|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Półautomatyczna wiertarka ze wskaźnikiem laserowym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ham Radio Technologie Do wiercenia otworów w płytkach drukowanych wielu radioamatorów używa tzw. mikrowiertła, czyli miniaturowego silnika prądu stałego, na którego wale zamocowana jest tuleja wiertarska. Jako narzędzie do obróbki płytek drukowanych, mikrowiertła są dalekie od ideału: raczej trudno jest dostać się do dokładnego środka przyszłego otworu bez dziurkowania, a osiągnięcie dokładnego pionowego położenia mikrowiertła jest prawie niemożliwe rękami. Rezultatem jest niskiej jakości „skośny” otwór, którego środek jest przesunięty na drugą stronę deski, a nawet pęknięte wiertło (szczególnie łatwo jest złamać drogie wiertło z węglików spiekanych, które jest wykonane z bardzo kruchego materiał). Na rynku jest wiele opcji wiertarek, ale wszystkie mają ręczny posuw wiertła i znaczny luz, a z elektronicznego „oprogramowania” zawierają tylko zasilacz i stabilizator prędkości dla silnika napędowego. Samodzielna wiertarka opisana w artykule umożliwia wiercenie otworów bez uprzedniego wykrawania. Logiką jego pracy steruje mikrokontroler. Podczas pracy na tej maszynie drogie wiertła z węglików spiekanych nie pękają. Dzięki zastosowaniu takich wierteł poprawia się jakość otworów - dosłownie wycinają one otwór, dzięki czemu po wywierceniu nie ma potrzeby obróbki folii papierem ściernym, co sprawia, że cienka folia drukowanych przewodników jest jeszcze cieńsza. Wywierciłem na tej maszynie ponad 1500 otworów jednym wiertłem z węglików spiekanych (wyprodukowanym w Niemczech) i nadal się nie zepsuło i nadal wierci otwory wysokiej jakości. Tania wiertarka zwykle przestaje wiercić dobrze po 10-20 otworach w foliowanej włóknie szklanym, więc trzeba zwiększyć prędkość wiertła i zwiększyć nacisk podczas wiercenia, w efekcie wokół otworów tworzą się rolki folii, a po wierceniu, wymagana jest dokładna obróbka przewodów papierem ściernym. Maszyna (jej wygląd z lewej, prawej iz tyłu pokazano odpowiednio na ryc. 1-3) wykonana jest na bazie domowego mikroskopu MBI-3 wyprodukowanego przez stowarzyszenie LOMO. Jego działaniem steruje jednostka sterująca (CU), której schemat pokazano na ryc. 4. Bazuje na mikrokontrolerze ATtiny45 [1]. Po włączeniu zasilania CU ustawia maszynę w pierwotnym położeniu, tzn. jeśli jej część ruchoma znajdowała się w położeniu dolnym lub pośrednim, to automatycznie podnosi się do początkowego położenia górnego. Następnie płytkę do obróbki ustawiają pod wiązką lasera (upewniają się, że wiązka lasera trafia w środek otworu), dociskają ją ręką do stołu roboczego i wciskają pedał. Jednocześnie jednostka sterująca zasila silnik elektryczny napędu uchwytu wiertarskiego oraz silnik posuwu wiertła. Po zakończeniu wiercenia silnik posuwu wiertła przywraca maszynę do pierwotnego stanu, a jednostka sterująca odłącza zasilanie obu silników. Maszyna jest gotowa do wiercenia następnego otworu.
Jako wskaźnik laserowy używany jest zmodyfikowany moduł laserowy, który jest stosowany w zabawkach dla dzieci. Konieczne jest zogniskowanie kolimatora laserowego na niewielką odległość i ograniczenie prądu zasilającego, który powinien być taki, aby laser dopiero zaczynał świecić. Pozwala to na cieńszą wiązkę (udało mi się uzyskać średnicę wiązki 0,2 mm) i redukuje promieniowanie lasera do bezpiecznego poziomu. Zmontowana jednostka mocowania lasera jest pokazana na rys. 5 i rysunki jego szczegółów - na ryc. 6. Podstawa 3 i uchwyt lasera 4 są wykonane z blachy stalowej o grubości około 1 mm (użyłem ścianek obudowy starego CD-ROM-u). Po wywierceniu niezbędnych otworów w wykrojach prostokątne płatki są wygięte w uchwycie 4 pod kątem prostym w celu zamocowania śruby z modułem laserowym. Moduł jest rozebrany, miejsce lutowania jego mosiężnego korpusu oraz dwie nakrętki M3 są zacynowane. Śrubę 4 (M5x3) wkłada się w otwory wygiętych płatków uchwytu 28 i nakręca na niego obie nakrętki 8 tak, aby znalazły się pomiędzy występami uchwytu (patrz rys. 5). Korpus lasera 2 wkłada się pod śrubę 5 (między nakrętki 8) i przylutowuje do niego nakrętki tak, aby ściśle przylegał do uchwytu (jest to konieczne do bezluzowego ruchu lasera podczas obracania śruby podczas regulacji).
