Схема регулятора оборотов для шуруповерта

Схема регулятора оборотов для шуруповерта

В этой статье мы рассмотрим устройство шуруповерта. Уделим особое внимание таким ответственным деталям в конструкции, как регулятор оборотов шуруповерта. Кроме того, разберемся, как устроен регулятор усилия шуруповерта. Подробно опишем процесс изготовления регулятора оборотов своими руками, а также ознакомимся с такой функцией шуруповерта, как автоматическая регулировка оборотов.

Регулятор оборотов шуруповерта

Электрический шуруповерт работает либо от сети 220 В, либо от аккумуляторной батареи. Его мощность зависит от величины напряжения аккумулятора. Скорость вращения шуруповерта начинается от 15 000 об/мин. Кроме того, шуруповерт, который работает от сети, имеет 2 скорости вращения: более медленную для вкручивания, более высокую для сверления. Внутри кнопки подачи питания располагается регулятор оборотов. Довольно миниатюрный размер этого узла инструмента достигается при помощи микропленочной технологии. Его основной деталью является симистор. Принцип работы регулятора следующий:

• При включении кнопки на управляющий электрод симистора подается переменный ток, имеющий синусоидальную фазу.
• Происходит открытие симистора, ток начинает проходить через нагрузку.

Время срабатывания симистора зависит от амплитуды управляющего напряжения. Чем больше амплитуда, тем раньше происходит срабатывание симистора. Величина амплитуды задается при помощи переменного резистора, соединенного с кнопкой пуска. Схема подключения кнопки отличается в разных моделях. К регулятору оборотов возможно подключение конденсатора.

Зачастую в нынешних экономических условиях не всегда покупатель может себе позволить полноценный дорогой шуруповерт от именитых фирм. В более дешевых моделях такой функции может и не быть. Но это не повод отчаиваться. Регулятор оборотов можно собрать самостоятельно, о чем мы и поговорим ниже.

Регулятор оборотов шуруповерта собирается на основе ШИМ – контроллера и ключевого многоканального полевого транзистора. Управление работой этого узла инструмента осуществляет резистор. Его положение зависит от давления на кнопку пуска шуруповерта.

Направление вращения рабочего органа меняется путем смены полюсов напряжения, которое подается на щетки двигателя. Инструментально это осуществляется при помощи перекидных контактов, приводящихся в действие рычажком реверса.

Собрать такой регулятор возможно своими руками. Как это сделать, мы рассмотрим ниже.

Схема элементов, входящих в состав регулятора оборотов, представлена на рисунке ниже.

Схема

В данном случае используется микросхема сдвоенного компаратора LM 393. Здесь первый компаратор работает как генератор пилообразного напряжения, на втором выполнена ШИМ. Сигналом управления для ШИМ служит падение напряжения на контактах двигателя. Если говорить упрощенно, то на схеме электродвигатель выглядит как активное и индуктивное сопротивления, соединенные последовательно между собой. При изменении нагрузки изменяется соотношение этих сопротивлений соответственно, регулятор же контролирует это и меняет заполнение ШИМ, тем самым стабилизируя обороты.

В качестве источника питания для ШИМ следует использовать электронный трансформатор. Он представляет собой полумостовой преобразователь напряжения из 220 в 12 В, который используется для питания галогеновых ламп освещения. Его размеры сопоставимы с размерами спичечного коробка. Цена колеблется в пределах 2–3 у. е. К нему необходимо добавить выпрямитель на выход (это четыре диода, к примеру, КД 213), а также конденсатор емкостью в несколько тысяч микрофарад на 25 вольт. Все это будет составлять импульсный источник питания с постоянным напряжением на выходе.

Отдельно стоит поговорить об изготовлении печатной платы для регулятора. Для ее изготовления необходим лист фотобумаги, лазерный принтер. Сначала необходимо напечатать рисунок на фотобумаге с помощью лазерного принтера, затем перенести его на заготовку платы с помощью нагретого утюга. Заготовка платы с прилепившейся бумагой ложится в емкость и подставляется под струю горячей воды. Это делается для того, чтобы желатиновый слой фотобумаги набух, и она отлепилась от платы. Оставшийся рисунок на плате протравливается хлорным железом.

