Стабілізація оборотів свердлувального верстата для свердління плат. Свердлилка для плат з шим-керуванням

Регулятори для ручного свердління плат.

Вітаю радіоаматорів. І нехай не охолоне ваш паяльник. В принципі в інеті повно різних схем регуляторів, вибирай на свій смак, але щоб вам довго не мучитися в пошуках ми вирішили запропонувати вашій увазі кілька варіантів схем в одній статті. Відразу обмовимося, описувати принцип роботи кожної схеми ми не будемо, вам буде надано принципову схему регулятора, а також друкована плата до неї у форматі LAY6. Тож почнемо.

Перший варіант регулятора побудований на мікросхемі LM393AN, живлення на неї подається з інтегрального стабілізатора 78L08, операційник керує польовим транзистором, навантаженням якого є двигун ручної мінідрелі. Принципова схема:

Регулювання обертів здійснюється потенціометром R6.
Напруга живлення 18 Вольт.

Плата LAY6 формату до схеми на LM393 виглядає так:

Фото-вид плати LAY6 формату:

Розмір плати 43 х 43 мм.

Розташування висновків польового транзистора IRF3205 показано на малюнку:

Другий варіант має досить широке поширення. У його основу закладено принцип широтно-імпульсного регулювання. Схема побудована на мікросхемі таймер NE555. Керуючі імпульси з генератора надходять на затвор польовика. У схему можна поставити транзистори IRF510...640. Напруга живлення 12 Вольт. Принципова схема:

Регулювання обертів двигуна здійснюється змінним резистором R2.
Розташування висновків IRF510...640 таке саме як у IRF3205, картинка вище.

Друкована плата LAY6 формату до схеми NE555 виглядає так:

Фото-вид плати LAY6 формату:

Розмір плати 20 х 50 мм.

Третій варіант схеми регулятора оборотів має не меншу популярність серед радіоаматорів ніж ШІМ, її відмінною особливістю є те, що регулювання швидкості відбувається автоматично і залежить від навантаження на валу моторчика. Тобто, якщо мотор крутиться на неодружених оборотах, швидкість його обертання мінімальна. При збільшенні навантаження на валу (у момент свердління отвору) оберти автоматично збільшуються. У неті цю схему можна знайти на запит “Регулятор Савова”. Принципова схема автоматичного регулятора обертів:

Після складання необхідно зробити невелике налаштування регулятора, для цього на холостому ході моторчика підлаштовується підстроювальний резистор Р1, щоб оберти були мінімальні, але так, щоб вал обертався без ривків. Р2 служить для підстроювання чутливості регулятора збільшення навантаження на валу. При 12-ти Вольтовому живленні ставте електроліти на 16 Вольт, 1N4007 замінні на подібні від 1 Ампера, світлодіод будь-який, наприклад, АЛ307Б, LM317 можна поставити на невеликий тепловідведення, друкована плата розрахована на встановлення радіатора. Резистор R6 - 2 Вт. Якщо двигун обертається ривками, збільште трохи номінал конденсатора С5.

Друкована плата автоматичного регулятора обертів показана нижче:

Фото-вид плати автоматичного регулятора обертів LAY6 формату:

Розмір плати 28 х 78 мм.

Всі наведені вище плати виготовляються на односторонньому фольгованому склотекстоліті.

Завантажити принципові схеми регуляторів оборотів для ручного міні-дриля, а також друковані плати у форматі LAY6 можна за прямим посиланням з нашого сайту, яка з'явиться після кліка по будь-якому рядку рекламного блоку нижче крім рядка "Оплачена реклама". Розмір файлу – 0,47 Мб.

Гадаю, кожен радіоаматор має інструмент для свердління отворів у друкованих платах. Я особисто використовую двигун ДПМ-35-Н1-02 із набором цанг, підключений до адаптера на 18 вольт. Однак дещо в цій системі мене не влаштовувало, а саме відсутність можливості плавно регулювати оберти двигуна. Часом, для дуже тонкої роботи або щоб уникнути «биття» свердла або фрези, хочеться трохи зменшити швидкість обертання валу, та й верхню межу зробити більше не завадить, все ж таки двигун 30-тивольтовий. Хочеться – зробимо. Після пари-трійки вечорів з комп'ютером та паяльником вийшло приблизно таке.

Готовий виріб живиться від побутової електромережі, поєднує в собі блок живлення, стабілізатори напруги для силових та сигнальних ланцюгів та ШІМ-контролер, зібраний на базі таймера NE555. Чому саме ШІМ? Звичайно ж, обороти двигуна можна плавно змінювати, застосовуючи регульований параметричний стабілізатор, або дуже потужний реостат, але втрати потужності та нагрівання елементів схеми при цьому будуть абсолютно неприйнятними. Якщо є бажання дізнатися більше про предмет, рекомендую звернутися до відповідних матеріалів за принципами ШІМ в мережі. У двох словах, широтно-імпульсна модуляція дозволяє досягти більшої економічності та мізерного тепловиділення. Тому основним вузлом схеми є 555-й таймер, що працює в режимі генератора прямокутних імпульсів, з регульованим відношенням тривалості їх до шпаруватості. До виходу таймера через транзисторний драйвер підключено затвор ключа, що комутує силові ланцюги.
Як видно, шляхом невеликих модифікацій схема може бути перероблена для управління будь-якими навантаженнями постійного струму з широким діапазоном потужностей, від кімнатного вентилятора до електропечі. Необхідно лише забезпечити навантаження відповідним джерелом живлення, і підібрати силовий ключ на потрібні значення напруги і струму.
Загалом розглянемо роботу схеми. Блок трансформаторний живлення (в даному випадку тороїд, 220 на 35 вольт), містить випрямляч VDS1 і конденсаторний фільтр C1-C2. Потім, за допомогою стабілізатора LM338T, формується живлення електродвигуна 30 вольт (обрізання всього 3-5 вольт не накладає додаткові обмеження на вихідний струм мікросхеми і майже не розігріває її), і за допомогою L7812 - 12 вольт живлення для таймера і драйвера ключа. Частотозадающий конденсатор C10 підключений до порогового виведення 6 таймера таким чином, що відношення часу його заряду до часу розряду, а отже, і тривалості імпульсів на виведенні 3 до їх шпаруватості, визначається дільником на змінному резисторі R3 і парою діодів VD2-VD3. Резистор R4 служить для виключення короткого замикання між плюсом живлення і виведенням 7 таймера розряду при крайньому положенні змінного резистора. З третього виведення таймера отримані імпульси надходять у драйвер на комплементарній парі транзисторів T1 і T2: BD139-BD140. Драйвер служить для посилення сигналу та забезпечення форсованого відкриття/закриття силового MOSFET T3. В принципі, можна було обійтися і без драйвера, «підтягнувши» вихід NE555 до плюсу живлення через кілоомний резистор — все ж таки тут схема однотактна, і частота порівняно невелика. Нам не такі важливі тимчасові характеристики та стабільність спрацьовування ключа «з точністю до міліметра», та й власна ємність затвора ключа невелика. Однак схема розроблялася як універсальне рішення, для застосування її надалі як регулятор різних навантажень, тому драйвер я все ж залишив. Далі посилений сигнал подається на затвор польовика, що комутує силову лінію. Мною обраний IRF530 виключно за мізерну ціну і за те, що з меншим робочим струмом у наявності були польовики тільки в «безногих» корпусах, а зв'язуватися з SMD у цьому виробі не хотілося. А так 14 ампер за очі вистачає – ДПМ споживає 700мА максимум. Чим менше тривалість керуючих сигналів, а отже і імпульсів на движку, тим нижча швидкість його обертання, і навпаки. Ось загалом і всі основні елементи схеми. Захисний діод на виході - про всяк випадок, світлодіоди для контролю напруг у силовій та сигнальній частинах схеми. Якщо виникнуть проблеми зі стабільністю швидкості обертання двигуна, можна встановити паралельно вихідним клем конденсатор на чверть мікрофаради, правда при цьому діапазон регулювання злегка звузиться, але це вже на ваш розсуд, я особисто ставити не став.


Так виглядає друк. Файл для Spring Layot додається наприкінці статті. Дзеркати перед роздруком не треба. Габарити плати 190х75 мм. Розведена спеціально під радіатор, що є у мене.
Що можна спростити? Не рекомендую, але можна зменшити кількість фільтруючих електролітів, викинути драйвер, захист та світлодіоди. Ще можна ліквідувати блок живлення, якщо навантаження має свій. Далі спрощувати вже нема куди.




Так виглядає зовні плата та готовий пристрій. Радіаторів у мене купа, тому на них економити не став, хоча практичні випробування показують, що додаткового тепловідведення немає потреби.
Далі вже "косметика": помістити плату в корпус, вивести на "морду" ручку змінника та роз'єм для підключення двигуна. У мене нічого компактнішого за COM-івські DB09 в коморі не знайшлося, тому довелося використовувати їх. Який-небудь міні-джек виглядав би набагато симпатичніше. На задній стінці мережевий вимикач та провід з вилкою. Додатковий вимикач розміщений безпосередньо на корпусі двигуна для швидкої зупинки.
Звичайно про компактність тут говорити не доводиться - важка цегла вийшла, але не слід забувати, що цей готовий виріб «включив і працюй», до того ж найпростішої конструкції і зібраний з дешевих комплектуючих. За бажанням, застосовуючи SMD деталі та безтрансформаторний блок живлення, можна вкластися в габарити сигаретної пачки, проте вартість та складність такого блоку будуть такими, що простіше придбати вже готовий, фабричний.
Ходові випробування свердлилка пройшла на відмінно: обороти плавно регулюються від 100% до 10%, момент на валу рівний, без просідання. Після тривалої роботи, майже всі елементи схеми залишаються холодними, крім 7812 — трохи тепла.
Загалом кому треба користуйтеся на здоров'я. Якщо виникнуть якісь питання, пишіть тут, подумаємо.
Ах так, ціна питання по кошторису виходить близько 400 рублів, якщо купувати всі деталі за ринковою ціною. Чи треба говорити, що більше половини запчастин діставалося із загашників і нічого не коштувало.
І, насамкінець, архів з печаткою та специфікацією.

Доповнення з питань із коментів. Про всяк випадок, розписував досконально, чи мало :)
Давай по-порядку:
1) Як організувати плавний запуск двигуна?
Для реалізації плавного запуску скористаємося функцією control voltage, що є в таймері NE555. Однойменний висновок таймера, за номером 5, дозволяє управляти опорною напругою компаратора, що використовується при заряді-розряді конденсатора, що задає час. Номінально, опорна напруга становить 2/3*Uпит, але подаючи на 5 ногу мікросхеми напруга від 0 до Uпит, ми можемо змінювати цей поріг на власний розсуд. Що при цьому відбувається? Не вдаючись у подробиці, конденсатор, що задає час, заряджається до тих пір, поки напруга на ньому не досягне порога спрацювання компаратора, після чого включається ланцюг розряду. Якщо збільшити значення порога, то «зуб'я пили» на конденсаторі стануть ширшими і рідшими — відповідно ширина імпульсів на виході таймера також збільшиться, якщо поріг зменшити, ширина «зуб'їв» також зменшиться — імпульси на виході стануть уже. Причому цей ефект хіба що накладається ті зміни коефіцієнта заповнення ШИМ, що ми задаємо змінним резистором, і має ними вищий пріоритет.
Що ж, значить нам потрібно, щоб напруга на 5-му виведенні таймера плавно наростала від нуля до 2/3 * Uпит за деяку величину часу Т, що визначає тривалість плавного старту.
Найпростіше це реалізувати за допомогою RC ланцюжка. Як ми пам'ятаємо з курсу фізики, напруга на конденсаторі зростає не миттєво, а поступово в міру його заряду. Для визначення часу заряду існує величина Т - постійна часу заряду конденсатора. Т обчислюється за формулою Т=R*C, де R — опір резистора, послідовно включеного з конденсатором, а С — ємність цього самого конденсатора. За час Т, конденсатор встигає зарядитися на 63%, відповідно і величина напруги між його обкладками досягне 63% від прикладеного ззовні. За час 3*Т конденсатор заряджається на 95%. У нашому випадку, у розрахунках ми «відштовхуватимемося» від величини Т, оскільки їй відповідає найбільш крута ділянка кривої заряду/розряду конденсатора, а отже найбільш яскраво виражений вплив на тривалість періоду м'якого старту.
Таким чином, нам потрібно підключити наш RC ланцюжок так, щоб з верхньої обкладки конденсатора знімати напругу на 5 ногу таймера, нижню обкладку заземлити, а резистор ланцюжка підключити до джерела напруги, величина якого дорівнює такій у ІОН компаратора NE555, тобто двом третинам від напруги живлення. Оскільки величина опорної напруги визначається лише простим співвідношенням, а не конкретним паспортним значенням, це сильно полегшує нам життя — не потрібно переживати з приводу коливань напруги живлення, городити стабілізатор на стабілітроні, досить простого резистивного дільника. Резистори дільника повинні мати опори щодо один до двох, наприклад, 5 і 10 кілоом. Резистор RC ланцюжка одним висновком підключаємо на середню точку дільника, а другим на верхню обкладку конденсатора. Краще відразу поставити підстроювальний резистор, щоб мати можливість плавно змінювати тривалість перехідного процесу. Наприклад, використовуючи 50 кОм підстроєчник і 100 мкФ конденсатор, отримаємо діапазон регулювання від 0,5 до 5,5 с. "Зайві" півсекунди з'являються за рахунок того, що в ланцюгу заряду конденсатора бере участь також резистор верхнього плеча дільника, номіналом 5 кОм. Якщо така величина нижньої межі регулювання не влаштовує і хочеться поменше, зменшуємо або ємність конденсатора, або опір плечей дільника (пропорційно). Але скажу відразу - для електродвигуна перехідний процес менш ніж півсекунди буде практично непомітний, тому що його повністю «зжере» інерція спокою якоря. Якщо регулювання не потрібне, ставимо постійний резистор на розрахунковий номінал, а саме, у нашому випадку, на кожні 10 ком ~ 1 секунда часу заряду.
В принципі вже можна залишити все як є, і плавний старт працюватиме, але тут є один неприємний нюанс. Припустимо, ми подали живлення сигнальну частину схеми, конденсатор повністю зарядився, і двигун плавно вийшов номінальні обороти. Що буде, якщо вимкнути живлення таймера? Двигун почне зупинятися вибігом, а конденсатор RC ланцюжка почне плавно розряджатися через змінний резистор та нижнє плече дільника. Засідка тут у тому, що час розряду буде навіть більшим, ніж час заряду, оскільки резистор нижнього плеча має вдвічі більший опір, ніж верхній резистор. Відповідно, якщо тепер ми знову включимо таймер, не почекавши деякий час, то перехідний процес почнеться не з нуля, а з якогось значення напруги на конденсаторі, до якого він встиг розрядитися. Тому необхідно передбачити спосіб швидкого розряду конденсатора. Найпростіше, що можна зробити, це поставити діод паралельно змінному резистори, анодом до кондера. Таким чином, заряд йде через резистор, а при розряді цей резистор шунтується діодом і час розряду залежить тільки від номіналу нижнього плеча дільника. А вже за секунду (при номіналі 10 кОм), вал двигуна не встигне повністю зупинитися, тому короткочасне увімкнення/вимкнення ніяких ривків не створить.
Остаточний варіант частини схеми, що реалізує плавний запуск, вийде таким:
(Все інше залишається як в основній схемі).

