Stabilizacja prędkości wiertarki do wiercenia płytek drukowanych. Wiertarka do płytek drukowanych sterowanych PWM

Regulatory do ręcznego wiercenia płytek drukowanych.

Pozdrawiam radioamatorów. I nie pozwól, aby lutownica ostygła. Zasadniczo Internet jest pełen różnych obwodów regulacyjnych, wybierz według własnego gustu, ale aby nie cierpieć przez długi czas w poszukiwaniu, postanowiliśmy zwrócić Twoją uwagę na kilka opcji obwodów w jednym artykule. Zarezerwujmy od razu, że nie będziemy opisywać zasady działania każdego obwodu, otrzymasz schemat obwodu regulatora, a także płytkę drukowaną do niego w formacie LAY6. Zacznijmy więc.

Pierwsza wersja regulatora zbudowana jest na mikroukładzie LM393AN, zasilanie jest do niego dostarczane ze zintegrowanego stabilizatora 78L08, wzmacniacz operacyjny steruje tranzystorem polowym, którego obciążeniem jest silnik ręcznej mini wiertarki. Schemat:

Regulacja prędkości odbywa się za pomocą potencjometru R6.
Napięcie zasilania 18 woltów.

Płytka formatu LAY6 dla obwodu LM393 wygląda następująco:

Widok zdjęcia płytki w formacie LAY6:

Rozmiar tablicy 43 x 43 mm.

Układ pinów tranzystora polowego IRF3205 pokazano na poniższym rysunku:

Druga opcja jest dość powszechna. Opiera się na zasadzie regulacji szerokości impulsu. Układ oparty jest na układzie timera NE555. Impulsy sterujące z generatora przesyłane są do bramki polowej. W obwodzie można zamontować tranzystory IRF510...640. Napięcie zasilania 12 woltów. Schemat:

Prędkość silnika jest regulowana za pomocą rezystora zmiennego R2.
Układ pinów IRF510...640 jest taki sam jak IRF3205, rysunek powyżej.

Płytka drukowana w formacie LAY6 dla obwodu NE555 wygląda następująco:

Widok zdjęcia płytki w formacie LAY6:

Rozmiar płyty 20 x 50 mm.

Trzecia wersja obwodu regulatora prędkości jest nie mniej popularna wśród radioamatorów niż PWM, jej charakterystyczną cechą jest to, że kontrola prędkości odbywa się automatycznie i zależy od obciążenia wału silnika. Oznacza to, że jeśli silnik pracuje na biegu jałowym, jego prędkość obrotowa jest minimalna. Gdy obciążenie wału wzrasta (w momencie wiercenia otworu), prędkość automatycznie wzrasta. Schemat ten można znaleźć w Internecie, wyszukując hasło „regulator Savov”. Schemat ideowy automatycznego regulatora prędkości:

Po montażu należy dokonać niewielkiej regulacji regulatora, w tym celu na biegu jałowym silnika rezystor dostrajający P1 reguluje się tak, aby prędkość była minimalna, ale tak, aby wał obracał się bez szarpnięć. P2 służy do regulacji czułości regulatora na wzrost obciążenia wału. Przy zasilaniu 12 V należy zainstalować elektrolity na 16 V, 1N4007 można zastąpić podobnymi od 1 Ampera, dowolną diodę LED, na przykład AL307B, LM317 można umieścić na małym radiatorze, płytka drukowana jest przeznaczona do montażu kaloryfer. Rezystor R6 – 2 W. Jeśli silnik obraca się gwałtownie, nieznacznie zwiększ wartość kondensatora C5.

Poniżej pokazano płytkę drukowaną automatycznego regulatora prędkości:

Widok zdjęcia płytki automatycznego regulatora prędkości w formacie LAY6:

Rozmiar tablicy 28 x 78 mm.

Wszystkie powyższe deski wykonane są na jednostronnej folii z włókna szklanego.

Schematy regulatorów prędkości do miniwiertarki ręcznej, a także płytki drukowane w formacie LAY6 można pobrać za pomocą bezpośredniego linku z naszej strony internetowej, który pojawi się po kliknięciu dowolnej linii bloku reklamowego poniżej z wyjątkiem linii „ Płatna reklama”. Rozmiar pliku – 0,47 Mb.

Chyba każdy radioamator ma narzędzie do wiercenia otworów w płytkach drukowanych. Osobiście używam silnika DPM-35-N1-02 z zestawem tulei zaciskowych podłączonych do adaptera 18 V. Było jednak coś, co mi w tym systemie nie odpowiadało, a mianowicie brak możliwości płynnej regulacji obrotów silnika. Czasami do bardzo delikatnych prac lub żeby uniknąć „bicia” wiertarki czy przecinarki warto nieco zmniejszyć prędkość obrotową wału, a nie zaszkodzi ustawić wyższą granicę, wszak silnik jest na 30 V . Jeśli chcesz, zrobimy to. Po kilku wieczorach z komputerem i lutownicą wyszło coś takiego.

Gotowy produkt zasilany jest z domowej sieci elektrycznej i składa się z zasilacza, stabilizatorów napięcia obwodów zasilających i sygnałowych oraz sterownika PWM zmontowanego na bazie timera NE555. Dlaczego PWM? Oczywiście prędkość obrotową silnika można płynnie zmieniać za pomocą regulowanego stabilizatora parametrycznego, czy nawet mocnego reostatu, ale straty mocy i nagrzewanie się elementów obwodu będą całkowicie nie do przyjęcia. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat, polecam zapoznać się z odpowiednimi materiałami dotyczącymi zasad PWM w Internecie. Krótko mówiąc, modulacja szerokości impulsu pozwala na większą wydajność i minimalne rozpraszanie ciepła. Dlatego głównym elementem obwodu jest 555. timer, działający w trybie prostokątnego generatora impulsów, z regulowanym stosunkiem ich czasu trwania do cyklu pracy. Bramka przełącznika przełączającego obwody mocy jest podłączona do wyjścia timera poprzez sterownik tranzystorowy.
Jak widać, po niewielkich modyfikacjach obwód można przeprojektować tak, aby sterował dowolnym obciążeniem prądu stałego w szerokim zakresie mocy znamionowych, od wentylatora pokojowego po piec elektryczny. Konieczne będzie jedynie zapewnienie odbiornikowi odpowiedniego źródła zasilania i dobranie wyłącznika zasilania dla wymaganych wartości napięcia i prądu.
Przyjrzyjmy się ogólnie działaniu obwodu. Zasilacz to transformator (w tym przypadku toroidalny, 220–35 woltów), zawierający prostownik VDS1 i filtr kondensatorowy C1-C2. Następnie za pomocą stabilizatora LM338T generowana jest moc 30 woltów dla silnika elektrycznego („odcięcie” tylko 3-5 woltów nie nakłada dodatkowych ograniczeń na prąd wyjściowy mikroukładu i prawie go nie nagrzewa), a przy pomoc L7812 - zasilanie 12 V dla timera i kluczowego sterownika. Kondensator zadający częstotliwość C10 jest podłączony do styku progowego 6 timera w taki sposób, że stosunek czasu jego ładowania do czasu rozładowania, a tym samym czas trwania impulsów na pinie 3 do ich współczynnika wypełnienia, jest ustalany przez dzielnik na rezystorze zmiennym R3 i para diod VD2-VD3. Rezystor R4 służy do zapobiegania zwarciu między dodatnim napięciem zasilania a wyjściem bitu 7 timera, gdy rezystor zmienny znajduje się w skrajnym położeniu. Z trzeciego wyjścia timera odebrane impulsy wchodzą do sterownika na komplementarnej parze tranzystorów T1 i T2: BD139-BD140. Sterownik służy do wzmocnienia sygnału i zapewnienia wymuszonego otwierania/zamykania mocy MOSFET T3. Zasadniczo można było obejść się bez sterownika, „podciągając” wyjście NE555 do dodatniego źródła zasilania przez rezystor kiloomowy - w końcu obwód tutaj jest jednostronny, a częstotliwość jest stosunkowo niska. Charakterystyka czasowa i stabilność działania klucza „z dokładnością do milimetra” nie są dla nas tak ważne, a pojemność migawki własnego klucza jest niewielka. Układ został jednak opracowany jako rozwiązanie uniwersalne do późniejszego wykorzystania jako regulator różnych obciążeń, więc sterownik nadal zostawiłem. Następnie wzmocniony sygnał podawany jest na bramkę wyłącznika polowego, który przełącza linię elektroenergetyczną. Wybrałem IRF530 wyłącznie ze względu na jego skromną cenę oraz dlatego, że urządzenia terenowe o niższym prądzie pracy były dostępne tylko w obudowach „bez nóg”, a nie chciałem mieszać w tym produkcie SMD. I tak na oko wystarczy 14 amperów – PSD pobiera maksymalnie 700mA. Im krótszy jest czas trwania sygnałów sterujących, a tym samym impulsów na silniku, tym mniejsza jest prędkość jego obrotu i odwrotnie. Ogólnie rzecz biorąc, są to wszystkie główne elementy programu. Na wyjściu dioda zabezpieczająca - na wszelki wypadek diody LED do kontroli napięć w części zasilającej i sygnałowej obwodu. Jeśli pojawią się problemy ze stabilnością prędkości obrotowej silnika, możesz zainstalować kondensator ćwierćmikrofaradowy równolegle z zaciskami wyjściowymi, chociaż zakres regulacji nieznacznie się zawęzi, ale to według własnego uznania, ja go osobiście nie instalowałem.


Tak wygląda sygnet. Plik Spring Layot znajduje się w załączniku na końcu artykułu. Nie ma potrzeby wykonywania odbicia lustrzanego przed drukowaniem. Wymiary tablicy to 190x75 milimetrów. Zaprojektowany specjalnie dla mojego istniejącego grzejnika.
Co można tu uprościć? Nie polecam, ale można zmniejszyć ilość elektrolitów w filtrze, wyrzucić sterownik, zabezpieczenia i diody LED. Można również wyeliminować zasilanie, jeśli obciążenie ma własne. Nie ma już miejsca na dalsze upraszczanie.




