Миниатюрная электродрель с сенсорным управлением и торможением вала. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Технологии радиолюбителя

 Комментарии к статье

Использование миниатюрной электродрели (ее обычно называют "сверлилкой") в радиолюбительской практике - обычное дело. Как правило, это небольшой электродвигатель, который держат, обхватив рукой, на валу его укреплен миниатюрный патрон со сверлом диаметром 0,8...2 мм. Управляют сверлилкой обычно с помощью прикрепленного к корпусу электродвигателя кнопочного выключателя, а то и просто, вставляя вилку в розетку и вынимая ее. Автор решил улучшить эргономику сверлилки, снабдив ее сенсорным управлением и электрическим тормозом, быстро прекращающим вращение.

Достоинства обычной сверлилки - простота и легкость изготовления. Однако есть и недостатки: довольно сильный рывок в момент пуска и также длительное вращение сверла после отключения питания. Чтобы ускорить работу, приходится тормозить патрон сверлилки вручную, при сверлении большого числа отверстий (например, в печатной плате) это сильно затрудняет работу.

Чтобы уменьшить пусковой рывок, необходимо плавно увеличивать подаваемое на электродвигатель напряжение, а для быстрого прекращения вращения после выключения питания целесообразно применять динамическое торможение ротора, закорачивая его обмотку.

Схема узла управления двигателем сверлилки, отвечающего этим требованиям, показана на рис. 1. Здесь применено сенсорное управление.

Рис. 1

Включают сверлилку, касаясь пальцем держащей ее руки одного (Е2) или одновременно двух (Е1 и Е2) сенсорных контактов. Если убрать палец с контактов, питание двигателя М1 будет выключено, а его выводы соединены между собой, что обеспечит эффективное динамическое торможение.

При касании пальцем сенсора Е2 сигналом управления двигателем служат наводки на тело работающего сетевого напряжения частотой 50 Гц. Этот сигнал, усиленный по току транзисторами VT1 и VT2, открывает транзистор VT4. Вместе с ним открывается и транзистор VT3, a VT5 закрывается. На двигатель поступают импульсы частотой 50 Гц, коэффициент заполнения которых увеличивается в зависимости от степени прижатия пальца к сенсору и может достичь 50 %. Этим достигается плавный пуск двигателя. Для подстройки чувствительности сенсора Е2 предусмотрен подстроечный резистор R2.

При касании пальцем двух сенсоров одновременно транзисторы VT1-VT4 будут постоянно открыты, а транзистор VT5 закрыт. На двигатель поступит полное (за вычетом падения на транзисторе VT4) напряжение источника питания. Электродвигатель будет работать на максимальных оборотах. При отпускании сенсоров состояние всех транзисторов изменяется на противоположное. Открытый транзистор VT5 зашунтирует двигатель, обеспечивая его торможение.

Сквозной ток через транзисторы VT4 и VT5 в моменты переключения отсутствует благодаря тому, что транзистор VT3 открывается, a VT5 закрывается при меньшем напряжении на эмиттере транзистора VT2, чем необходимо (с учетом диода VD1) для открывания транзистора VT4. Диод VD1 нужен и для исключения проникновения ЭДС обесточенного, но вращающегося по инерции электродвигателя на другие элементы регулятора.

Внешний вид изготовленной сверлилки показан на рис. 2. В ней применен коллекторный электродвигатель постоянного тока ДПР-62 с номинальным напряжением питания 27 В. Можно использовать и другой подходящий по напряжению питания, мощности и габаритам двигатель постоянного тока. При его выборе следует обратить внимание на максимальный потребляемый ток при заторможенном роторе. Он не должен превышать допустимого для транзистора КТ829В тока коллектора (8 А). У двигателя ДПР-62 этот ток - около 2,5 А при напряжении питания 20 В.

Металлический корпус установленного снаружи сверлилки подстроечного резистора R2 (СП5-16), соединенный через резистор R1 с плюсом источника питания, служит сенсором Е1. Сенсор Е2 - головка заклепки.

Узел управления смонтирован на алюминиевой пластине толщиной 4 мм, как показано на рис. 3. Прежде всего к пластине крепят транзисторы VT4 и VT5, причем последний - через изолирующую прокладку. Остальные элементы припаивают к выводам этих транзисторов. Транзисторы КТ829В могут быть заменены на КТ829 с другими буквенными индексами. Транзисторы КТ315Г должны иметь как можно меньший обратный ток коллектора, вместо них можно применить КТ315А или КТ315В. Диод - любой из серий КД521, КД522. Собранный узел приклеивают к торцу двигателя двусторонней липкой лентой, обеспечивая этим и электрическую изоляцию между корпусом двигателя и основанием узла.

Питать сверлилку следует от источника постоянного напряжения, имеющего хорошую гальваническую развязку от сети 220 В. При ее налаживании нужно подборкой резистора R5 для выполняемой работы добиться оптимальной эффективности торможения. Если время выбега ротора зависит от напряжения питания сверлилки слишком сильно, придется использовать стабилизированный источник.

