Регулятор хода со стабилизацией оборотов для бормашинки

Vitaly

github.com/speedcontrols/ac_sc_grinder

Многие пользуются недорогими бормашинками, и знают, что на малых оборотах они совсем не держат нагрузку. Данный регулятор позволяет решить эту проблему. Схема универсальная, но плата разведена под Hilda 180W/170W.

Чем он хорош:

  • Плата ставится взамен стандартной.
  • Ничего настраивать не надо - просто 1 раз запускаем автокалибровку, и ждем пару минут пока регулятор подрюкает мотор.
  • В отличие от аналоговых схем (например на U2010B-), эта подхватывает скорость в широком диапазоне, в том числе и на низких оборотах.
  • Плата и детальки заказываются в пару кликов (все уже подготовлено, думать совсем не надо).

То есть, берем голимую китайскую бормашинку за 30$, ставим самопальную плату за 10-20$ (цена деталек от количества зависит), и получаем девайс на уровне понтового дремеля четырехтысячной серии.

Разрабатывалось для развлечения, чтобы разобраться как делать опенсорсную электронику “ближе к людям”, и поучиться программировать эмбеды на современном уровне.

Для особых ценителей - в папке “doc” выложены все формулы и подробные пояснения по алгоритмам.

Если что-то непонятно в инструкции - спрашивайте. Кто не местный - в начале инструкции есть ссылка на чат, там можно спрашивать на русском или английском.

SAN

Добили-таки!
Больше года ушло?

Vitaly

Торопиться незачем 😃. Делалось от случая к случаю.

1 month later
SAN
Vitaly:

А еще наконец-то подогнали переделанное демонстрационное видео:

Наглядно

9 months later
Vitaly

Будем неспешно делать вторую версию. Во-первых доперло, откуда косяк со скоростью - не учли крыльчатку на роторе, а она на холостом ходе должна вносить заметный вклад на средних оборотах. Во-вторых, чтобы правильно считать крыльчатку, надо вычислять момент на валу. И тогда заодно можно будет нагрузку компенсировать, что теоретически должно резко увеличить отзывчивость. Сейчас средние и малые обороты уже прилично юзабельны, в отличие от стокового регуля, а в новом варианте должны вообще стоять как влитые.

По схеме есть правки, в основном, из-за моих персональных тараканов, и чтобы упростить разработку. Подробнее расписал в бложике rcopen.com/blogs/349/24106. С точки зрения юзера - немного упростится сборка и прошивка, плюс будет проще делать более компактные платы под другие бормашинки.

Конкретных сроков нет. Мне не особо интересно заниматься регулятором до бесконечности (есть другие проекты). Но с другой стороны, если есть возможность серьезно улучшить качество стабилизации, интересно попробовать при случае. Но мои интересы лежат в совершенно другой области - поэкспериментировать с технологичностью разработки.

Марат
Vitaly:

Сейчас средние и малые обороты уже прилично юзабельны

Один вопрос - на минимальных оборотах к примеру, я надавлю посильнее, система поднимет ток чтобы удержать обороты, я давлю ещё сильнее и так далее… собственно вопрос - есть какое-то ограничение, когда этот процесс остановится и что при этом произойдёт - отключится питание или что-то другое?

Vitaly
Марат:

собственно вопрос - есть какое-то ограничение, когда этот процесс остановится и что при этом произойдёт - отключится питание или что-то другое?

Пока нет - мотор чахлый, пофик. Это же не клин на киловаттной болгарке, которая пыхнет пока отковыряешь. В новой версии будем переделывать компонент регулятора в прошивке, постараемся добавить чего-нибудь. Посмотрим, как пойдет.

Марат

Так ведь при таком сценарии, что я описал, мотор просто отдаст богу душу… на малых оборотах, охлаждения от крыльчатки уже не хватает и при возрастанияи нагрузки мотор начинает сильно греться ну и далее понятно… Это в принципе главная проблема всех шлифовалок…

Vitaly

Регулятор не может “знать” об эффективности крыльчатки. Поэтому, мне кажется, от фиксированного ограничения в “длительном режиме” смысла будет не очень много - начнет либо на максимальных не вытягивать, либо на минимальных перебарщивать.

Но если знаешь, как правильно должен работать идеальный ограничитель, или где про это почитать - напиши, посмотрю что можно сделать. Я ж в инструменте совсем не разбираюсь. Можно сделать ограничение тока или ограничение момента на валу (что довольно похоже). Но какая от этого будет польза на конкретной бормашинке - без понятия.

Марат
Vitaly:

Можно сделать ограничение тока или ограничение момента на валу (что довольно похоже). Но какая от этого будет польза на конкретной бормашинке - без понятия.

Я как раз про это - а то ведь обычно хочется побыстрей, т.е. давишь сильней, а тут раз и дымок пошёл. Ну и хоббийшики обычно с удовольствием используют те же Дремели или Проксоны в качестве шпинделей на своих ЦНЦ сырорезках. А при обработки каких-нибудь пластиков надо обороты сильно снижать, вот тут синий дым и появляется. Поэтому какая-нибудь защита или по току или по моменту была бы как раз к месту… Насчёт как она должна работать - сори я не электронщик, железячник…

Vitaly

Кто такое ставит в сырорезку - сам себе буратина. Это ручная машинка. Когда держишь в клешне, перегрев чувствуется. Пока все кто делал довольны. Только один человек жаловался на качество стабилизации, но он большие шлифовальные педюлины туда заряжал. В общем, с текущим регулятором сильно лучше чем без него. Но не надо думать, что он на говняном моторе решит абсолютно все проблемы. Шпиндельный мотор 300W постоянного тока стоит 50 долларов, не надо фигней страдать.

Могу разве что температуру мерить, если это поможет. Но тогда надо чтобы кто-нибудь засунул внутрь термопары и посмотрел температуру в потоке воздуха и с обратной стороны платы, под “черезмерной нагрузкой”. Мне этим не очень интересно заниматься.

Марат
Vitaly:

Шпиндельный мотор 300W постоянного тока стоит 50 долларов, не надо фигней страдать.

Может вы и правы… только горят они также как и проксоны с дремелями при перегрузке и обороты у них маловаты - на сырорезках как раз фрезами с маленькими диаметрами работают в освовном, а они требуют оборотов…

Vitaly:

Но тогда надо чтобы кто-нибудь засунул внутрь термопары и посмотрел температуру в потоке воздуха

На каких режимах мерить - на маленьких оборотах при приличной нагрузке?
Температуру можно на выходе из корпуса мерять, где решётки для выхода потока наружу?

Vitaly
Марат:

Может вы и правы… только горят они также как и проксоны с дремелями при перегрузке и обороты у них маловаты - на сырорезках как раз фрезами с маленькими диаметрами работают в освовном, а они требуют оборотов…

Уточните задачу, которую надо решать. Если нужны большие обороты, то непонятно откуда фиговый обдув.

Марат:

На каких режимах мерить - на маленьких оборотах при приличной нагрузке?

На тех, где хочется чтобы срабатывала защита. Цель ведь разобраться, можно ли применить данный метод, и будет ли от него польза. Например, успеет ли датчик нагреться до пороговой температуры быстрее, чем сгорит мотор.

Марат:

Температуру можно на выходе из корпуса мерять, где решётки для выхода потока наружу?

Температуру логично мерить там, где в реальном девайсе возможно установить датчик. Из разумных вариантов я вижу два:

  • Встроенный в процессор (с обратной стороны платы, под потенциометром).
  • Сверху платы, на расстоянии 1-3см от разъемов мотора. Будем считать что это в потоке воздуха, плюс-минус лапоть.

И учтите сразу, что датчик в потоке “доходит” пару минут. Если этого запаса времени нет, то пытаться бессмысленно. Технологически, лучше конечно заюзать датчик процессора, чтобы лишнего не городить. Но надо смотреть как он будет нагреваться.

Если будете пытаться термопару прикладывать - очень советую каплю термопасты добавить. Предварительно прихватив провод клеем (хоть из термопистолета), чтобы конец не гулял.

Марат
Vitaly:

И учтите сразу, что датчик в потоке “доходит” пару минут.

А вот это уже проблема… думаю ни один человек, взявший в руки шлифовалку для работы, не будет ждать её прогрева 2 минуты …

В общем и целом идею хороним… Для девайсов с таким ценником, наверно такой огород городить действительно не стоит…
Но всё равно спасибо за ответы…

Vitaly:

Если нужны большие обороты, то непонятно откуда фиговый обдув.

Ну универсализм в этом и заключается - чтобы работало как надо во всём диапозоне оборотов… Понимаю обьять необъятное невозможно, но хочется.

Vitaly
Марат:

Ну универсализм в этом и заключается - чтобы работало как надо во всём диапозоне оборотов… Понимаю обьять необъятное невозможно, но хочется.

Есть еще рентабельность, в том числе и разработки 😃.