Регулятор усилия шуруповерта

Регулятор усилия представляет собой муфту, ограничивающую усилие при вращении патрона. Она выполнена в виде вращающегося пластикового барабана. Величина ее затяжки регулируется с помощью цифровой шкалы, размещенной по окружности барабана. Увеличивая величину затяжки, тем самым вы глубже ввинчиваете саморез.

Эта функция будет необходима при работе с материалом изделий различной степени твердости, поскольку при работе с мягким материалом тело самореза будет легко утапливаться в нем, слишком высокая твердость материала будет способствовать нарушению геометрии шурупа, особенно если он небольших размеров. Трещотка, как еще называют регулятор, предотвращает срезание шлицев у саморезов, а также износ насадок шуруповерта. Затягивать регулировочное кольцо следует поэтапно начиная с самого небольшого усилия. В тех шуруповертах, в которых возможно производить сверление, последняя пиктограмма на кольце будет в виде сверла. В этой позиции достигается максимальный крутящий момент.

Электронная регулировка частоты вращения шуруповерта

Регулировать скорость вращения насадки шуруповерта возможно механически или автоматически. Автоматическая регулировка оборотов происходит при помощи процессора. Задать нужные параметры работы можно при помощи тумблера выбора скорости. Он расположен сверху корпуса. Во многих моделях регулировка оборотов реализована через кнопку пуска. Чем сильнее давление пальца на нее, тем выше будут обороты.

Прочитав эту статью, вы получили информацию о том, как собрать регулятор оборотов шуруповерта своими руками, ознакомились с конструкцией регулятора усилия, разобрались с функцией электронной регулировки инструмента. Надеемся, статья была вам полезной.

Регулятор оборотов дрели

Написал мне недельки две назад один из посетителей из республики Башкортостан. Понравилась ему на Радиокоте схема электронного регулятора оборотов для микро дрели, только есть в ней несколько недостатков: большее выделение тепла LM317 и малый максимальный ток в 1,5А. Предложил он использовать модуль LM2596 вместо LM317, что бы поднять выходной ток до 3А.
Идея хороша по смыслу, но как приспособить модуль к схеме управления, об этом я щас и расскажу.

Для начала предложу доработанную схему Александра Савова на LM317

Смысл этой схемы в том, что когда на валу дрели нет никакой нагрузки обороты двигателя минимальны, но стоит его немного нагрузить, как обороты вскакивают до максимально возможных. Все это реализованно за счет датчика тока на R6 и сравнивающего компоратора с порогом чуть выше, чем падение на шунте
Схему я эту решил попробовать навесом и схема работает вполне на достаточном уровне. Двигатель в нагрузке использовал от шуруповерта 12В

Используя этот же метод на датчике тока переработал схему под LM2596, немного переделав модуль и подростив к нему схему Савова. Вот что у меня получилось

Подключил модуль с двигателем к лабораторному блоку питания 12В, подстроечным резистором на модуле выставил минимальные обороты двигателя, примерное сопротивление 5кОм. После переменик выпаял и установил резистор 5,1кОм, на схеме этот резистор указан как R11. Теперь на четвертую ножку установил ключ, шунтирующий на землю. К ключу подключил детектор тока и начал испытания. Замерил падение на шунте R8R9, установил на 2 ноге подстроечником R7 напряжение на несколько миливольт больше, чем на 3 ноге. Схема заработала довольно вяло, то долго включалась, то долго выключалась. Подобрав резистор в обратной связи и С8 удалось добиться стабильной работы.