Автор: А. Москвин, г. Екатеринбург; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Технологии радиолюбителя.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микрогравитация не ослабляет сердечные клетки 09.09.2026

Продолжительное пребывание в космосе подвергает человеческий организм воздействию условий, с которыми он никогда не сталкивается на Земле. Микрогравитация изменяет распределение жидкостей, способствует потере костной и мышечной массы, а космическое излучение способно повреждать ДНК. Особое значение для будущих длительных экспедиций имеет состояние сердечно-сосудистой системы. Новый эксперимент с мышами на борту Международной космической станции показал, что клетки сердечной мышцы могут сохранять силу сокращения даже после нескольких недель пребывания в микрогравитации. Исследователи давно наблюдают за тем, каким образом отсутствие привычной земной гравитационной нагрузки отражается на организме. В космосе жидкости перераспределяются в сторону верхней части тела, позвоночник немного растягивается, из-за чего рост временно увеличивается, а скелетные мышцы постепенно теряют массу и силу. Однако сердечная мышца работает в несколько иных условиях, поэтому специалисты Чикагского университ ...>>

Квантовый процессор IBM Nighthawk R2 09.09.2026

Квантовые компьютеры пока существенно уступают классическим системам в универсальности, однако в специализированных задачах они уже демонстрируют впечатляющие возможности. При этом важна не только вычислительная мощность отдельных кубитов, но и скорость, с которой процессор способен выполнять последовательность квантовых операций. Именно на сокращение таких задержек специалисты IBM сделали ставку при создании нового процессора Nighthawk R2, оснащенного 120 программируемыми кубитами. Главным достижением Nighthawk R2 стала значительно более высокая скорость выполнения квантовых схем. Новый процессор способен обрабатывать более 100 тысяч схем в секунду, тогда как предшествующий Heron выполнял около 4 тысяч. Такой разрыв связан не столько с увеличением количества кубитов, сколько с устранением одного из узких мест квантовых вычислений - длительного промежутка между последовательными запусками программ. В предыдущей архитектуре Heron после завершения вычисления кубит необходимо было и ...>>

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Случайная новость из Архива Робот-уборщик томатов черри 05.06.2026 В условиях острого дефицита рабочей силы в сельском хозяйстве многих стран, особенно в Японии с ее стареющим населением, автоматизация сбора урожая становится одним из главных направлений развития агротехнологий. Роботы, способные бережно и точно собирать деликатные культуры, помогают фермерам снижать трудозатраты и поддерживать стабильное производство. Ярким примером такого прогресса стала разработка японской компании Tokuiten Inc. Японская агротехнологическая компания Tokuiten Inc. сообщила, что ее робот для сбора томатов черри с всасывающим механизмом успешно завершил пилотную фазу. С 25 мая 2026 года машина работает в штатном режиме на органической ферме (сертифицированной по стандарту JAS) площадью 2000 м2 в городе Чита префектуры Аити. Это один из первых случаев в Японии, когда робот для уборки овощных культур используется в повседневном коммерческом производстве. В апреле 2026 года один робот обеспечивал сбор до 31 кг томатов черри в сутки. По результатам внутренних проверок качество плодов, собранных машиной, полностью соответствует уровню ручной уборки, поэтому продукция успешно отгружается через обычные коммерческие каналы. Робот активируется дважды в неделю - вечером накануне дней, когда сбор проводят работники (во вторник и четверг). После этого он работает автономно примерно пять часов, двигаясь между рядами и отбирая только спелые плоды. Механизм работы робота основан на патентованной технологии мягкого всасывания, которая аккуратно отделяет плод от чашелистика без повреждений. Бортовые камеры и искусственный интеллект в реальном времени оценивают степень зрелости томатов, обеспечивая высокую селективность сбора. Для перемещения по теплице машина использует рельсы между рядами, а специальные колеса Mecanum позволяют ей самостоятельно переходить с одного прохода на другой, охватывая всю площадь без участия человека. Производительность одного робота за сессию составляет примерно половину от выработки одного сборщика. Это особенно важно для Японии, где численность основного фермерского персонала сократилась с примерно 2,4 миллиона человек в 2000 году до 1,02 миллиона в 2025 году, а средний возраст работников превышает 67 лет. Сбор и сортировка мелких томатов черри относятся к наиболее трудоемким операциям, сильно зависящим от наличия рабочих рук. Компания Tokuiten уже планирует масштабирование проекта. Она отобрана для участия в программе SBIR Министерства сельского, лесного и рыбного хозяйства Японии и строит новый тепличный комплекс площадью 1 гектар в том же городе Чита. Завершение строительства запланировано на март 2027 года. На этой площадке планируется задействовать сразу шесть роботов для полной автоматизации сбора урожая, а в перспективе - автоматизировать обрезку листьев, побегов и двигаться в сторону углеродно-нейтрального производства.

Другие интересные новости:

▪ Смартфон Nokia Lumia 1020 с камерой 41 Мп

▪ Одобрено выращивание ГМО-помидоров, спасающих от рака, диабета и слабоумия

▪ Дисплей HDR для смартфонов

▪ Создано средство от диабета и ожирения

▪ Синхронизация бортового компьютера автомобиля с iPhone и часами Apple Watch

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Пробный шар. Крылатое выражение

▪ статья Какую пользу извлек фермер Сет Райт, заметив мутацию в своем стаде овец? Подробный ответ

▪ статья Учитель физкультуры. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Любительские передающие ДВ антенны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Цветочный дождь. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026