Następnie dwie kolejne nakrętki 5 są nakręcane na wystający koniec śruby 1 (jedna z nich będzie przeciwnakrętką) i dokręcane tak, aby występy uchwytu 4 zapobiegały przesuwaniu się śruby 5 wzdłuż osi. Teraz, gdy śruba zostanie obrócona zgodnie z ruchem wskazówek zegara iw przeciwnym kierunku, moduł lasera przesunie się z jednego występu na drugi. Aby zamocować uchwyt z laserem na podstawie 3, do tej ostatniej na odwrotnej stronie przylutowuje się cztery nakrętki (są one dobrze widoczne na ryc. 2). Następnie cztery śruby 7 (M3x15) z podkładkami 6 umieszczonymi pod łbami wsuwa się w odpowiednie otwory uchwytu od strony lasera i nakłada na nie cylindryczne sprężyny dociskowe, po czym wkręca się je w nakrętki przylutowane do podstawy . Teraz za pomocą śrub możesz regulować położenie lasera w różnych kierunkach. Zmontowaną konstrukcję przymierza się do uchwytu tuby (górna część mikroskopu), zagina się wokół niego trzon podstawy uchwytu lasera i przenosząc ostrym rysikiem kontury otworów w podstawie na uchwyt tuby, dwa wierci się w nim otwory o średnicy 2,5 i głębokości 10 mm i nacina się w nich gwint M3. Na koniec przymocuj podstawę uchwytu lasera do mikroskopu za pomocą śrub M3. Do zasilania wiertarki użyto silnika elektrycznego z przekładnią ślimakową z magnetowidu (rozbierałem urządzenie przez długi czas, więc nie mogę podać jego nazwy). Mechanizm ten (rys. 7) mocowany jest do uchwytu tubusowego mikroskopu za pomocą trzech metalowych słupków z gwintem wewnętrznym i zewnętrznym M4 oraz taką samą liczbą śrub M4. Przekładnia mocowana jest do rękojeści mikroskopu za pomocą trzech śrub M2,5 z nakrętkami, otwory w obu częściach są przelotowe. Podczas montażu należy zachować ostrożność - niewspółosiowość mechanizmu i uchwytu powinna być minimalna.
Szybkość zasilania jest regulowana przez rezystor strojenia R11. Zastosowany silnik elektryczny jest małej mocy (napięcie znamionowe - 6 V, prąd - 30 mA), ale dzięki przekładni ślimakowej całkiem dobrze radzi sobie ze swoim zadaniem. Konstrukcja przekładni może być dowolna, ale musi zapewniać wystarczającą siłę, aby łatwo obrócić uchwyt mikroskopu. Możesz użyć silnika krokowego. W pierwszym projekcie właśnie to zrobiłem, ale istniejący silnik krokowy miał niewystarczający moment obrotowy na wale i nie mogłem znaleźć odpowiedniego. Jeśli ktoś jest zainteresowany użyciem silnika krokowego, może skontaktować się ze mną za pośrednictwem redaktorów. Pliki projektu zostaną zapisane. Wykorzystywał mikrokontroler ATmega8. Klawisz na tranzystorze kompozytowym VT5VT6 włącza i wyłącza silnik posuwu wiertła (jest podłączony do wtyczki XP6), tranzystor VT2 i przekaźnik K1 sterują jego kierunkiem: w górę lub w dół. Klucz na tranzystorze kompozytowym VT3VT4 steruje silnikiem napędowym wiertarki (jest podłączony do wtyczki XP3), regulator częstotliwości do jego obracania jest montowany na mikroukładzie DA1 i tranzystorze VT1, a częstotliwość jest regulowana za pomocą rezystora strojenia R1. Nie ma sensu stosować bardziej złożonego stabilizatora prędkości, np. takiego jak zaproponowano w [2], ponieważ nie jest konieczne „celowanie” wiertłem w środek otworu „na oko”. Przeprowadzono eksperymenty w tej sprawie. Na chipie DA6 montowany jest regulator napięcia do zasilania silnika posuwu wiertła [3]. Zintegrowane stabilizatory DA2 i DA5 połączone szeregowo mają na celu uzyskanie stabilizowanych napięć odpowiednio 12 i 5 V. Kondensatory C3, C4, C2 - filtrujące, reszta - blokująca. Maszyna posiada oświetlenie LED. Prąd podświetlenia i prąd lasera są stabilizowane: stabilizator prądu lasera jest montowany na chipie DA3, a diody podświetlenia znajdują się na DA4. Prąd stabilizacji jest obliczany ze wzoru I = 1,25 / R [3] i jest ustawiany przez wybór rezystorów R13 i R14. Dzięki stabilizowanemu prądowi możliwe jest szeregowe łączenie kilku diod podświetlających tego samego typu. Laser jest podłączony do wtyczki XP4, diody są podłączone do XP5. Złącze XP7 przeznaczone jest do podłączenia programatora. Przeznaczenie jego styków odpowiada programatorowi „TRITON + V5.7T USB” [4]. Program mikrokontrolera został opracowany w zintegrowanym środowisku Code VisionAVR V2.05 [5, 6]. Do złącza XP2 podłączony jest dwupozycyjny czujnik skrajnego górnego i dolnego położenia wiertła oraz przycisk startu wiercenia. Ten ostatni jest podłączony do pinów 2 i 4, górny czujnik położenia - do pinów 1 i 4, dolny - do pinów 3 i 4. Czujnik i przycisk mają styki normalnie otwarte, które po uruchomieniu zamykają się do wspólnego drut. Jako przycisk służy wyłącznik krańcowy zamontowany w pedale. Czujnik pozycji jest używany z odtwarzacza DVD w centrum muzycznym. Działanie czujnika w dolnym położeniu jest regulowane tak, aby wiertło opadało nie więcej niż 1 mm poniżej obrabianej płyty. Czujnik pozycji górnej reguluje maksymalny skok wiertła, nie ma sensu przekraczać 20 mm. Regulacji dokonuje się przesuwając zębatki z elastycznego drutu 3 (Rys. 8), zamocowane śrubami 6 (M3) na wsporniku 5. Śruby wkręca się w prostokątne płytki gwintowane przez szczelinę w wsporniku, co umożliwia przesuwanie ograniczniki w górę i w dół. Płytki gwintowane zamiast standardowych nakrętek służą do ustalenia pozycji słupków w ustalonej pozycji bez użycia narzędzi, aby nakrętki nie obracały się podczas dokręcania śrub 6. Do nakrętek można przylutować płytki . Wspornik mocuje się śrubami 4 na uchwycie tuby, a czujnik 2 - na wsporniku w kształcie litery L przykręconym do podstawy mikroskopu. Rysunek wspornika 5 pokazano na ryc. 9, jest on wykonany, podobnie jak części uchwytu lasera, z blachy stalowej.
Napięcie zasilania maszyny zależy od zastosowanego silnika napędu wiertarki, ale nie powinno być niższe niż 14 V. Użyłem silnika ruchu głowicy drukującej z drukarki atramentowej Canon o nominalnym napięciu zasilania 24 V. Napięcie zasilania maszyna została wybrana z marginesem regulacji - 30 V. Całkowity pobór prądu urządzeń w stanie ustalonym (podczas wiercenia) - 1,5 A, w momencie uruchamiania silników na krótko wzrasta do 3 A. Zatem zasilacz musi zapewniać napięcie wyjściowe 30 V przy poborze prądu co najmniej 3 A. Używam domowej roboty laboratoryjnego zasilacza impulsowego ze stabilizatorem liniowym 0 ... 50 V, 0 ... 10 A. Ograniczenie prądu zapewnia płynny rozruch silników. Detale jednostki sterującej są zamontowane na płytce drukowanej wykonanej z jednostronnie foliowanej włókna szklanego, wykonanej zgodnie z rysunkiem pokazanym na rys. 10. Nanoszenie wzoru drukowanych przewodników polega na naświetlaniu obrazu z negatywu fotograficznego na folię detalu pokrytą fotorezystem. Fotomaskę negatywową można wydrukować na drukarce atramentowej w najwyższej jakości.
Rezystory stałe R3, R7-R9, R15, kondensatory ceramiczne C1, C4, C5, C7 (wszystkie wielkości 0805 do montażu natynkowego) oraz mikrokontroler DD1 (w obudowie SOIC8) są wlutowane bezpośrednio do drukowanych przewodników. Reszta rezystorów to MLT-0,25, kondensatory są importowane z tlenku. Tranzystory VT1, VT4, VT6 - dowolna seria KT805, KT819, VT3, VT5 - BC337, BC547, 2N2222, seria KT315, KT3102; VT2 - ВС337, 2N2222, dowolna seria KT630, KT815, KT972 (maksymalna wartość jego prądu kolektora nie może być mniejsza niż prąd roboczy przekaźnika K1). Jeden tranzystor serii KT5 lub KT6 może być użyty jako klucz VT829VT972, a jeden tranzystor KT3 lub KT4 z dowolnym indeksem literowym może być użyty jako klucz VT827VT829. Przekaźnik K1 - R40-11D2-5/6, można go zastąpić dowolnym innym o napięciu zadziałania 5 V i z dwiema grupami styków przełączających przystosowanych do przełączania prądu o wartości co najmniej 1 A. Można zastosować przekaźnik 12 V przez podłączenie górnego (zgodnie ze schematem) wyjścia jego uzwojeń (wraz z diodą VD1) do wyjścia (pin 3) układu DA2. Płytka kontrolna jest montowana pod stołem i mocowana śrubami M3 przez rogi do podstawy mikroskopu (patrz rys. 1). Chipy DA2 i DA5 są zainstalowane na radiatorach. Pożądane jest zapewnienie radiatora i tranzystora VT1. Stół wykonany jest z tekstolitu. Przed przerobieniem na wiertarkę mikroskop należy rozebrać, dokładnie zmyć dość lepkim smarem utrudniającym ruch uchwytu tuby (górna część mikroskopu) i nasmarować płynnym smarem np. olejem transformatorowym . Ruch górnej części powinien być jak najbardziej swobodny, płynny i pozbawiony luzów. Zdecydowano się zrezygnować z klasycznej tulei zaciskowej do mocowania wiertła. Zastosowano stożek Morse'a i uchwyt trójszczękowy do wierteł o średnicy 0,3-4,5 mm. Połączenie silnika z wkładem musi być wolne od uderzeń. Regulacja punktu laserowego na obrabianej płycie za pomocą wkrętów odbywa się w następującej kolejności: wierci się otwór w płytce z folii z włókna szklanego podobnej do tej, z której wykonana jest płyta, następnie punkt lasera jest dopasowywany dokładnie do otworu za pomocą śrub regulacyjnych uchwytu. W takim przypadku musisz starać się nie przesuwać płytki. Z mojego doświadczenia wynika, że jeśli kropka lasera znika (przestaje odbijać się od folii), oznacza to, że promień lasera wszedł do otworu i jest wyrównany. Grubość włókna szklanego powinna być taka sama jak produkowanej płyty. Po tym możesz być pewien, że laser dokładnie wskaże środek przyszłego otworu. Dzięki częściom podlegającym serwisowaniu i bezbłędnej instalacji, jednostka sterująca nie wymaga regulacji. Maszyna działa już ponad rok. Podczas pracy obie ręce są wolne, dlatego wygodnie jest pracować na maszynie. Nie złamałem ani jednej wiertarki, chociaż deski robię dość często i nie wiem, jak wcześniej mogłem obejść się bez tej maszyny. Teraz odważnie kupuję drogie wiertła wysokiej jakości. Wiercenie 50 otworów zajmuje nie więcej niż pół godziny. Mimo to należy zachować ostrożność, istnieje niebezpieczeństwo złamania delikatnego wiertła podczas instalowania płyty na stole roboczym maszyny - przypadkowego uderzenia w wiertło. Prawdopodobieństwo złamania wiertła podczas wiercenia jest niewielkie, o ile oczywiście nie przesuniesz w tym czasie deski. Program do mikrokontrolera oraz fotomaski negatywowe i pozytywowe w formacie .pdf do przeniesienia wzoru przewodów drukowanych na wykrój płytki drukowanej do pobrania z ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/07/stanok.zip. literatura
Autor: I. Parshin
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Zestaw słuchawkowy Magic Leap 1 do rzeczywistości mieszanej ▪ Słuchawki przewidujące zamiary ▪ Globalne ocieplenie otworzy biegun północny do nawigacji ▪ Układ pomocniczy Intel Clover Falls
▪ część strony internetowej Garland. Wybór artykułów ▪ artykuł Nie bierz tego do swojej rangi! Popularne wyrażenie ▪ artykuł Jaka była prędkość zwycięzcy pierwszych wyścigów w USA? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Szybki ogień LED (opcja 2). Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony