Регулятор оборотов для бормашинки с обратной связью на pic

Содержание

Регулятор оборотов для бормашинки с обратной связью на pic


Схема подключения коллекторного двигателя от стиральной машины

Марка двигателя на котором проводились испытания

Для тех кто желает поэкспериментировать с pid регулятором

скриншот кода где можно поменять ( Kd – коэффициент дифферинцирования;) ( Ki – коэффициент интегрирования;)

По умолчанию Kd=0.01 Ki=0.01

Рисунок 3 Схема скетча для arduino сделанная в программе flprog

Регулировка схем рисунок 1, рисунок 2.

Металлический корпус электродвигателя соединяется с общим проводом схемы таходатчика (разъём ХТ6) чтобы избежать ложных срабатываний цифрового индикатора.

Резистор R2 ( схема обработки сигнала таходатчика) регулирует напряжение выходящие с таходатчика также от него зависят показания цифрового указателя оборотов. При первом запуске движок поставить в центральное положение.

Работа резистора R1 как только вы его начинаете вращать на цифровом индикаторе начинают отображаться его показания 6 секунд.

Резистор R1 регулирует Kp – коэффициент пропорциональности пин-А2 я на своей схеме установил цифру 60.

От этого резистора зависит время реакции на нагрузку на валу двигателя.

Резистор R3 ( схема рисунок 2 простой симисторный регулятор) устанавливает начало работы двигателя без ШИМ сигнала.

Если вы не будете использовать в схеме термодатчик то вы должны замкнуть Пин-А3 на корпус.

Также схему можно использовать и без цифрового индикатора оборотов двигателя.

Для питания схемы пид-регулятора построенного на Arduino используется китайский стабилизированный малогабаритный импульсный блок питания 12 вольт 450 миллиампер. Также подойдет любой другой трансформаторный стабилизированный 12 вольтовый блок питания.

Также можно собрать транзисторную схему управление коллекторным двигателем 220 вольт, я пробовал собрать эту схему она работает но через некоторое время выходят из строя транзистор FGA25N120 У меня штук пять сгорело заказывал я эти транзисторы у китайцев на AliExpress. Я думаю что Нужны хорошие оригинальные транзисторы тогда всё будет работать.

Рисунок 4 Транзисторная схема управления коллекторным двигателем 220 вольт с гальванической развязкой.

Рисунок 2 Симисторная схема управления коллекторным двигателем 220 вольт с гальванической развязкой.

Скачать все схемы высоком разрешении можно

Содержание скачиваемого архива

Рисунок 1 Схема регулятора оборотов коллекторного двигателя от стиральной машины с обратной связью ( Pid регулятор на Arduino). Цифровой указатель оборотов двигателя, защита от перегрева.

Работа схемы регулятора оборотов коллекторного электродвигателя.

После сборки схемы рисунок 1 и загрузки скетча в Arduino подаем питание 220 вольт на схему.

На цифровом четырехзначном индикаторе должны отобразится цифры от 0 до 100 на 6 секунд эти цифры зависят от положения движка резистора R1 ( подстроечный резистор Kp – коэффициент пропорциональности пин-А2).

Когда пройдут 6 секунд индикатор должен обнулиться.

Переменным резистором R4 ( регулировка оборотов пин-А0) увеличиваем обороты двигателя, c хема обработки сигнала таходатчика (на рисунке 1 обведена штрих линиями) начнёт плавно увеличивать постоянное напряжение на Пин-А1 , цифровой четырехзначный индикатор начнет отображать это напряжение от 0 до 9999.

ШИМ сигнал для регулировки оборотов двигателя выходит с Пин-11 Arduino и подается на симисторную

схему управление коллекторным двигателем 220 вольт.

Работа защиты от перегрева.

Для работы схемы защиты от перегрева используется биметаллический датчик от пожарной сигнализации. Температура срабатывания датчика 70 градусов. Датчик крепится на металлический корпус двигателя через теплопроводную изолирующую прокладку.

Когда датчик холодный он находится в замкнутом состоянии светодиоды VD3 VD4 не светятся. При достижении температуры срабатывания датчика контакты датчика размыкаются начинает моргать светодиод VD3. Через одну минуту загорится светодиод VD4 двигатель остановится. Также сигнал выходящий на светодиод VD4 можно использовать для управления каким-либо реле для полного отключения схемы регулятора оборотов.

Работа схемы управления коллекторным двигателем 220 вольт с

гальванической развязкой рисунок 2 .

ШИМ сигнал с Arduino подается на разъём XT1 проходит через диод VD1 выпрямляется, проходит через резистор R2 фильтруется электролитическим конденсатор C1 подается на светодиод оптопары который зависимости от частоты ШИМ сигнала плавно изменяет свою яркость.

Транзистор оптопары в зависимости от яркости светодиода меняет свое сопротивление и управляет простым симисторным регулятором (на рисунке 2 обведён штрих линиями) который регулирует напряжение на двигателе.