Вот так выглядит регулятор оборотов дрели навесным монтажом

В принципе схема оказалась довольно рабочей и имеет право на жизнь, но надо учитывать, что LM358 должна питаться от стабилизированного напряжения, поэтому рекомендуется установить для нее источник опорного напряжения .
Реализовывать регулятор оборотов дрели на печатной плате я не собираюсь, у меня уже есть станочек, но печать для вас сделаю чуток позже, сейчас время нет

Хочу так же заметить, что используемый модуль LM2596 предоставил товарищ с Башкортостана, у него есть сайт SolBatCompany.Ru, торгующий солнечными панелями и различными электронными модулями, рекомендую заглянуть к нему. Купить такой модуль можно в Китае всего за 50 рублей, вот ссылка

По собранному регулятору оборотов сделал небольшое видео его работы

Что бы не пропустить последние новости, подпишитесь на обновления в Вконтакте или Одноклассниках, так же можно подписаться на обновления по электронной почте в колонке справа

Моя микродрель и автоматический регулятор оборотов.

Доброго времени суток всем читающим этот пост!
Пролог. Я понимаю, что большинство участников сего сообщества — матерые «электронные» волки, но вдруг кому-то мой пост, все же, будет полезен…
С недавних пор немного увлекся радиоэлектроникой, не в последнюю очередь из-за появления автомобиля. Изготовив пару печатных плат для контроля заряда АКБ(раз, два), я понял, что больше не хочу сверлить миллиметровые отверстия шуруповертом. И принялся изучать матчасть по теме микродрелей для печатных плат. Перечитал кучу форумов, пересмотрел гигабайты видео и полез в закрома. А в закромах был найден блок питания от отслужившего верой и правдой с десяток лет струйного принтера(24В/1А) и два моторчика из него же с маркировкой QK1-0889. Как ни искал, но точного даташита на этот моторчик я так и не нашел. Но крутится он от данного б/п очень даже шустро. Померял вал(2,3 мм) и заказал на AliExpress цанговый патрон с набором цанг. Пока набор был в пути я продолжал постигать тонкости сверления печатных плат. И вот, наткнулся на автоматический регулятор оборотов. Скажу сразу, что регуляторов для микродрелей существует великое множество. Я решил идти от простого к сложному.

Так вот самый простой регулятор, как у меня, состоит всего лишь из:
резисторы — 4шт.(3 постоянных, 1 подстроечный)
транзисторы — 2шт.
конденсатор-1 шт.
И размещается на платке размером, примерно, 30*30 мм.
Кое-какие детали пришлось заменить. Конденсатора на 220мкФ оказалось мало-мотор работал рывками, взял на 1000 мкФ. Вместо КТ817 взял КТ819, уж какой был под рукой. Подстроечник на 4,7к, что тоже не критично. R1 нашел на 9,1 Ома. Вообще R1 подбирается под кадждый двигатель индивидуально.

Принцип работы схемы простой: при включении дрель работает на небольших оборотах, позволяя точно «прицелиться» и подвести сверло в нужное место, при нажиме и увеличении тока в обмотке двигателя, выходной транзистор открывается и дрель раскручивается до полных оборотов. Когда отверстие просверлено и нагрузка на сверло падает, обороты снова опускаются до минимальных(задаются подстроечным резистором). Чем больше емкость электролитического конденсатора, тем более инертным стает мотор, но зато работает стабильнее, без рывков и подергиваний.
К моменту прибытия патрона я уже сделал печатную плату и протестировал ее с моторчиком. Результатом остался доволен. После окончательной сборки дрели радости не было предела! Теперь сверлить отверстия — одно удовольствие!

Следующим шагом, думаю, будет сверлильный станок. С ШИМ — контроллером, поддерживающим обороты, подсветкой и применение твердосплавных сверл из карбида вольфрама. Но это уже совсем другая история!(с)
На последок небольшое видео с демонстрацией работы регулятора, без сверла. И снимать не удобно, и сверлить, пока, нечего.

Всем спасибо за внимание, удачи на дорогах и по жизни!

DKG-253 Datakom Универальный регулятор оборотов двигателя

Регуляторы оборотов двигателя Datakom (GOV)

• Описание
• Документы

DKG-253-электронный блок управления предназначен для регулирования скорости вращения двигателя с помощью быстрого и четкого реагирования на изменения нагрузки.

Актуаторы, исполнительные устройства

Магнитные датчики оборотов

Устройство размещается в металлическом эмалированном корпусе с печатной платой, для работы в жестких промышленных условиях.

