Регулятор оборотов микро дрели (сверлилка)

Повторенные мною конструкции
Ответить
TechMike
Site Admin
Сообщения: 223
Зарегистрирован: Вт окт 06, 2009 3:37 pm
Контактная информация:

Регулятор оборотов микро дрели (сверлилка)

Сообщение TechMike »

Многие сталкивались с необходимостью при изготовлении печатных плат сверлить множество отверстий под установку выводных компонентов, даже если перешли полностью на smd то все равно пяток отверстий в плате делать, то приходится.
В какой-то момент то меня сильно задолбало и даже не из-за сверления, а из-за необходимости кернить каждое отверстие, чтобы потом ровно просверлить и деталь встала без перекосов и ухищрений.
По друзьям/знакомым/родственникам были найдены два не нужных, но работающих струйных принтера, сами принтеры были разобраны до винтика, в результате имеем два двигателя постоянного тока с осью 2.3мм и 3.2мм. У китайцев заказал цангу на вал 2,3 мм под сверло 0.7-0.9мм, брал тут https://ru.aliexpress.com/item/2-3mm-Br ... Title=true. На вал ее посадил в натяг при работающем двигателе, биение есть, но в совокупности его дает цанга и сверло, точно попасть в место сверления с ним не проблема.
Заказа на более мощный двигатель быстрозажимной патрон https://ru.aliexpress.com/item/3-17mm-E ... Title=true, пока не доехал.
Далее замерил параметры двигателя от родного блока питания 32в, 1.5А:
Image

Двигатель на холостом ходу при 32В потребляет 0.1А, при сверлении до 0.2А, при клине вала до 3.7А
При питании двигателя 5В, на ХХ ток 0.05А, при начале сверления 0,1А
При 3,7в ДВИГАТЕЛЬ НА хх ПОТРЕБЛЯЕМ 0.053а, при начале сверления 0,083А, ловить начало сверления надо на 80ма.
Оптимальные обороты ХХ при 3,7В.
Почитав интернеты и найдя много страждущих, повторил конструкцию станины отсюда https://www.youtube.com/watch?v=1IpeLbdcIEM. Обошлось се в ~300 рублей на февраль 2017 года.
Получилось вот такое:
Image
Image
Image
Image
Image
Image
Отдельно остановлюсь на электронике, т.к. при сверлении никакая педаль или выключатель ни разу не удобно, то решено было повторить алгоритм «нажать-сверлит», «отпустил-еле крутиться»
В tiny13 это бы не влезло, сразу взять mega8, схема получилась такая:

Пищалку выкинул, т.к. она не оказалась нужна, диод на моторе напаян непосредственно на клеммы двигателя, без него полевику было совсем плохо и он грелся. Если убрать C14 то полевик тоже немного греется. Драйвер полевика в принципе можно упростить до одного транзистора, но это не даст полностью холодного полевика на частоте ШИМа 32кгц, на меньших частотах двигатель очень резко и противно пищал.
В результате при постоянном сверлении в течении 15 минут, полевик еле теплый без радиатора, шунт на R15 еле теплый.
Снятие сигнала на АЦП с шунта не рекомендую использовать с диодом, он конечно повышает напряжение после себя до 2.5в и выше, но очень плохо отражает изменение сигнала, по сути видны только увеличения тока на шунте, а понижения очень не сразу.
Алгоритм в устройство заложен следующий:
1. При первом включении загораются оба светодиода, что сигнализирует включение режима калибровки и ничего делать с двигателем нельзя в течении 20 секунд.
2. Калибровка заключается в 10 ежесекундных замерах напряжения на шунте при холостых оборотах (ХХ) двигателя (по умолчанию это 30 из 255 ШИМа) и замере напряжения с шунта на максимальных оборота двигателя (255 значения для ШИМа). После этого вычисляется пороги включения сверления как «напряжение на ХХ»+20% и напряжение порог перехода от сверления к ХХ как «напряжение сверления»+20%.
20% это константа PERCENT_XX_DRILL в хидере adc.h (там много констант,
снабженных комментариями). Полученные калибровочные значения сохраняются в eeprom МК.
3. После устройство переходит на холостые обороты и постоянно измеряет напряжение на шунте.
4. Если нужно изменить величину оборотов ХХ, то достаточно нажать кнопки S1 и S2, которые увеличивают или уменьшают величину ШИМа для ХХ. После отпускания кнопок, по прошествии 5 секунд программа входит в режим калибровке и все повторяется как в п.2.
5. В нормальном состоянии двигатель спокойно работает на ХХ, как только ток с шунта превышает величину перехода на сверление, измеренную на калибровке, то дается полный ШИМ=255 в течении 1.5 секунды. Далее если ток не упал до величины перехода на ХХ, измеренную при калибровке, то сверление продолжается. В противном случает двигатель переходит на ХХ.

Соответственно красный светодиод загорается, когда включается режим сверления.
Зеленый загорается в режиме ХХ. Если ни горит ни одни, то с шунта не приходит вообще никакого напряжение и считаем, что двигатель не подключен.
Если нужно принудительно включить режим калибровки, то нужно зажать обе кнопки S1 и S2 и включить устройство или отпустить кнопку RESET.

В USART на скорости 9600 постоянно выдается отладка, то можно не выключать, т.к. выигрыш в быстродействии еще заметен.
P.S. Сделать подсветку и выключатель питания мне не нужно, свет есть направленный над столом, а выключатель не нужен из-за хорошего драйвера полевика, т.к. ничего не греется.
Среда разработки: Eclips mars .2 Release (4.5.2) Build id: 20160218-0600, WinAVR 20100110

Использованы материалы из интернетов:
http://meandr.org/archives/27856
https://mysku.ru/blog/china-stores/39793.html
http://radiohlam.ru/raznoe/driver_polevikov.htm

Исходники, схема тут files/dril_control_02052017.rar
Видео работы тут:
https://www.youtube.com/watch?v=oS32Q1j8xac
https://youtu.be/1bFqVcSmJEA
Ответить