Пять вольт подается на разъём XT2 и резистор R1 на светодиод оптопары для того чтобы светодиод не пропускал часть регулировочного сигнала, так как светодиод загорается не сразу.

Регулятор оборотов для бормашинки с обратной связью на pic

Цитата
Владимир Хорошев написал:
Буду брать Проксон, спасибо Коллеги за наводки.)

Клади кц, получишь гравицапу

Цитата
Zaxar 157 написал:
Цитата
А какую модель.Тоже,что-то захотелось приобрести.

Цитата
Владимир Хорошев написал:
Цена между ними не большая, но если есть существенная разница с технической точки зрения, то первый вариант буду брать сто процентов.
Цитата
ekha написал:
Нужен Проксон с регулятором оборотов + БП тоже с регулятором. В противном случае получите 5 тыс. оборотов и будет печаль. А так по субъективным ощущениям получается около 1 тыс.

Я долго думал над вопросом бормашинки. Обшерстил кучу форумов, модельных, гравировальных оружейных (!) и в итоге пришёл к тому что отделаться качественно и дёшего не получится. Итогом моих многомесячных исследований стало то, что как нельзя лучше подходят “лабораторные аппараты” или “маникюрные аппараты” они же “стоматологические аппараты”. В общем – я остановился вот на таком аппарате: тыц , не реклама ни в коем случае.

Ценник , конечно, совсем не уровня Дремель, но ни сколько не жалею о потраченных деньгах – оно того реально стоит. Можно было взять аппарат с этим же микромотором подешевле – на базе marathon champion 3, но пощупав в живую , понял что на модельке N7 есть важная штука для работы на малых оборотах – есть “удержание заданных оборотов” – то есть, попытавшись остановить пальцами вставку – аппарат добавил мощности сам , для поддержания заданных оборотов. На Champion 3, такого нет. Обороты плавно регулируются от 0, есть педаль вкл/выкл – очень удобно , как оказалось!, быстрая смена буров – так же удобно. Единственное неудобство – это размер цанги, он тут меньше чем мы привыкли – 2,35 мм. Но я спокойно купил хвостовик на 3мм и в случае необходимости их меняю, что не сильно-то и сложно.

Одним из больших преимуществ можно назвать – полное отсутствие биения. В ручную сверлю сверлом 0,2мм – вообще без проблем. Дырочки аккуратные, сверла целы)

В общем , не сочтите за рекламу – просто я этот вопрос обдумывал несколько лет и пришёл вот к такому выводу, чем и решил поделиться. Изначально я сомневался – потому что нигде в интернете нет толком упоминания о работе этих машинок на маленьких оборотах, но , как оказалось я переживал зря.
_____

Ещё забыл сказать об одной функции , которая периодически помогает , при работах с краю поверхности – направление вращения можно менять.

Цитата
ekha написал:
Цитата
Я же писал.

Цитата
AK3D написал:
Я долго думал над вопросом бормашинки. Обшерстил кучу форумов, модельных, гравировальных оружейных (!) и в итоге пришёл к тому что отделаться качественно и дёшего не получится. Итогом моих многомесячных исследований стало то, что как нельзя лучше подходят “лабораторные аппараты” или “маникюрные аппараты” они же “стоматологические аппараты”. В общем – я остановился вот на таком аппарате: тыц , не реклама ни в коем случае.

Ценник , конечно, совсем не уровня Дремель, но ни сколько не жалею о потраченных деньгах – оно того реально стоит. Можно было взять аппарат с этим же микромотором подешевле – на базе marathon champion 3, но пощупав в живую , понял что на модельке N7 есть важная штука для работы на малых оборотах – есть “удержание заданных оборотов” – то есть, попытавшись остановить пальцами вставку – аппарат добавил мощности сам , для поддержания заданных оборотов. На Champion 3, такого нет. Обороты плавно регулируются от 0, есть педаль вкл/выкл – очень удобно , как оказалось!, быстрая смена буров – так же удобно. Единственное неудобство – это размер цанги, он тут меньше чем мы привыкли – 2,35 мм. Но я спокойно купил хвостовик на 3мм и в случае необходимости их меняю, что не сильно-то и сложно.

Одним из больших преимуществ можно назвать – полное отсутствие биения. В ручную сверлю сверлом 0,2мм – вообще без проблем. Дырочки аккуратные, сверла целы)

В общем , не сочтите за рекламу – просто я этот вопрос обдумывал несколько лет и пришёл вот к такому выводу, чем и решил поделиться. Изначально я сомневался – потому что нигде в интернете нет толком упоминания о работе этих машинок на маленьких оборотах, но , как оказалось я переживал зря.
_____

Схема регулятора скорости бесколлекторного двигателя (ESC)

Схема условно разделена на две части: левая – микроконтроллер с логикой, правая – силовая часть. Силовую часть можно модифицировать для работы с двигателями другой мощности или с другим питающим напряжением.

Контроллер – ATMEGA168. Гурманы могут сказать, что хватило бы и ATMEGA88, а AT90PWM3 – это было бы “вааще по феншую”. Первый регулятор я как раз делал “по феншую”. Если у Вас есть возможность применять AT90PWM3 – это будет наиболее подходящий выбор. Но для моих задумок решительно не хватало 8 килобайт памяти. Поэтому я применил микроконтроллер ATMEGA168.

Эта схема задумывалась как испытательный стенд. На котором предполагалось создать универсальный настраиваемый регулятор для работы с различными “калибрами” бесколлекторных двигателей: как с датчиками, так и без датчиков положения. В этой статье я опишу схему и принцип работы прошивки регулятора для управления бесколлекторными двигателями с датчиками Холла и без датчиков.

Схема регулятора

Питание

ШИМ и сигналы для ключей

Обратная связь (контроль напряжения фаз двигателя)

Датчики Холла

Измерения аналоговых сигналов

На вход ADC3(PC3) поступает аналоговый сигнал от датчика тока. Датчик тока ACS756SA. Это датчик тока на основе эффекта Холла. Преимущество этого датчика в том, что он не использует шунт, а значит, имеет внутреннее сопротивление близкое к нулю, поэтому на нем не происходит тепловыделения. Кроме того, выход датчика аналоговый в пределах 5В, поэтому без каких-либо преобразований подается на вход АЦП микроконтроллера, что упрощает схему. Если потребуется датчик с большим диапазоном измерения тока, Вы просто заменяете существующий датчик новым, абсолютно не изменяя схему.

Если Вам хочется использовать шунт с последующей схемой усиления, согласования – пожалуйста.

Задающие сигналы

Кроме того, есть вход RC сигнала, который повсеместно используется в дистанционно управляемых моделях. Выбор управляющего входа и его калибровка выполняется в программных настройках регулятора.

UART интерфейс

Прочее

Светодиод, сигнализирующий о состоянии регулятора, подключен к выводу PD4.

Силовая часть

Ключи нужно выбирать в зависимости от максимального тока и напряжения питания двигателя (выбору ключей и драйверов будет посвящена отдельная статья). На схеме обозначены IR540, в реальности использовались K3069. K3069 рассчитаны на напряжение 60В и ток 75А. Это явный перебор, но мне они достались даром в большом количестве (желаю и Вам такого счастья).

Конденсатор С19 включается параллельно питающей батареи. Чем больше его емкость – тем лучше. Этот конденсатор защищает батарею от бросков тока и ключи от значительной просадки напряжения. При отсутствии этого конденсатора Вам обеспечены как минимум проблемы с ключами. Если подключать батарею сразу к VD – может проскакивать искра. Искрогасящий резистор R32 используется в момент подключения к питающей батарее. Сразу подключаем “” батареи, затем подаем “+” на контакт Antispark. Ток течет через резистор и плавно заряжает конденсатор С19. Через несколько секунд, подключаем контакт батареи к VD. При питании 12В можно Antispark не делать.

Возможности прошивки

  • возможность управлять двигателями с датчиками и без;
  • для бездатчикового двигателя три вида старта: без определения первоначального положения; с определением первоначального положения; комбинированный;
  • настройка угла опережения фазы для бездатчикового двигателя с шагом 1 градус;
  • возможность использовать один из двух задающих входов: 1-аналоговый, 2-RC;
  • калибровка входных сигналов;
  • реверс двигателя;
  • настройка регулятора по порту UART и получение данных от регулятора во время работы (обороты, ток, напряжение батареи);
  • частота ШИМ 16, 32 КГц.
  • настройка уровня ШИМ сигнала для старта двигателя;
  • контроль напряжения батарей. Два порога: ограничение и отсечка. При снижении напряжения батареи до порога ограничения обороты двигателя понижаются. При снижении ниже порога отсечки происходит полная остановка;
  • контроль тока двигателя. Два порога: ограничение и отсечка;
  • настраиваемый демпфер задающего сигнала;
  • настройка Dead time для ключей

Работа регулятора

Включение

После включения двигатель издает 1 короткий сигнал (если звук не отключен), включается и постоянно светится светодиод. Регулятор готов к работе.

Для запуска двигателя следует увеличивать величину задающего сигнала. В случае использования задающего потенциометра, запуск двигателя начнется при достижении задающего напряжения уровня примерно 0.14 В. При необходимости можно выполнить калибровку входного сигнала, что позволяет использовать раные диапазоны управляющих напряжений. По умолчанию настроен демпфер задающего сигнала. При резком скачке задающего сигнала обороты двигателя будут расти плавно. Демпфер имеет несимметричную характеристику. Сброс оборотов происходит без задержки. При необходимости демпфер можно настроить или вовсе отключить.

Запуск

При опрокидывании двигателя или механическом заклинивании ротора срабатывает защита, и регулятор пытается перезапустить двигатель.

Запуск двигателя с датчиками Холла также выполняется с применением настроек для старта двигателя. Т.е. если для запуска двигателя с датчиками дать полный газ, то регулятор подаст напряжение, которое указано в настройках для старта. И только после того, как двигатель начнет вращаться, будет подано полное напряжение. Это несколько нестандартно для двигателя с датчиками, поскольку такие двигатели в основном применяются как тяговые, а в данном случае достичь максимального крутящего момента на старте, возможно, будет сложно. Тем не менее, в данном регуляторе присутствует такая особенность, которая защищает двигатель и регулятор от выхода со строя при механическом заклинивании двигателя.

Во время работы регулятор выдает данные об оборотах двигателя, токе, напряжении батарей через порт UART в формате:

Данные выдаются с периодичностью примерно 1 секунда. Скорость передачи по порту 9600.

Настройка регулятора

Переход регулятора в режим настройки происходит при включении регулятора, когда задающий сигнал потенциометра больше нуля. Т.е. Для перевода регулятора в режим настройки следует повернуть ручку задающего потенциометра, после чего включить регулятор. В терминале появится приглашение в виде символа “>“. После чего можно вводить команды.

Регулятор воспринимает следующие команды (в разных версиях прошивки набор настроек и команд может отличаться):

h – вывод списка команд; ? – вывод настроек; c – калибровка задающего сигнала; d – сброс настроек к заводским настройкам.

команда “?” выводит в терминал список всех доступных настроек и их значение. Например: Изменить нужную настройку можно командой следующего формата:

pwm.start=15

Если команда была дана корректно, настройка будет применена и сохранена. Проверить текущие настройки после их изменения можно командой “?“.

Измерения аналоговых сигналов (напряжение, ток) выполняются с помощью АЦП микроконтроллера. АЦП работает в 8-ми битном режиме. Точность измерения занижена намеренно для обеспечения приемлемой скорости преобразования аналогового сигнала. Соответственно, все аналоговые величины регулятор выдает в виде 8-ми битного числа, т.е. от 0 до 255.

Список настроек, их описание:

ПараметрОписаниеЗначение
motor.typeТип мотора0-Sensorless; 1-Sensored
motor.magnetsКол.во магнитов в роторе двигателя. Изпользуется только для расчета оборотов двигателя.0..255, шт.
motor.angleУгол опережения фазы. Используется только для Sensorless двигателей.0..30, градусов
motor.start.typeТип старта. Используется только для Sensorless двигателей.0-без определения положения ротора; 1-с определением положения ротора; 2-комбинированный;
motor.start.timeВремя старта.0..255, мс
pwmЧастота PWM16, 32, КГц
pwm.startЗначение PWM (%) для старта двигателя.0..50 %
pwm.minЗначение минимального значения PWM (%), при котором двигатель вращается.0..30 %
voltage.limitНапряжение батареи, при котором следует ограничивать мощность, подаваемую на двигатель. Указывается в показаниях ADC.0..255*
voltage.cutoffНапряжение батареи, при котором следует выключать двигатель. Указывается в показаниях ADC.0..255*
current.limitТок, при котором следует ограничивать мощность, подаваемую на двигатель. Указывается в показаниях ADC.0..255**
current.cutoffТок, при котором следует выключать двигатель. Указывается в показаниях ADC.0..255**
system.soundВключить/выключить звуковой сигнал, издаваемый двигателем0-выключен; 1-включен;
system.inputЗадающий сигнал0-потенциометр; 1-RC сигнал;
system.damperДемпфирование входного сигнала0..255, условные единицы
system.deadtimeЗначение Dead Time для ключей в микросекундах0..2, мкс

* – числовое значение 8-ми битного аналого цифрового преобразователя. Рассчитывается по формуле: ADC = (U*R6/(R5+R6))*255/5 Где: U – напряжение в Вольтах; R5, R6 – сопротивление резисторов делителя в Омах.

** – числовое значение 8-ми битного аналого цифрового преобразователя. Рассчитывается по формуле: ADC = U*255/5 Где: U – напряжение датчика тока в Вольтах, соответствующее требуемому току.

Фьюзы микроконтроллера должны быть выставлены на работу с внешним кварцем. Строка для программирования фьюзов с помощью AVRDUDE:

-U lfuse:w:0xFF:m -U hfuse:w:0xDC:m

Регулятор оборотов для бормашинки с обратной связью на pic

Регуляторы оборотов бесколлекторных двигателей Red Brick

Общие впечатления
Регуляторы достаточно низкого качества, сильно греются. Часто встречаются сбои и отказы. По большей части все дело в отвратительном качестве китайской сборки. Зато они очень дешевые.
Перед использованием, я со своих содрал термоусадку и хорошенько почистил и пропаял плату. Радиатор оставил штатный, но поставил на него маленикий вентилятор от древней видеокарты. Сейчас его рабочая температура у меня опасений не вызывает.
На сайте ХК пишут, что мануал идет в комплекте. Нет его там. Нашел несколько разных по интернету. Все они были на английском и содержали неприличное количество технических ошибок и неточностей. Самое интересное я перевел. Что смог – исправил.

