Soldadora por Puntos con Arduino Nano: Control Preciso de Soldadura DIY

Componentes y Suministros

Componente	Cantidad	Notas
Arduino Nano R3	1	¡El cerebro!
LCD Alfanumérico 20x4	1	Interfaz de usuario
DS3231 RTC	1
Encoder Rotativo con Pulsador	1	Para controlar todo el sistema
Cables Jumper (genéricos)	1	Para conexiones
Pulsador de Soldadura	1	Botón de soldar
Resistencia 10kΩ	1	Para el pulsador

Aplicaciones y Servicios Online

• Arduino IDE
• EasyEDA (Diseñador PCB. Elige el que mejor se adapte.)

Sobre este Proyecto

En este proyecto, mi padre y yo estamos intentando mejorar nuestra propia soldadora por puntos, que empezamos hace unos dos años. Puede que no sea un tema candente en esta web, pero nos divertimos haciéndola y aprendimos mucho. Esperamos que tú también.

Qué Cubro en este Proyecto

Solo cubriré la parte de Arduino de la soldadora, que es simple y hace su trabajo bastante bien, así como dar algunas especificaciones básicas de la propia soldadora. Hay muchos tutoriales en YouTube y foros de electrónica que cubren el proceso de fabricación de una soldadora y así fue como aprendimos nosotros también.

¿Qué es una Soldadora por Puntos?

Es un dispositivo que fuerza una gran corriente a un pequeño punto entre metales, fundiéndolos y uniéndolos, por el calor que se genera. Este proceso dura unos meros milisegundos (dependiendo de los metales que estemos soldando) y requiere que el dispositivo tenga mucha potencia, que es la característica principal de una soldadora por puntos: Entregar alta potencia en un tiempo muy corto.

Para entregar esta corriente, se usan electrodos de aleación de cobre.

¿Cómo Decidir Cuánto Tiempo Durará este Proceso?

En mi opinión, no hay un estándar cuando se trata de tiempo de soldadura. Mi padre y yo solo usamos nuestra experiencia para decidir cuántos milisegundos son suficientes para una buena soldadura, aunque este tiempo se puede calcular fácilmente, dada la potencia de la soldadora y el grosor de los metales que vamos a unir.

Componentes / Especificaciones Básicas

Usamos 4 transformadores de 1.5kW para proporcionar la potencia que necesitamos para nuestras soldaduras, lo que nos da una potencia teórica de 6kW. Conseguimos estos transformadores de cargadores de baterías de camión. Para hacerlos utilizables para nuestra soldadora, debemos quitar sus bobinados secundarios, añadir dos espiras de cable de soldadura (CH01N2-D) y conectar todos los transformadores en paralelo. Deben compartir la misma fase, de lo contrario el circuito se cortocircuitaría. La soldadora tiene dos medios de soldadura:

• Los electrodos de cobre clásicos (lado izquierdo de la Imagen 1).
• Los "dientes de araña": un accesorio que se usa para soldar baterías y funciona con aire a presión (lado derecho de la Imagen 1).

La Placa de Control

Como se ve en la Imagen 2, nuestra placa es muy fácil de entender:

• El Arduino Nano ocupa el centro del escenario y la mayor parte del espacio en la placa.
• Usamos un módulo Reloj en Tiempo Real DS3231, para mostrar la fecha/hora y usarlo también para propósitos de temporización. (Librería: https://www.rinkydinkelectronics.com/library.php?id=73)
• Usamos una pantalla LCD 20x4, que puede mostrar más información que un LCD 16x2 mucho más usado (realmente usamos ese en nuestra construcción anterior, ver segundo video de YouTube al final de la descripción del proyecto). Aquí hay un enlace para descargar la librería: https://bitbucket.org/fmalpartida/new-liquidcrystal/downloads/. Estoy usando la versión 1.3.5 en este proyecto.
• Para poder navegar por el menú, usamos un encoder rotativo, que ahorra mucho espacio y complejidad.
• Por último, pero no menos importante, tenemos el botón de soldadura junto con su resistencia de 10KΩ.

La salida del Nano puede usarse para guiar un relé de estado sólido, que a su vez guía el resto de la soldadora.

Como se ve en la Imagen 1, el circuito está encerrado. No tenemos que modificarlo de ninguna manera, solo usamos el encoder rotativo y el pulsador.

El Programa

El programa es muy simple y honestamente, una pequeña parte se hizo para corregir algunos cambios estéticos que hacían que el atractivo visual del programa fuera malo.

Como se explica en el video (Marca de tiempo: 03:03 - 04:57), cuando el Nano se enciende, podemos ver los valores por defecto que se usan. Para cambiar estos valores, debemos entrar en el "Modo Opciones". Para hacer eso, debemos presionar el pulsador del encoder rotativo durante 2 segundos (puedes cambiar eso a lo que quieras desde el código fuente). Una vez que hacemos eso, un "!" aparecerá en la esquina superior derecha del LCD y desaparecerá automáticamente una vez que entremos en el Modo Opciones.

A partir de ahora, podemos editar cualquier valor que necesitemos usando el encoder rotativo. Cuando estemos contentos con los valores introducidos, volvemos a pulsar el encoder rotativo durante 2 segundos y ya estamos listos para soldar.

Video en YouTube

En el video de arriba, puedes obtener más información sobre la soldadora y verla en acción.

Construcción Antigua

En el video de abajo, probamos la versión antigua de nuestra soldadora por puntos, que tenía menos potencia y carecía de algunas características que la construcción actual tiene. Es una buena vista si quieres ver más, ya que damos algunos consejos sobre soldadura.

(NOTA: El audio está en griego, pero también hay subtítulos en inglés.)

¡GRACIAS!

Gracias por tomarte el tiempo para ver nuestra creación. Nos divertimos haciéndola y esperamos que tú también lo hayas hecho viéndola. Además, un gran agradecimiento a PCBWay por patrocinar las placas usadas. Fue una gran ayuda. No olvides dejar cualquier pregunta si la tienes y revisa mis otros proyectos. ¡Que tengas un buen día!

Código

Repositorio del Proyecto

Descarga el programa y súbelo a tu placa Arduino. Archivo Gerber también subido, por si quieres pedir la placa tú mismo. https://github.com/SauROnmiKE/Master_Welder

Esquemático

Reemplaza el LED con tu salida deseada y úsalo como quieras.