Введение
1.Организационно-подготовительный этап
1.1. Обоснование выбора проекта……………………………………………..3
1.2. Историческая справка…………………………………………………….4
1.3. Анализ возможных идей…………………………………………………...5
1.3.1. Выбор оптимальной идеи…………………………………………..5
1.4. Выбор технологии изготовления изделия………………………………..6
1.4.1. Технологическое описание процесса изготовления изделия……6
1.5. Определение метода и приѐмов проектирования………………………...7
1.6. Обоснование и выбор материалов и инструментов……………………...8
2. Технологический этап
2.1. Технологическая карта изготовления сварочного аппарата……………8
2.2. Техника безопасности при работе со сварочным аппаратом………….11
3. Заключительный этап
3.1. Экологическое обоснование проекта……………………………………12
3.2. Экономическое обоснование…………………………………………….12
3.3. Оценка выполненной работы……………………………………………12
3.4. Реклама……………………………………………………………………13
4.Список используемой литературы…………………………………………14
Приложения
Аннотация
Данная исследовательская работа посвящена особенностям изготовления точечного сварочного аппарата на основе Arduino Nano в домашних условиях.
Цель:
Разработка и изготовление точечного сварочного аппарата на основе Arduino Nano для сварки аккумуляторов в условиях домашней мастерской.
Задачи:
1. Проанализировать литературу, направленную на изучение сварочных аппаратов;
2. Выбрать наиболее подходящий вариант сварочного аппарата;
3. Разработать и реализовать этапы работы;
4. Изготовить точечный сварочный аппарат на основе Arduino Nano.
В процессе своей работы мы провели анализ различных информационных источников о методах и приемах изготовления сварочных аппаратов, изучил различные способы их изготовления.
Прежде чем приступить к работе, были проанализированы возможные варианты изготовления сварочных аппаратов, достоинства и недостатки, и сделан выбор в пользу точечного сварочного аппарата на основе Arduino Nano.
Проект имеет практическую значимость в современном мире. В виду потребности использования контактных неразъемных соединений деталей при изготовлении различных изделий на внеурочных занятиях в школе, он прост в обращении и не требует специальных знаний и умений. Он прост в сборке, управлении, настройке, основан на легком в обучении языке программирования C++ и популярной платформе Arduino Nano. Сварочный аппарат не дешевое изделие, но сделанный своими руками намного дешевле, чем готовый, купленный в магазине.
Перспективой исследовательской работы является, то, что сварочный аппарат будет востребован, как в частных мастерских, так и в школе во время внеурочной деятельности под присмотром учителя. После усовершенствования можно использовать как многофункциональный инструмент. В будущем сварочный аппарат может приносить небольшой заработок.
Цель исследования достигнута, гипотеза доказана. Действительно, в процессе работы над проектом, сварочный аппарат получился функциональным и современным, имеет невысокую себестоимость. Изделие качественное и безопасное. Конструкция сварочного аппарата соответствует выбранной модели.
План исследования
Исследования проводились в три этапа:
На I этапе изучалась и анализировалась научно-техническая литература по вопросам применения, эксплуатации, изучения, устройства, принципа работы, сборки сварочных аппаратов. Были изучены различные модели сварочных аппаратов, произведена их оценка, анализ, выявлены преимущества и недостатки с целью выявления оптимальной конструкции для последующей его сборки и изготовления.
На II этапе с помощью теоретических и эмпирических методов реализована практическая часть работы. В этот период продолжалось изучение литературы, отражающих проблему исследования; разрабатывалась модель сварочного аппарата.
На III этапе подведены итоги работы; обобщен фактический материал; организовано и проведено испытание сварочного аппарата. Завершен анализ научно-технической литературы по исследуемой теме. Итоги исследования оформлены в соответствии с предъявляемыми требованиями.
Основные параметры будущего изделия:
1. Сварочный аппарат должен быть функциональным и современным.
2. Должен иметь невысокую себестоимость.
3. Изделие должно быть качественным и безопасным.
4. Конструкция сварочного аппарата должна соответствовать выбранной модели.
Гипотеза: Для осуществления контактных соединений тонколистовых материалов, черных (железо) и цветных (медь, свинец и др.) металлов, которые необходимо бывает выполнить при изготовлении и ремонте различных изделий технического, бытового, ювелирного назначений, можно изготовить и использовать точечный сварочный аппарат на основе Arduino Nano.
Актуальность:
Разработанный точечный сварочный аппарат на основе Arduino Nano для ремонта различных изделий, сделанный своими руками, будет индивидуален, и стоить значительно дешевле.
Цель:
Разработка и изготовление точечного сварочного аппарата на основе Arduino Nano ремонта различных изделий в условиях домашней мастерской.
Задачи:
1. Изучить научно-техническую литературу по вопросам применения, эксплуатации, изучения, устройства, принципа работы, сборки сварочных аппаратов.