Модельный ряд

Тип
BECВесLi-xxRed Brick 10A5В/1А6-1040х7х18мм
Red Brick 20A5В/2А4-1048×8х26мм
Red Brick 30A5В/2А4-1052х14х25мм
Red Brick 50A5В/3А6-1047х9х33мм
Red Brick 50A (Opto)4-1260х14х35мм
Red Brick 50A (Вертолетный)5В/4А6-2047х35х9мм
Red Brick 60A (Opto)6-2083х15х39мм
Red Brick 70A5В/5А6-2075х20х39мм
Red Brick 70A (Opto)6-2084х14х40мм
Red Brick 80A – (Вертолетный)5В/5А6-2075х20х40мм
Red Brick 100A5В/5А6-2080х20х39мм
Red Brick 100A (Opto)6-2080х18х39мм
Red Brick 125A5В/5А6-2082х20х40мм
Red Brick 125A (Opto)6-2083х18х39мм
Red Brick 200A5В/5А6-2080х23х39мм
Red Brick 200A (Opto)6-2080х23х39мм

Программирование с пульта

Вход в режим программирования

1. Соедините регулятор с двигателем и приемником, но не подключайте питание (аккумулятор)
2. Включите передатчик и установите стик газа на максимум.
3. Подключите питание к регулятору. Регулятор проведет процедуру самотестирования и издаст несколько звуковых сигналов.
Установка опций программирования
После входа в режим программирования регулятор будет регулярно воспроизводить один или несколько коротких звуковых сигналов (в зависимости от различных характеристик, см. таблицу 1 и таблицу 2). Эти сигналы представляют меню программируемых опций. Каждый звуковой сигнал обозначает свою опцию программирования и воспроизводится три раза подряд, после чего происходит переход к следующей опции. Меню опций циклическое. После сигналов, обозначающих последнюю программируемую опцию, происходит переход в начало к первой опции. Если Вы пропустили какую-либо опцию, просто дождитесь следующей итерации цикла.

Таблица 1 Опции программирования и соответствующие им звуковые сигналы

Звуковые сигналы
Опции программирования
короткая музыка + 1 короткий звуковой сигналОпция 1: тип аккумулятора и кол-во банок
короткая музыка + 2 коротких звуковых сигналаОпция 2: настройки газа
короткая музыка + 3 коротких звуковых сигналаОпция 3: тормоз
—-короткая музыка + 4 коротких звуковых сигналаОпция 4: направление вращения и функции защиты
—–короткая музыка + 5 коротких звуковых сигналовОпция 5: тайминги
——короткая музыка + 6 коротких звуковых сигналовОпция 6: ШИМ

Шаг 1. Выбор опции основного меню для перехода в соответствующее подменю. Для этого необходимо:
1. по таблице 1 определить последовательность звуковых сигналов
2. дождаться, когда регулятор начнет воспроизводить нужную последовательность звуков
3. установить стик газа в среднее положение для перехода в подменю
Когда произойдет переход в подменю, звуковые сигналы изменятся на сигналы таблицы 2. Подменю для каждой опции так же будет циклическим и каждая последовательность сигналов будет так же повторяться три раза.
Шаг 2. Выбор подменю и сохранение настроек. Когда Вы услышите сигнал, соответствующий необходимому подменю, переведите стик газа в верхнее положение. При этом контроллер запомнит Ваш выбор и издаст специальный звуковой сигнал, подтверждающий сохранение нового значения опции. После этого регулятор автоматически вернется в основное меню. Таким образом можно последовательно запрограммировать все опции.
Шаг 3. Выход из режима программирования. Когда Вы запрограммировали все необходимые опции, переведите стик газа в нижнее положение. Регулятор при этом перезагрузится. После рестарта регулятор протестирует новые параметры и будет готов к запуску двигателя.

Таблица 2. Соответствие звуковых сигналов пунктам подменю программируемых опций.

Регулятор оборотов вентилятора.

Уже в первых экспериментах с коллекторным моторчиком и батарейкой можно было заметить, что при частом попеременном включении и выключении электромотора частота вращения его ротора изменяется. То есть происходила регулировка скорости вращения путём периодичного включения и отключения тока через моторчик. Если изменять при этом время в подключённом состоянии и длину паузы между подключениями, можно регулировать скорость вращения мотора.

Такой же эффект проявляется практически с любым потребителем электрического тока, имеющим определённую инерцию, т.е. способным запасать энергию.

Именно этот эффект положен в основу принципа Широтно-Импульсной Модуляции (ШИМ), также встречается английское сокращение – PWM (Pulse-Width Modulation). Широтно-Импульсная Модуляция – это способ кодирования аналогового сигналa путём изменения ширины (длительности) прямоугольных импульсов несущей частоты. На Рис. 1 синим цветом представлены типичные графики ШИМ сигнала. Так как при ШИМ частота импульсов, а значит, и период (T), остаются неизменными, то при уменьшении ширины импульса (t) увеличивается пауза между импульсами (эпюра “Б” на Рис. 1.) и наоборот: при расширении импульса пауза сужается (эпюра “В” на Рис. 1.). Если сигнал ШИМ пропустить через фильтр низших частот, то уровень постоянного напряжения на выходе фильтра будет определяться скважностью импульсов ШИМ. Назначение фильтра – не пропускать несущую частоту ШИМ. Сам фильтр может состоять из простейшей интегрирующей RC цепи, или же может отсутствовать вовсе, например, если оконечная нагрузка имеет достаточную инерцию. Таким образом, имея в расположении лишь два логических уровня, “единицу” и “ноль”, можно получить любое промежуточное значение аналогового сигнала.

Рис.1. Зависимость напряжения от скважности ШИМ.

По принципу вышеизложенного и был разработан регулятор вентилятора. Необходимость в данном устройстве появилась, когда у ребёнка сгорела материнская плата на компьютере и пришлось поставить другую. С другим радиатором и кулером на процессор. Новый кулер был без регулятора оборотов. Для обеспечения тишины работы компьютера пришлось со своего компа снять залмовский регулятор и поставить ребёнку на компьютер, всё лучшее детям 🙂 . Теперь мой вентилятор начал шумно работать, а так как моя материнка без корпуса и просто прибита гвоздём к стенке за монитором (Рис.2.), то создавался дискомфорт при работе за компьютером. С этим надо было что то делать, что-нибудь простое и дешевое. В результате чего и родилась данная схема.

Рис.2. «Материнкой» внешний вид не испортишь.

Схема (Рис. 3.) состоит из стабилизатора на 5В, ключа, на транзисторе ВС547 (при необходимости можно поставить более мощный ключ), и самого процессора управления на PIC12F675 (Можно использовать и PIC12F629, с минимальными изменениями в программе). Управление оборотами производится кнопками S1 (убавить) и S2 (прибавить). При снятии напряжения регулятор запоминает последние выставленные обороты. Подключается регулятор к разъёму вентилятора на материнской плате. Провод оборотов вентилятора сквозной. Так как PIC12F675 имеет АЦП, то можно вместо кнопок установить переменный резистор, изначально я так и делал.

Рис. 3. Схема регулятора.

Печатную плату я не стал разрабатывать, а собрал на макетной плате. Результат на Рис. 4. При доработке регулятора начерчу печатную плату и выложу в дополнение к статье.

Теперь немного о программе. ШИМ организован программно, так как аппаратного модуля ШИМ в данном контроллере нет. После инициализации контроллера программа проверяет в EEPROM значение оборотов, на основе которой производит вычисление ШИМ. Запись в EEPROM производится после нажатия любой из кнопок управления. Чтобы не терзать память, запись в неё производится с задержкой 2-3 сек., когда установится необходимое значение оборотов.

Рис. 4. Внешний вид регулятора.

Как известно контроллер PIC12F675 не имеет интегрированного отладочного модуля. В интернете эти модули иногда ошибочно называют «переходниками». Для отладки данного типа контроллера необходим модуль AC162050. Его конечно в наличии нет, а поотлаживать очень хочется. Я в таких случаях собираю схему на отладочной плате, беру контроллер (в данном случае PIC16F877A), который поддерживает внутрисхемную отладку и пишу программу под оба контроллера одновременно. Вернее сначала под отлаживаемый контроллер (PIC16F877A), а потом изменения для основного (PIC12F675). Для того, чтобы компилятор мог определить под какой контроллер производить компиляцию имеются директивы IFDEF и ENDIF .

Ниже приведён пример конфигурации для разных контроллеров в одной программе. Компилятор сам выбирает нужный кусок, в зависимости от того, какой контроллер указан в MPLab (Configure -> Select Device). Не трудно догадаться под какой контроллер какой кусок программы относится. Строка ErrorLevel -302,-205,-207 является общей, не зависимо какой контроллер установлен.

Приведу ещё один пример инициализации контроллеров. Здесь всё, то же самое. Что находится между директив IFDEF и ENDIF , относится к определённому контроллеру, а всё остальное является общим кодом для обоих контроллеров.

В итоге получается одна программа под два вида контроллеров (можно и больше). Только не забываем указать в MPLab (Configure -> Select Device), необходимый контроллер, под который надо её скомпилировать.

Файлы для скачивания:

Список использованных ресурсов:

Регулятор оборотов для болгарки своими руками.

У вас есть болгарка, но нет регулятора оборотов? Вы можете изготовить его своими руками.

Регулятор оборотов и плавный пуск для болгарки

И то и другое необходимо для надёжной и удобной работы электроинструмента.

Что такое регулятор оборотов и для чего он нужен

Это устройство предназначено для управления мощностью электродвигателя. С его помощью можно регулировать скорость вращения вала. Цифры на регулировочном колесе означают изменение частоты вращения диска.

Регулятор оборотов болгарки

Регулятор устанавливается не на все болгарки.

Болгарки с регулятором оборотов: примеры на фото

Отсутствие регулятора сильно ограничивает применение шлифовальной машины. Скорость вращения диска влияет на качество работы болгарки и зависит от толщины и твёрдости обрабатываемого материала.

Если скорость не регулируется, то обороты постоянно держатся на максимуме. Такой режим подходит только для твёрдых и толстых материалов, таких как уголок, труба или профиль. Причины, по которым наличие регулятора необходимо:

  1. Для тонкого металла или мягкого дерева нужна более низкая скорость вращения. Иначе кромка металла оплавится, рабочая поверхность диска замылится, а дерево почернеет от высокой температуры.
  2. Для резки минералов необходимо регулировать обороты. От большинства из них на высокой скорости откалываются мелкие кусочки и место реза становится неровным.
  3. Для полировки автомобилей не нужна самая высокая скорость, иначе лакокрасочное покрытие испортится.
  4. Чтобы поменять диск с меньшего диаметра на больший, надо уменьшить обороты. Практически невозможно удержать руками болгарку с большим диском, вращающимся на огромной скорости.
  5. Алмазные диски нельзя перегревать, чтобы не испортить поверхность. Для этого снижаются обороты.

Зачем нужен плавный пуск

Наличие такого пуска — это очень важный момент. При запуске мощного электроинструмента, подключенного к сети, происходит бросок пускового тока, который во много раз превышает номинальный ток двигателя, напряжение в сети проседает. Хотя этот бросок кратковременный, он вызывает повышенный износ щёток, коллектора двигателя и всех элементов инструмента, по которым он протекает. Это может стать причиной выхода из строя самого инструмента, особенно китайского, с ненадёжными обмотками, которые могут в самый неподходящий момент сгореть во время включения. А также идёт большой механический рывок при запуске, что ведёт к быстрому износу редуктора. Такой пуск продлевает жизнь электроинструмента и увеличивает уровень комфорта при работе.

Электронный блок в УШМ

Электронный блок позволяет объединить регулятор оборотов и плавный пуск в одно целое. Электронная схема реализована по принципу импульсно — фазового управления с постепенным увеличением фазы открытия симистора. Таким блоком могут снабжаться болгарки разной мощности и ценовой категории.

Разновидности устройств с электронным блоком: примеры в таблице

НазваниеМощность, ВтМаксимальная частота
вращения диска, об/мин
Вес, кгЦена, руб.
Felisatti AG125/1000S1000110002,52649
Bosch GWS 850 CE850110001,95190
Makita SA5040C140078002,49229
Makita PC5001C1400100005,143560
Flex LST 803 VR180024006,591058

Углошлифовальные машины с электронным блоком: популярные на фото

Регулятор оборотов своими руками

Регулятор оборотов устанавливается не во все модели болгарок. Можно сделать блок для регулирования оборотов своими руками или приобрести готовый.

Заводские регуляторы оборотов болгарок: фотопримеры

Такие регуляторы имеют несложную электронную схему. Поэтому создать аналог своими руками не составит особого труда. Рассмотрим, из чего собирается регулятор оборотов для болгарок до 3 кВт.

Изготовление печатной платы

Простейшая схема предствалена ниже.

Простейшая схема регулятора оборотов

Так как схема очень простая, нет смысла из-за неё одной устанавливать компьютерную программу для обработки электросхем. Тем более что для печати нужна специальная бумага. И не у всех есть лазерный принтер. Поэтому пойдём самым простым путём изготовления печатной платы.

Возьмите кусок текстолита. Отрежьте необходимый для микросхемы размер. Поверхность зашкурьте и обезжирьте. Возьмите маркер для лазерных дисков и нарисуйте схему на текстолите. Чтобы не ошибиться, сначала рисуйте карандашом. Далее, приступаем к травлению. Можно купить хлорное железо, но после него плохо отмывается раковина. Если случайно капните на одежду, останутся пятна, которые невозможно до конца вывести. Поэтому будем использовать безопасный и дешёвый метод. Подготовьте пластиковую ёмкость для раствора. Влейте перекись водорода 100 мл. Добавьте пол столовой ложки соли и пакетик лимонной кислоты до 50 г. Раствор делается без воды. С пропорциями можно экспериментировать. И всегда делайте свежий раствор. Медь должна вся стравиться. На это уходит около часа. Промойте плату под струёй колодной воды. Просверлите отверстия.