Плату під цю справу перерозводимо самі, це не складно.

2) Як зробити включення/вимкнення навантаження за низьковольтною схемою. Тут якраз простіше нікуди. Найправильніше місце, куди варто врізати вимикач, що забезпечує при цьому найменші витоку при вимкненому низьковольтному навантаженні, це після діода VD1 (за схемою). Але слід врахувати, що у цій точці потенціал високий, за схемою 30 вольт. Також можна поставити кнопку після LM7812 (там буде вже 12 вольт), але при цьому навіть у вимкненому стані схема споживатиме невеликий струм - струм холостого ходу стабілізатора. Є ще менш економічні точки установки вимикача: можна встановити його «в розрив» у будь-якому місці між 3-м виведенням NE555 та затвором транзистора Т3, або в тому ж проміжку, але замикаючи «на землю». При цьому генератор таймера працюватиме, але імпульси з виходу не доходитимуть до затвора транзистора. Але це вже з розряду "шкідливих порад". :)
І особняком, останній варіант: все ж таки поставити вимикач у високовольтному ланцюгу. Тут основний недолік у тому, що при включенні/відключенні індуктивного навантаження, якою є обмотка електродвигуна і адже просто довгі дроти, утворюються сплески напруги, тому захисний діод VD4 у схемі є обов'язковим. За те є одна велика перевага: коли споживач знаходиться на відстані від блоку управління, можна розмістити кнопку ввімкнення/вимкнення прямо поряд з ним, не підтягуючи додаткових проводів. Саме так я і зробив на своїй свердлилці - кнопка прямо під пальцем, на корпусі мікродриля, щоб оперативно зупинити її, не нашаруючи вимикач на блоці.
Не рекомендую використовувати всі установки кнопок крім першого і другого. До речі, решта не дозволяють використовувати вищеописану схему плавного старту.
І ще такий момент, який я не відобразив в основній схемі та її описі в силу того, що в ній силова та сигнальна частини включаються та вимикаються строго одночасно.
Затвор польового транзистора слід підтягнути до землі резистором на 50 - 100 кОм. Це потрібно для того, щоб без керуючих сигналів з генератора, полевик залишався надійно закритим. Якщо підтяжку не зробити, то на затвор може навестися перешкода з навколишнього ефіру (наприклад, наведення високовольтної частини схеми), і полівик мимоволі відкриється або зависне у напіввідкритому стані. При цьому між витоком і стоком вийде еквівалент резистора з якимось опором, струм навантаження розігріє транзистор і спалить його. Підтяжка до землі потрібна як при використанні драйвера, так і без нього - при такій підтяжці виходу таймера до плюсу живлення резистором. Слід лише виконувати умову, щоб номінал «верхнього» резистора був на порядок-два нижчим за «нижній». Також не забуваємо про струмообмежуючий резистор перед затвором польовика, номіналом 50-100 Ом. Це знизить навантаження на драйвер та генератор. Схеми обох варіантів нижче.

Вітаю! На цьому ресурсі багато людей, які займаються електронікою та самостійно виготовляють друковані плати. І кожен із них скаже, що свердління друкованих плат це біль. Дрібні отвори доводиться свердлити сотнями і кожен самостійно вирішує собі цю проблему.

У цій статті я хочу надати вашій увазі відкритий проект свердлувального верстата, який кожен зможе зібрати сам і йому не знадобиться для цього шукати CD-приводи або предметні столи для мікроскопа.

Опис конструкції

Для лінійного переміщення двигуна я вирішив використовувати поліровані вали діаметром 8мм та лінійні підшипники. Це дає можливість мінімізувати люфти у найвідповідальнішому місці. Ці вали можна знайти у старих принтерах чи купити. Лінійні підшипники також поширені і доступні, оскільки застосовуються в 3D-принтерах.

Основна станина виготовлена ​​з фанери товщиною 5мм. Фанеру я вибрав, тому що вона коштує дуже дешево. Як матеріал, так і саме різання. З іншого боку нічого не заважає (якщо є можливість) просто вирізати ті самі деталі зі сталі або оргскла. Деякі дрібні деталі складної форми надруковані на 3D-принтері.

Для підняття двигуна у вихідне положення використано дві звичайні канцелярські гумки. У верхньому положенні двигун сам відключається за допомогою перемикача.

На звороті я передбачив місце для хрінення ключа і невеликий пенал для свердління. Пази в ньому мають різну глибину, що робить зручним зберігання свердел з різним діаметром.

Але все це простіше один раз побачити на відео:

На ньому є невелика неточність. На той момент мені трапився бракований двигун. Насправді від 12В вони споживають на неодруженому ходу 0,2-0,3А, а не два, як йдеться у відео.

Деталі для збирання

1. Двигун з патроном та цангою. З одного боку кулачковий патрон це дуже зручно, але з іншого він набагато масивніший за цанговий затиск, тобто часто схильний до биття і дуже часто їх доводиться додатково балансувати.
2. Фанерні деталі Посилання на файли для лазерного різання у форматі dwg (підготовлено до NanoCAD) можна буде завантажити наприкінці статті. Досить просто знайти фірму, яка займається лазерною різкою матеріалів та передати їм завантажений файл. Зазначу окремо те, що товщина фанери може змінюватися час від часу. Мені трапляються листи які трохи тонші за 5мм, тому пази я робив по 4,8мм.
3. Надруковані на 3D-принтері деталі. Посилання на файли для друку деталей у stl-форматі можна також знайти в кінці статті
4. Поліровані вали діаметром 8мм та довжиною 75мм - 2шт. Ось посилання на продавця з найнижчою ціною за 1м, яке я бачив
5. Лінійні підшипники на 8мм LM8UU - 2шт
6. Мікроперемикач KMSW-14
7. Гвинт М2х16 - 2шт
8. Гвинт М3х40 в/ш - 5шт
9. Гвинт М3х35 шліць - 1шт
10. Гвинт М3х30 в/ш - 8шт
11. Гвинт М3х30 в/ш з головкою тайком - 1шт
12. Гвинт М3х20 в/ш - 2шт
13. Гвинт М3х14 в/ш - 11шт
14. Гвинт М4х60 шліць - 1шт
15. Болт М8х80 - 1шт
16. Гайка М2 - 2шт
17. Гайка М3 квадратна - 11шт
18. Гайка М3 - 13шт
19. Гайка М3 з нейлоновим кільцем - 1шт
20. Гайка М4 - 2шт
21. Гайка М4 квадратна - 1шт
22. Гайка М8 - 1шт
23. Шайба М2 - 4шт
24. Шайба М3 - 10шт
25. Шайба М3 збільшена - 26шт
26. Шайба М3 гроверна - 17шт
27. Шайба М4 - 2шт
28. Шайба М8 - 2шт
29. Шайба М8 гроверна - 1шт
30. Набір монтажних дротів
31. Набір термозбіжних трубок
32. Хомути 2.5 х 50мм - 6шт

Складання

Якщо слідувати саме такій послідовності дій, збирати верстат буде дуже просто.

Ось так виглядає повний набір всіх комплектуючих для складання

Крім них для складання буде потрібно найпростіший ручний інструмент. Викрутки, шестигранні ключі, плоскогубці, кусачки і т.д.

Перед тим починати збирати верстат бажано обробити надруковані деталі. Видалити можливі напливи, підтримки, а також пройти всі отвори свердлом відповідного діаметра. Фанерні деталі по лінії різу можуть забруднити гаром. Їх можна також обробити наждачним папером.

Після того, як всі деталі готові почати простіше з установки лінійних підшипників. Вони закрадаються всередину надрукованих деталей і прикручуються до бокових стінок:

Тепер можна зібрати фанерну основу. Спочатку бічні стінки встановлюються на основу, а потім вставляється вертикальна стінка. У верхній частині є додаткова надрукована деталь, яка задає ширину у верхній частині. При закручуванні гвинтів у фанеру не прикладайте надто великого зусилля.

У столику на передньому отворі необхідно зробити зенковку, щоб гвинт з головою таємно не заважав свердлити плату. З торця також встановлена ​​надрукована деталь кріплення.

Тепер можна розпочати складання блоку двигуна. Він притискається двома деталями та чотирма гвинтами до рухомої основи. При його встановленні слід стежити, щоб отвори для вентиляції залишалися відкритими. На основу він закріплюється за допомогою хомутів. Спочатку вал просочується в підшипник, а потім на ньому замикаються хомути. Також встановіть гвинт М3х35, який у майбутньому натискатиме на мікроперемикач.

Мікроперемикач встановлюється на прорізі кнопкою у бік двигуна. Пізніше його становище можна буде калібрувати.

Гумки накидаються на нижню частину двигуна і протягуються до рогів. Їх натяг треба відрегулювати так, щоб двигун піднімався до кінця.

Тепер можна припаяти всі дроти. На блоці двигуна і поруч із мікроперемикачем є отвори для хомутів, щоб закріпити провід. Також цей провід можна провести всередині верстата та вивести зі зворотного боку. Переконайтеся, що припаюєте дроти на перемикачі до нормально замкнутих контактів.

Залишилося тільки поставити пенал для свердління. Верхню кришку потрібно затиснути сильно, а нижню закрутити дуже слабко, використовуючи гайку з нейлоновою вставкою.

На цьому складання закінчено!

Додатки

1. До речі, тим, хто ніколи раніше не працював з такими деталями, добре нагадувати, що пластмаса від 3D принтерів боїться нагріву. Тому тут слід бути обережним - не варто проходити отвори в таких деталях високоборотним дрилем або Дремелем. Ручками, ручками.
2. Я б ще порекомендував встановлювати мікроперемикач на ранній стадії зборки, так як пригвинтити його до вже підсобраної станини потрібно ще зуміти - дуже мало вільного простору. Не завадило б також порадити умільцям завчасно хоча б залудити контакти мікроперемикача (а ще краще - заздалегідь припаяти до них дроти та захистити місця паяння відрізками термозбіжної трубки), щоб згодом при паянні не пошкодити фанерні деталі виробу.
3. Мені мабуть пощастило і патрон на валу виявився не відцентрованим, що призводило до серйозної вібрації та гул всього верстата. Вдалося виправити центруванням «плоскогубцями», але це не добрий варіант. Так як гніт вісь ротора, а зняти патрон вже не реально, є побоювання, що витягну цю вісь цілком.
4. Затяжку гвинтів із гроверними шайбами ​​проводити таким чином. Затягувати гвинт до моменту, коли зімкнеться гроверна шайба. Після цього повернути викрутку на 90 градусів та зупинитися.
5. Багато хто радить приробити до нього регулятор оборотів за схемою Савова. Він крутить двигун повільно, коли навантаження немає, і підвищує оберти при появі навантаження.

Працюючи з вивідними компонентами доводиться виготовляти друковані плати з отворами, це, мабуть, одна з найприємніших частин роботи, і, здавалося б, найпростіша. Однак, дуже часто при роботі мікродриля доводиться то відкласти убік, то знову взяти її в руки, щоб продовжити роботу. Мікрорель розташована на столі у включеному стані створює досить багато шуму через вібрацію, до того ж вона може злетіти зі столу, а часто і двигуни пристойно нагріваються при роботі на повну потужність. Знову ж таки, через вібрацію досить важко точно прицілюватися при засвердліванні отвору і нерідко буває так, що свердло може зісковзнути з плати і зробити борозну на сусідніх доріжках.

Вирішення проблеми напрошується таке: потрібно зробити так, щоб мікродриль мала маленькі оберти на холостому режимі, а при навантаженні частота обертання свердла збільшувалася. Таким чином, потрібно реалізувати наступний алгоритм роботи: без навантаження – патрон крутиться повільно, звело потрапило в кернення – обороти зросли, пройшло наскрізь – обороти знову впали. Найголовніше, що це дуже зручно, по-друге, двигун працює в полегшеному режимі, з меншим нагріванням і зносом щіток.

Нижче наведено схему такого автоматичного регулятора оборотів, виявлену в інтернеті та трохи доопрацьовану для розширення функціоналу:

Після збирання та тестування з'ясувалося, що під кожен двигун доводиться підбирати нові номінали елементів, що зовсім незручно. Також додали розрядний резистор (R4) конденсатора, т.к. з'ясувалося, що після відключення живлення, а особливо при відключеному навантаженні, він розряджається досить довго. Змінена схема набула наступного вигляду:

Автоматичний регулятор обертів працює наступним чином - на холостих обертах свердло обертається зі швидкістю 15-20 обертів/хв., як тільки свердло стосується заготівлі для свердління, оберти двигуна збільшуються до максимальних. Коли отвір просвердлено і навантаження на двигун слабшає, оберти знову падають до 15-20 оборотів/хв.

Зібраний пристрій виглядає так:

На вхід подається напруга від 12 до 35 вольт, до виходу підключається мікродриль, після чого резистором R3 виставляється необхідна частота обертання на холостому ході і можна приступати до роботи. Тут треба сказати, що з різних двигунів регулювання буде відрізнятися, т.к. у нашій версії схеми було скасовано резистор, який потрібно підбирати для встановлення порога збільшення обертів.

Транзистор Т1 бажано розміщувати радіаторі, т.к. при використанні двигуна великої потужності може досить сильно нагріватися.

Ємність конденсатора C1 впливає на час затримки увімкнення та відключення високих оборотів і вимагає збільшення якщо двигун працює ривками.

Найважливішим у схемі є номінал резистора R1, від нього залежить чутливість схеми до навантаження та загальна стабільність роботи, до того ж через нього протікає майже весь струм, споживаний двигуном, тому він має бути досить потужним. У нашому випадку ми зробили його складовим, із двох одноватних резисторів.

Друкована плата регулятора має розміри 40 х 30 мм і виглядає так:

Завантажити малюнок плати у форматі PDF для ЛУТ: "завантажити"(Під час друку вказуйте масштаб 100%).

Весь процес виготовлення та збирання регулятора для мінідрелі займає близько години.

Після травлення плати та очищення доріжок від захисного покриття (фоторезиста або тонера, залежно від обраного методу виготовлення плати) необхідно засвердлити в отворі плати під компоненти (зверніть увагу на розміри висновків різних елементів).

Потім доріжки та контактні майданчики покриваються флюсом, що дуже зручно робити за допомогою флюс-аплікатора, при цьому достатньо флюсу СКФ або розчину каніфолі у спирті.

Після лудіння плати розставляємо та припаюємо компоненти. Автоматичний регулятор обертів для мікродриля готовий до експлуатації.

Цей пристрій було перевірено з кількома видами двигунів, парою китайських різної потужності, і парою вітчизняних, серії ДПР і ДПМ - з усіма типами двигунів регулятор працює коректно після підстроювання змінним резистором. Важливою умовою є щоб він був у стані, т.к. поганий контакт щіток з колектором двигуна може викликати дивну поведінку схеми та роботу двигуна ривками. На двигун бажано встановити конденсатори, що іскрогасять, і встановити діод для захисту схеми від зворотного струму при відключенні живлення.

Свердління друкованих плат - справжній біль голови для електронника, але наш новий пристрій допоможе її трохи пом'якшити. Це просте та компактне доповнення до міні-релі дозволить продовжити життя двигуну та свердлам. Схема, плата, інструкції з налаштування, відео – все у статті!

Для чого потрібний регулятор обертів

Якщо знижувати напругу на двигуні, коли немає навантаження, можна домогтися збільшення ресурсу як свердл, і самих двигунів. Крім того, навіть точність свердління підвищується. Найпростіший спосіб досягти цього - вимірювання струму, що споживається двигуном.

В інтернеті багато схем подібних регуляторів, але більшість із них використовують лінійні регулятори напруги. Вони масивні та вимагають охолодження. У співавторстві нам захотілося зробити компактну плату на базі імпульсного стабілізатора, щоб вона могла бути просто «надета» на двигун.

Схема

Якщо струм менше певного значення, то двигун подається напруга, що залежить від налаштування опору RV1. Тобто на неодружених оборотах на двигун подаватиметься лише частина потужності, а підстроювальний резистор RV1 дозволить відрегулювати обороти при цьому.

Якщо сигнал на виході ОУ перевищить напругу на компараторі, то двигун буде подано повну напругу живлення. Тобто при свердлінні двигун включатиметься на максимальну потужність. Поріг включення визначається резистором RV2.
Для живлення ОП використовується лінійний стабілізатор.

Усі компоненти схеми розсіюватимуть дуже мало тепла і можна зібрати її повністю на SMD-компонентах. Працювати вона може при великому діапазоні напруги живлення (в залежності від опору R6), не вимагає контролерів і датчиків оборотів.

Друкована плата

Перелік компонентів

1. Друкована плата (посилання на файли для виготовлення наприкінці статті)
2. U1 - MC34063AD, стабілізатор імпульсний, SOIC-8
3. U2 - LM358, операційний підсилювач, SOIC-8
4. U3 - L78L09, стабілізатор, SOT-89
5. D1,D3 - SS14, діод Шоттки, SMA - 2шт
6. D2 - LL4148, діод випрямний, MiniMELF
7. C1 - конденсатор, 10мкФ, 50В, 1210
8. C2 - конденсатор, 3.3нФ, 1206
9. C3,C4 - конденсатор, 4.7мкФ, 1206 - 2шт
10. C5 - конденсатор, 22мкФ, 1206
11. R1-R3, R7, R9, R11 - резистор 1 Ом, 1206 - 6шт
12. R4, R10 - резистор 22кОм, 1206 - 2шт
13. R5 - резистор 1кОм, 1206
14. R6 - резистор 10-27кОм, 1206. Опір залежить від номінальної напруги двигуна, що використовується. 12В - 10кОм, 24В - 18кОм, 27В - 22кОм, 36В - 27кОм
15. R8 - резистор 390 Ом, 1206
16. RV1,RV2 - резистор підрядковий, 15кОм, типу 3224W-1-153 - 2шт
17. XS1 - клема, 2 конт, крок 3,81 мм

Складання та налаштування

Між платою і двигуном установити проставку, щоб плата не торкалася двигуна. Сама плата надягається прямо на ламелі двигуна. Кілька разів перевірте полярність підключення двигуна, щоб він крутився праворуч, а потім припаяйте контакти.

Контакти для подачі напруги, на вхід плати підписані "GND" та "+36V". Мінус джерела вхідної напруги підключається до контакту GND, а плюс до "+36V". Напруга джерела живлення має збігатися з номінальною напругою двигуна.

Налаштування регулятора дуже просте:

1. Встановити резистором RV2 поріг спрацьовування регулятора на максимум
2. Встановити резистором RV1 оптимальні обороти двигуна в режимі холостого ходу
3. Встановити резистором RV2 такий поріг спрацьовування, щоб при появі найменшого навантаження збільшувалася напруга на двигуні

Відео