Tak wygląda płytka i gotowe urządzenie z zewnątrz. Radiatorów mam sporo, więc na nich nie oszczędzałem, choć testy praktyczne wykazały, że dodatkowy radiator nie jest potrzebny.
Następnie następuje „kosmetyka”: umieść tablicę w obudowie, wyjmij zmienny uchwyt i złącze do podłączenia silnika do „twarzy”. Nie miałem w szafie nic bardziej kompaktowego niż DB09 firmy COM, więc musiałem ich użyć. Jakiś rodzaj mini-jacka wyglądałby znacznie ładniej. Na tylnej ściance umieszczono włącznik sieciowy oraz przewód z wtyczką. Dodatkowy przełącznik znajduje się bezpośrednio na obudowie silnika i umożliwia szybkie zatrzymanie.
Oczywiście nie ma tu co mówić o zwartości - efektem jest ciężka cegła, ale nie powinniśmy zapominać, że jest to gotowy produkt typu „plug and play”, w dodatku o najprostszej konstrukcji i złożony z tanich komponentów . W razie potrzeby, używając części SMD i zasilacza beztransformatorowego, możesz zmieścić się w wymiarach paczki papierosów, ale koszt i złożoność takiej jednostki będzie taka, że ​​łatwiej będzie kupić gotowy, fabryczny .
Wiertarka doskonale przeszła próby morskie: prędkość jest płynnie regulowana od 100% do około 10%, moment obrotowy na wale jest równy, bez osiadań. Po dłuższej pracy prawie wszystkie elementy obwodu pozostają zimne, z wyjątkiem 7812, który jest lekko ciepły.
Ogólnie rzecz biorąc, kto tego potrzebuje, używaj go dla swojego zdrowia. Jeśli masz jakieś pytania, napisz tutaj, wyjaśnimy to.
O tak, szacunkowa cena to około 400 rubli, jeśli kupisz absolutnie wszystkie części po cenie rynkowej. Nie trzeba dodawać, że ponad połowa części zamiennych została zabrana ze sklepów i nic nie kosztowała.
I na koniec archiwum z pieczęcią i specyfikacją.

Dodatki do pytań z komentarzy. Na wszelki wypadek opisałem to szczegółowo, nigdy nie wiadomo :)
Przejdźmy po kolei:
1) Jak zorganizować płynny rozruch silnika.
Aby zaimplementować płynny start, wykorzystamy funkcję napięcia sterującego dostępną w timerze NE555. Pin timera o tej samej nazwie, numer 5, pozwala kontrolować napięcie odniesienia komparatora, które jest używane podczas ładowania i rozładowywania kondensatora czasowego. Nominalnie napięcie odniesienia wynosi 2/3*Upit, ale przykładając napięcie od 0 do Upit do 5. gałęzi mikroukładu, możemy zmienić ten próg według własnego uznania. Co się wtedy stanie? Bez wchodzenia w szczegóły, kondensator czasowy jest ładowany, aż napięcie na nim osiągnie próg komparatora, po czym włącza się obwód rozładowujący. Jeśli zwiększysz wartość progową, „zęby piły” na kondensatorze staną się szersze i rzadsze - odpowiednio szerokość impulsów na wyjściu timera również wzrośnie, ale jeśli próg zostanie zmniejszony, szerokość „zęby” również się zmniejszą - impulsy wyjściowe staną się węższe. Co więcej, wydaje się, że efekt ten nakłada się na zmiany w cyklu pracy PWM, które ustawiamy za pomocą rezystora zmiennego i ma nad nimi wyższy priorytet.
Oznacza to, że potrzebujemy napięcia na piątym pinie timera, aby płynnie rosło od zera do 2/3*Upit przez pewien czas T, który określa czas trwania miękkiego startu.
Najprostszym sposobem na wdrożenie tego jest użycie łańcucha RC. Jak pamiętamy z kursu fizyki, napięcie na kondensatorze nie rośnie natychmiast, ale stopniowo w miarę ładowania. Aby określić czas ładowania, istnieje wartość T - stała czasowa ładowania kondensatora. T oblicza się ze wzoru T=R*C, gdzie R jest rezystancją rezystora połączonego szeregowo z kondensatorem, a C jest pojemnością tego kondensatora. W czasie T kondensator udaje się naładować o 63%, w związku z czym napięcie między jego płytkami osiągnie 63% napięcia przyłożonego zewnętrznie. Podczas 3*T kondensator jest naładowany w 95%. W naszym przypadku obliczenia „zaczniemy” od wartości T, ponieważ odpowiada ona najbardziej stromej części krzywej ładowania/rozładowania kondensatora, a zatem ma najbardziej wyraźny wpływ na czas trwania okresu miękkiego startu.
Zatem musimy podłączyć nasz łańcuch RC tak, aby usunąć napięcie z górnej płytki kondensatora do 5. nóżki timera, uziemić dolną płytkę i podłączyć rezystor łańcucha do źródła napięcia, wartość co jest równe wartości komparatora NE555 ION, to znaczy dwóm trzecim zasilania napięciem. Ponieważ wartość napięcia odniesienia określa się jedynie prostym stosunkiem, a nie określoną wartością paszportową, znacznie ułatwia to nam życie - nie musimy się martwić wahaniami napięcia zasilania, instalując stabilizator na zenerze diodę wystarczy prosty dzielnik rezystancyjny. Rezystory dzielnika powinny mieć stosunek rezystancji od jednego do dwóch, na przykład 5 i 10 kiloomów. Łączymy rezystor łańcucha RC jednym zaciskiem do środka dzielnika, a drugim do górnej płyty kondensatora. Lepiej od razu zainstalować rezystor dostrajający, aby móc płynnie zmieniać czas trwania procesu przejściowego. Przykładowo stosując trymer 50 kOhm i kondensator 100 µF otrzymamy zakres regulacji od 0,5 s do 5,5 s. „Dodatkowe” pół sekundy pojawia się dlatego, że w obwód ładowania kondensatora zaangażowany jest również rezystor w górnym ramieniu dzielnika o wartości 5 kOhm. Jeśli ta wartość dolnej granicy kontrolnej nie jest zadowalająca i chcesz mniej, to albo zmniejszamy pojemność kondensatora, albo rezystancję ramion dzielnika (proporcjonalnie). Ale powiem od razu - w przypadku silnika elektrycznego proces przejściowy trwający krócej niż pół sekundy będzie praktycznie niezauważalny, ponieważ zostanie całkowicie „pochłonięty” przez bezwładność spoczynkową twornika. Jeśli regulacja nie jest konieczna, należy ustawić rezystor stały na obliczoną wartość, czyli w naszym przypadku na każde 10 kOhm ~ 1 sekundę czasu ładowania.
Zasadniczo możesz zostawić wszystko tak, jak jest, a płynny start zadziała, ale jest tu jeden nieprzyjemny niuans. Załóżmy, że zasilamy część sygnałową obwodu, kondensator jest w pełni naładowany, a silnik płynnie osiąga prędkość znamionową. Co się stanie, jeśli wyłączysz zasilanie timera? Silnik zacznie się zatrzymywać, a kondensator łańcucha RC zacznie płynnie rozładowywać się przez rezystor zmienny i dolne ramię rozdzielacza. Problem polega na tym, że czas rozładowania będzie nawet dłuższy niż czas ładowania, ponieważ rezystor dolny ma dwukrotnie większą rezystancję niż rezystor górny. Odpowiednio, jeśli teraz ponownie włączymy timer, nie czekając chwilę, proces przejścia rozpocznie się nie od zera, ale od określonej wartości napięcia na kondensatorze, do którego udało się go rozładować. Dlatego konieczne jest zapewnienie sposobu szybkiego rozładowania kondensatora. Najprostszą rzeczą, jaką możesz zrobić, to umieścić diodę równolegle z rezystorem zmiennym, z anodą skierowaną w stronę przewodnika. Zatem ładunek przechodzi przez rezystor, a podczas rozładowywania rezystor ten jest bocznikowany przez diodę, a czas rozładowania zależy tylko od wartości dolnego ramienia dzielnika. A za sekundę (przy wartości nominalnej 10 kOhm) wał silnika nie będzie miał czasu na całkowite zatrzymanie, więc krótkotrwałe włączenie/wyłączenie nie spowoduje żadnych szarpnięć.
Ostateczna wersja części obwodu, która zapewnia płynny start, będzie wyglądać następująco:
(wszystko inne pozostaje jak w głównym schemacie).

Zapłatę za tę sprawę spłacimy sami, nie jest to trudne.

2) Jak włączyć/wyłączyć obciążenie za pomocą obwodu niskiego napięcia. Tutaj wszystko nie może być prostsze. Najwłaściwszym miejscem do osadzenia wyłącznika, zapewniającym najmniejszy upływ prądu przy wyłączonym obciążeniu niskonapięciowym, jest za diodą VD1 (zgodnie ze schematem). Należy jednak wziąć pod uwagę, że w tym momencie potencjał jest wysoki, zgodnie z obwodem 30 woltów. Możesz także umieścić przycisk po LM7812 (będzie już 12 woltów), ale nawet po wyłączeniu obwód będzie pobierał niewielki prąd - prąd jałowy stabilizatora. Są jeszcze mniej ekonomiczne punkty instalacji przełącznika: można go zainstalować „w szczelinie” w dowolnym miejscu pomiędzy trzecim pinem NE555 a bramką tranzystora T3 lub w tej samej szczelinie, ale zwierając go „do masy”. W takim przypadku generator czasowy będzie działał, ale impulsy z wyjścia nie dotrą do bramki tranzystora. Ale to już należy do kategorii „złych rad”. :)
A poza tym ostatnia opcja: zamontować wyłącznik w obwodzie wysokiego napięcia. Główną wadą jest to, że przy włączaniu/wyłączaniu obciążenia indukcyjnego, jakim jest uzwojenie silnika elektrycznego, a nawet długie przewody, powstają skoki napięcia, dlatego wymagana jest dioda ochronna VD4 w obwodzie. Ma to jedną wielką zaletę: gdy odbiornik znajduje się w dużej odległości od centrali, można umieścić włącznik tuż obok niego, bez konieczności ciągnięcia dodatkowych przewodów. Dokładnie to samo zrobiłem w swojej wiertarce - przycisk tuż pod palcem, na korpusie mikrowiertarki, aby szybko ją zatrzymać, bez konieczności szukania włącznika na bloku.
Nie zalecam używania wszystkich miejsc instalacji przycisków z wyjątkiem pierwszego i drugiego. Nawiasem mówiąc, wszystkie inne nie pozwalają na zastosowanie opisanego powyżej schematu miękkiego startu.
I jest jeszcze jeden punkt, którego nie uwzględniłem na głównym schemacie i jego opisie, ponieważ w nim części mocy i sygnału są włączane i wyłączane ściśle jednocześnie.
Bramkę tranzystora polowego należy przyciągnąć do masy za pomocą rezystora 50–100 kOhm. Jest to konieczne, aby w przypadku braku sygnałów sterujących z generatora urządzenie polowe pozostało bezpiecznie zamknięte. Jeśli dokręcenie nie zostanie wykonane, na bramce mogą zostać wywołane zakłócenia z otaczającego eteru (na przykład zakłócenia z części obwodu wysokiego napięcia), a przełącznik polowy samoistnie się otworzy lub zamarznie w stanie półotwartym . W takim przypadku pomiędzy źródłem a drenem będzie odpowiednik rezystora o pewnej rezystancji, prąd obciążenia nagrzeje tranzystor i spali go. Podciągnięcie do masy potrzebne jest zarówno przy zastosowaniu sterownika, jak i bez niego - przy takim samym podciągnięciu wyjścia timera do dodatniego źródła zasilania za pomocą rezystora. Trzeba tylko spełnić warunek, aby wartość „górnego” rezystora była o rząd wielkości lub dwa mniejsza niż „dolnego”. Nie zapomnij również o rezystorze ograniczającym prąd przed bramką polową o wartości nominalnej 50-100 omów. Zmniejszy to obciążenie sterownika i generatora. Schematy dla obu opcji znajdują się poniżej.

Cześć! W tym zasobie znajduje się wiele osób, które zajmują się elektroniką i tworzą własne płytki drukowane. I każdy z nich powie, że wiercenie płytek drukowanych to udręka. Małe otwory trzeba wiercić setkami i każdy rozwiązuje ten problem sam.

W tym artykule chciałbym przedstawić Państwu projekt open source dla wiertarki, którą każdy może sam złożyć i nie będzie musiał szukać napędów CD ani tabel obiektowych pod mikroskop.

Opis projektu

Aby silnik poruszał się liniowo, zdecydowałem się zastosować polerowane wały o średnicy 8 mm i łożyska liniowe. Dzięki temu możliwe jest zminimalizowanie luzu w najbardziej krytycznym miejscu. Rolki te można znaleźć w starych drukarkach lub kupić. Łożyska liniowe są również szeroko stosowane i dostępne w drukarkach 3D.

Rama główna wykonana jest ze sklejki o grubości 5mm. Wybrałem sklejkę, ponieważ jest bardzo tania. Zarówno materiał jak i samo cięcie. Z drugiej strony nic nie stoi na przeszkodzie, aby (o ile to możliwe) po prostu wyciąć te same części ze stali lub plexi. Niektóre małe części o skomplikowanych kształtach są drukowane w 3D.

Aby podnieść silnik do pierwotnego położenia, zastosowano dwie zwykłe gumki. W górnym położeniu silnik wyłącza się sam za pomocą mikroprzełącznika.

Na odwrotnej stronie przewidziałem miejsce do przechowywania klucza oraz małe etui na wiertarki. Rowki w nim mają różną głębokość, co ułatwia przechowywanie wierteł o różnych średnicach.

Ale łatwiej jest to wszystko zobaczyć na wideo:

Jest w nim mała nieścisłość. W tym momencie natrafiłem na uszkodzony silnik. Tak naprawdę od 12 V zużywają 0,2-0,3 A na biegu jałowym, a nie dwa, jak mówią na filmie.

Części do montażu

1. Silnik z uchwytem i tuleją zaciskową. Z jednej strony uchwyt szczękowy jest bardzo wygodny, z drugiej jednak strony jest znacznie masywniejszy od zacisku zaciskowego, czyli często podlega uderzeniom i bardzo często trzeba je dodatkowo wyważać.
2. Części ze sklejki. Link do plików do cięcia laserowego w formacie dwg (przygotowanych w programie NanoCAD) można pobrać na końcu artykułu. Wystarczy znaleźć firmę zajmującą się wycinaniem laserowym materiałów i przekazać jej pobrany plik. Chciałbym osobno zaznaczyć, że grubość sklejki może się różnić w zależności od przypadku. Natrafiam na arkusze nieco cieńsze niż 5 mm, więc zrobiłem rowki po 4,8 mm każdy.
3. Części drukowane w 3D. Link do plików do druku części w formacie stl znajdziesz także na końcu artykułu
4. Wałki polerowane o średnicy 8mm i długości 75mm - 2 szt. Oto link do sprzedawcy z najniższą ceną za 1 m jaką widziałem
5. Łożyska liniowe 8mm LM8UU - 2 szt
6. Mikroprzełącznik KMSW-14
7. Śruba M2x16 - 2 szt.
8. Śruba M3x40 w/w - 5 szt
9. Śruba M3x35 z rowkiem - 1 szt
10. Śruba M3x30 w/w - 8 szt
11. Śruba M3x30 h/w z łbem stożkowym - 1 szt.
12. Śruba M3x20 w/w - 2 szt.
13. Śruba M3x14 h/w - 11 szt.
14. Śruba M4x60 z rowkiem - 1 szt
15. Śruba M8x80 - 1 szt
16. Nakrętka M2 - 2 szt.
17. Nakrętka kwadratowa M3 - 11szt
18. Nakrętka M3 - 13szt
19. Nakrętka M3 z pierścieniem nylonowym - 1 szt.
20. Nakrętka M4 - 2 szt.
21. Nakrętka kwadratowa M4 - 1 szt
22. Nakrętka M8 - 1 szt
23. Podkładka M2 - 4 szt
24. Podkładka M3 - 10szt
25. Podkładka M3 powiększona - 26 szt
26. Podkładka zabezpieczająca M3 - 17 szt
27. Podkładka M4 - 2 szt.
28. Podkładka M8 - 2 szt.
29. Podkładka zabezpieczająca M8 - 1 szt
30. Zestaw przewodów instalacyjnych
31. Zestaw rurek termokurczliwych
32. Zaciski 2,5 x 50mm - 6 szt

Montaż

Jeśli wykonasz dokładnie tę sekwencję czynności, montaż maszyny będzie bardzo prosty.

Tak wygląda kompletny zestaw wszystkich elementów do montażu

Oprócz nich montaż będzie wymagał prostego narzędzia ręcznego. Wkrętaki, klucze sześciokątne, szczypce, przecinaki do drutu itp.

Przed rozpoczęciem montażu maszyny zaleca się obróbkę wydrukowanych części. Usuń ewentualne zwisy, podpory, a także przejdź przez wszystkie otwory wiertłem o odpowiedniej średnicy. Części ze sklejki wzdłuż linii cięcia mogą zostać poplamione dymem. Można je także przeszlifować papierem ściernym.

Po przygotowaniu wszystkich części łatwiej jest zacząć od zamontowania łożysk liniowych. Wpełzają do drukowanych części i są przykręcane do bocznych ścianek:

Teraz możesz zmontować podstawę ze sklejki. Najpierw na podstawie montuje się ściany boczne, a następnie wstawia się ścianę pionową. U góry znajduje się również dodatkowy nadruk, który określa szerokość u góry. Podczas wkręcania wkrętów w sklejkę nie należy używać zbyt dużej siły.

Należy wykonać pogłębienie w stole na przednim otworze tak, aby wkręt z łbem nie przeszkadzał w wierceniu deski. Na końcu zamontowana jest także nadrukowana zapinka.

Teraz możesz rozpocząć montaż bloku silnika. Dociskany jest za pomocą dwóch części i czterech śrub do ruchomej podstawy. Podczas montażu należy zadbać o to, aby otwory wentylacyjne pozostały otwarte. Mocuje się go do podłoża za pomocą zacisków. Najpierw w łożysku wkręca się wał, a następnie zatrzaskuje się na nim zaciski. Zamontuj także śrubę M3x35, która w przyszłości będzie dociskać mikroprzełącznik.

Mikroprzełącznik montowany jest w gnieździe z przyciskiem skierowanym w stronę silnika. Jego położenie można skalibrować później.

Gumki zakłada się na spód silnika i przewlecza aż do „rogów”. Ich napięcie należy wyregulować tak, aby silnik uniósł się do samego końca.

Teraz możesz lutować wszystkie przewody. W bloku silnika oraz obok mikroprzełącznika znajdują się otwory na opaski zabezpieczające przewód. Przewód ten można również poprowadzić wewnątrz maszyny i wyprowadzić z tyłu. Upewnij się, że przylutowałeś przewody mikroprzełącznika do normalnie zamkniętych styków.

Pozostaje tylko zainstalować piórnik na wiertła. Górną pokrywę należy mocno dokręcić, a dolną pokrywę należy dokręcić bardzo luźno, wykorzystując w tym celu nakrętkę z wkładką nylonową.

To kończy montaż!

Dodatki

1. Swoją drogą warto przypomnieć tym, którzy nigdy wcześniej nie mieli styczności z tego typu częściami, że plastik z drukarek 3D boi się ciepła. Dlatego należy tu zachować ostrożność - nie należy przechodzić przez otwory w takich częściach wiertarką szybkobieżną lub Dremelem. Rączki, dłonie...
2. Sugerowałbym także zainstalowanie mikroprzełącznika na bardzo wczesnym etapie montażu, gdyż trzeba jeszcze umieć go przykręcić do już zmontowanej ramki - wolnego miejsca jest bardzo mało. Nie zaszkodzi też doradzić fachowcom, aby przynajmniej ocynowali wcześniej styki mikroprzełącznika (lub jeszcze lepiej przylutowali do nich wcześniej przewody i zabezpieczyli miejsca lutowania kawałkami rurki termokurczliwej), aby później podczas lutowania nie nie uszkodzić sklejkowych części produktu.
3. Widocznie miałem szczęście i uchwyt na wale nie był wycentrowany co doprowadziło do poważnych wibracji i buczenia całej maszyny. Udało mi się to naprawić poprzez wycentrowanie szczypcami, jednak nie jest to dobra opcja. Ponieważ oś wirnika się wygina i nie ma już możliwości wyjęcia wkładu, istnieją obawy, że tę właśnie oś wyciągnę całkowicie.
4. Dokręcić śruby z podkładkami zabezpieczającymi w następujący sposób. Dokręcaj śrubę, aż podkładka zabezpieczająca zamknie się (wyprostuje). Następnie obróć śrubokręt o 90 stopni i zatrzymaj się.
5. Wiele osób radzi przymocować do niego regulator prędkości zgodnie ze schematem Savova. Obraca silnik powoli, gdy nie ma obciążenia, i zwiększa prędkość, gdy pojawia się obciążenie.

Pracując z komponentami ołowiowymi, trzeba wykonać płytki drukowane z otworami; jest to prawdopodobnie jedna z najprzyjemniejszych części tej pracy i pozornie najprostsza. Jednak bardzo często podczas pracy trzeba odłożyć mikrowiertło, a następnie podnieść je ponownie, aby kontynuować pracę. Mikrowiertarka leżąca na stole po włączeniu wytwarza dość dużo hałasu z powodu wibracji, ponadto może spaść ze stołu, a często silniki bardzo się nagrzewają podczas pracy z pełną mocą. Ponownie wibracje utrudniają dokładne celowanie podczas wiercenia otworu, a często zdarza się, że wiertło może ześlizgnąć się z deski i zrobić rowek w sąsiednich śladach.

Rozwiązanie problemu jest następujące: należy upewnić się, że mikrowiertarka ma niskie prędkości obrotowe na biegu jałowym, a pod obciążeniem prędkość obrotowa wiertła wzrasta. Dlatego konieczne jest wdrożenie następującego algorytmu działania: bez obciążenia – wkład obraca się powoli, jeśli dostanie się do rdzenia – prędkość wzrasta, jeśli przejdzie – prędkość ponownie spada. Najważniejsze, że jest to bardzo wygodne, po drugie, silnik pracuje na lżejszym trybie, przy mniejszym nagrzewaniu się i mniejszym zużyciu szczotek.

Poniżej schemat takiego automatycznego regulatora prędkości, znaleziony w Internecie i nieco zmodyfikowany w celu rozszerzenia funkcjonalności:

Po montażu i testach okazało się, że dla każdego silnika trzeba dobierać nowe wartości elementów, co jest całkowicie niewygodne. Dodaliśmy także rezystor rozładowujący (R4) dla kondensatora, ponieważ Okazało się, że po wyłączeniu zasilania, a zwłaszcza przy wyłączonym obciążeniu, rozładowuje się dość długo. Zmodyfikowany schemat przyjął następującą postać:

Automatyczny regulator prędkości działa w następujący sposób: na biegu jałowym wiertło obraca się z prędkością 15-20 obr/min, gdy tylko wiertło dotknie przedmiotu obrabianego w celu wiercenia, prędkość obrotowa silnika wzrasta do maksimum. Po wywierceniu otworu i odciążeniu silnika prędkość obrotowa ponownie spada do 15-20 obr./min.

Zmontowane urządzenie wygląda następująco:

Na wejście podawane jest napięcie od 12 do 35 woltów, do wyjścia podłączana jest mikrowiertarka, po czym rezystor R3 ustawia wymaganą prędkość biegu jałowego i można rozpocząć pracę. Należy tutaj zaznaczyć, że regulacja będzie różna dla różnych silników, ponieważ... W naszej wersji obwodu wyeliminowany został rezystor, który należało dobrać, aby ustawić próg zwiększania prędkości.

Wskazane jest umieszczenie tranzystora T1 na grzejniku, ponieważ W przypadku korzystania z silnika o dużej mocy może on być dość gorący.

Pojemność kondensatora C1 wpływa na czas opóźnienia włączania i wyłączania dużych prędkości i wymaga zwiększenia, jeśli silnik pracuje nierówno.

Najważniejszą rzeczą w obwodzie jest wartość rezystora R1, od tego zależy wrażliwość obwodu na obciążenie i ogólna stabilność pracy, ponadto przepływa przez niego prawie cały prąd pobierany przez silnik, więc musi być wystarczająco mocny. W naszym przypadku zrobiliśmy to kompozytowo, z dwóch jednowatowych rezystorów.

Płytka drukowana sterownika ma wymiary 40 x 30 mm i wygląda następująco:

Pobierz rysunek płytki w formacie PDF dla LUT: "pobierać"(Podczas drukowania należy określić skalę na 100%).

Cały proces produkcji i montażu regulatora do mini wiertarki trwa około godziny.

Po wytrawieniu płytki i oczyszczeniu ścieżek z powłoki ochronnej (fotomasy lub tonera, w zależności od wybranej metody wykonania płytki) należy wywiercić w płycie otwory na elementy (zwróć uwagę na wielkość wyprowadzeń różne elementy).

Następnie tory i pola stykowe pokrywa się topnikiem, co bardzo wygodnie jest wykonać za pomocą aplikatora topnika, wystarczy topnik SKF lub roztwór kalafonii w alkoholu.

Po cynowaniu płytki układamy i lutujemy elementy. Automatyczny regulator prędkości mikrowiertarki jest gotowy do użycia.

Urządzenie to było testowane z kilkoma typami silników, parą chińskich silników o różnej mocy oraz parą krajowych serii DPR i DPM - we wszystkich typach silników regulator działa poprawnie po regulacji rezystorem zmiennym. Ważnym warunkiem jest to, żeby był w dobrym stanie, bo... Zły kontakt szczotek z komutatorem silnika może powodować dziwne zachowanie obwodu i nierówną pracę silnika. Zaleca się zainstalowanie na silniku kondensatorów zatrzymujących iskry oraz zainstalowanie diody zabezpieczającej obwód przed prądem zwrotnym w przypadku wyłączenia zasilania.

Wiercenie płytek drukowanych to prawdziwy ból głowy dla inżyniera elektronika, ale nasze nowe urządzenie pomoże złagodzić część tego problemu. Ten prosty i kompaktowy dodatek do miniwiertarki wydłuży żywotność silnika i wierteł. Schemat, płytka, instrukcje konfiguracji, wideo - wszystko jest w artykule!

Dlaczego potrzebujesz kontrolera prędkości?

Jeśli zmniejszysz napięcie na silniku, gdy nie jest on obciążony, możesz osiągnąć wydłużenie żywotności zarówno wierteł, jak i samych silników. Ponadto poprawia się nawet dokładność wiercenia. Najłatwiej to osiągnąć, mierząc prąd pobierany przez silnik.

W Internecie istnieje wiele obwodów podobnych regulatorów, jednak większość z nich wykorzystuje liniowe regulatory napięcia. Są masywne i wymagają chłodzenia. Chcieliśmy we współpracy z nami wykonać płytkę kompaktową opartą na stabilizatorze impulsów, tak aby można było ją po prostu „włożyć” na silnik.

Schemat

Jeżeli prąd jest mniejszy od określonej wartości, do silnika przykładane jest napięcie, w zależności od ustawienia rezystancji RV1. Oznacza to, że na biegu jałowym tylko część mocy będzie dostarczana do silnika, a rezystor dostrajający RV1 pozwoli jednocześnie dostosować prędkość.

Jeżeli sygnał na wyjściu wzmacniacza operacyjnego przekroczy napięcie na komparatorze, wówczas do silnika zostanie dostarczone pełne napięcie zasilania. Oznacza to, że podczas wiercenia silnik włączy się z maksymalną mocą. Próg przełączania ustawiany jest przez rezystor RV2.
Do zasilania wzmacniacza operacyjnego używany jest stabilizator liniowy.

Wszystkie elementy obwodu będą rozpraszać bardzo mało ciepła i można go w całości zmontować przy użyciu komponentów SMD. Może pracować w szerokim zakresie napięć zasilania (w zależności od rezystancji R6) i nie wymaga sterowników ani czujników prędkości.

Płytka drukowana

Lista komponentów

1. Płytka drukowana (link do plików produkcyjnych na końcu artykułu)
2. U1 - MC34063AD, regulator przełączający, SOIC-8
3. U2 - LM358, wzmacniacz operacyjny, SOIC-8
4. U3 - L78L09, stabilizator, SOT-89
5. D1,D3 - SS14, dioda Schottky'ego, SMA - 2 szt
6. D2 - LL4148, dioda prostownicza, MiniMELF
7. C1 - kondensator, 10uF, 50V, 1210
8. C2 - kondensator, 3,3nF, 1206
9. C3,C4 - kondensator, 4,7uF, 1206 - 2szt
10. C5 - kondensator, 22uF, 1206
11. R1-R3,R7,R9,R11 - Rezystor 1 Ohm, 1206 - 6 szt.
12. R4, R10 - rezystor 22 kOhm, 1206 - 2 szt
13. R5 - rezystor 1kOhm, 1206
14. R6 - rezystor 10-27 kOhm, 1206. Rezystancja zależy od napięcia znamionowego zastosowanego silnika. 12 V – 10 kOhm, 24 V – 18 kOhm, 27 V – 22 kOhm, 36 V – 27 kOhm
15. R8 - rezystor 390 omów, 1206
16. RV1, RV2 - rezystor dolny, 15 kOhm, typ 3224W-1-153 - 2 szt.
17. XS1 - zacisk, 2 piny, raster 3,81mm

Montaż i konfiguracja

Umieść element dystansowy pomiędzy płytą a silnikiem powyżej, tak aby płyta nie dotykała silnika. Sama tablica jest umieszczana bezpośrednio na lamelach silnika. Sprawdź kilka razy polaryzację podłączenia silnika, aby obróciła się w prawo, a następnie przylutuj styki.

Styki do zasilania, wejście płytki oznaczone jest jako „GND” i „+36V”. Minus źródła napięcia wejściowego jest podłączony do styku „GND”, a dodatni do „+36V”. Napięcie zasilania musi odpowiadać napięciu znamionowemu silnika.

Konfiguracja sterownika jest bardzo prosta:

1. Ustaw próg reakcji regulatora na maksimum za pomocą rezystora RV2
2. Ustaw rezystor RV1 na optymalną prędkość obrotową silnika w trybie jałowym
3. Ustaw próg zadziałania rezystorem RV2 tak, aby przy pojawieniu się najmniejszego obciążenia napięcie na silniku rosło

Wideo