Регулятор скорости двигателя постоянного тока
Наиболее простой метод регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока основан на использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ или PWM). Суть этого метода заключается в том, что напряжение питания подается на двигатель в виде импульсов. При этом частота следования импульсов остается постоянной, а их длительность может меняться.
ШИМ сигнал характеризуется таким параметром как коэффициент заполнения или Duty cycle. Это величина обратная скважности и равна отношению длительности импульса к его периоду.
D = (t/T) * 100%
На рисунках ниже изображены ШИМ сигналы с различными коэффициентами заполнения.
При таком методе управления скорость вращения двигателя будет пропорциональна коэффициенту заполнения ШИМ сигнала.
Простейшая схема управления двигателем постоянного тока состоит из полевого транзистора, на затвор которого подается ШИМ сигнал. Транзистор в данной схеме выполняет роль электронного ключа, коммутирующего один из выводов двигателя на землю.
Транзистор открывается на момент длительности импульса.
Как будет вести себя двигатель в таком включении? Если частота ШИМ сигнала будет низкой (единицы Гц), то двигатель будет поворачиваться рывками. Это будет особенно заметно при маленьком коэффициенте заполнения ШИМ сигнала.
При частоте в сотни Гц мотор будет вращаться непрерывно и его скорость вращения будет изменяться пропорционально коэффициенту заполнения. Грубо говоря, двигатель будет “воспринимать” среднее значение подводимой к нему энергии.
Существует много схем для генерации ШИМ сигнала. Одна из самых простых – это схема на основе 555-го таймера. Она требует минимум компонентов, не нуждается в настройке и собирается за один час.
Напряжение питания схемы VCC может быть в диапазоне 5 – 16 Вольт. В качестве диодов VD1 – VD3 можно взять практически любые диоды.
Если интересно разобраться, как работает эта схема, нужно обратиться к блок схеме 555-го таймера. Таймер состоит из делителя напряжения, двух компараторов, триггера, ключа с открытым коллектором и выходного буфера.
Вывод питания (VCC) и сброса (Reset) у нас заведены на плюс питания, допустим, +5 В, а земляной (GND) на минус. Открытый коллектор транзистора (вывод DISCH) подтянут к плюсу питания через резистор и с него снимается ШИМ сигнал. Вывод CONT не используется, к нему подключен конденсатор. Выводы компараторов THRES и TRIG объединены и подключены к RC цепочке, состоящей из переменного резистора, двух диодов и конденсатора. Средний вывод переменного резистора подключен к выводу OUT. Крайние выводы резистора подключены через диоды к конденсатору, который вторым выводом подключен к земле. Благодаря такому включению диодов, конденсатор заряжается через одну часть переменного резистора, а разряжается через другую.
В момент включения питания на выводе OUT низкий логический уровень, тогда на выводах THRES и TRIG, благодаря диоду VD2, тоже будет низкий уровень. Верхний компаратор переключит выход в ноль, а нижний в единицу. На выходе триггера установится нулевой уровень (потому что у него инвертор на выходе), транзисторный ключ закроется, а на выводе OUT установиться высокий уровень (потому что у него на инвертор на входе).
Далее конденсатор С3 начнет заряжаться через диод VD1. Когда она зарядится до определенного уровня, нижний компаратор переключится в ноль, а затем верхний компаратор переключит выход в единицу. На выходе триггера установится единичный уровень, транзисторный ключ откроется, а на выводе OUT установится низкий уровень. Конденсатор C3 начнет разряжаться через диод VD2, до тех пор, пока полностью не разрядится и компараторы не переключат триггер в другое состояние. Далее цикл будет повторяться.
Приблизительную частоту ШИМ сигнала, формируемого этой схемой, можно рассчитать по следующей формуле:
F = 1.44/(R1*C1), [Гц]
где R1 в омах, C1 в фарадах.
При номиналах указанных на схеме выше, частота ШИМ сигнала будет равна:
F = 1.44/(50000*0.0000001) = 288 Гц.
Объединим две представленные выше схемы, и мы получим простую схему регулятора оборотов двигателя постоянного тока, которую можно применить для управления оборотами двигателя игрушки, робота, микродрели и т.
д.
VT1 – полевой транзистор n-типа, способный выдерживать максимальный ток двигателя при заданном напряжении и нагрузке на валу. VCC1 от 5 до 16 В, VCC2 больше или равно VCC1.
Вместо полевого транзистора можно использовать биполярный n-p-n транзистор, транзистор дарлингтона, оптореле соответствующей мощности.
Регулятор оборотов минидрели | CUSTOMELECTRONICS.RU
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!
Коротко о сути
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 устройства
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.
Схема регулятора мощности минидрели
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.
Печатная плата регулятора минидрели
Перечень компонентов
Вот полный список всего, что потребуется для сборки:
- Печатная плата (ссылка на файлы для изготовления в конце статьи)
- U1 — MC34063AD, импульсный стабилизатор, SOIC-8
- U2 — LM358, операционный усилитель, SOIC-8
- U3 — L78L09, стабилизатор, SOT-89
- D1,D3 — SS14, диод Шоттки, SMA — 2шт
- D2 — LL4148, диод выпрямительный, MiniMELF
- C1 — конденсатор, 10мкФ, 50В, 1210
- C2 — конденсатор, 3.
3нФ, 1206 - C3,C4 — конденсатор, 4.7мкФ, 1206 — 2шт
- C5 — конденсатор, 22мкФ, 1206
- R1-R3,R7,R9,R11 — резистор 1 Ом, 1206 — 6шт
- R4,R10 — резистор 22кОм, 1206 — 2шт
- R5 — резистор 1кОм, 1206
- R6 — резистор 10-27кОм, 1206. Сопротивление зависит от номинального напряжения используемого двигателя. 12В — 10кОм, 24В — 18кОм, 27В — 22кОм, 36В — 27кОм
- R8 — резистор 390 Ом, 1206
- RV1,RV2 — резистор подстрочный, 15кОм, типа 3224W-1-153 — 2шт
- XS1 — клемма, 2 конт, шаг 3,81мм
3нФ, 1206Также мы сделали на 3D-принтере кольцо-ограничитель, для удобной установки на двигатель. Ссылка для скачивания STL-файла для скачивания в конце статьи.
Компоненты регулятора минидрели
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.
- Установить резистором RV2 порог срабатывания регулятора на максимум
- Установить резистором RV1 оптимальные обороты двигателя в режиме холостого хода
- Установить резистором RV2 такой порог срабатывания, чтобы при появлении малейшей нагрузки, увеличивалось напряжение на двигателе
Печатная плата в сборе
Видео
youtube.com/embed/RfoLwhCHST0″ frameborder=”0″ allow=”autoplay; encrypted-media” allowfullscreen=””> Файлы для скачивания
Печатная плата в формате SprintLayout
STL-файл для печати проставки
Мы будем очень рады, если вы поддержите наш ресурс и посетите магазин наших товаров shop.customelectronics.ru.
Вы можете сделать это устройство самостоятельно, а можете приобрести его как набор.
Метки: DIY, drill, driver, MC34063, motor, press drill, PWM, буратор, дрель, импульсный стабилизизатор, минидрель, плата, регулятор, сверлильный станок, скрипт, ШИМ Просмотров: 15491
Cameron Micro Drill Press Новая серия 214 – 214-D3
00Добавление в корзину… Товар добавлен
Микросверлильный станок Cameron, новая серия 214 — 214-D3
Микросверлильный станок с бесключевым патроном 1/8 дюйма и циферблатным индикатором глубины хода
- Добавив новый герметичный двигатель с регулятором частоты вращения и модернизированный узел шпинделя, мы упростили использование и обслуживание станков серии Cameron 214.
- Мощный двигатель постоянного тока мощностью 1/7 л.с.
- Блок управления переменной скоростью (5 А / 115 В переменного тока) поддерживает скорость от 1000 до 30 000 об/мин
- Сменный шпиндель с линейными герметичными подшипниками для быстрой и легкой замены шпинделя. (Больше не нуждается в смазке)
- Плавная подача с зубчатой рейкой
- Сверла для небольших отверстий (от 0,002″ до 5/32″)
- Может сверлить до центра 5-дюймовой заготовки
- Выбег шпинделя на конусе крепления патрона в пределах 0,0002″
- Прозрачный пластиковый защитный кожух
- Рабочий стол 4″ x 4″ с прорезями и центральным отверстием 5/8″
- Конус J0
- #1
Целью модернизированного узла шпинделя на станках серии Cameron 214 является предоставление нашим клиентам чтобы легко заменить шпиндель, когда это необходимо, без необходимости возвращать устройство в компанию Cameron для замены и обслуживания.0011
Новый двигатель и привод Cameron серии 214 обеспечивают более постоянную регулировку скорости с более высоким номинальным крутящим моментом, особенно в диапазоне низких оборотов, при сверлении и легком фрезеровании.
Стандартные характеристики:
Технические характеристики:
| Высота с индикатором глубины | 17 дюймов |
| Ширина | 5-1/4″ |
| Глубина | 11 дюймов |
| Патрон для регулируемого стола | 5-3/4″ |
| Патрон к основанию | 7 дюймов |
| Ход подачи шпинделя | 1-1/4″ |
| От центра до столбца | 2-1/2 дюйма |
| Размер стола с зажимными пазами | 4″ х 4″ |
| Центральное отверстие стола | 5/8″ |
| Размер сверла | 0 – 5/32″ |
| Размер отверстия (зависит от размера патрона) | . |
| Биение шпинделя патрона на монтажном конусе | В пределах 0,0002″ |
| Вес/вес в упаковке | 9 фунтов. / 12 фунтов. |
Просмотреть листовку в формате PDF
Просмотреть инструкцию
Просмотреть спецификацию контроллера Bodine
Посмотреть все версии микросверлильного станка Cameron, новая серия 214
Микросверлильный станок Cameron, новая серия 214 — 214-D3
Микросверлильный станок Cameron, новая серия 214 — 214-D3
Микродрель с регулируемой скоростью | Хобби-машинист
PHPПол
Зарегистрировано
Для начала я купил этот китайский двигатель 12 В постоянного тока и патрон. Патрон хорош до 0,3 мм! Я рассчитываю на 11 долларов, какого черта, верно? К моему удивлению, он работает довольно хорошо, но крутится примерно на миллиарде оборотов в минуту.
Итак, в качестве следующего шага я купил этот (тоже китайский) контроллер двигателя постоянного тока с регулируемой скоростью. Он использует широтно-импульсную модуляцию (в отличие от прямого управления напряжением), поэтому он обеспечивает достаточно постоянный крутящий момент.
Все это питается от 200-ваттного компьютерного блока питания, который у меня завалялся.
Менее 20 долларов и пара часов моего времени, которое не считается, потому что я был в восторге от этого.
