Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino

в 9:23, , рубрики: arduino, diy или сделай сам, катушки, намотка, Разработка под Arduino, тороидальные

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 1

Перевод с сайта Electric DIY Lab

Всем привет, представляю вам изготовленную мною машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino. Машина автоматически наматывает проволоку и поворачивает тороид. В качестве интерфейса я использовал энкодер и ЖК-экран 16×2. Пользователь может вводить такие параметры, как диаметр катушки, количество оборотов и угол намотки.

В данной статье я расскажу, как построить эту машину и дам подробности её работы.

На видео всё подробно описано – можно посмотреть его или прочесть статью.

Комплектующие

Список комплектующих для самостоятельной сборки:

Подробности сборки

Намоточное кольцо

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 2

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 3

Кольцо я изготовил из фанеры 12 мм. Внешний диаметр – 145 мм, внутренний – 122 мм. Имеется углубление длиной 43 мм и глубиной 5 мм для катушки.

В кольце я сделал один разрез и замок для его открывания. Открыв замок, мы размещаем тороидальную катушку внутри кольца.

Также у кольца есть углубление по внешней стороне, 8 мм шириной и 4 мм глубиной, в котором размещается ремень шириной 6 мм.

Катушка

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 4

Катушка для медного провода, которую я выточил из нейлонового стержня. Все размеры показаны на картинке.

Материал выбран потому, что нейлон, во-первых, легче алюминия, во-вторых, его легко точить на станке. Кроме того, когда машина работает, он не колеблется так сильно.

Корпус машины

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 5

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 6

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 7

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 8

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 9

Корпус также сделан из фанеры 12 мм. На нём закреплены три направляющих ролика, расставленные примерно в 120° друг от друга.

Ролики сделаны из подшипников 626Z, гаек и болтов. На них будет вращаться наше деревянное намоточное кольцо.

Верхняя часть кольца откидывается, а после закрытия зажимается при помощи барашковой гайки. Откинув эту часть, мы устанавливаем кольцо внутрь машины. Вернув её на место, нужно прижать к ней ролик так, чтобы он вошёл в бороздку.

Ролики-держатели тороида

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 10

Это ролик, вращающий катушку, и одновременно удерживающий её. Я выточил их из нейлонового стержня на моём токарном мини-станке. Все размеры приведены на фото.

Ролики я снабдил поролоновой лентой, она хорошо держит катушку и та не проскальзывает. Важно использовать барашковые гайки для закрепления направляющих – обычные от вибрации откручиваются.

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 11

Сверху и снизу каждого ролика я поставил по фланцевому подшипнику.

Крепление шагового двигателя

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 12

Так я закрепил шаговый двигатель, NEMA17. Он вращает катушку, что позволяет автоматически наматывать проволоку по всей её окружности и не требует ручного вращения.

Двигатель постоянного тока

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 13

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 14

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 15

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 16

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 17

Этот мотор вращает намоточное кольцо. Я использовал Orange Jhonson 12v Dc Motor 300 RPM. Вам советую взять мотор на 600 RPM или 1000 RPM.

Ремень имеет 600 мм в длину и 6 мм в ширину. Держатель мотора, крепящийся к алюминиевому профилю, также сделан из фанеры.

Инфракрасный датчик

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 18

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 19

Я использовал датчик от SeedStudio. Он отправляет сигнал на контакт обработки прерываний Arduino – таким образом Arduino может подсчитывать количество оборотов кольца.

Я закрепил датчик на алюминиевом профиле так, чтобы замок кольца заодно работал и отражающей поверхностью, на которую реагирует датчик.

Данный датчик выдаёт по 2 сигнала за один поворот кольца – когда дерево сменяется металлом, сигнал меняется с низкого напряжения на высокое, а потом наоборот. Обработчик прерываний регистрирует два изменения состояния. Поэтому для подсчёта реального количества поворотов мне пришлось делить количество срабатываний пополам.

Основание аппарата

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 20

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 21

Основание тоже сделано из фанеры 12 мм, имеет размеры 300х200 мм. Четыре резиновых ножки будут прочно и хорошо держать машину, и помогут избежать ненужной вибрации.

Для установки компонентов я закрепил на основании алюминиевый профиль. Обожаю его за гибкость в использовании. Все компоненты можно легко устанавливать на профиле и двигать вдоль него. Позволяет легко выравнивать компоненты относительно друг друга.

Корпус контроллера

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 22

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 23

Коробочка распечатана на 3D-принтере, внутрь установлены плата, ЖК-дисплей и энкодер. Корпус придаёт профессиональный вид всему проекту, а также обеспечивает удобную настройку аппарата. Корпус закреплён на основании при помощи металлической скобы.

Схема подключения

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 24

Код

Навигация в меню

ЖК-дисплей используется для вывода информации, а энкодер – для ввода.

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 25

Первый экран с приветствием.

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 26

На втором экране нужно ввести внешний диаметр катушки – аппарат поддерживает катушки разных диаметров.

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 27

На третьем экране нужно ввести количество витков.

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 28

На четвёртом экране нужно ввести угол покрытия катушки. 360° означает, что катушка будет покрыта проволокой целиком. 720° означает, что катушка будет обмотана проволокой дважды по окружности.

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 29

На 5-м экране можно проверить все входные данные пред тем, как запустить машину. Если всё верно, нажимаете на энкодер, и машина стартует.

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 30

6-й экран демонстрирует количество витков в реальном времени.

Делаем машину для намотки тороидальных катушек на базе Arduino - 31

7-й экран появляется по окончанию работы.

Автор: Вячеслав Голованов

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js