokik, rézcső és Ø6-os vörösréz pálcák alkotta kombót használtam, ami huzamosabb használat során ugyan nem kényelmetlenül, de azért érezhetően melegedett. Most viszont csak egy csoki valamint 10cm hosszú Ø6-os vörösréz pálca alkotja az elektródákat. Kényelmesebb ezzel a kialakítással dolgozni, és nem is melegednek olyan intenzíven, mint korábban.
 |
 |
 |
Teszt ponthegesztés
A tesztelés az alábbi beállítások mellett történt. Az eredmény nem is annyira rossz: gyakorlatilag az összes hegesztési pont beszakadt a bontás során:
Preweld: 6 (60ms)
Pause: 4 (40ms)
Weld: 5 (50ms)
Csomagszám/ismétlés: 2
Csomagok közötti szünet: 5 (50ms)
 |
 |
 |
 |
