O tym, że "z potrzeby chwili" wykonałem wiertarkę do PCB wspominałem w różnych tematach już kilkakrotnie.
I o ile sam sposób prowadzenia silnika w pionie i sam silnik z futerkiem JTO (najmniejsze z uchwytów wiertarskich na kluczyk) spisuje się świetnie, to zaczęło mi doskwierać coś innego - zasilanie.
Do pewnego momentu służył mi do tego celu zasilacz "warsztatowy" regulowany (liniowy), ale coraz bardziej zauważałem pewną niedogodność takiego stanu rzeczy - przy niewielkich obrotach moc była wręcz znikoma i mimo to przy zatrzymaniu wirnika prąd rósł gwałtownie, co z kolei powodowało albo zadziałanie zabezpieczenia nadprądowego w zasilaczu (odłączenie zasilania), albo zbędne wydzielanie sporej ilości ciepła. Niby przy wierceniu PCB (wiertłami widiowymi szczególnie) małe obroty są niewskazane, a wręcz przeciwnie: wymagają one obrotów powyżej 10000/min, to bywały szczególne przypadki, gdy takich niewielkich prędkości obrotowych potrzebowałem. No i samo łączenie silnika do zasilacza, włączenie zasilacza - zbędne utrudnienie i komplikacja.
Zaistniała więc potrzeba zmian.
W pierwszej kolejności postanowiłem zamienić zasilacz warsztatowy na typowy impulsowy zasilacz 12V (takie napięcie dla zastosowanego silnika pozwala uzyskać nawet powyżej 20000 obr/min) do halogenów - pozostał problem regulacji obrotów.
Zmierzyłem prąd, jaki pobierał silnik; przy zatrzymaniu wirnika i ustawieniu niewielkich obrotów - wyszło ok. 3A. Poszukałem "gotowców" na Aliexpress i znalazłem regulatory PWM różnych mocy i w różnych wykonaniach, i już miałem taki zamówić, gdy Kolega, z którym akurat rozmawiałem wygadał się, że ma kilka (!) takich regulatorów na zbyciu - kupił, bo po prostu potrzebował "dobić" do kwoty, przy której przesyłka byłaby bezpłatna.
Tak więc stałem się posiadaczem regulatorów do silnika szczotkowego (według opisu):
Gdy tylko podrzucił mi te regulatory (regulatorki raczej, bo niewielkie nad wyraz), zacząłem czytać, co też producent oferuje... Wszystko było OK, ale prąd, jaki podawał, wydał mi się ciut mały - bo 5 A. Co prawda, jak pisałem w wypadku zatrzymania wirnika (i niewielkim napięciu zasilania) zmierzony prąd nie przekraczał tychże 5 A, ale wiadomo - lepiej mieć zapas. Mimo wszystko postanowiłem spróbować, licząc na to, że zatrzymywanie wirnika nie wystąpi.
I faktycznie - działało to świetnie - co prawda tranzystor kluczujący grzał się mocno, ale kawałek doklejonego na "kropelkę" radiatora ostudził (
) te zapędy do nieco bardziej akceptowalnej temperatury i wszystko działało świetnie, aż do momentu gdy... wiadomo. Zbyt mocno dociśnięte do PCB wiertło złapało za dużo materiału i silnik stanął... na zawsze. To znaczy nie tyle silnik, a regulator. Po prostu za duży prąd popłynął (co było w sumie do przewidzenia) i padła dioda w układzie regulatora (tranzystor ku mojemu zdziwieniu przeżył!). Ponieważ do skończenia wiercenia pozostało mi kilkadziesiąt otworków, a regulatory miałem trzy - wymieniłem na kolejny i dokończyłem wiercenie.
