[DIY] 2K 구리 링코아로 AC 스폿용접기 제작기 - 처녀작 완성 ^▽^)/

 

 

 

 

처음 스폿용접기를 알게 되고 정보를 수집 및 실제 제작한 내용을 정리한 글로, 다른 블로그에서 발행했다가 이곳으로 옮겨온 글로서 정보수집 과정에서 정돈되지 않은 내용들이 중구난방 나열되어 난잡한 느낌이지만, 개인적으로 DIY의 재미를 알게 한 기념비적인 작업이었고, 아무런 지식없이 스폿용접기를 처음 접하고 만드려는 사람들에게 어느 정도 도움이 될 것 같아서 폐기하려다 살려둔다.

 

개인적으로 DIY입문용으로 스폿용접기를 직접 자작하고 완성했을떼 오는 성취감과 자신감의 상당히 높기때문에 직접 만들어보는 것을 추천한다.

참고로 어느 정도 정보를 수집한 상태라면 이 글보다는 다음의 스폿용접기 자작과 관련된 글을 참고해보는 것을 추천한다.

 

 

 

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스폿용접 성능에 대하여,,
용접봉, 누르는 강도 그리고 니켈 슬롯방식 (추천)

 

AC 스폿용접기 성능(팁, 강도, 슬롯)에 관하여 - 엔지니어링 저널 기고문 참고!!

AC 스폿용접기 제작과 성능 - 링코어 2차 권선 전압과 굵기에 대하여!!

AC 스폿용접기 처음보다 스폿강도가 약해진 경우 점검 포인트!!

 

 

 

 

아두이노 스폿용접 원리 및 회로도/펌웨어

 

AC 오토 스폿용접회로 커스텀버전 만들기 - 원리 이해, 회로도 및 아두이노 스케치파일 (Arduino Sket

 

 

 

 

스폿용접 추천 제작기

 

수지1.5K AC오토스폿용접기 의뢰품 제작 로그 및 관리 페이지 (0468님)

전자렌지 EI 트랜스로 스폿용접기 만들기 - Feat 3D 프린터

 

 

 

 

스폿용접선 동봉관련 글

 

실리콘 2awg 스폿 용접용 케이블 그리고 성능 불균형에 관하여...

AC 링코어 스폿용접기 용접봉 고장(?) 문제점 튜닝 수리 후 성능 대폭 향상

HDD그라인더와 전동 드릴을 사용하여 스폿 용접기 크롬 동봉 다듬기

 

 

 

 

AC오토 스폿용접 리뉴얼 회로 분양페이지

AC 오토 스폿용접 회로 2024년형 리뉴얼 분양 페이지 - 후니파파 ^▽^)/

 

 

 

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2k 링코어 스폿용접기 처녀작 제작스케치

- 2018-06-10 -

 

 

갑자기 스폿용접기에 꽂혀 DIY를 결심했다. 스폿용접기라는 것이 남땜이 어려운 리튬이온 배터리에 니켈 플레이트를 붙이는 도구로 배터리를 이용한 자작에는 기본필수템이다. 그러니깐 DIY를 위한 TOOL을 DIY하는 셈이다.

중국산 상용제품은 품질이 조악해 고장 사례가 많아 기피하는 것 같고, 비교적 쉽게(?) 제작할 수 있어 커뮤니티를 중심으로 DIY가 보편화되어 있는 듯 싶다.

 

사용되는 전원에 따라 AC용과 DC용으로 나뉘는데,, RC카에 사용되는 고방전 배터리나 슈퍼 커패시터를 사용하는 DC방식은 작고 간편한듯 보이지만 상대적으로 처음엔 잘 되는 듯 하다 어느 순간 고장난다던지 하는 파손사례가 끊이질 않고 올라는 걸 보니 추가비용이 발생할 가능성이 높다고 판단,, 언제든지 코드만 꽂으면 즉시 동작하고 그 나마 안정적인 AC 방식으로 결정했다.

 

 

 

 

본격적인 작업에 앞서 원리를 알아보았다.

스폿용접기는 AC 5~8V 전압에 수백A의 대전류를 순간적으로 이용하고 변압기의 주요 부품인 링코어(트로이달) 혹은 전자렌지 내부에 들어 있는 EI 코어가 핵심 재료이다.

 

AC스폿용접기는 변압기 2차 권선에 유도된 전기를 숏트 시켜 발생하는 열로 용접!! 하는데 좀 더 전문적인 내용은 다음과 같다.

배터리 위에 니켈플레이트를 대고 위에 끝이 뾰족한 용접봉을 누른 채로 전기를 흘리면, 용접봉이 닿은 지점에 접촉저항과 병목현상으로 인한 열(Joule 발열)이 발생한다. 그 열에 의해 니켈플레이트가 녹아 변형 될 때 누르는 압력에 의해 배터리에 붙게 된다.

 

배터리 용접은 기타 용접과는 다르게 "열화"가 없도록 최대한 짧은 시간, 보통 20ms 이하로 흘려주는 것이 포인트인데,, 이를 컨트롤하기 위해 러프한 아날로그 타이머와 SSR의 조합보다는 밀리초 단위로 정교한 컨트롤이 가능한 아두이노 회로나 저렴한 중국산을 사용한다.

열화는 사용시 증식해 충격에 의해 떨어질 수 있고 심할경우 킥보드와 같이 대용량 팩의 경우 화재로 이어질 수도 있으니  용접기 제작 후 성공의 기준으로 삼는다.

컨트롤 회로는 오픈몰에서 구입할 수 있는 비교적 고가의 올댓회로나 자작카페를 중심으로 유명한 개인용 회로들이 있으며 더 저렴하게는 중국산 회로들이 있고 공개된 소스를 이용하여 직접 제작하는 것도 가능하다.

정리하면 고방전 배터리를 위한 0.2t 두께의 니켈바를 "열화"없이 작업이 가능한 가?가 목표로 삼으면 될것 같다.
딥스위치나 아날로그 방식은 정밀 컨트롤이 어려워 일단 배제...

 

 

 

 

준비물

 

링코어 : 대원전기 다운 트랜스 2KVA (대원전기 비추, 수지형 1.5K 이상 추천)
회로 : 중국산 100A 트라이악 제어보드 + 9V 트랜스 (비추!!)
> 직접 사용해보니 이 회로의 가장 큰 단점은 타임 계산이 어렵고 정교한 컨트롤이 어려워 매번 스폿칠때마다 테스트를 해보고서야 안심하고 스폿을 칠 수 있었다. 싼게 비지떡..

2차 권선 : 35sq~50sq(추천) 3m
용접봉선 : 35sq (따로 안사서 남은 1m를 잘라서) 혹은 실리콘 4awg
용접봉 : 크롬동봉, 8m x 100mm + 35sq 롱슬리브 (크롬동봉과 용접봉선 체결용)
크레토스 셋(커넥터 + 소켓)
항공단자 + 풋 스위치
3구 파워소켓(퓨즈 내장형) + 3핀 램프 스위치
택스위치용 DC잭 (암컷) - (수컷은 남는 아답터 잘라 사용)
하이박스 200x300x150 + 접이식 손잡이

그 밖에
하이박스 가공용 툴
유니비트와 쇠줄(야스리)
납땜 도구와 글루건
그라인더 : 크롬동봉 가공용
Feat: 휴대용 스토브

 

 

 

 

코어 작업

 

대다수 변압기 링코어는 1차와 2차가 분리되지 않은 단권형의 형태다. 강압형의 경우 정중앙에 탭을 태고 110V를 뽑아내는데 특별히 건들지 않고 110V 탭을 절연 그 상태에 추가로 2차 권선을 감아 복권형으로 만드는 것이 핵심이다.

전자렌지에서 사용되는 EI 변압기는 600VA 정도로 출력이 약하고 2차측 얇은 코일을 제거하고 25sq 케이블로 6바퀴 정도 다시 감는 작업 모두 전용 공구가 없는 초보자에겐 매우 어려운작업으로 경험자가 아니라면 추천하고 싶지 않다. 필자도 한 번 시도해보고 1차측 권선이 찍혀 바로 포기했다.

 

 

사진의 변압기들은 첫 스폿용접기 제작을 위하여 인근 중고마켓에서 개당 5천원에 들고온 것들인데 2개는 알루미늄코어이고 왼쪽 빨간색 대원전기 변압기가 구리로 된 코어인데 이것도 생각보다 부실하다. 특히 오른쪽 사진의 1.5K 링코어는 복사기용으로 알루미늄 코일에 탭까지 6개라 중간 탭 2개씩 모두 이어주어야 연결되는 변태적인 구조로 결국 폐기!!!

 

알루미늄에 구리를 도금한 코일은 옛날 구리파동 이후 단가때문에 사용되기 시작했는데 최근 변압기는 거의 대부분 알루미늄 코어라고 봐도 무방하다. 보통 에나멜 코팅 색이 짙은 검붉은 색이라면 의심해봐야 하고 커터칼로 에나멜 코팅을 벗겨내고 단면의 색을 보고 확인이 가능하다.

효율이 떨어지는 것은 같은 효과를 보기위해 2차 권선 수가 증가하고 같은 전압으로 맞추어도 구리 대비 더 긴 용접 시간이 필요해 열화가능성이 높다. 조금 발품을 팔면 어렵지 않게 구리로 된 링코어를 구할 수 있으니 현시점에서 굳이 알루미늄 링코어로 작업할 이유는 없어보인다.

 

[참고]
고물상에서 분해된채로 뒹구는 링코어는 비를 맞아 내부가 지저분하고 충격에 절연코팅에 손상이 있을 수 있으니 피하고 가급적 중고거래로 가정에서 나온 변압기를 사용하는 것이 좋겠다.

 

 

 

이 대원전기의 링코어는 2K대비 심선도 얇고 가볍고 가운데 홀이 작아 작업도 어렵다.  어쩔수 없어 진행하지만 일단 비추!!다.

2K 변압기는 벤더마다 모두 제각각으로 "광표", "삼립", "한일의 일부" 등 제품이 좋고 가성비로 확실한 것은 녹색플라스틱으로 되어 있는 효율 97.1%의 수지형 1.5K가 품질이 좋다고 알려져 있는 듯 하다.

자세히 보면 220V의 한 가닥은 퓨즈를 거쳐서 링코어에 연결(1번)되어 있고, 또 다른 한 가닥은 전면의 스위치를 거처 링코어와 연결(2번) 되는데 대부분  220V를 인가해 준 라인 그대로 사용하고 110V 출력으로 나가는 두 선이 합쳐진 3번은 그대로 봉인, 절연해준다.

두 선이 합쳐진 3번은 풀면 더 복잡해지니 분해하면서 바로 절연해주는 것이 좋다.

 

 

 

이렇게 10바퀴를 감았으나 5.5v 다. 다른 제작기를 보면 6V가 넘는데 상대적으로 낮지 않나 싶다.
지치고 힘들고 뭐 이상 좋은 방법이 안 떠올라 동작에 이상은 없다는 걸 확인만하고 본격적으로 제작에 들어갔다.
뭐 2차 전압이 낮으니 전류량은 증가해 어쩌면 쓸만할지도 모르겠다는 생각을하면서...

 

 

 

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제작 과정

 

풋 스위치는 항공단자를 사용하는 듯 싶어 주문했는데 요기에 쓰기는 사실 너무 고퀄인듯 싶다.. 실제 써보니 손으로 하는 택스위치보다는 안정적이고 일단 덜 무섭긴 하다. 나중에 스폿칠때?? 은근 쫄리면서도 아드레날린이.....

 

 

 

(왼) 퓨즈형 220V 소켓과 스위치
(오른쪽) 직결하는 것이 효율은 더 좋다고 하던데 편의성과 왠지 더 멋있어 보여 선택한 크레토스 셋

 

 

 

손잡이를 어떻게 할까 고민하다가 35sq 터미널과 롱슬리브 그리고 8mm 크롬동봉을 이용하기로 했다. 참고로 베릴륨은 몸에 해롭고 구리는 잘 녹아서 들러 붙는다고 한다.

추가로 용접선으로 부드럽고 비싼 실리콘 8awg를 야심차게 준비했는데 이게 에러다. 8mm 크롬동봉에 붙이기엔 너무 가늘다. 4awg를 샀어야...ㅠㅠ

 

멘붕속에 한참을 고민하다 2차 권선 감고 남은 35sq 케이블 1미터를 잘라 제작에 들어갔다. KIV 전선이 너무 뻣뻣해 피복을 벗겨내고 10m 수축튜브를 2중으로 입혀주었지만 그래도 뻣뻣한 건 여전했다.

동봉과 케이블 연결은,, 롱 슬리브에 납을 반쯤채우고 케이블을 넣은 상태로 스토프로 지지면서 가공한 크롬동봉을 넣어주었다. 틈이 보이지 않을 정도로 납을 가득채워주었는데 생각보다 납이 많이 들어갔다.

엄두가 안났는데 무대포로 실행하니 어찌어찌 만들어지긴 했다.

 

 

 

 

스폿제어회로

 

7천원 정도이니 아마 구할 수 있는 가장 저렴한 회로가 아닐까 싶다. 알리에서도 구할 수 있고 알리발 완제품 스폿용접기에 달려있는 회로이지만 국내 대행업체에서 사는 게 AS차원에서 괜찮을 듯 하다. 현재 가성비로 제작하는 사람들이 요기에 숫자판(세븐세그먼트) 달린 것을 많이 사용하는 것 같다.

 

사각형 홀가공에 자신이 없어 디스플레이가 없는 아날로그 회로를 선택했는데 후회막급이다. 다이얼 방식이라 매번 스폿칠때마다 테스트 스폿를 해봐야 적정 강도를 찾을 수 있어 너무 불편하고, 정교한 설정이 거의 불가능하다. 처녀작이라 일단 스폿만 되면하는 마음이었는데 중복지출을 피하기 위해선 무조건 국산 아두이노 스폿회로를 추천한다.

 

 

 

 

게다가 가격이 얼마 차이안나 이왕이면 전류량이 조금 더 큰 100A 트라이악으로 주문했는데 이게 중국에만 존재하는 정체불명의 칩이란다. 정품이면 20A만 잘 컨트롤 해도 충분한데 뻥스펙이라는 얘기지만.. 저렴하고 저렴하니...ㅎ

또한 구동을 위해 AC 9V 전원이 별로도 필요하다. 아답터나 스피커내부에 있다고 하는데 개똥도 약에 쓰려면 없다고 아무리 찾아보 안보여 함께 주문했다.

 

 

 

 

판매자 페이지에 있는 회로도와 설명서를 옮겨왔다.
이대로 진행하면 되고 13번 연결사이에 전면부 LED 스위치를 달았다.

 

 

 

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조립전 가테스트!!

 

용접봉이 완성되면 회로를 미리 연결해서 스폿이 잘 되는지 테스트가 가능하다. 뭔가 툭툭 꿈들대는 것이 잘 동작하는 듯 싶다. 신기방기..

 

 

하이박스 가공

 

거의 대부분의 구멍을 책임져준 스텝드릴 비트다. 이런세계가 있었네..

 

 

 

스텝트릴과 쇠줄로 하나씩 가공하고 장착!!
모든게 처음이라 정성을 다하여... ^^;;

 

 

 

스폿조절 단자와 메인 전원컨트롤을 위한 스위치까지 자리를 잡았다.
뭔가 뿌듯한... ^^;

 

 

 

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배선작업

 

지금부터 쏠더링.. 땜질이다!!

배선이 어렵다거나 하지는 않았다.  전체적인 모습으로 회로와 링코어로 케이스가 커서 그런지... 휑~허니 정말 별거 없다. ㅎ

 

 

 

크롬동봉 가공은 핸드 그라인더로 대충 모양을 잡은 뒤 줄로 다듬었다. 끝부분이 너무 가늘지도 않고 뭉퉁해도 안되며 스폿을 쳐가며 적당한 둥글기를 찾아야 할 듯 싶다.

 

택트 스위치는 케이블 타이로 고정했는데 초딩 아들 방과후 학습으로 실습하고 남은 재료에서 재활용했더니 너무 커 손에 쥐고 잡을때 이질감이 느껴지고 실수로 눌리는 경우가 발생했다. 더구나 뻑뻑한 용접선때문에 세세한 컨트롤이 어렵게 느껴졌다.

 

좀 더 작은 스위치로 교체할 생각이지만 풋스위치가 안정적이긴 하다.

 

 

 

 

스폿 테스트

 

전원 인가!!
왼쪽 다이얼은 스폿 시간, 오른쪽 다이얼은 전류 세기(?)를 조절할 수 있다. 몇 번 시도해보니 어렵다..
조합을 찾아야 하고 아날로그 방식이라 익숙해지지가 않아 매번 사용시 연습이 필요했다. 타임만 조절하면 되는 아두이노 회로로 할 걸 하고 급 후회가 밀려온다. ㅠㅠ

 

 

 

니켈 플레이트는 두 종류를 구해서 테스트를 했고 0.15t는 0.2T가 잘 붙는다.

많이들 하는 커터칼날 테스트.. 역시 잘 붙고 타임을 좀 더 늘리면 커터칼날 두 개도 열화가 생기며 붙는다. 처음이고 아날로그 방식이라 살짝 쫄려 타임을 더 늘려 보지는 못했다.

그런데 니켈 두께에 따라 다이얼 두개로 설정할 때 조합 방법을 잘 모르겠다. 카페에서 관련글을 봐도 제대로 이해하고 사용하는 분이 그리 많지 않은 듯 싶다. 나중에 천천히 공부해볼 참이다..

 

 

 

공간이 남아 용접봉과 풋스위치를 함께 수납이 가능하다.
완성된 모습을 보니 캠핑용품처럼 스티커를 붙이고 싶은 욕구가....

 

 

이렇게 좌충우돌 처녀작이 완성됐다.

처음이라 배선차단기랑 각종 터미널과 변압기 등등 이것저것 사느라 추가 비용도 많이 들고 불용된 것들이 좀 되지만 개인적으로 제법 열정을 쏟아 만들었고 본격적으로 하이박스 가공 등 DIY의 재미를 느꼈다. 무엇보다 전기와 조금 친해진 기분이 든다.

스폿용접기는 안 만들어 본사람은 있어도 한 대만 만든 사람은 없다는 말처럼 앞서 설명한 알루미늄 코일의 성능도 궁금하기도 하고 중복지출(?)로 남는 부품으로 1.5K 알루미늄 링코아로 초 저렴 스폿기 만들어볼까 싶다.

나름 오랜만에 즐거운 시간이었다!!

 

끝!!