Можно сделать ещё проще. Нарисовать схему на бумаге. Приклеить её скотчем к вырезанному текстолиту и просверлить отверстия. И только после этого рисовать схему маркером на плате и травить её.

Протрите плату спирто — канифольным флюсом или обычным раствором канифоли в изопропиловом спирте. Возьмите немного припоя и залудите дорожки.

Монтаж электронных компонентов (с фото)

Подготовьте всё, что пригодится для монтажа платы:

    Катушка с припоем.

Катушка с припоем

Штырьки в плату

Конденсатор на 100 нФ

Постоянный резистор на 2 кОм

Переменный резистор на 500 кОм

Откусите четыре штырька и впаяйте их в плату. Потом установите динистор и все остальные детали, кроме переменного резистора. Симистор припаивайте последним. Возьмите иглу и щёточку. Почистьте промежутки между дорожками, чтобы убрать возможное замыкание. Симистор свободным концом с отверстием крепится на алюминиевый радиатор для охлаждения. Мелкой наждачной бумагой зачистьте область крепления элемента. Возьмите теплопроводящую пасту марки КПТ-8 и нанесите небольшое количество пасты на радиатор. Закрепите симистор винтом и гайкой. Так как все детали нашей конструкции находятся под напряжением сети, для регулировки будем применять ручку из изолирующего материала. Оденьте её на переменный резистор. Кусочком провода соедините крайний и средний выводы резистора. Теперь к крайним выводам припаяйте два провода. Противоположные концы проводов припаяйте к соответствующим выводам на плате.

Можно весь монтаж сделать навесным. Для этого припаиваем детали микросхемы друг к другу непосредственно с использованием лапок самих элементов и проводов. Здесь тоже нужен радиатор для симистора. Его можно сделать из небольшого куска алюминия. Такой регулятор займёт очень мало места и его можно будет разместить в корпусе болгарки.

Если захотите установить светодиодный индикатор в регулятор оборотов, то используйте другую схему.

Схема регулятора со светодиодным индикатором.

Схема регулятора со светодиодным индикатором

Здесь добавлены диоды:

  • VD 1 — диод 1N4148;
  • VD 2 — светодиод (индикация работы).

Регулятор со светодиодом в собранном виде.

Регулятор со светодиодом в собранном виде

Этот блок рассчитан для маломощных болгарок, поэтому симистор не установлен на радиатор. Но если вы будете использовать его в мощном инструменте, то не забудьте про алюминиевую плату для теплоотдачи и симистор bta16.

Изготовление регулятора мощности: видео

Испытание электронного блока

Перед подключением блока к инструменту испытаем его. Возьмите накладную розетку. Вмонтируйте в неё два провода. Один из них подключите к плате, а второй к сетевому кабелю. У кабеля остался ещё один провод. Его подключите к сетевой плате. Получается, что регулятор включён последовательно в цепь питания нагрузки. Подключите к цепи лампу и проверьте работу прибора.

Тестирование регулятора мощности тестером и лампой (видео)

Подключение регулятора к болгарке

Регулятор оборотов подключается к инструменту последовательно.

Схема подключения указана ниже.

Схема подключения к болгарке

Если в рукоятке болгарки есть свободное место, то туда можно поместить наш блок. Схема, собранная навесным монтажом, приклеивается эпоксидной смолой, которая служит изолятором и защитой от тряски. Переменный резистор с пластмассовой ручкой выведите наружу, чтобы регулировать обороты.

Установка регулятора внутрь корпуса углошлифовальной машины: видео

Электронный блок, собранный отдельно от болгарки, помещается корпус из изоляционного материала, так как все элементы находятся под напряжением сети. К корпусу прикручивается переносная розетка с сетевым кабелем. Наружу выводится ручка переменного резистора.

Регулятор оборотов в коробке

Регулятор включается в сеть, а инструмент в переносную розетку.

Регулятор оборотов для болгарки в отдельном корпусе: видео

Использование

Существует ряд рекомендаций для правильного использования болгарки с электронным блоком. При запуске инструмента дайте ему разогнаться до установленных оборотов, не спешите резать что-либо. После выключения повторно запускайте его через несколько секунд, чтобы успели разрядиться конденсаторы в схеме, тогда повторный пуск будет плавным. Регулировать скорость можно во время работы болгарки, медленно поворачивая ручку переменного резистора.

Болгарка без регулятора оборотов хороша тем, что без серьёзных затрат вы можете сами сделать универсальный регулятор оборотов для любого электроинструмента. Электронный блок, вмонтированный в отдельную коробку, а не в корпус шлифовальной машины, можно использовать для дрели, бормашины, циркулярной пилы. Для любого инструмента с коллекторным двигателем. Конечно, удобнее, когда ручка регулятора находится на инструменте, и не нужно никуда отходить и наклоняться, чтобы её повернуть. Но тут уже вам решать. Это дело вкуса.

Читайте также:  Конденсаторы. кодовая маркировка
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector