В принципе эта схема универсальна и подходит для всех электромоторов с рабочим напряжением до 30 вольт, (если использовать мотор на 30 вольт, то надо поменять конденсатор C2 на 40 вольт с запасом).
Для сверления использую мотор от видика, на 12 вольт, но питаю схему 20-ю вольтами, так как не боюсь, что мотор выйдет из стороя, ведь повышенное напряжение поступает на него через этот блок управления.
Итак, перейдём к сути этой схемы, в ней нет дефицитных радиоэлементов, также всего два транзистора и стабилизатор на всеми любимой КРЕН-ке, а всё остальное - рассыпуха. От диодного моста можно отказаться, если схема питается от постоянного напряжения, лично я отказаля, но кондесаторы С1 и С3 оставил (не знаю зачем).
Перейдём к сборке схемы. Так как транзистора VT1 у меня не оказалось, заменил его на транзистор кт814а. Те резисторы, которые обозначены * подстраиваются под мотор, R1 устанавливает порог механической нагрузки на электромотор для полного его хода. Резистор R2 устонавливает минимальное напряжение холостого хода.
Печатную плату разработал не очень маленькую - вы можете сделать поменьше. Собранное устройство:
Для холостого хода установил подстроечный резистор. Сам мотор обмотан изолентой для удобства держания его в руке. С прошлым мотором схема работала некорректно.
А вот отверстия сделанные минидрелью под управлением этой схемы.
Да, это моя дрель и почему-то все пугаются когда её видят.
Ну, жалко мне пока денег на нормальный девайс.
Самая приятная часть работы, и трудная, это сверление печатной платы. Я собираю что-то новое и необходимо сверлить все это дело.
Очень часто приходится класть дрель на стол, пока что-то обдумываешь или тебя отвлекает супруга, а если на столе ещё и творческий беспорядок, то микродрели очень сложно найти место. Из-за вибрации во включенном состоянии она может слететь со стола.
Тут возникла идея собрать стабилизатор с регулировкой частоты вращения.
Нашел хорошую подборку схем на Радиокоте:
Идея и схема
Хотелось сделать так, чтобы микродрель имела маленькие обороты на холостом режиме, а при нагрузке частота вращения сверла увеличивалась.Во-первых это очень удобно, во-вторых двигатель работает в облегченном режиме, в-третьих меньше изнашиваются щетки.
Источник изображения radiokot.ru
А вот и схема такого автоматического регулятора оборотов. Её автор Александър Савов из Болгарии .
Детали
В схеме применены легкодоступные детали. Микросхему необходимо установить на радиатор во избежание её перегрева.Конденсаторы электролитические на номинальное напряжение 16В.
Диоды 1N4007 можно заменить на любые другие рассчитанные на ток не менее 1А.
Светодиод АЛ307 любой другой. Печатная плата выполнена на одностороннем стеклотекстолите.
Резистор R5 мощностью не менее 2Вт, или проволочный.
БП должен иметь запас по току, на напряжение 12 В. Регулятор работоспособен при напряжении 12-30 В, но свыше 14В придется заменить конденсаторы на соответствующие по напряжению.
Налаживание
Готовое устройство после сборки начинает работать сразу. Резистором P1 выставляем требуемую частоту вращения на холостом ходу. Резистор P2 служит для установки чувствительности к нагрузке, им выбираем нужный момент увеличения оборотов. Если увеличить емкость конденсатора C4, то увеличится время задержки высоких оборотов или если двигатель работает рывками. Я увеличил емкость до 47uF.Двигатель для устройства не критичен. Только необходимо чтобы он был в хорошем состоянии.
Я долго мучился, уже подумал, что у схемы был глюк, что она непонятно как регулирует обороты, или уменьшает обороты во время сверления.
Но разобрал двигатель, прочистил коллектор, подточил графитовые щетки, смазал подшипники, собрал.
Установил искрогасящие конденсаторы. Схема заработала прекрасно.
Теперь не нужен неудобный выключатель на корпусе микродрели.
Печатная плата в Sprint Layout
Разводка уважаемого МП42Б , вытащена из общего файла его статьи, упомянутой в начале.
02.05.2019 по просьбе камрадов на плате подписал детали и немного навёл красоты Игорь Котов.
Архив обновлён.
▼
🕗 05/02/19 ⚖️ 11,15 Kb ⇣ 19
Схемы и конструкции регуляторов оборотов для микродрели радиолюбителя
Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “ “
В этой статье мы рассмотрим радиолюбительскую схему облегчающую работу с микродрелью – регулятор оборотов микродрели . Схема проста по исполнению и доступна начинающим радиолюбителям.
Со сверлением отверстий в печатных платах сталкивается практически каждый радиолюбитель . Для этого применяют микродрель из электродвигателя постоянного тока с цанговым зажимом для сверл. Предлагаемый узел управления двигателем микродрели прост, не содержит дефицитных деталей и доступен для повторения начинающему радиолюбителю .
В исходном состоянии, после подачи напряжения питания, сверло вращается с минимальной частотой – 100 оборотов в минуту. В таком режиме дрель не перегревается и в тоже время довольно просто попасть в центр. При нажатии на сверло дрель быстро набирает обороты до номинальной частоты вращения, начинается сверление. По его завершению, когда сопротивление материалы платы падает, обороты автоматически уменьшаются до “холостых”.
Схема управления содержит выпрямитель на диодах VD1-VD4, сглаживающих конденсаторах С1 и С3 и два канала управления дрелью. Первый выполнен на интегральном стабилизаторе DA1, второй на транзисторах VT1, VT2. Назначение первого – поддерживать на нагрузке около 2,5 вольт. Ток двигателя протекает через датчик тока на резисторе R1. Падения напряжения на этом резисторе в отсутствии механической нагрузки двигателя недостаточно для открывания транзистора VT1. С началом сверления ток двигателя растет. Как только напряжение на резисторе R1 достигнет приблизительно 0,6 В, транзистор VT1 и вместе с ним VT2 открываются, подключая двигатель к выпрямителю. Для ограничения напряжения падения на датчике тока применен диод VD5. Конденсатор С2 служит для небольшой задержки перехода на “холостой” режим. Стабилизатору DA1 и транзистору VT2 требуются теплоотводы.
Детали. В конструкции можно применить практически любые аналогичные транзисторы с допустимым напряжение коллектор-эмиттер не менее 35 В и с током коллектора для VT1 не менее 100 мА.
Настройка. Напряжение на двигателе без нагрузки можно изменить резистором R3. Его сопротивление можно рассчитать по формуле:
U=1,25(1+R3/R5)+0,0001*R3-Uvd6, где U- требуемое напряжение на двигателе а Uvd6 – падение напряжение на диоде.
R1=0,6*Ixx/2, где Ixx – ток холостого хода.
Сегодня невозможно найти человека, который бы не знал о существовании электрической дрели. Многим приходилось пользоваться этим инструментом. Но как устроена эта незаменимая в хозяйстве вещь, известно далеко не каждому.
Внутри корпуса дрели расположен электродвигатель, система его охлаждения, редуктор, регулятор оборотов дрели. О работе регулятора оборотов дрели стоит поговорить несколько подробнее. Все детали во время работы изнашиваются, особенно подвержена этому процессу кнопка включения дрели. А с ней непосредственно связана система регулировки оборотов.
Назначение регулятора оборотов
Регулятор оборотов современной электрической дрели располагается внутри кнопки включения прибора. Достичь таких малых размеров позволяет микропленочная технология, по которой он собран. Все детали и сама плата, на которой расположены эти детали, отличаются малыми размерами. Основная деталь регулятора — симистор. Принцип его работы состоит в изменении момента замыкания цепи и включения симистора. Происходит это так:
- После включения кнопки симистор получает на свой управляющий электрод напряжение, имеющее синусоидальную форму.
- Симистор открывается, и ток начинает течь через нагрузку.
При большей амплитуде управляющего напряжения симистор включается раньше. Амплитуда управляется с помощью переменного резистора, который соединен с пусковым курком дрели. Схема подключения кнопки в разных моделях может быть немного разной. Только не стоит путать регулятор оборотов с устройством управления реверсом. Это совершенно разные вещи. Иногда они могут размещаться в разных корпусах. Регулятор оборотов может предусматривать подключение конденсатора и обоих проводов от розетки.
Вернуться к оглавлению
Использование дрели в качестве станка
Рисунок 1. Типовая схема регулятора оборотов дрели.
Ручная дрель может применяться нестандартно. На ее основе делают разнообразные станки: сверлильный, шлифовальный, циркулярный и другие. В таких станках функция регулирования оборотов является очень важной. У большинства бытовых дрелей обороты регулируются кнопкой пуска аппарата. Чем сильнее она нажата, тем выше обороты. Но фиксируются они только на максимальных значениях. Это в большинстве случаев может оказаться существенным недостатком.
Можно выйти из данной ситуации путем самостоятельного изготовления выносного варианта регулятора оборотов. В качестве регулятора вполне можно применить диммер, который обычно применяют для регулировки освещенности. Схема регулятора довольно проста и представлена на рис. 1. Для его изготовления нужно к розетке присоединить провода разной длины. Длинный провод другим концом присоединяется к вилке. Остальное собирается по схеме. Рекомендуется использовать дополнительный автоматический выключатель, который отключит устройство в случае аварии.
Самодельный регулятор оборотов готов. Можно выполнить пробный пуск. Если он работает нормально, можно поместить его в подходящего размера коробку и закрепить на станине будущего станка в удобном месте.
Вернуться к оглавлению
Ремонт кнопки с регулятором оборотов
Рисунок 2. Схема регулятора оборотов для микродрели.
Ремонт кнопки представляет собой довольно непростой процесс, требующий определенных навыков. При открытии корпуса некоторые детали могут просто выпасть и потеряться. Поэтому в работе нужна осторожность. В случае неполадок обычно выходит из строя симистор. Стоит эта деталь очень дешево. Разборка и ремонт происходят в следующем порядке:
- Разобрать корпус кнопки.
- Промыть и прочистить внутренности.
- Снять плату с находящейся на ней схемой.
- Выпаять сгоревшую деталь.
- Впаять новую деталь.
Разобрать корпус очень просто. Нужно отогнуть боковины и вывести крышку из фиксаторов. Делать все нужно аккуратно и осторожно, чтобы не потерять 2 пружинки, которые могут выскочить. Чистить и протирать внутренности рекомендуется спиртом. Зажимы-контакты в форме медных квадратиков выдвигаются из пазов, плата легко снимается. Сгоревший симистор обычно хорошо виден. Осталось выпаять его и впаять на его место новую деталь. Сборка регулятора производится в обратном порядке.
Простой регулятор оборотов для микродрели на ATMEGA88PA.
Регулирование скорости вращения (ШИМ), плавное включение;
Регулирование яркости подсветки (ШИМ), плавное включение/отключение;
Ручное и автоматическое управление;
Автоматическое выключение при простое.
Регулятор разрабатывался для управления скоростью вращения микродрели, но может найти применение и в других устройствах, в которых нагрузка питается постоянным током.
Основой для разработки послужил сверлильный станок настольный V1.8 без регулятора (см. фото).
Технические характеристики:
- постоянное напряжение питания, 5-18 В
- трехкулачковый патрон с диапазоном зажимаемых диаметров: 0,3-4 мм
- частота вращения шпинделя: 2000...8000 об/мин
- максимальный потребляемый ток: 3А
- перемещение шпинделя: 20 мм
- габаритные размеры: 220 х 160 х 80 мм
- масса станка: 1,0 кг
Конструкция станка позволяет легко вмонтировать регулятор под рабочим столиком. А установив микровыключатель под механизм опускания/подъема, получить автоматическое управление.
Основой регулятора служит микроконтроллер ATMEGA88 . Индикатор светодиодный, 3 разряда. Выбор типа индикатора (общий анод или катод) доступен программным способом.
Схема регулятора.
Описание работы.
1. Подсветка рабочего стола.
1.1. Подсветка имеет два режима работы: автоматический (по умолчанию) и ручной.
1.2. Выбор режима работы ручной/автоматический производится в настройках, меню L A (автоматический режим), L r (ручной режим).
1.3. Автоматический режим включения/выключения подсветки.
1.3.1. При подаче питания подсветка рабочего стола плавно включается на заданную в настройках яркость.
1.3.2. Если на протяжении заданного в настройках времени (параметр t ) никаких действий не производится (срабатывание концевого выключателя или нажатие на кнопки регулятора) – подсветка плавно отключается. При этом также отключается индикатор.
1.3.3. Любое воздействие на органы управления приводит к плавному включению подсветки и индикатора.
1.4. Ручной режим включения/выключения подсветки.
1.4.1. Ручное управление подсветкой доступно в меню: Lon – включено, LoF – выключено.
1.4.2. Включение подсветки производится нажатием на кнопку PLUS , выключение – MINUS .
1.5. Скорость нарастания/убывания яркости подсветки устанавливается в настройках (параметр c ).
1.6. Регулирование яркости производится кнопками PLUS / MINUS в настройках (в старшем разряде символ L ).
2. Работа регулятора оборотов.
2.1. Выбор режима работы ручной/автоматический производится в настройках, меню P A (автоматический режим), P r (ручной режим). По умолчанию установлен автоматический режим работы.
2.2. Автоматический режим включения/выключения регулятора оборотов.
2.1.1. При замыкании концевого выключателя START регулятор скорости вращения плавно подаст напряжение питания на электродвигатель.
2.1.2. При размыкании кнопки START питание на электродвигатель отключается.
2.2. Ручной режим включения/выключения регулятора скорости вращения.
2.2.1. Включение/выключение производится из меню Pon – включено, PoF – выключено.
2.2.2. Включение производится нажатием на кнопку PLUS , выключение – MINUS .
2.2.3. Состояние концевого выключателя START регулятора скорости вращения игнорируется.
2.3. Скорость нарастания оборотов задается в настройках, параметр r .
2.4. Скорость вращения устанавливается кнопками PLUS / MINUS из режима отображения выходной мощности регулятора (символ P в старшем разряде).
3. Настройка.
3.1. Выбор параметра для настройки производится нажатием кнопки SET по кругу.
3.2. Параметры для настройки:
3.2.1. Регулирование оборотов. В старшем разряде символ P . Диапазон установки 0 ÷ 99.
3.2.2. Режим работы регулятор скорости вращения. В старшем разряде символ P A , если ручной – символ r .
3.2.3. Ручное управление скоростью вращения. В старшем разряде символ P on , если выключено – символы oF .
3.2.4. Скорость нарастания оборотов при включении. В старшем разряде символ r
3.2.5. Регулирование яркости подсветки. В старшем разряде символ L . Диапазон установки 0 ÷ 99.
3.2.6. Режим работы подсветки. В старшем разряде символ L . В младшем разряде, если режим автоматический – символ A , если ручной – символ r .
3.2.7. Ручное управление подсветкой. В старшем разряде символ L . В младших разрядах, если включено – символы on , если выключено – символы oF .
3.2.8. Скорость нарастания/убывания яркости при включении/отключении. В старшем разряде символ c . Диапазон установки 0 ÷ 99. Чем больше параметр, тем меньше скорость.
3.2.9. Время до отключения подсветки и индикатора. В старшем разряде символ t . Диапазон установки 1 ÷ 99 минут.
3.3. Через 10 сек от последнего нажатия на кнопки новые параметры запишутся в память. Если на индикаторе мигающий параметр, то прибор переходит в основной режим (выходная мощность).
4. Особенности схемы.
4.1. Для выбора типа индикатора (общий анод или катод) нужно перед подачей питания нажать и удерживать нажатой кнопку PLUS , если индикатор с общим анодом, или MINUS , если с общим катодом. Подать питание. Если тип индикатора выбран правильно, на индикаторе появятся символы CC , для индикатора с общим катодом и CA для общего анода. Отпустить кнопку. Если на индикаторе непонятные символы, значит выбран неправильный тип индикатора. Необходимо повторить операцию.
4.2. При прошивке МК следует установить FUSE для работы от внутреннего тактового генератора частотой 8 МГц.
4.3. Частота ШИМ управления около 32 кГц.
4.4. Силовые ключи могут быть другого типа в зависимости от необходимого тока и напряжения нагрузки.
4.5. Диод D 2 предназначен для защиты от неправильной полярности питающего напряжения. Установлен навесным монтажом – в разрыв провода питания.
4.6. Конструктивно регулятор собран на двух платах. На основной плате расположены микроконтроллер, индикатор, кнопки и силовые ключи. На второй плате светодиоды подсветки рабочего стола и микровыключатель. Вторая плата закреплена рядом с электродвигателем таким образом, чтобы свет был направлен на рабочую зону стола, а контакты микровыключателя замыкались при опускании дрели.
4.7. Схема и платы разрабатывались под детали, имеющиеся в наличии. Схема не критична к номиналам деталей и наладки не требует.
Внешний вид станка до
и после доработки.
