DIY 30W超声波切割刀（开源）

wangzhihao4 · 发表于昨天 22:41

开源超声波切割刀1. 简介

本项目是一套功率约 30 W 的商用级超声波切割刀整机方案，用于薄材、复合材料、实验样品等场景的切割。主要特点如下：

供电：可使用 12 V / 3 A 电源供电，也可使用 PD/QC 协议快充供电（12 V 档位、3 A 以上）
丰富的屏幕信息展示，可显示当前功率、电压、温度、频率等
支持 3 档功率调节，带软启动与软停止
运行中自动寻峰与失锁重搜，适应负载变化
欠压、过压、过流、过温、失锁等保护，参数可在菜单调节
原理图 + PCB + BOM + 外壳（已上传makerworld）完全开源
详情在立创开源平台查看 https://oshwhub.com/wzh2814685/project_rgonrnxz

2. 注册流程

本项目不提供源码，仅提供加密后的固件。个人爱好者可免费注册使用，流程如下：

使用谷歌浏览器打开 labswang.com。
烧录通用固件。使用 DAPLink、ST-Link 的用户可使用在线烧录功能，将通用固件写入设备；在线烧录失败的可下载通用固件后自行本地烧录。烧录后切割刀屏幕将显示机器码。
在线注册/登录账号，在“我的设备”页面提交机器码。每个账号 2 个免费额度，额度内提交后自动审核通过；超过免费额度将转人工审核。审核通过后，可在线烧录注册固件，也可下载后自行本地烧录。机器码与固件一一对应。

3. 使用说明3.1 首次上电

按界面提示选择语言（中文/英文）。
按提示进行全频标定：设备在设定频段内扫描，找到可用峰值后保存。
标定成功后再选择 1 / 2 / 3 档；未标定完成时不能进入功率档。

3.2 按键操作[td]

操作	主界面	菜单浏览	菜单编辑
短按上	升档	上移选项	数值 + / 开关翻转
短按下	降档	下移选项	数值 - / 开关翻转
长按上	进入菜单 / 确认	进入下级或编辑/执行	退出编辑（保留改动）
长按下	停止 / 回 N	返回上级；根页退出菜单	退出编辑

3.3 菜单结构

标定设置：执行全频标定；查看当前标定频率等信息
风扇设置：联控 / 常转；联控时可设关闭延时
系统设置：语言、显示方向（0°/180°）、屏幕相关项、恢复默认
高级设置：扫频范围（下限 / 上限 / 步进）、保护设置（欠压、过压、过流、过温、失锁保护开关与阈值）

3.4 日常切割操作

如更换刀头或长时间未用，需重新全频标定。
短按升到 1 档试切，观察频率与负载是否稳定；再按需升到 2 / 3 档。
运行中若出现保护弹窗，请按提示排除故障。

3.5 保护与提示[td]

现象	建议处理
欠压/过压提示	检查供电电压与线损，确认母线在允许范围
过流停机	减轻负载或降档；检查刀头卡滞、匹配异常
过温提示	改善散热/风扇，待降温后再用
未标定无法升档	先完成全频标定
未注册相关提示	按第 2 节完成注册固件烧录
频繁重搜	紧固螺纹、检查刀头磨损、重新标定、检查供电

4. 制作注意事项

个人爱好者制作本项目时，建议加Q群668682263交流。

4.1 物料采购

PCB上的电容，除在原理图内标注的以外，其余电容耐压要求25V以上即可。变压器需自行绕制，功率电感按推荐购买成品可免于绕制。除PCB上的元件外，还应购置以下物料或工具。

[td]