Wiedziałem jednak, że nie będzie tak mogło zostać na zawsze i w końcu zdecydowałem się zrealizować pomysł z zastosowaniem regulatora o większym dopuszczalnym prądzie pracy. Tu od razu wyjaśnię: zasilacz impulsowy, jaki zastosowałem nominalnie mógł dawać 4 A, ale ponieważ był to zasilacz dedykowany do instalacji halogenowej, prąd "udarowy" wytrzymywał sporo większy - powyżej tej wartości po prostu się blokował, aż do ponownego włączenia do sieci. Tak więc teoretycznie wystarczyłby nawet ten regulator 4A, jednakże - co wykazała praktyka - prądu rozruchowego już nie. A że jakoś nie potrafiłem znaleźć w miarę taniego regulatora na np. 10 A, a za to całkiem w dobrej cenie udało mi się znaleźć ten z pierwszej fotki... Przymknąłem oko na 30 A (max) i że w myśl zasady lepiej mieć zapas...
Tak czy inaczej zasilacz dotarł dość szybko i mogłem go zamontować.
Po wypakowaniu z "worka zbiorczego" wyglądał tak:
Po zdjęciu folii antystatycznej pokazał się w całej krasie:
Zanim jednak do montażu doszło, nie byłbym sobą, gdybym nie sprawdził, co siedzi wewnątrz.
Wystarczyło odkręcić śrubkę, odsunąć osłonę, by wyskoczyła z kieszonek blokujących jej "wypustki" i już.
Okazało się że producent poszedł po linii najmniejszego oporu - zamiast jednego tranzystora na duży prąd zastosował cztery na nieco mniejszy - w dodatku połączone równolegle (bez żadnych rezystorów wyrównawczych; no, chyba że liczyć oporność ścieżek). Ogólnie konstrukcja prosta do granic możliwości - generator na nieśmiertelnej kostce 555 z zasilaniem z LM bramki wszystkich tranzystorów wykonawczych na krótko (równolegle) i tyle. No niezupełnie, bo zdecydował się na dodanie radiatorków na tranzystory. Nie wiem, może przy pracy z nominalnym prądem mają uzasadnienie (jeśli brać pod uwagę obciążenie reaktancyjne na pewno mają!), ale w moim wypadku nawet po godzinnym wierceniu są po prostu zimne...
Tak więc regulator się sprawdził tym razem w pełni. Obroty można regulować od zera aż do maksymalnych (wynikających z napięcia zasilania) płynnie, a i na tych niewielkich mocy na wale jakby przybyło. Piszę celowo "jakby", bo z moich doświadczeń wynika, że jest pewne ograniczenie co do częstotliwości impulsów PWM - szczególnie obciążenia o charakterze rezystancyjno-indukcyjnym potrafią sporo namieszać w tym względzie. Robiłem kiedyś "na piechotę" taki regulator jeszcze do frezarki kosmetycznej służącej mi za ręczną wiertareczkę PCB i tam zauważyłem tę zależność.
Koniec końców zamiast zamierzonej częstotliwości (ponad 10kHz) ograniczyłem ją do ok. 300Hz (!) i dopiero wówczas można było doświadczyć zwiększenia (w stosunku do zasilania regulowanym napięciem) mocy przy niewielkich obrotach. A w tym fabrycznym regulatorze częstotliwość PWM wynosi ponad 13kHz.
Niemniej jednak do PCB (czyli wierteł o średnicach przeważnie poniżej 1,5mm - większość otworów w moich THT płytkach to 0,8mm, zdecydowanie rzadziej 1mm i okazjonalnie większych; np. 1,2mm do złącz śrubowych ARK, czasem ok. 1,6-1,8mm do końcówek lutowniczych gniazd RCA i 3mm do śrubek mocujących) nie wymaga dużych mocy na wale silnika, a bardziej przydają się właśnie wysokie obroty.
Podsumowując - zakup uważam za udany; regulacja obrotów pozwala na płynną ich zmianę od praktycznie zera (praktycznie, bo napięcie zbyt małe do wymuszenia obrotów zastosowanego silnika) do max (ponad 20k obr/min), co w wypadku wiercenia laminatu szklano-epoksydowanego i wierteł widiowych jest normą.
Zaciski śrubowe pozwalają na połączenie przewodami o dużej średnicy (w moim wypadku "tylko" 2,5mm2 i zostało trochę zapasu), co przy tak dużych prądach jest niezbędne. Oznaczenie samych zacisków nie budzi żadnych wątpliwości - ot, po prostu: dwa zaciski to zasilanie (nie należy pomylić biegunów!), a dwa pozostałe to odejście na silnik (aby zachować odpowiedni kierunek obrotów również są oznaczenia biegunów) i już. Trochę namieszał mi dodatkowy przełącznik wlutowany w płytkę - nijak nie znalazłem żadnej informacji na jego temat. Z opisów wywnioskowałem tyle, że w jednej skrajnej pozycji (RUN) zasilacz działa (regulacja potencjometrem pracuje normalnie), w drugiej skrajnej też działa, a środkowa... - niczego nie wnosi poza "zwykłym" wyłączeniem regulatora. Nie bardzo chciało mi się dochodzić, "o co kaman" stosując inżynierię wsteczną, a że i czekało na wiercenie kilka płytek...
Może ktoś z Kolegów dojdzie, może ma taki regulator - chętnie poznam rozwiązanie tej zagadki. Obśmiałem się za to jak norka, gdy zauważyłem bezpiecznik regulatora - to wlutowany (!) w płytkę bezpiecznik samochodowy. Niby można, ale jak wymienić, gdy czas nagli?
Jako ciekawostkę dodam, że ostatnio (to te czekające płytki i ta godzina wiercenia non stop) wierciłem dość dużą płytkę z ogromną (nie liczyłem dokładnie, bo powyżej tysiąca się pomyliłem i nie chciało mi się zaczynać od początku) ilością otworów (na oko mogę powiedzieć, że ponad 4 tys.) i kilka mniejszych jednym wiertłem - w dodatku używanym już wcześniej wielokrotnie i nie dało się zauważyć ŻADNYCH OZNAK STĘPIENIA (!) - tak więc potwierdza się to, że czasem lepiej jest zapłacić trochę więcej i nie mieć problemów.
Dla porównania - normalnym wiertłem (1mm HSS) i wiertarce ręcznej (obroty poniżej 2k/min) na statywie pierwsze oznaki stępienia ostrza wiertła dało się zauważyć już po trzecim - piątym otworze, a powyżej otwory wyglądały jakby były robione tępym gwoździem. Uwzględniając więc czas (wiercenie widią zdecydowanie go skraca) na powiercenie "X" otworów, ilość stępionych wierteł (ostrzenie wierteł tak małych średnic wymaga naprawdę dużego wyczucia i doświadczenia, a o odpowiednich ściernicach nie wspominając) zakup paczki (10 szt.) wierteł widiowych to sam zysk i przyjemność (z idealnie wywierconych otworów).
Sam regulator natomiast uważam za dobry, poza jednym "ale" - tym niedociągnięciem jest zbyt cienka (lub wykonana ze złego materiału - w moim to zwykła blaszka stalowa grubości żyletki - ok. 0.2mm) blacha obudowy (tej części zdejmowalnej) - nie jest ona zbyt odporna na ewentualne uderzenia - w moim wypadku (mimo dość poprawnego opakowania) podczas transportu zagięty został lekko jeden róg - wyprostowałem go (stąd też i pretekst do rozebrania obudowy regulatora i porobienia zdjęć) bez problemu palcami (moimi niesprawnymi palcami) tylko podstawa wymagała pomocy kombinerek. Przy okazji ściągnąłem jeszcze z tej ażurowej blaszki obudowy folię zabezpieczającą (to stąd na fotkach część regulatorów jest niebieskich, a część srebrnych) i tyle.
W moim zastosowaniu na szczęście niebezpieczeństw na bezpośrednie uderzenie w regulator nie ma - zarówno regulator, jak i zasilacz są "schowane" bocznymi (i częściowo przednią) ścianami samej konstrukcji wiertarki. Jednak gdyby ktoś miał dla niego inne zastosowanie - radzę wziąć pod uwagę to "niedopracowanie". Co zastanawiające - podobna konstrukcyjnie obudowa zasilacza (niewiele większego od obudowy regulatora) ma tę blachę obudowy stalową - czyli jednak można? A może po prostu taniej było? Nie wiem... A może ktoś z Was ma inny pomysł?
Tyle ode mnie.
Pozdrawiam serdecznie.
