Elektrické bodové svařování baterií

V životě každého „rádiového zabijáka“ nastane chvíle, kdy potřebujete svařit několik lithiových baterií dohromady – buď při opravě baterie notebooku, která je stará, nebo při montáži napájení pro jiné plavidlo. Pájení “lithia” 60wattovou páječkou je nepohodlné a děsivé – trochu se přehřejete – a v rukou máte kouřový granát, který je zbytečné hasit vodou.

Kolektivní zkušenost nabízí dvě možnosti – buď jít na smetiště hledat starou mikrovlnku, roztrhat ji a získat transformátor, nebo utratit spoustu peněz.

Kvůli několika svarům ročně se mi nechtělo hledat transformátor, viděl jsem ho a převíjel. Chtěl jsem najít ultralevný a ultrajednoduchý způsob svařování baterií pomocí elektrického proudu.

Výkonný nízkonapěťový stejnosměrný zdroj dostupný všem – to je obyčejný použitý. Autobaterie. Jsem ochoten se vsadit, že už to máte někde ve spíži nebo že to má váš soused.

Navrhuji – nejlepší způsob, jak získat starou baterii zdarma, je

čekat na mráz. Přistupte k chudákovi, jehož auto nejde nastartovat – brzy poběží do obchodu pro novou novou baterii a starou vám dá zadarmo. V mrazu nemusí stará olověná baterie dobře fungovat, ale po nabití doma na teplém místě dosáhne své plné kapacity.

Ke svařování baterií proudem z baterie budeme potřebovat dodávat proud v krátkých pulsech v řádu milisekund – jinak nám nevznikne svařování, ale vypalování děr v kovu. Nejlevnějším a nejdostupnějším způsobem spínání proudu 12voltové baterie je elektromechanické relé (solenoid).

Problém je v tom, že běžná 12voltová automobilová relé jsou dimenzována na maximálně 100 ampér a zkratové proudy při svařování jsou mnohonásobně vyšší. Existuje riziko, že se kotva relé jednoduše svaří. A pak jsem v rozlehlosti Aliexpressu narazil na startovací relé motocyklů. Myslel jsem, že pokud tato relé vydrží mnohotisíckrát startovací proud, pak budou vhodná pro mé účely. Co mě nakonec přesvědčilo, bylo toto video, kde autor testuje podobné relé:

Moje relé bylo zakoupeno za 253 rublů a dorazilo do Moskvy za méně než 20 dní. Charakteristika relé z webu prodejce:

• Určeno pro motocykly s motorem 110 nebo 125 ccm
• Jmenovitý proud – 100 ampér po dobu až 30 sekund
• Budicí proud vinutí – 3 ampéry
• Hodnoceno pro 50 tisíc cyklů
• Hmotnost – 156 gramů

Potěšila mě kvalita jednotky – pod kontakty byly instalovány dva poměděné závitové spoje, všechny vodiče byly vyplněny směsí pro odolnost proti vodě.

Rychle jsem sestavil „zkušební stojan“ a sepnul kontakty relé ručně. Drát byl jednožilový, o průřezu 4 čtverce a odizolované konce byly fixovány svorkovnicí. Pro jistotu jsem jednu ze svorek baterie vybavil „bezpečnostní smyčkou“ – pokud by se kotva relé rozhodla spálit a způsobit zkrat, měl bych čas svorku z baterie vytáhnout pomocí této lano:

Testy ukázaly, že stroj funguje dobře. Kotva klepe velmi hlasitě a elektrody dávají jasné záblesky; relé se nespálí. Abych nepromarnil niklový proužek a necvičil na nebezpečném lithiu, potrápil jsem čepel papírnického nože. Na fotografii vidíte několik vysoce kvalitních bodů a několik přeexponovaných:

Přeexponované tečky jsou také viditelné na spodní straně čepele:

Jdeme dál. Jak ukázal experiment na čepeli, není možné dodržet požadovanou délku pulsu pro svařování ručně, ovládání musí být provedeno pomocí hodinového tlačítka nebo na mikrokontroléru.

Nejprve jsem postavil jednoduchý obvod s výkonným tranzistorem, ale rychle jsem si vzpomněl, že solenoid v relé chce spotřebovat až 3 ampéry. Prohrabal jsem se v krabici a našel náhradní tranzistor MOSFET IRF3205 a načrtl s ním jednoduchý obvod:

Obvod je docela jednoduchý – ve skutečnosti MOSFET, dva odpory – 1K a 10K a dioda, která chrání obvod před proudem indukovaným elektromagnetem, když je relé bez napětí.

Nejprve obvod vyzkoušíme na fólii (radostným cvaknutím propálí několik vrstev), poté ze skrýše vyjmeme niklovou pásku pro připojení sestav baterií. Krátce stiskneme tlačítko, ozve se hlasitý záblesk a prozkoumáme vypálenou díru. Poškozen byl i zápisník – spálený byl nejen nikl, ale i pár listů pod ním :)

Dokonce ani páska svařená ve dvou bodech nemůže být oddělena rukou.

Schéma očividně funguje, jde o doladění „rychlosti závěrky a expozice“. Pokud věříte pokusům s osciloskopem stejného kamaráda z YouTube, od kterého jsem odposlouchával nápad se startovacím relé, tak rozbití armatury trvá asi 21 ms – od této chvíle budeme tančit.

Uživatel YouTube AvE testuje na osciloskopu rychlost odpalování startovacího relé ve srovnání s SSR Fotek

Doplňme obvod – místo ručního mačkání tlačítka svěříme počítání milisekund Arduinu. Budeme potřebovat:

• Samotné Arduino – Nano, ProMini nebo Pro Micro to zvládne,
• Optočlen Sharp PC817 s odporem omezujícím proud 220 Ohm – pro galvanické oddělení Arduina a relé,
• Modul snižování napětí, například XM1584, pro přeměnu 12 voltů z baterie na 5 voltů bezpečných pro Arduino
• Dále budeme potřebovat odpory 1K a 10K, potenciometr 10K, nějakou tu diodu a jakýkoli bzučák.
• A nakonec budeme potřebovat niklovou pásku, která se používá ke svařování baterií.

Nahrajeme nějaký jednoduchý kód do Arduina:

Pár důležitých slov o bezpečnosti:

• Při svařování mohou mikroskopické cákance kovu létat do stran. Nepředvádějte se, noste ochranné brýle, stojí tři kopejky.
• Navzdory napájení může relé teoreticky „shořet“ – kotva relé se roztaví do bodu kontaktu a nebude se moci vrátit zpět. Získáte zkrat a rychlé zahřátí vodičů. Předem si promyslete, jak v takové situaci vytáhnete koncovku z baterie.
• V závislosti na nabití baterie můžete získat různé stupně svařování. Abyste předešli překvapením, nastavte délku svařovacího impulzu na plně nabitou baterii.
• Předem si promyslete, co uděláte, když uděláte díru do lithiové baterie 18650 – jak chytnete horký prvek a kam ho hodíte, aby vyhořel. S největší pravděpodobností se vám to nestane, ale je lepší se předem seznámit s videem o důsledcích samovznícení 18650. Připravte si minimálně kovový kbelík s víkem.
• Sledujte nabití své autobaterie, nedovolte, aby byla silně vybita (pod 11 voltů). To není dobré pro baterii a nepomůže to ani vašemu sousedovi, který si v zimě nutně potřebuje „rozsvítit“ auto.

• DIY nebo Udělej si sám
• Elektronika pro začátečníky

V poslední době jsou bodové svařovací stroje poměrně cenově dostupné. A mnozí kutilové a další si je kupují pro svářecí baterie. (i když abych byl přesný, mnozí kutilové si tato zařízení vyrábí sami z transformátorů a ovladačů) Osobně jsem toto téma také neignoroval a koupil jsem si bodovou svářečku. Malý, nepříliš výkonný, s vestavěnou baterií. Na občasnou a drobnou práci mi to stačí (Lithium občas vařím v montážích).

Níže uvedu několik zajímavých modelů svářeček seřazených podle ceny/kvality/oblíbenosti, které jsou podle mého názoru zajímavé ke koupi. Tento výběr článků má ale přirozeně spíše poradní charakter a je potřeba především pro výběr vhodných zařízení podle kritérií. Neříkám, že si potřebujete koupit tu či onu svářečku, jen ukazuji, jaké existují možnosti, abyste si mohli snáze vybrat tu pravou pro vás.

Mini bodová svářečka

Jedná se o malý kompaktní svařovací stroj, který lze napájet od 9-12V. Je vhodný pro svařování malých sestav pomocí tenkého niklového pásku. Je více než vhodný pro jednorázové práce, nebo pro urgentní práce v terénu, daleko od outletu. Samozřejmě nemá dostatek síly pro seriózní práci. Mimochodem, jeho cena je velmi přijatelná.