Контроллер имеет регулируемое внутреннее реле сигнализации по превышению скорости с индикацией светодиодами. Это реле обеспечивает дополнительную защиту скорости в случае выхода из строя системы регулирования.

DKG-253 подключается к электронному пропорциональному приводу прямого действия и магнитному датчику скорости. Регулятор способен контролировать большое разнообразие двигателей с постоянной скоростью (изохронной) или DROOP режиме.

У DKG-253 имеется потенциометр для настройки холостого хода и номинальной скорости вращения двигателя. Режим холостого хода или номинальной скорости выбираются внешним переключением.

Коэффициент усиления и стабильности корректировки позволяет контролировать динамические характеристики устройства и обеспечивает стабильную работу с большинством типов двигателей.

Регулировка STARTING FUEL (стартовая подача топлива) обеспечивает запуск двигателя с меньшим выбросом дыма. Во время запуска двигателя на выход актуатора подается напряжение и привод перемещается в позицию STARTING FUEL.

Корректировка SPEED RAMP (Скорость рампы), позволяет регулировать скорость линейного изменения от холостого хода до номинальной скорости.

В стандартном режиме работы, регулятор оборотов двигателя находится в режиме постоянной скорости. При необходимости в изменении скорости необходимо подключение вместе терминалы K и L. Диапазон перепада скорости регулируют с помощью потенциометра DROOP.

Для удаленной регулировки скорости вращения к регулятору можно подключить внешний потенциометр. Дополнительный вход регулировки скорости позволяет использовать DKG-253 для целей синхронизации генераторных установок и распределения нагрузки.

Если блок не обнаружит адекватный сигнал с магнитного датчика вращения, схема контроля частоты вращения обнаружит это и отключит выход исполнительного механизма в целях предотвращения повреждения.

Максимальный ток питания актуатора 10 Ампер. Устройство имеет защиту выхода от короткого замыкания. Предусмотрена защита от обратного подключения аккумулятора.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Диапазон питания постоянного тока: 10.0 до 33.0 V-DC
• Потребляемый ток: 100mA макс (Исполнительный механизм не подключен)
• Диапазон входного сигнала скорости: 500 Hz до 8000 Hz.
• Амплитуда сигнала скорости: 1 до 35VAC-RMS
• Входное сопротивление сигнала скорости: 10 K- ohms
• Внешняя регулировка скорости: 5 КОм потенциометр между клеммами G и J
• Диапазон внешней регулировки скорости потенциометром: ± 6% мин @3000Hz
• Вспомогательный вход (клеммаN):

Диапазон входного напряжения: 0 до 10VDC

Входное сопротивление: 1МОм.

Диапазон регулировки: ±25% мин @3000 Hz

• Точность, Устойчивость: ±0.25%
• Диапазон регулировки спада: 1 до 5% минимум
• Выход исполнительного механизма: 10 А непрерывный максимум
• Выход реле аварийной сигнализации: 10 А @ 28VDC
• Вход сброса аварии: 0 до 40VDC.
• Выход питания постоянного тока: 10 В DC, 20mA макс
• Рабочая температура: -20°C (-4°F) до 70 °C (158°F).
• Температура хранения: -30°C (-22°F) до 80 °C (176°F).
• Максимальная влажность: 95% без конденсата.
• Габаритные размеры: 130 x 110 x 27 мм (ШхВхГ)
• Вес: 350 гр (приблиз.)
• Монтаж: Любая позиция, предпочтительно вертикальная

Является аналогом следующих регуляторов:

— Cummins 4913988-BI, 3419988, 3098693 and 3044196

— Governors America Corp (GAC): ESD5500, ESD-1000, ESD-2100,

ESD-2200, ESD-5100, ESD-5111, ESD-5119, ESD-5120, ESD-5160,

ESD-5200, ESD-5400, ESD-5500, ESD5500E, ESD-5500ECE,

ESD-5522CE, ESD-5550 CE, ESD-5570

— Woodward EPG 8290-189, 8290-038, ESD5500E, K77255

— Baber Colman, ECC-326 Series

— KUTAI Electronics EG1065X, EG1069X, EG 2000

(полный список совместимости уточняйте у менеджеров компании).