2. Проанализировать имеющиеся виды, конструкции сварочных аппаратов с целью выбора оптимального.
Разработать и реализовать этапы проекта;
4. Изготовить, апробировать точечный сварочный аппарат на основе Arduino Nano.
Объект исследования: точечный сварочный аппарат на основе Arduino Nano.
Предмет исследования: особенности изготовления точечного сварочного аппарата на основе Arduino Nano в домашних условиях.
В ходе подготовки работы применялись такие методы исследования, как:
· анализ и синтез научной и технической литературы;
· наблюдение;
· изучение и обобщение;
· фотографирование
· эксперимент и апробация работы сварочного аппарата.
Новизна проекта:
Новизна исследования состоит в том, что в рамках учебного процесса и внеурочной деятельности нами были изучены различные модели сварочных аппаратов, произведена их оценка, анализ, выявлены преимущества и недостатки с целью выявления оптимальной конструкции для последующей его сборки и изготовления.
Проблема исследования - возможно ли изготовить точечный сварочный аппарат на основе ArduinoNano в домашних условиях.
Источниками исследования стала научно-техническая литература по вопросам применения, эксплуатации, изучения, устройства, принципа работы, сборки сварочных аппаратов.
Проект имеет практическую значимость в современном мире. Для осуществления контактных соединений тонколистовых материалов, черных (железо) и цветных (медь, свинец и др.) металлов, которые необходимо бывает выполнить при изготовлении и ремонте различных изделий технического, бытового, ювелирного назначений, можно изготовить и использовать точечный сварочный аппарат на основе Arduino Nano. Он прост в сборке, управлении, настройке, основан на легком в обучении языке программирования C++ и популярной платформе Arduino Nano. Сварочный аппарат не дешевое изделие, но сделанный своими руками намного дешевле, чем готовый аппарат, купленный в магазине.
Научная статья
1. Теоретическая часть
1.1. Общие сведения о сварочных аппаратах
Выполнение проекта началось со сбора информации об истории создания сварочных аппаратов. Был проведен анализ различных информационных источников о методах и приемах изготовления сварочных аппаратов, изучены различные способы их изготовления.
Всего известно несколько разновидностей аппаратов для сварки - это инверторные, трансформаторные и сварочные, являющиеся полуавтоматами. Одними из самых простейших считаются трансформаторные аппараты, они же и более доступны по цене.
Инверторные аппараты, являются самыми современными и высокопроизводительными, которые имеют сложную конструкцию и стоят дорого, но сложнее их по конструкции полуавтоматы для сварки и, следовательно, самые дорогостоящие. В сварочных полуавтоматах не применяются электроды, их заменяет проволока, по ней подается газ для сварки, это и является главным их отличием от других типов аппаратов.
У любого сварочного аппарата обязательно есть характеристики, определяющие целесообразность его использования. Такими характеристиками являются длительность всего рабочего цикла и максимально возможный ток сварки. Длительность цикла выражается в процентном измерении и таким образом обозначает тот промежуток времени, в течение которого будет поддерживаться его максимально возможный ток.
Аппарат для сварки точечным способом, имеющий небольшие габариты, называют споттером. Для его создания можно воспользоваться трансформатором от старых, вышедших из строя телевизоров, либо микроволновых печей. Точечная сварка относится к популярному виду соединения металлических изделий контактным способом. Металлические изделия сваривают друг с другом не по сплошной линии, а в нескольких точках. Данный метод отличается относительной простотой и высокой производительностью, чем объясняется широкая сфера его применения.
Суть точечной сварки в том, что свариваемые детали плотно прижимаются друг к другу, а затем на них подается электрический импульс большой мощности, далее, как разогрев деталей достигнет требуемой температуры, в точке соприкосновения произойдет образование ядра, состоящего из расплавленного металла.
Прежде чем приступить к работе, были проанализированы возможные варианты изготовления сварочных аппаратов,достоинства и недостатки, и сделан выбор в пользу точечного сварочного аппарата на основе ArduinoNano.
Вывод: Проведя сравнительный анализ различных моделей сварочных аппаратов, а именно параметров работы, состав устройства, стоимости, простоты изготовления и использования была выбрана модель №1.
1.2. Определение методов и приѐмов проектирования
В ходе исследовательской работы были использованы следующие методы и приемы проектирования:
· метод планирования эксперимента, позволяющий минимизировать число необходимых действий, установил рациональный порядок и условия проведения исследования;
· мысленный эксперимент, являющийся одной из разновидностей экспериментального исследования, который проводится мысленно, в воображении. Задачей мысленного эксперимента было быстрое получение качественного или оценочного результата. Достоверностью получаемого таким образом суждения, прежде всего, зависящего от практического опыта исследователя, его фантазии и аналитических способностей мышления;
· формализованный метод, который включает в себя знание законов, лежащих в основе работы исследуемого объекта и процессов;
· метод поиска вариантов решений, чем больше вариантов, тем лучше окончательное решение;
· метод принятия решений.
1.3. Обоснование и выбор материалов и инструментов
Исходя, из выбранной конструкции сварочного аппарата и электрической схемы необходим трансформатор. В качества трансформатора может быть использован трансформатор от СВЧ печи, который широко используется в быту. Поэтому найти трансформаторы для СВЧ печей, используемых в качестве запасных деталей, или снять трансформатор из уже вышедших из строя СВЧ печей не составило труда.
Электрическая схема сварочного трансформатора предполагает использование следующих деталей: многожильный медный провод сечением 5 мм, семистор ВТА 41600, оптопару МОС 3068, Arduino Nano, дисплей 1602. А также фанеру 3 мм, лакокрасочные материалы.
Инструменты: ручной лобзик, отвертка, стамеска, молоток, дрель, ножовка по металлу, кусачки, напильник, угольник. Крепежные материалы: болты, клей ПВА, шпаклевка по дереву.
Корпус будет выполняться из фанеры. Для его изготовления необходимо использовать ручной лобзик. Для обработки поверхности, краев корпуса нужно использовать наждачную бумагу, напильник, шпаклевку. При выполнении крепежных соединений в процессе сборки будут использованы болты.
2.2. Техника безопасности при работе со сварочным аппаратом
· Важно! Запрещается изменять конструкцию сварочного аппарата, так это может привести к поломке устройства или его пользователя.
· Внимание! При сварке в стороны могут разлетаться микроскопические брызги металла.
· Используйте средства защиты при работе с устройством - это защитные очки, одежда, перчатки из невозгораемых материалов. Недопустимы открытые участки кожи.
· Несмотря на мощность, контакты могут пригореть - электроды приплавится к месту контакта. Вы получите короткое замыкание и быстрый разогрев проводов.
· Заранее подумайте, что вы будете делать, если продырявите литиевый аккумулятор - как вы будете хватать раскалившийся элемент и куда его закинете догорать. Как минимум, приготовьте металлическое ведро с крышкой. Вблизи рабочего места не должны находиться быстровоспламеняющиеся предметы, т.к. они могут привести к возникновению пожара.
· Работы проводить при наличии средств пожара тушения.
· Необходимо обеспечить проветривание помещения, т.к. при сварке могут образоваться газы в результате продуктов сгорания при нагреве деталей.
3. Заключительный этап
3.1. Экологическое обоснование проекта
С экологической точки зрения использование этого изделия не приведёт к нарушению экологической среды и не является опасным для здоровья человека, так как при его изготовлении не использовались материалы опасные для жизни и здоровья людей.
Процесс сварки требует выполнения норм СанПиН, а именно использование защитных средств, выполнение противопожарных требований, проветривание помещения.
3.2. Экономическое обоснование
Определим себестоимость сварочного аппарата.
3.1. Оценка выполненной работы
В ходе нашего исследования мы приходим к следующим выводам:
· Достаточно сложно было собрать, изучить и проанализировать научную литературу по теме исследования, собрать информацию об истории создания сварочных аппаратов, изучить различные способы их изготовления;
· убедились в доступности, использованного материала для изготовления сварочного аппарата;
· провели формирующий эксперимент, в ходе которого проверили эффективность экспериментальной теории по изготовлению сварочного аппарата на основе Arduino Nano и его работе в домашних условиях;
· осуществили сравнительный анализ констатирующего и контрольного этапов эксперимента, выявили эффективность изготовленного сварочного аппарата, на специально подобранных материалах.
Задачи выполнены, цель исследования достигнута, гипотеза доказана. Действительно, в процессе работы над проектом, сварочный аппарат получился функциональным и современным, имеет невысокую себестоимость. Изделие качественное и безопасное. Конструкция сварочного аппарата соответствует выбранной модели.
Перспективой исследовательской работы является, то, что сварочный аппарат будет востребован, как в частных мастерских, так и на производстве. После усовершенствования можно использовать как многофункциональный инструмент. В будущем сварочный аппарат может приносить небольшой заработок.
4. Список используемой литературы
1. Кашкаров А.П. Аккумуляторы: Справочное пособие. – М.: ИП РадиоСофт, 2014 – 192 с.: ил.
2. Иллюстрированное пособие сварщика. Лосев В.А., Юхин Н.А., 2000.
3. Применяем точечную сварку для ремонта аккумуляторов/ https://zen.yandex.ru/media/ideika/primeniaem-tochechnuiu-svarku-dlia-remonta-akkumuliatorov-5eb048cd4d7f611a88b59847 (дата обращения 6 мая 2020).
4. Точечная сварка для литий-ионных аккумуляторов с симистором на 100А/ https://mysku.ru/blog/ebay/71043.html (дата обращения 04 марта 2019).
5. Ультрабюджетная точечная сварка литиевых аккумуляторов дома/ https://habr.com/ru/post/397975/ (дата обращения 4 октября 2016).
Comentários