Svařovací stroj BIFRC

Další možnost pro svářečku bez připojení k zásuvce. Toto je také zařízení s nízkou spotřebou, ale na drobné práce stačí. Výhodou je, že se jedná o zařízení připravené k použití. Má vestavěnou 5500mAh baterii, kterou lze nabíjet přes port typu C z libovolného zdroje USB. Deklarovaný výkon je 4,2 V Max 650A, což stačí na navaření pásky cca 0.1-0.15mm.

Kondenzátorový svařovací stroj

Toto zařízení je samozřejmě zajímavé, protože běží na baterie a ne na kondenzátory. Toto řešení má své zjevné výhody: rychlé nabíjení, žádná degradace baterie, dobrý výkon. Nevýhodou však bude cena, protože dobré kondenzátory jsou drahé. Partie má velmi dobré recenze. Soudě podle charakteristik a recenzí tato svářečka snadno svařuje niklový pás až do tloušťky 0.15 mm

Řídicí deska bodového svařování

Toto je možnost pro kutily. Zde je třeba přidat napájecí zdroj a transformátor. Ale na základě takové řídicí desky můžete sestavit výkonný svařovací stroj schopný svařovat pásy o tloušťce větší než 0.2 mm. Tato šarže má velké množství objednávek a mnoho recenzí, ze kterých můžete získat mnoho užitečných informací o tom, jaké sestavy vyrábějí různí lidé.

Svařovací stroj ve tvaru rukojeti

Docela zajímavé a pohodlné řešení. Svařovací stroj ve tvaru rukojeti. Padne do ruky, nezabere moc místa, skladný. Uvádí se, že toto svářečské pero má vestavěnou baterii o kapacitě 7000 mAh. Lze jej nabíjet přes port Type-C z libovolného zdroje USB. Specifikace uvádějí, že maximální tloušťka svařovací pásky je až 0.2 mm

Svařovací stroj Sunko 737B

Tato svářečka se již blíží průmyslovým možnostem. Vhodné pro bateriové svařování páskou do 0.2 mm a podporuje vysoké zatížení a velký pracovní objem. Takové svařovací stroje jsou vhodné pro ty, kteří hodně svařují a montují baterie, i když z hlediska cenového segmentu a výkonu se stále jedná o základní rozpočtový model.

Svařovací stroj SUNKKO 737G

Další možnost pro profesionálnější svářečku. Od předchozí verze se liší vyšší cenou, ale jsou zde již dvě možnosti umístění elektrod. Toto zařízení navíc dokáže svařovat pásku až do tloušťky 0.35 mm, díky čemuž je vhodnější pro ty práce, které vyžadují velké sestavy na silné niklové pásce pro vysoké proudy.

Svařovací stroj SUNKKO 737DH

Tato bodová svářečka podporuje svařování pásů do 0.35 mm a má výkon až 1200 A. Je vhodný pro profesionály, ale zároveň má relativně nízkou cenu. K dispozici je také velké množství nastavení výkonu a trvání pulzu. A proces svařování se ovládá sešlápnutím nožního pedálu. Obecně se v současnosti jedná o jednu z nejlepších možností pro domácí i jiné řemeslníky.

Svařovací stroje jsem vybíral podle principu od levnějších jednoduchých po dražší a výkonnější. Obecně se všechny liší výkonem a schopností svařovat niklové pásy různé tloušťky pro různé úkoly. Ale všechny navrhované možnosti mají mnoho objednávek a dobrých recenzí. Čtěte, porovnejte, myslím, že se výběr bude hodit těm, kteří aktuálně vybírají stroj na bodové svařování 18650 baterií atp.

Autor ne je součástí redakce iXBT.com (více podrobností “)

O autorovi

☬Bloger-recenzent, cestovatel-dobrodruh
******************************
✈ Můj kanál TG o životě v Číně
******************************
✐ Recenze píšu více než 10 let, mám bohaté zkušenosti s testováním různých produktů. Mám zájem o novou elektroniku.
☯V současné době žiji v Číně, ve městě Shenzhen. Vždy otevřený novým známým a novým kontaktům.
✐Píšu recenze více než 10 let a mám bohaté zkušenosti s testováním různých produktů. Mám zájem o novou elektroniku.
☯Momentálně žiji v Číně, ve městě Shenzhen. Jsem vždy otevřený novým známým a novým kontaktům.
******************************
Vždy otevřený spolupráci a návrhům.
✉ Kontaktní e-mail: [email protected]
☯ Napište mi na telegram
☛ Napište mi na VK
******************************