类别	采购建议
烧录工具	优先选用DAP-LINK，如有STLINK也可，自行购买以便烧录固件使用
超声波振子	强烈推荐固特超声GT-N201566-TAF型超声波换能器，可在1688购买。如换用其他换能器，请确保换能器主要参数一致。
耐高温硅胶片	厚2mm，宽4mm，长12mm的长条两个，用于固定超声振子。可购买外径22mm，内径18mm，厚度2mm的硅胶管裁切，也可自行寻找其他代用。
风扇	12V供电的20206mm侧吹风风扇
变压器T1	EFD20骨架（4+4卧式）、 PC40磁芯；玛拉胶带6mm、13mm各一卷；0.4mm、0.3mm漆包线各4m左右（单个变压器的估算用量，首次绕制建议留充足余量）。可在淘宝搜索店铺“磁材网”一次性购齐。
电感T2	优先建议购买成品，搜EE16-7立式电感4+4非隔离1.3mH。
螺丝	M2*10自攻丝6个

4.2 变压器绕制说明

注意：所有绕组的绕制的方向务必一致！务必按说明中的层数密绕！

绕一半次级，准备1.5m长的0.3mm漆包线1根。从变压器5脚开始，将首端固定在5脚上，然后紧密排线，绕制36匝，一层可以绕下。到6脚绕制结束，固定到6脚上，然后剪断多余的漆包线。使用13mm胶带做层间绝缘。
绕制初级，准备0.7m长的0.4 mm漆包线4根，从4脚开始绕制，首端留短一点，简单固定在4脚上，紧密排线，绕12匝，两层可以绕下，到1脚结束，末端稍微留长一点，减掉多余漆包线。使用13mm胶带做层间绝缘。
再绕另一半次级（0.3mm、36匝），准备1.8m长的0.3mm漆包线1根，这次从变压器6脚开始，到8脚结束。此时6脚上应有两个线（前一次半次级的尾端和本次半次级的首端），将8脚上的线固定好，最后使用13mm胶带做最外层绝缘。
接下来处理还未焊接的两个半初级，这是成功的关键。将首端4个线头（短的）和尾端四个线头（长的）的漆刮掉，用万用表通断档测量首尾，找出任意两根线（首和尾是通的）作为前半初级，将这两根线的首（短的）接在4脚，尾（长的）接在3脚。然后将另外的两根线作为后半初级，将这两根线的首（短的）接在2脚，尾（短的）接在1脚。

5. 将确定好位置的线均焊接在对应引脚上，剪去无用的6脚和7脚。使用6mm胶带缠绕使两片磁芯紧密贴合，而后使用热熔胶等固定磁芯和骨架避免晃动，
6. 有条件的使用电桥进行检查，在35khz下两个半初级绕组电感量均约200uh且相差不大。全初级绕组电感量800uh，次级绕组电感量7.2mh左右。半初级绕组漏感不应大于2uh且相差不大。

4.3 装配

装配时，在屏幕下粘贴泡沫胶，带起到顶起屏幕的作用。
根据PCB上的按键高度自行实验选择要打印的按键版本（0/1/3 mm）。
打印外壳时可自行选择打印开了编程口的壳体，以方便烧录新固件。

5. 声明

本项目资料均免费开源，仅供自行制作与研究使用。若您通过付费渠道获得相关资料，或购买他人制作的成品/半成品，请注意：作者并未收取相关费用，亦无义务提供技术支持或售后服务。
本设备包含高压、高温与超声振动，操作时注意绝缘、防护与刀头飞溅。
必须先机械紧固换能器、变幅杆与刀头，再进行标定与切割。
修改保护阈值或关闭保护前，请确认你具备相应调试能力。
本项目不能作为医疗器械对人体使用，硬件复刻与使用安全由使用者自行负责。

6. 常见问题Q1：标定一直失败？

检查供电是否充足、刀头是否紧固、放大扫频范围再试，并观察空载/轻载电流是否过小。

Q2：ST-Link 网页烧录找不到设备？

在 Windows 上使用 Zadig 将 ST-Link 接口安装为 WinUSB 后重试；或改用 DAPLink / 传统上位机烧录。

Q3：运行中总是进入重搜？

优先检查机械紧固与刀头状态，必要时重新全频标定。