Автоматический регулятор оборотов для мини-дрели

При работе с мини-дрелью, особенно с самодельной, возникает множество мелких неудобств из-за отсутствия регулировки оборотов. В этой статье мы расскажем о то, как самостоятельно собрать автоматический регулятора оборотов для коллекторного электродвигателя.

При работе с выводными компонентами приходится изготавливать печатные платы с отверстиями, это, пожалуй, одна из самых приятных частей работы, и, казалось бы, самая простая. Однако, очень часто при работе микродрель приходится то отложить в сторону, то снова взять ее в руки, чтобы продолжить работу. Микродрель лежащая на столе во включенном состоянии создает довольно много шума из-за вибрации, к тому же она может слететь со стола, а зачастую и двигатели прилично нагреваются при работе на полную мощность. Опять же, из-за вибрации довольно трудно точно прицеливаться при засверливании отверстия и нередко бывает так, что сверло может соскользнуть с платы и проделать борозду на соседних дорожках.

Решение проблемы напрашивается следующее: нужно сделать так, чтобы микродрель имела маленькие обороты на холостом режиме, а при нагрузке частота вращения сверла увеличивалась. Таким образом, нужно реализовать следующий алгоритм работы: без нагрузки – патрон крутится медленно, свело попало в кернение - обороты возросли, прошло насквозь – обороты снова упали. Самое главное, что это очень удобно, к тому же двигатель работает в облегченном режиме, с меньшим нагревом и износом щеток.

Ниже приведена схема такого автоматического регулятора оборотов, обнаруженная в интернете и немного доработанная нами для расширения функционала:

Принципиальная схема автоматического регулятора оборотов

Рис.1 - Исходная схема регулятора

После сборки и тестирования выяснилось, что под каждый двигатель приходится подбирать новые номиналы элементов, что совершенно неудобно. Также добавили разрядный резистор (R4) для конденсатора, т.к. выяснилось, что после отключения питания, а особенно при отключённой нагрузке, он разряжается довольно долго. Изменённая схема пробрела следующий вид:

Доработанная принципиальная схема автоматического регулятора оборотов

Рис.2 - Доработанная принципиальная схема автоматического регулятора оборотов

Автоматический регулятор оборотов работает следующим образом — на холостых оборотах сверло вращается со скоростью 15-20 оборотов/мин., как только сверло касается заготовки для сверления, обороты двигателя увеличиваются до максимальных. Когда отверстие просверлено и нагрузка на двигатель ослабевает, обороты вновь падают до 15-20 оборотов/мин.

Собранное устройство выглядит следующим образом:

Собранный регулятор

Рис.3 - Собранный автоматический регулятор оборотов


Вид со стороны пайки

Рис.4 - Вид печатной платы со стороны пайки


На вход подается напряжение от 12 до 35 вольт, к выходу подключается микродрель, после чего резистором R3 выставляется требуемая частота вращения на холостом ходу и можно приступать к работе. Здесь следует отметить, что для разных двигателей регулировка будет отличаться, т.к. в нашей версии схемы был упразднен резистор, который требовалось подбирать для установки порога увеличения оборотов.

Транзистор Т1 желательно размещать на радиаторе, т.к. при использовании двигателя большой мощности он может довольно сильно нагреваться.

Ёмкость конденсатора C1 влияет на время задержки включения и отключения высоких оборотов и требует увеличения если двигатель работает рывками.

Самым важным в схеме является номинал резистора R1, от него зависит чувствительность схемы к нагрузке и общая стабильность работы, к тому же через него протекает почти весь ток, потребляемый двигателем, поэтому он должен быть достаточно мощным. В нашем случае мы сделали его составным, из двух одноваттных резисторов.

Печатная плата регулятора имеет размеры 40 х 30 мм и выглядит следующим образом:

Разводка печатной платы автоматического регулятора оборотов

Рис.5 - Разводка печатной платы автоматического регулятора оборотов

Скачать рисунок платы в формате PDF для ЛУТ (При печати указывайте масштаб 100%).

Весь процесс изготовления и сборки регулятора для минидрели занимает около часа. После травления платы и очистки дорожек от защитного покрытия (фоторезиста или тонера, в зависимости от выбранного метода изготовления платы) необходимо засверлить в плате отверстия под компоненты. При этом обратите внимание на размеры выводов различных элементов - они могут существенно отличаться.

Вытравленная печатная плата

Рис.6 - Вытравленная печатная плата

Сверлить отверстия рекомендуется со стороны дорожек, а для того, чтобы компоненты было легче устанавливать – со стороны деталей все отверстия необходимо немного раззенковать сверлом большего диаметра (3-4 мм).

Зенковка отверстий

Рис.7 - Зенковка отверстий

Затем дорожки и контактные площадки покрываются флюсом, что очень удобно делать при помощи флюс-аппликатора, при этом достаточно флюса СКФ или раствора канифоли в спирте.

Покрытие платы флюсом

Рис.8 - Покрытие платы флюсом

После лужения платы расставляем и припаиваем компоненты. Автоматический регулятор оборотов для микродрели готов к эксплуатации.

Автоматический регулятор оборотов (вид сзади)

Рис.9 - Автоматический регулятор оборотов для минидрели (вид сзади)

Данное устройство было проверено с несколькими видами двигателей, парой китайских различной мощности, и парой отечественных, серии ДПР и ДПМ – со всеми типами двигателей регулятор работает корректно после подстройки переменным резистором. Важным условием является чтобы коллекторный узел двигателя был в хорошем состоянии, т.к. плохой контакт щеток с коллектором двигателя может вызывать странное поведение схемы и работу двигателя рывками. На двигатель желательно установить искрогасящие конденсаторы и диод для защиты схемы от обратного тока при отключении питания.

Вам могут понравиться

Сегодня требования, предъявляемые к качеству передачи данных, ведут к необходимости увеличения пропускной способности каналов, устойчивости системы к ошибкам и уменьшению......
В данной статье мы расскажем как собрать небольшой регулируемый стабилизированный двухполярный источник питания для использования в лабораторных условиях при наладке схем......
В данной статье рассмотрены два небольших повышающих преобразователя с входным напряжением 1,5 В, предназначенных для питания маломощной нагрузки, такой как светодиод или......
Выберете количество