I o ile sam sposób prowadzenia silnika w pionie i sam silnik z futerkiem JTO (najmniejsze z uchwytów wiertarskich na kluczyk) spisuje się świetnie, to zaczęło mi doskwierać coś innego - zasilanie.
Do pewnego momentu służył mi do tego celu zasilacz "warsztatowy" regulowany (liniowy), ale coraz bardziej zauważałem pewną niedogodność takiego stanu rzeczy - przy niewielkich obrotach moc była wręcz znikoma i mimo to przy zatrzymaniu wirnika prąd rósł gwałtownie, co z kolei powodowało albo zadziałanie zabezpieczenia nadprądowego w zasilaczu (odłączenie zasilania), albo zbędne wydzielanie sporej ilości ciepła. Niby przy wierceniu PCB (wiertłami widiowymi szczególnie) małe obroty są niewskazane, a wręcz przeciwnie: wymagają one obrotów powyżej 10000/min, to bywały szczególne przypadki, gdy takich niewielkich prędkości obrotowych potrzebowałem. No i samo łączenie silnika do zasilacza, włączenie zasilacza - zbędne utrudnienie i komplikacja.
Zaistniała więc potrzeba zmian.
W pierwszej kolejności postanowiłem zamienić zasilacz warsztatowy na typowy impulsowy zasilacz 12V (takie napięcie dla zastosowanego silnika pozwala uzyskać nawet powyżej 20000 obr/min) do halogenów - pozostał problem regulacji obrotów.
Zmierzyłem prąd, jaki pobierał silnik; przy zatrzymaniu wirnika i ustawieniu niewielkich obrotów - wyszło ok. 3A. Poszukałem "gotowców" na Aliexpress i znalazłem regulatory PWM różnych mocy i w różnych wykonaniach, i już miałem taki zamówić, gdy Kolega, z którym akurat rozmawiałem wygadał się, że ma kilka (!) takich regulatorów na zbyciu - kupił, bo po prostu potrzebował "dobić" do kwoty, przy której przesyłka byłaby bezpłatna.
Tak więc stałem się posiadaczem regulatorów do silnika szczotkowego (według opisu):
Gdy tylko podrzucił mi te regulatory (regulatorki raczej, bo niewielkie nad wyraz), zacząłem czytać, co też producent oferuje... Wszystko było OK, ale prąd, jaki podawał, wydał mi się ciut mały - bo 5 A. Co prawda, jak pisałem w wypadku zatrzymania wirnika (i niewielkim napięciu zasilania) zmierzony prąd nie przekraczał tychże 5 A, ale wiadomo - lepiej mieć zapas. Mimo wszystko postanowiłem spróbować, licząc na to, że zatrzymywanie wirnika nie wystąpi.
I faktycznie - działało to świetnie - co prawda tranzystor kluczujący grzał się mocno, ale kawałek doklejonego na "kropelkę" radiatora ostudził (
) te zapędy do nieco bardziej akceptowalnej temperatury i wszystko działało świetnie, aż do momentu gdy... wiadomo. Zbyt mocno dociśnięte do PCB wiertło złapało za dużo materiału i silnik stanął... na zawsze. To znaczy nie tyle silnik, a regulator. Po prostu za duży prąd popłynął (co było w sumie do przewidzenia) i padła dioda w układzie regulatora (tranzystor ku mojemu zdziwieniu przeżył!). Ponieważ do skończenia wiercenia pozostało mi kilkadziesiąt otworków, a regulatory miałem trzy - wymieniłem na kolejny i dokończyłem wiercenie.
Wiedziałem jednak, że nie będzie tak mogło zostać na zawsze i w końcu zdecydowałem się zrealizować pomysł z zastosowaniem regulatora o większym dopuszczalnym prądzie pracy. Tu od razu wyjaśnię: zasilacz impulsowy, jaki zastosowałem nominalnie mógł dawać 4 A, ale ponieważ był to zasilacz dedykowany do instalacji halogenowej, prąd "udarowy" wytrzymywał sporo większy - powyżej tej wartości po prostu się blokował, aż do ponownego włączenia do sieci. Tak więc teoretycznie wystarczyłby nawet ten regulator 4A, jednakże - co wykazała praktyka - prądu rozruchowego już nie. A że jakoś nie potrafiłem znaleźć w miarę taniego regulatora na np. 10 A, a za to całkiem w dobrej cenie udało mi się znaleźć ten z pierwszej fotki... Przymknąłem oko na 30 A (max) i że w myśl zasady lepiej mieć zapas...
Tak czy inaczej zasilacz dotarł dość szybko i mogłem go zamontować.
Po wypakowaniu z "worka zbiorczego" wyglądał tak:
Po zdjęciu folii antystatycznej pokazał się w całej krasie:
Zanim jednak do montażu doszło, nie byłbym sobą, gdybym nie sprawdził, co siedzi wewnątrz.
Wystarczyło odkręcić śrubkę, odsunąć osłonę, by wyskoczyła z kieszonek blokujących jej "wypustki" i już.
Okazało się że producent poszedł po linii najmniejszego oporu - zamiast jednego tranzystora na duży prąd zastosował cztery na nieco mniejszy - w dodatku połączone równolegle (bez żadnych rezystorów wyrównawczych; no, chyba że liczyć oporność ścieżek). Ogólnie konstrukcja prosta do granic możliwości - generator na nieśmiertelnej kostce 555 z zasilaniem z LM bramki wszystkich tranzystorów wykonawczych na krótko (równolegle) i tyle. No niezupełnie, bo zdecydował się na dodanie radiatorków na tranzystory. Nie wiem, może przy pracy z nominalnym prądem mają uzasadnienie (jeśli brać pod uwagę obciążenie reaktancyjne na pewno mają!), ale w moim wypadku nawet po godzinnym wierceniu są po prostu zimne...
Tak więc regulator się sprawdził tym razem w pełni. Obroty można regulować od zera aż do maksymalnych (wynikających z napięcia zasilania) płynnie, a i na tych niewielkich mocy na wale jakby przybyło. Piszę celowo "jakby", bo z moich doświadczeń wynika, że jest pewne ograniczenie co do częstotliwości impulsów PWM - szczególnie obciążenia o charakterze rezystancyjno-indukcyjnym potrafią sporo namieszać w tym względzie. Robiłem kiedyś "na piechotę" taki regulator jeszcze do frezarki kosmetycznej służącej mi za ręczną wiertareczkę PCB i tam zauważyłem tę zależność.
Koniec końców zamiast zamierzonej częstotliwości (ponad 10kHz) ograniczyłem ją do ok. 300Hz (!) i dopiero wówczas można było doświadczyć zwiększenia (w stosunku do zasilania regulowanym napięciem) mocy przy niewielkich obrotach. A w tym fabrycznym regulatorze częstotliwość PWM wynosi ponad 13kHz.
Niemniej jednak do PCB (czyli wierteł o średnicach przeważnie poniżej 1,5mm - większość otworów w moich THT płytkach to 0,8mm, zdecydowanie rzadziej 1mm i okazjonalnie większych; np. 1,2mm do złącz śrubowych ARK, czasem ok. 1,6-1,8mm do końcówek lutowniczych gniazd RCA i 3mm do śrubek mocujących) nie wymaga dużych mocy na wale silnika, a bardziej przydają się właśnie wysokie obroty.
Podsumowując - zakup uważam za udany; regulacja obrotów pozwala na płynną ich zmianę od praktycznie zera (praktycznie, bo napięcie zbyt małe do wymuszenia obrotów zastosowanego silnika) do max (ponad 20k obr/min), co w wypadku wiercenia laminatu szklano-epoksydowanego i wierteł widiowych jest normą.
Zaciski śrubowe pozwalają na połączenie przewodami o dużej średnicy (w moim wypadku "tylko" 2,5mm2 i zostało trochę zapasu), co przy tak dużych prądach jest niezbędne. Oznaczenie samych zacisków nie budzi żadnych wątpliwości - ot, po prostu: dwa zaciski to zasilanie (nie należy pomylić biegunów!), a dwa pozostałe to odejście na silnik (aby zachować odpowiedni kierunek obrotów również są oznaczenia biegunów) i już. Trochę namieszał mi dodatkowy przełącznik wlutowany w płytkę - nijak nie znalazłem żadnej informacji na jego temat. Z opisów wywnioskowałem tyle, że w jednej skrajnej pozycji (RUN) zasilacz działa (regulacja potencjometrem pracuje normalnie), w drugiej skrajnej też działa, a środkowa... - niczego nie wnosi poza "zwykłym" wyłączeniem regulatora. Nie bardzo chciało mi się dochodzić, "o co kaman" stosując inżynierię wsteczną, a że i czekało na wiercenie kilka płytek...
Może ktoś z Kolegów dojdzie, może ma taki regulator - chętnie poznam rozwiązanie tej zagadki. Obśmiałem się za to jak norka, gdy zauważyłem bezpiecznik regulatora - to wlutowany (!) w płytkę bezpiecznik samochodowy. Niby można, ale jak wymienić, gdy czas nagli?
Jako ciekawostkę dodam, że ostatnio (to te czekające płytki i ta godzina wiercenia non stop) wierciłem dość dużą płytkę z ogromną (nie liczyłem dokładnie, bo powyżej tysiąca się pomyliłem i nie chciało mi się zaczynać od początku) ilością otworów (na oko mogę powiedzieć, że ponad 4 tys.) i kilka mniejszych jednym wiertłem - w dodatku używanym już wcześniej wielokrotnie i nie dało się zauważyć ŻADNYCH OZNAK STĘPIENIA (!) - tak więc potwierdza się to, że czasem lepiej jest zapłacić trochę więcej i nie mieć problemów.
Dla porównania - normalnym wiertłem (1mm HSS) i wiertarce ręcznej (obroty poniżej 2k/min) na statywie pierwsze oznaki stępienia ostrza wiertła dało się zauważyć już po trzecim - piątym otworze, a powyżej otwory wyglądały jakby były robione tępym gwoździem.
Uwzględniając więc czas (wiercenie widią zdecydowanie go skraca) na powiercenie "X" otworów, ilość stępionych wierteł (ostrzenie wierteł tak małych średnic wymaga naprawdę dużego wyczucia i doświadczenia, a o odpowiednich ściernicach nie wspominając) zakup paczki (10 szt.) wierteł widiowych to sam zysk i przyjemność (z idealnie wywierconych otworów).
Sam regulator natomiast uważam za dobry, poza jednym "ale" - tym niedociągnięciem jest zbyt cienka (lub wykonana ze złego materiału - w moim to zwykła blaszka stalowa grubości żyletki - ok. 0.2mm) blacha obudowy (tej części zdejmowalnej) - nie jest ona zbyt odporna na ewentualne uderzenia - w moim wypadku (mimo dość poprawnego opakowania) podczas transportu zagięty został lekko jeden róg - wyprostowałem go (stąd też i pretekst do rozebrania obudowy regulatora i porobienia zdjęć) bez problemu palcami (moimi niesprawnymi palcami) tylko podstawa wymagała pomocy kombinerek. Przy okazji ściągnąłem jeszcze z tej ażurowej blaszki obudowy folię zabezpieczającą (to stąd na fotkach część regulatorów jest niebieskich, a część srebrnych) i tyle.
W moim zastosowaniu na szczęście niebezpieczeństw na bezpośrednie uderzenie w regulator nie ma - zarówno regulator, jak i zasilacz są "schowane" bocznymi (i częściowo przednią) ścianami samej konstrukcji wiertarki. Jednak gdyby ktoś miał dla niego inne zastosowanie - radzę wziąć pod uwagę to "niedopracowanie". Co zastanawiające - podobna konstrukcyjnie obudowa zasilacza (niewiele większego od obudowy regulatora) ma tę blachę obudowy stalową - czyli jednak można? A może po prostu taniej było? Nie wiem... A może ktoś z Was ma inny pomysł?
Tyle ode mnie.
Pozdrawiam serdecznie.
Fajne? Ranking DIY
A na poważnie - szczerze mówiąc aż tak dokładnie tego układu nie analizowałem - oznaczenia jakieś są, ale niezwykle mało czytelne i odpuściłem. Wybaczcie.
