Стабилизатор тока для сверлилки мотора своими руками – Регулятор оборотов с обратной связью по скорости , токовой отсечкой и плавным запуском для универсального коллекторного двигателя. — Электропривод

РадиоКот :: Ковырялочка для п/плат.

РадиоКот >Лаборатория >Радиолюбительские технологии >

Ковырялочка для п/плат.


Когда то давно в начале 80-х была у меня сверлилка для п/плат на базе ГДР — овского электродвигателя и маленького патрона от дрели на 1 — ом конусе Морзе.
Тип мотора не сохранился но схема была срисована в тетрадку.
В те годы домашних компьютеров не было, и все интересные схемы и мозговые изыскания заносили в общие тетради в клеточку, по 96 листов, стоимостью 44 копейки.

Схема работала по алгоритму: маленькая нагрузка – патрон крутится медленно, возрастает нагрузка – патрон крутится быстрее. Очень удобно было использовать для сверления отверстий в п/платах, попал в кернение — обороты возросли.
Лет прошло много, сверлилка давно канула в вечность. Недавно озадачился проблемой сверления отверстий в п/платах. В связи с отсутствием таких транзисторов (особенно П-701) пришлось переводить схему на современные детали:

П/плата универсальная: есть КТ972 — ставим его и перемычку от базы в эмиттер маленького транзистора, нет КТ972 — ставим КТ315 и аналог КТ805, как на фото.

Еще одна схема сложилась в голове другого автора: Edward Nedeliaev (https://www.cqham.ru/smartdrill.htm). На эту ссылку натолкнулся после недельных неудачных попыток заставить схему работать с мотором типа ДПМ. Хотя как нам известно из классики, что один хомосапиенс собрал, то другой хомосапиенс завсегда разобрать сможет. Как выяснилось с ДПМ моторами схема не работает, ей видите ли подавай только двигатели серии ДПР.

Но ДПР мотора нет и покупать его желания не возникает,зато есть вот такая коробочка и ковырялочка из неё.

С этого места начинается лабораторная работа на тему «Подбери управление КОВЫРЯЛОЧКОЙ для П/ПЛАТ». На просторах интернета полно разных схем, простых и не очень простых для управления моторами сверлилок для п/плат. Рассмотрим некоторые наиболее распространённые из них:

1. регулятор на транзисторах без применения микросхем (серия К142ЕН игнорируется)
2. регулятор на транзисторах и микросхемах.
3. регулятор на транзисторах и микроконтроллере.
4. регулятор напряжения (пропустим, он мало интересен для применения в рассматриваемых целях и задачах)

Первой попробуем схему А. Москвина, г. Екатеринбург:



Схема отлично выполняет свои функции и обязанности:
1. сенсорно управляется ( пуск/регулировка/стоп)
2. изменяет обороты
3. тормозит двигатель
4. настройки практически не требует

Если в качестве сенсора применить разделённую пополам площадку размером с 1 копеечную монету, то приложением пальца очень удобно включать и регулировать обороты двигателя.

В журнале “Радио” за 2009 год была другая схема, для ДПМ моторов. Придумал её С. Саглаев, г. Москва. Мне пришлось изменить некоторые номиналы под свой мотор.



Схема работает достаточно хорошо, но как-то задумчиво. Возможно это связано с имеющимся у меня двигателем.

Вторыми для опытов возьмём так называемые ШИМ регуляторы.
Вариантов схем превеликое множество и авторов просто легион. По этой причине имена и фамилии героев здесь не приводятся.




Схемы работают, но скорее подходят для управления оборотами вентилятора с коллекторным двигателем. Более приемлемые параметры для сверлилки имеют схемы на таймере NE-555:




Рекомендую вариант который на фото и схеме изображен внизу, почему-то её работа понравилась больше других.

Одно из схемотехнических решений — применение обратной связи. На форуме “Арсенала” (https://www.foar.ru) позаимствованы две таких схемы:






Эти варианты схем достойны внимания и повторения. Следует отметить что вариант с диодом КД213 удостоился чести быть установленным в корпус, и занял пустующее место в серой коробочке наряду с ковырялочкой и свёрлами. Вероятно, простые так называемые ШИМ регуляторы, скорее всего подходят для стационарной сверлилки типа этой:

Следующий на очереди — микропроцессорный вид сверлилок. Запад как обычно нам помог в схемотехническом решении: https://mondo-technology.com/dremel.html Делал эту схему года три назад, в качестве подопытного кролика выступил убитый Dremel. Внутри был установлен импортный двигатель на 24 вольта и запитан от этой схемы:


Замечательно работающая получилась конструкция, используется на работе до сих пор и заслуживает только похвальных отзывов. Кстати отверстия в п/платах на фотографиях сделаны именно ей.
Как вариант для сверлилки опробовалась схема на ATtiny13 (автор hardlock, https://www.hardlock.org.ua/mc/tiny/dc_motor_pwm/index.html):



Симпатичная и неплохо работающая конструкция, но хочется снова подчеркнуть что она скорее подходит для стационарной сверлилки.

И в завершение конструкция, которая покорила своей повторяемостью и удобством использования. Придумал и реализовал схему в далёком 1989 году болгарин Александър Савов:



Схема отлично работает по изложенному в начале алгоритму:
1. маленькая нагрузка – патрон крутится не быстро.
2. возрастает нагрузка – патрон крутится быстрее.
Схеме глубоко безразлично с какими моторами работать:




Все двигатели, которые оказались в наличии дома, были опробованы под управлением этой конструкции и отлично отработали тест. Результаты превзошли все ожидания. Незначительная подстройка резистором RP1 нужных вам минимальных оборотов ротора и резистором RP2 — устойчивого, без рывков, вращения, и всё, двигатель работает.

P.S. Не забывайте о блоке питания, который не должен держать вашу ковырялочку на голодном пайке по току.

Файлы:
Схемы (SPlan) и платы (SprintLayout)
Прошивка для сверлилки на PIC»е
Прошивка для сверлилки на ATtiny13

Справочник по двигателям ДПМ, ДПР, ДП

Все вопросы, как всегда, в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Сверлильный станок для печатных плат с автоматической регулировкой

Приветствую, Самоделкины!
В этой статье описан процесс самостоятельного изготовления сверлильного станка для печатных плат. Автором данной самоделки является Роман (YouTube канал «Open Frime TV»)

Основание станка напечатано на 3d принтере. 3D модель можно скачать ЗДЕСЬ. Если же у вас нет 3d принтера — не беда, можно использовать вот такой корпус:

Как такой изготовить узнаете из этого видеоролика.

Вообще, сегодняшняя самоделка, это усовершенствованная версия сверлильного станка из видеоролика выше, так сказать сверлильный станок версии 2.0. Те, кто не видел данный видеоролик, обязательно посмотрите.

Итак, какие же именно изменения претерпел сверлильный станок? А изменение следующие:
1) Автоматический регулятор оборотов дрели. Когда нету нагрузки обороты минимальные, как только нагрузка появилась, обороты увеличились до максимальных, а потом опять упали. Это, скажу я вам, очень полезная штука. Во-первых, она уменьшает износ щеток, а во-вторых, позволяет легче прицелиться при сверлении.

2) Следующее изменение — это сверла. До этого автор пользовался обыкновенными сверлами по металлу нужного диаметра.


Но ведь для этих целей существуют специальные крутые твердосплавные сверла.

Автор заказал их и понял, насколько эти сверла облегчили процесс сверления. Во-первых, у них спиральная форма и у вас по всему столу не будет разлетаться труха, а во-вторых, они тупятся намного дольше чем обыкновенные сверла, что есть огромный плюс.

Также можно было заменить цанговый патрон на быстрозажимной, он стоит чуть дороже, но пользы намного больше, не нужно постоянно менять цанги.

Но так как мы имеем твердосплавные сверла, у которых все хвосты одинаковые, то можно оставить и этот патрон, особых проблем с ним нет.
Теперь давайте посмотрим, как все это реализовано. Сам станок собирается несложно. Делаем все по картинке автора данной модели. Потихоньку собираем, соединяя подвижные части, а также смазываем их, так как это пластмасса и может легко выработаться.

Единственное, что не предусмотрено в 3д модели корпуса, это подставка, ее придется изготовить самостоятельно. Автор сделал ее из дерева. Она довольно-таки увесистая, точно не будет шататься.


Для придания красивого вида автор также еще и покрасил ее в черный цвет.

Как видим получилось не хуже заводских моделей.
Следующим шагом рассмотрим схему автоматического регулирования оборотов.

Она несложная, всего 2 транзистора и обвязка.

Силовой транзистор желательно поставить на радиатор.

Давайте разберемся, как работает данная схема. Без нагрузки на базу силового транзистора приходит напряжение с подстроечного резистора. Данный транзистор находится в приоткрытом состоянии.

Теперь о том, что происходит, когда подается нагрузка. На одной ножке резистора шунта напряжение становится меньше, чем на другой:

В таком случае, на базе второго транзистора, напряжение становится меньше, чем на эмиттере, и он открывается, подтягивая базу силового транзистора к плюсу питания. Соответственно силовой транзистор открывается на полную мощность и обороты двигателя возрастают.


Как только нагрузка пропала, разница напряжений стала меньше, и верхний транзистор закрылся. Двигатель опять еле вращается. Изменяя сопротивление подстроечного резистора можно выставлять минимальные обороты вращения двигателя.

Единственной сложной задачей в данной схеме есть подбор резистора шунта.

Если его взять большего номинала, то на нем будет постоянно падать напряжение, а, следовательно, нижней транзистор будет всегда открыт.

Для разных двигателей номинал будет разный. Автор купил себе 10 резисторов номиналом от 1 Ома и до 10 Ом и стал пробовать.

При резисторе номиналом 2Ом была оптимальная работа. И запомните, чем мощнее моторчик, тем меньше номинал нужно брать.

Идем дальше. Печатная плата данного регулятора получилась очень маленькой. Такую можно без особых проблем собрать и на макете, но мы будем делать ее на печатной плате.

Запаиваем платку.

И вот так она работает. Как видим, мультиметр фиксирует напряжение непосредственно на двигателе.


Дотрагиваемся пальцем к патрону и обороты сразу же возрастают. Убираем палец, и они падают до заданных.

Как ни странно, при такой простоте схемы работа безотказная. Без изменений в данном проекте осталось освещение. Это все те же 4 светодиода мощностью 1Вт каждый расположенных снизу двигателя на вот такой пластине-радиаторе.


Для красоты спрячем плату, провода и выключатель в корпус. Тут отлично подойдет корпус от старого блока питания.

В нем просверлим необходимые отверстия и теперь осталось все соединить воедино.



Ну вот и собрали станочек. Получилось довольно красиво, не отличить от заводской модели. Как вы могли заметить на двигатель установлен конденсатор на 100 нФ. Когда щетки начнут изнашиваться он защитит от ложных срабатываний.

Ну и в конце можно произвести тест станка. Для этого возьмем какую-нибудь старую плату и попробуем сверлить. Подсветку автор отключил, чтобы не слепить камеру.

Как видим, процесс сверления просто идеальный. Прицелился, чуть дал нагрузку и с легкостью просверлил отверстие.
Ну а на этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:


Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка

Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
Предлагается рассмотреть вариант изготовления электронного регулятора оборотов для двигателя постоянного тока с рабочим напряжением 24 V.

Предлагаемая конструкция регулятора оборотов двигателя, предназначена для изменения скорости вращения инструмента на сверлильном станке, изготовление которого описано в заметке «Сверлильный станок – ромбоид». Однако это устройство возможно использовать для регулирования мощности и в других конструкциях.

Необходимость в регулировке оборотов инструмента вызвана следующими причинами. Изменение обрабатываемого материала, диаметра и вида инструмента требует изменения скорости резания. Например, сверление оргстекла или некоторых термопластичных пластмасс, на режимах оптимальных для сверления металла, приведет лишь к расплавлению обрабатываемого материала в зоне резания и налипанию его на сверло. Сверление, развертывание и зенковка одного и того же отверстия, также требует разных оборотов для качественной обработки поверхности. Увеличение диаметра сверла требует пропорционального уменьшения числа оборотов. Кроме того, иногда требуется реверс направления вращения инструмента. Для элементарного выполнения этих условий предлагается изготовить электронный регулятор оборотов.

Изготовление регулятора оборотов двигателя.

1. Исходные данные.
В рассматриваемом примере, на сверлильном станке используется электродвигатель постоянного тока на 24 Вольта (0,7А).

Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
Для работы этого электродвигателя нужен соответствующий источник питания.

Необходимое для работы двигателя напряжение и ток может обеспечить трансформатор кадровой развертки ТВК-110Л-1, взятый из старого телевизора. Он имеет небольшие габариты и массу (ШЛ 20 х 32) и с вторичной обмотки способен выдать ток 1 A с напряжением 22…24 V. При этом выпрямленное напряжение будет около 30 V, но с ростом потребляемого тока выходное напряжение будет несколько снижаться.

Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
2. Изготовление выпрямителя.
Так как при возможном резком торможении обрабатывающего инструмента, вероятны скачки потребляемого двигателем тока до 1,5…2,0 А, для изготовляемого выпрямителя необходимо использовать диоды с запасом по предельному току. Желательно применить диоды с рабочим напряжением более 30V и предельным током более 2,0А.

В рассматриваемом варианте регулятора использованы, оптимальные из имеющихся под рукой, диоды КД202Д (200V — 5,0А).
Из выбранных диодов соберем мостовой выпрямитель и подключим его к вторичной обмотке трансформатора. Запитаем трансформатор от сети и проверим выходное напряжение.

Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
3. Изготовление корпуса для устройства.
Пришло время для размещения электрической части регулятора оборотов. Возможны следующие варианты исполнения. В отдельном независимом от станка корпусе, в установленном постоянно на станке корпусе, а также встроенном в конструкцию станка (например, в столе станка).

Так как предлагаемая конструкция является регулятором мощности для различных устройств, то с учетом перспектив его возможного дальнейшего применения целесообразно изготовить это устройство в отдельном мобильном корпусе. Изготовление или приобретение подходящего корпуса будет зависеть от Ваших пожеланий и возможностей. Как вариант, в рассматриваемой конструкции использован пластмассовый флакон от химикатов с габаритными размерами 90 х 70 х 90 мм.

У емкости частично срезана верхняя часть. Образовавшееся окно закрывается декоративной панелью изготовленной из металлического листа толщиной 0,4 мм. Ребра, образованные после гибки с трех сторон полочек на заготовке, придают панели достаточную для работы жесткость. При установке в конструкцию, панель также дает корпусу дополнительную прочность. На панели устанавливается розетка для выходного напряжения, регулятор мощности, плата с электронной схемой (снизу).
По размерам окна в корпусе, из универсальной монтажной платы, вырезается рабочая плата для размещения электронной схемы регулятора.

Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
4. Электрическая схема регулятора.
В интернете можно найти много вариантов схем для регулирования оборотов двигателя постоянного тока. Наиболее простые и стабильные в работе схемы выполнены на основе таймера NE555. Они требуют минимум компонентов, практически не нуждаются в настройке и быстро собираются. Поэтому не будем стремиться к оригинальности, выполним электронный регулятор оборотов на базе отработанной схемы генератора с таймером NE555, по рисунку приведенному ниже.
Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
Схема регулятора выполнена на базе DA1 — импортном интегральном таймере NE555 (отечественный аналог — КР1006ВИ1). Конструкция таймера представляет собой многофункциональную интегральную микросхему (ИМС). Она часто применяется в различных устройствах (электроника, вычислительная техника, автоматика). Основным назначением этого таймера, является генерирование импульсов с большим диапазоном периода повторения (от микросекунд до нескольких часов).

Приведенная схема регулятора на таймере NE555, позволяет управлять оборотами электродвигателя с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

В этом методе, напряжение питания на двигатель подается в виде импульсов с постоянной частотой следования, но при этом их длительностью (шириной импульса) можно управлять. При этом способе регулирования, передаваемая мощность и скорость вращения двигателя будут пропорциональны длительности импульсов (коэффициенту заполнения ШИМ сигнала — отношению длительности импульса к его периоду).
Принцип работы генератора ШИМ сигнала на таймере NE555 многократно и подробно описан в соответствующих публикациях, с чем можно ознакомиться в интернете.

Генератор регулятора работает на частоте около 500 Гц. Его частота зависит от емкости конденсатора С1. Длительность импульса будем регулировать переменным резистором R2. Сигналы с выхода генератора ШИМ сигнала, через усилитель тока на транзисторе VT1 управляют электродвигателем станка. Увеличивая ширину положительного импульса поступающего на базу транзистора VT1, мы увеличиваем мощность поступающую на двигатель постоянного тока, и наоборот. Длительность импульсов, следовательно и частоту вращения двигателя можно изменять в пределах от 0 до 95…98%.

Реверс направления вращения инструмента можно выполнить с помощью тумблера установленного на панели. Но для упрощения конструкции, эта функция выполняется поворотом вилки (сменой полюсов) в розетке на панели.

Вместо составного n-p-n транзистора КТ 829А можно применить полевой транзистор или оптрон соответствующей мощности.
Регулятор будет питаться от сети 220 В и иметь регулируемый по мощности выход на 24 В. Напряжение питания таймера NE555 должно быть в диапазоне 5…16 В, в схеме он будет работать от стабилизированного напряжения 12В. Данная схема регулятора может работать и от другого источника питания в пределах 24…30 В.

5. Комплектация устройства.
Комплектуем устройство деталями согласно приведенной схеме. Выходной транзистор VT1 и стабилизатор VR1 устанавливаем на небольшие радиаторы. В приведенной конструкции они изготовлены из алюминиевого уголка.

Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
6. Проверка работы схемы генератора.
В интернете размещено много похожих вариантов схемы генератора на таймере NE555, но номиналы деталей в разных схемах отличаются в десятки и сотни раз. Поэтому, для упрощения изготовления и отладки работающей схемы, желательно предварительно собрать ее на универсальной монтажной плате.

Собираем схему генератора. К выходу таймера (выв.3) подключаем базу n-p-n транзистора КТ315. В цепь его коллектора включаем индикаторный светодиод через ограничительный резистор 1кОм. Эмиттер подключаем на минус схемы. Запитываем схему генератора от стабилизированного источника питания 12В. Подбирая номиналы деталей, контролируем правильность работы генератора по свечению светодиода.

Контрольный светодиод можно установить и непосредственно к выходу таймера (выв.3), но следует учитывать, что таймер NE555 имеет выходной ток до 200 мА. Близкий отечественный аналог КР1006ВИ1 допускает выходной ток до 100 мА.

Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
7. Монтаж схемы регулятора оборотов.
Выполняем компоновку платы — размещаем детали на радиаторах, переменный резистор управления оборотами, электролитические конденсаторы. Сверлим отверстия в плате под крепеж деталей и крепление платы к панели устройства. Выполняем монтаж схемы регулятора на рабочую плату.
Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
8. Сборка регулятора оборотов двигателя.
Собираем все узлы регулятора оборотов. Закрепляем плату на панели устройства, используя прокладку из тонкого текстолита для изоляции контактов платы от металлической панели. Выход регулятора присоединяем к розетке расположенной на панели. Также к ее клеммам, в обратном направлении, припаиваем диод VD3. Он будет гасить импульсы самоиндукции обмотки электродвигателя. Этот диод должен выдерживать рабочее напряжение и ток, не менее двух раз превышающие рабочие характеристики двигателя.

Роль индикатора работы регулятора будет выполнять один элемент светодиодной ленты LED1, на напряжение 12В. Разместим (приклеим) его на плечо подвески двигателя, над сверлильным патроном, для одновременной с индикацией подсветки зоны обработки.

Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
9. Доработка конструкции сверлильного станка.
Работа на изготовленном станке показала необходимость в некоторых доработках его конструкции.

Под винт фиксации по высоте установлена дополнительная пластина, позволяющая распределить давление зажима на большую площадь, исключить заклинивания и облегчить скольжение основания подвески по стойке станка.

По предложению комментатора о контроле оптимального положения инструмента относительно обрабатываемой детали, изготовлен и установлен регулируемый упор. Он устанавливается наверху основания подвески и служит упором для верхнего рычага подвески. Упор настраивается так, чтобы сверлильный патрон и рычаги подвески не могли опуститься ниже 2-х мм от нулевой линии. В положении на упоре, сверло устанавливается в патроне, до касания столика станка. Так оно автоматически будет работать в оптимальной зоне 4мм, с минимальным боковым смещением 0,01мм.

Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка
Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Регулятор оборотов минидрели / MakeItLab corporate blog / Habr

Сверление печатных плат — настоящая головная боль для электронщика, но наше новое устройство поможет ее немного смягчить. Это простое и компактное дополнение к минидрели позволит продлить жизнь двигателю и сверлам. Схема, плата, инструкции по настройке, видео — все в статье!



Для чего нужен регулятор оборотов


Обычно минидрели строятся на базе обычных двигателей постоянного тока. А обороты таких двигателей зависят от нагрузки и приложенного напряжения. В результате на холостых оборотах двигатель раскручивается очень сильно, а в моменты сверления обороты двигателя плавают в большом диапазоне.

Если снижать напряжение на двигателе, когда не нем нет нагрузки, можно добиться увеличения ресурса как свёрл, так и самих двигателей. Кроме того, даже точность сверления повышается. Самый простой способ добиться этого — измерение тока, потребляемого двигателем.

В интернете много схем подобных регуляторов, но большинство из них используют линейные регуляторы напряжения. Они массивные и требуют охлаждения. В соавторстве с TinyElectronicFriends нам захотелось сделать компактную плату на базе импульсного стабилизатора, чтобы она могла быть просто «надета» на двигатель.

Схема


ШИМ-регулятор со встроенным ключом MC34063 регулирует напряжение на двигателе. Напряжение на шунте R7,R9,R11 усиливается операционным усилителем и через компаратор подается на вход обратной связи ШИМ-контроллера.

Если ток меньше определенного значения, то на двигатель подается напряжение, зависящее от настройки сопротивления RV1. То есть на холостых оборотах на двигатель будет подаваться только часть мощности, а подстроечный резистор RV1 позволит отрегулировать обороты при этом.

Если сигнал на выходе ОУ превысит напряжение на компараторе, то на двигатель будет подано полное напряжение питания. То есть при сверлении двигатель будет включаться на максимальную мощность. Порог включения задается резистором RV2.
Для питания ОУ используется линейный стабилизатор.

Все компоненты схемы будут рассеивать очень мало тепла и можно собрать ее полностью на SMD-компонентах. Работать она может при большом диапазоне питающих напряжений (в зависимости от сопротивления R6), не требует контроллеров и датчиков оборотов.

Печатная плата


Вся схема умещается на двухсторонней печатной плате диаметром 30мм. На ней всего несколько штук переходных отверстий и ее легко можно изготовить «в домашних условиях». Ниже в статье будут файлы для скачивания файла печатной платы для SprintLaout.

Перечень компонентов


Вот полный список всего, что потребуется для сборки:
  1. Печатная плата (ссылка на файлы для изготовления в конце статьи)
  2. U1 — MC34063AD, импульсный стабилизатор, SOIC-8
  3. U2 — LM358, операционный усилитель, SOIC-8
  4. U3 — L78L09, стабилизатор, SOT-89
  5. D1,D3 — SS14, диод Шоттки, SMA — 2шт
  6. D2 — LL4148, диод выпрямительный, 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. Сопротивление зависит от номинального напряжения используемого двигателя. 12В — 10кОм, 24В — 18кОм, 27В — 22кОм, 36В — 27кОм
  15. R8 — резистор 390 Ом, 1206
  16. RV1,RV2 — резистор подстрочный, 15кОм, типа 3224W-1-153 — 2шт
  17. XS1 — клемма, 2 конт, шаг 3,81мм

Также мы сделали на 3D-принтере кольцо-ограничитель, для удобной установки на двигатель. Ссылка для скачивания STL-файла для скачивания в конце статьи.

Сборка и настройка


Собирается все достаточно просто. Контактные площадки нарисованы под ручную пайку.
Стоит начинать сборку самой платы с установки всех компонентов на стороне платы без подстроечных резисторов, а затем на обратной стороне. Клемму проще устанавливать в последнюю очередь. Номинал R6 подбирается в соответствии с номинальным напряжением вашего двигателя. В этом устройстве важно контролировать положение ключа на микросхемах и полярность диодов. Все остальные компоненты не полярные.

Между платой и двигателем над установить проставку, чтобы плата не касалась двигателя. Сама плата надевается прямо на ламели двигателя. Несколько раз проверьте полярность подключения двигателя, чтобы он крутился в правую сторону, а затем припаяйте контакты.

Контакты для подачи напряжения, на вход платы подписаны «GND» и «+36V». Минус источника входного напряжения подключается к контакту «GND», а плюс к «+36V». Напряжение источника питания должно совпадать с номинальным напряжением двигателя.

Настройка регулятора очень проста:

  1. Установить резистором RV2 порог срабатывания регулятора на максимум
  2. Установить резистором RV1 оптимальные обороты двигателя в режиме холостого хода
  3. Установить резистором RV2 такой порог срабатывания, чтобы при появлении малейшей нагрузки, увеличивалось напряжение на двигателе

Видео


Эффект от использования сложно оценить по видео, но мы теперь всегда сверлим только с регулятором! Требуется лишь немного привыкнуть и следить чтобы сверла были хорошо заточены. И, конечно, его можно в любой момент просто включить на максимум на всегда.


Ссылки


Ссылки для скачивания всех необходимых файлов вы можете найти на основной странице проекта.
Спасибо за проявленный интерес!

Сверлильный аппарат с регулятором мощности для ПП из подручных средств.

Добрый вечер всем. Это моя первая публикация, так что прошу не судить строго. Была у меня проблемка со сверлением отверстий в ПП, то делал это при помощи электродрели, то шуруповерта или электромотора с цанговым зажимом. Понятное дело, неудобно, громоздко. В общем решил что-то с этим делать. Выбор сразу пал на регулировку оборотов при помощи ШИМ. Первое, что сразу же пришло в голову — классика NE555, как раз валялись в закромах пару мелкосхем в DIPе. Порыскав интернете, нашел множество схем. В общем из кучи собрал что-то похожее на рабочее.

Вот такая вот схема получилась. Трансформатор с выпрямителем сделал на отдельной плате, трансформатор включен в сеть через плавкий предохранитель на ток 2А, транс 19В, 1 А. Ключ у меня был IRLZ44, его и применил.
Кстати, ПП с самим регулятором получилась достаточно компактная. Конечно если применить планарные детали, можно значительно уменьшить устройство. Но повторюсь — делал из того что было. Вот собственно сама ПП:

Девайс на 555 позволил реализовать регулятор мощности с широтно-импульсной модуляцией, который применяется совместно с устройствами, питающимися от постоянного тока. Обладает высоким КПД, большой нагрузочной способностью и широким диапазоном питающих напряжений. Может использоваться для регулирования скорости вращения коллекторных электродвигателей постоянного тока, мощности нагревательных приборов, ламп накаливания, с максимальным током, зависящим от источника питания и выходного ключа.
Технические характеристики
• Напряжение питания… 7…27В
• Потребляемый ток…
• Максимальный ток нагрузки:
o средний… 1А
o импульсный… 3А
• Коэффициент заполнения ШИМ… 5…95%
• Частота ШИМ… ~20кГц
• КПД…………………………………………….>95%
Устройство собрано на интегральном таймере, включенным в режиме генератора импульсов с постоянной частотой и мощным MOSFET транзисторе, работающем в ключевом режиме. Скважность и длина импульсов изменяется положением движка переменного резистора, это позволяет регулировать коэффициент заполнения ШИМ, и следовательно — среднюю мощность в нагрузке.
Напряжение питание устройства не должно превышать 27В постоянного тока. В качестве регулирующего элемента применен МДП транзистор, работающий в ключевом режиме. Так как в открытом состоянии сопротивление перехода сток-исток имеет очень низкое сопротивление, то на транзисторе, даже при коммутировании токов 10А, выделяется незначительное количество тепла. Но на всякий случай кусок алюминия я все же прикрутил. Примерно 1мм х 50мм х 20мм. Все это впихнул в корпус с ближайшего радиорынка:

На передней панеле потенциометр, для регулировки оборотов, индикатор питания, тумблер питания держатель предохранителя, в котором установлен фьюз на 2А, защищающий выход регулятора. Клеммная колодка — для нагрузки и отдельно постоянка 20 В с выпрямителя, мало-ли, вдруг пригодится.
Теперь самое главное, электродвигатель… Разобрал старый советский мамин фен (мама спасибо за фен =)), выдрал оттуда электродвигатель, купил на радиорынке набор латунных цанговых зажимов и попробовал по сверлить.

Конечно, цанга бъет, так как отцентрировать практически не возможно, мотор надо держать в руках (может со временем соберу штатив с прижимным рычагом).
Подключение:

В любом случае на моем рабочем столе этот девайс очень пригодился. Может кому-то из сообщество эта штука станет помощником.

Сверлильный станок для печатных плат.

Делаем сверлильный станок для печатных плат своими руками.

Надоело , в общем то, сверлить платы ручной сверлилкой поэтому решено было изготовить небольшой сверлильный станок исключительно для печатных плат. Конструкций в интернете полным полно, на любой вкус.Посмотрев  несколько описаний подобных сверлилок, пришел к решению  повторить сверлильный станок на основе элементов от ненужного, старого CD ROM’a. Разумеется, для изготовления этого сверлильного станочка придется использовать материалы  те, что находятся под рукой.

От старого CD ROM’a для изготовления сверлильного станочка берем только стальную рамку со смонтированными на ней двумя направляющими и каретку, которая передвигается по направляющим. На фото ниже все это хорошо  видно.

На подвижной каретке будет укреплен электродвигатель сверлилки. Для крепления электродвигателя к каретке был изготовлен Г-образный кронштейн из полоски стали толщиной  2 мм.

В кронштейне сверлим отверствия для  вала двигателя и винтов его крепления.

В первом варианте для сверлильного станочка был выбран электродвигатель типа ДП25-1,6-3-27 с напряжением питания 27 В и мощностью 1,6 Вт. Вот он на фото:

Как показала практика, этот двигатель слабоват для выполнения сверлильных работ. Мощности его ( 1,6 Вт)  недостаточно-  при малейшей нагрузке двигатель просто останавливается.

Вот так выглядел первый вариант сверлилки с двигателем ДП25-1,6-3-27 на стадии изготовления:

Поэтому пришлось искать другой электродвигатель-помощнее. А изготовление сверлилки застопорилось…

 

Продолжение процесса изготовления сверлильного станочка.

Через некоторое время попал в руки электродвигатель от разобранного  неисправного струйного принтера Canon:

На двигателе нет маркировки, поэтому его мощность неизвестна. На вал двигателя насажена стальная шестерня. Вал этого двигателя имеет диаметр 2,3 мм.  После снятия шестерни, на вал двигателя был надет цанговый патрончик и сделано несколько пробных сверлений сверлом диаметром 1 мм. Результат был обнадеживающим- «принтерный» двигатель  был явно мощнее двигателя ДП25-1,6-3-27 и свободно сверлил текстолит толщиной 3мм при напряжении питания 12 В.

Поэтому изготовление сверлильного станочка было продолжено…

Крепим электродвигатель с помощью Г-образного кронштейна к подвижной каретке:

Основание сверлильного станочка изготовлено из стеклотекстолита толщиной 10мм.

На фото – заготовки для основания станочка:

Для того, чтобы сверлильный станочек не ёрзал по столу во время сверления, на нижней стороне установлены резиновые ножки:

Конструкция сверлильного станочка –консольного типа, то есть несущая рамка с двигателем закреплена на двух консольных кронштейнах, на некотором расстоянии от основания. Это сделано для того, чтобы обеспечить сверление достаточно больших печатных плат. Конструкция ясна из эскиза:

Далее несколько изображений собранного сверлильного станочка.

Рабочая зона станочка, виден белый светодиод подсветки:

Вот так реализована подсветка рабочей зоны. На фото наблюдается избыточная яркость освещения. На самом деле-это ложное впечатление (это  бликует камера)- в реальности все выглядит очень хорошо:

Консольная конструкция позволяет сверлить платы шириной не менее 130 мм и  неограниченной  ( в  разумных пределах) длиной.

Замер размеров рабочей зоны:

На фото видно, что расстояние от упора в основание  сверлильного станочка  до оси сверла составляет 68мм, что и обеспечивает ширину обрабатываемых печатных плат  не менее 130мм.

Для подачи сверла вниз при сверлении имеется нажимной рычаг-виден на фото:

Для удержания  сверла над печатной платой перед процессом сверления, и возврата его  в исходное положение после сверления, служит возвратная пружина, которая надета на одну из направляющих:

 

Система автоматической регулировки оборотов двигателя в зависимости от нагрузки.

Для удобства пользования сверлильным станочком было собрано и испытано два варианта регуляторов частоты вращения двигателя. В первоначальном варианте сверлилки с электродвигателем  ДП25-1,6-3-27  регулятор был собран по схеме из журнала Радио №7 за 2010 год:

Этот регулятор работать как положено не захотел, поэтому был безжалостно выброшен в мусор.

Для второго варианта сверлильного станка, на основе электродвигателя от струйного принтера Canon, на сайте котов-радиолюбителей была найдена еще одна схема регулятора частоты вращения вала электродвигателя:

Данный регулятор обеспечивает работу электродвигателя в двух режимах:

  1. При отсутствии нагрузки или, другими словами, когда сверло не касается печатной платы, вал электродвигателя вращается с пониженными оборотами (100-200 об/мин).
  2. При увеличении нагрузки на двигатель регулятор увеличивает обороты до максимальных, тем самым обеспечивая нормальный процесс сверления.

Регулятор частоты вращения электродвигателя собранный по  этой схеме заработал сразу без настройки. В моем случае частота вращения на холостом ходу составила около 200 об/мин. В момент касания сверла печатной платы-обороты увеличиваются до максимальных. После завершения сверления, этот регулятор снижает обороты двигателя  до минимальных.

Регулятор оборотов электродвигателя  был собран на небольшой печатной платке:

Транзистор КТ815В снабжен небольшим радиатором.

Плата регулятора установлена в задней части сверлильного станочка:

Здесь резистор R3  номиналом 3,9 Ом был заменен на МЛТ-2  номиналом 5,6 Ом.

Испытания сверлильного станка прошли успешно. Система автоматической регулировки частоты вращения вала электродвигателя работает четко и безотказно.

Небольшой видеоролик о работе  сверлильного станка:

 

Update от 01.08.2017:

На  плате управления кроме собственно регулятора оборотов двигателя расположен еще и простейший стабилизатор напряжения питания светодиода подсветки рабочей зоны. Полная схема платы управления:

Сверлильный станок своими руками для печатных плат

Сверлильный станок своими руками

Сверлильный станок своими руками-01Сверлильный станок своими руками-01

Сверлильный станок своими руками — в данном обзоре речь пойдет об изготовлении миниатюрного сверлильного станочка в домашних условиях из подручных средств. Статья предназначена в основном для радиолюбителей, кому часто приходится самостоятельно изготавливать печатные платы. Но такое компактное оборудование как представленный ниже станок будет полезен не только в сфере электроники, но и в других хозяйственных делах.

Основой для конструкции послужили детали от вышедшего из строя CD ROM’a от компьютера. Вернее нужны будут только металлическая рамка с установленными на ее плоскости парой направляющих и кареткой, этот фрагмент показан на фото ниже. Цель конечно у меня была собрать сверлилку из подручных материалов. То есть из того, что было в хозяйстве и могло пригодиться в построении такого оборудования.

Сверлильный станок своими руками-1Сверлильный станок своими руками-1

На скользящей каретке в дальнейшем будет смонтирован двигатель, а затем уже будет собран сам сверлильный станок своими руками. Чтобы закрепить его, предварительно был изготовлен специальный держатель в виде кронштейна из отрезка листовой стали 2мм.

Сверлильный станок своими руками-2Сверлильный станок своими руками-2

Электродвигатель

В держателе просверлил отверстия под размер вала электродвигателя и соответственно под винты, которые будут держать кронштейн с двигателем. Изначально для сверлильного устройства был применен электромотор ДП25-1,6-3-27, работающий от постоянного напряжения 27v и развивающий мощность 1,6 Вт. Смотрите фото:

Сверлильный станок своими руками-3Сверлильный станок своими руками-3

В процессе испытания этого мотора, было установлено, что у него не хватает необходимой мощности для сверления в стеклотекстолите. 1.6W явно недостаточно для этого, чуть-чуть увеличиваешь нагрузку и двигатель становится.

На это фото показан сверлильный станок своими руками с электромотором  ДП25-1,6-3-27 , вариант которого сначала предполагался использовать :

Сверлильный станок своими руками-4Сверлильный станок своими руками-4

В связи с тем, что силовой агрегат мало производителен пришлось от него отказаться и искать мотор соответствующей мощности. Конечно на поиски нужного двигателя ушло некоторое время, поэтому процесс изготовления был немного приостановлен. Но как говорится «мир не без добрых людей» и товарищ подарил мне электромотор от старого нерабочего принтера.

Сверлильный станок своими руками-5Сверлильный станок своими руками-5

Новый электродвигатель

Вновь приобретенный двигатель не имел шильдика с маркировкой, следовательно, его мощность доподлинно я не знаю. Но мощности его вполне хватало, чтобы собрать сверлильный станок своими руками. На вал якоря запрессована металлическая шестеренка. Диаметр вала на двигателе — 2,3 мм. Далее я убрал шестеренку с вала, а вместо нее поставил цанговый зажим и попробовал просверлить несколько отверстий сверлом 1.2 мм. Результат конечно меня приятно удивил, данный моторчик прекрасно справлялся со сверлением 3 миллиметрового текстолита при питающем напряжении 12v.

Здесь показано как я крепил мотор с использованием держателя к скользящей каретке:

Сверлильный станок своими руками-6Сверлильный станок своими руками-6 Сверлильный станок своими руками-7Сверлильный станок своими руками-7

Опора сверлильного устройства выполнено из десяти миллиметрового отрезка стеклотекстолита.

Это подготовленные детали для основания устройства:

Сверлильный станок своими руками-8Сверлильный станок своими руками-8

Для обеспечения устойчивости, сверлильный станок собранный своими руками, в нижней части основания вмонтированы резиновые опорные ножки:

Сверлильный станок своими руками-9Сверлильный станок своими руками-9

Конструкция устройства

Металлическая конструкция устройства имеет образ консоли, другими словами — несущие шасси с установленным на нем электродвигателем при помощи двух специальных держателей. Рама с мотором установлена на небольшом расстоянии от нижней части станка. Такой вариант системы позволил выполнять сверление большого по размеру текстолита. Эскиз устройства приведен ниже:

Сверлильный станок своими руками-10Сверлильный станок своими руками-10

Ниже картинки уже готового сверлильного станка

Сверлильный станок своими руками-11Сверлильный станок своими руками-11 Сверлильный станок своими руками-12Сверлильный станок своими руками-12

Сверлильный станок своими руками-13Сверлильный станок своими руками-13

В рабочей части устройства на фото, виден установленный для подсветки светодиод:

Сверлильный станок своими руками-14Сверлильный станок своими руками-14

На показанном изображении видна слишком большая степень яркости подсветки. В действительности же все освещается очень корректно:

Сверлильный станок своими руками-15Сверлильный станок своими руками-15

Конструкция выполненная в виде консоли дает возможность делать отверстия в больших по ширине заготовках, более чем 140 мм, ну и естественно большой длинны.

Измерение полезной площади для сверления:

Сверлильный станок своими руками-16Сверлильный станок своими руками-16

Как показывает изображение, что длина плоскости от передней части подвижной каретки станка до центра сверла составляет 69 мм. То есть ширина текстолитовых заготовок для печатных плат может быть примерно 135 мм.

Подвижной механизм

Для опускания и подъема механизма сверления предусмотрен специальный рычаг нажимного действия:

Сверлильный станок своими руками-17Сверлильный станок своими руками-17

Для фиксации сверлильного узла над заготовкой перед началом сверления, а затем его возвращение назад, то есть реверс обеспечивает пружина возврата. Она помещена на направляющей оси:

Сверлильный станок своими руками-18Сверлильный станок своими руками-18

На этом изображении показана схема настройки оборотов электромотора в автоматическом режиме, которая зависит от степени нагрузки.

Для комфортного использования сверлильного устройства было изготовлено два образца регулировки скорости вращения электродвигателя. Один вариант станка для сверления был выполнен на базе электромотора ДП25-1,6-3-27, модуль регулировки и его принципиальная схема были позаимствованы в журнале Радио №7 за 2010 год:

Сверлильный станок своими руками-19Сверлильный станок своими руками-19

К сожалению вариант регулировки надлежащим образом работать не стал, поэтому был исключен из дальнейшего тестирования.

Другой образец сверлилки был сделан с использованием моторчика от принтера, на просторах интернета нашлась еще одна подходящая схема для регулировки оборотов двигателя. Вот ее я и с успехом применил.

Сверлильный станок своими руками-20Сверлильный станок своими руками-20

Два режима скорости

Представленная здесь схема регулятора способна поддерживать работу электромотора в двух скоростных режимах:

1. Во время холостой работы сверлильного станка якорь двигателя вращается с низкой скоростью, то есть в это время задействовано меньшее напряжение питания.
2. Когда возникает нагрузка на двигатель, то есть момент начала сверления, автоматический регулятор подает на двигатель полное напряжение, тем самым увеличивается скорость вращения.

Модуль автоматической регулировки скорости вращения мотора выполненный по представленной выше схеме, начал сразу работать корректно. В процессе тестирования установил такие параметры: при работе устройства в режиме без нагрузки — 2200 об/мин. В момент начала сверления текстолита скорость поднимается до максимального значения. По окончанию сверления регулятор автоматически убирает скорость вращения до самых низких.

Схема данного регулятора была реализована на маленькой по размеру плате:

Сверлильный станок своими руками-21Сверлильный станок своими руками-21

Кремневый транзистор КТ815В установлен на радиаторе охлаждения.

Модуль регулятора размещен с тыльной стороны сверлильного устройства:

Сверлильный станок своими руками-22Сверлильный станок своими руками-22

На плате показан постоянный резистор R3 с сопротивлением 5,6 Ом и мощностью рассеивания 2 Вт.

Тестирование сверлильного станка показало прекрасную его работу. Автоматика выполняла свои функции безупречно.

Здесь представлен маленький видео-обзор сверлильного станка в работе:

Обновление от 01.08.2017:

В схеме управления, помимо своего регулятора скорости вращения, установлен элемент стабилизации питающего напряжения для светодиода подсветки. Окончательная принципиальная схема модуля управления:

Сверлильный станок своими руками-23Сверлильный станок своими руками-23

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *