Как сделать бормашину своими руками: инструкция по сборке и видео
Многих домашних мастеров интересует вопрос о том, может ли быть изготовлена бормашина своими руками. Решить эту задачу нетрудно, при этом готовое самодельное устройство при всей простоте своей конструкции будет отличаться достаточно высокой эффективностью и функциональностью.
Самодельная бормашина на основе малогабаритного электродвигателя
Самодельная бормашина обойдется недорого и не вызовет особых проблем при изготовлении. Она будет полезной во многих ситуациях, в том числе при выполнении таких технологических операций, как:
- сверление;
- рассверливание отверстий;
- обработка пазов и углублений различной конфигурации;
- гравировка;
- полировка;
- резка изделий из пластика;
- резка листового цветного металла (алюминия, латуни, бронзы и др.) толщиной до 1,5 мм.
Шлифовка металлической детали бормашиной
Бормашинка, изготовленная по предложенной ниже инструкции, отличается компактными габаритами, небольшим весом и удобством использования. Такое устройство, сделанное своими руками в домашних условиях, одинаково успешно применяется для выполнения мелких и достаточно серьезных работ с изделиями из различных материалов – металла, дерева, пластика, кости и др. Очень полезна такая бормашинка в ювелирном деле, при ремонте мелких изделий различного назначения, изготовлении и ремонте электротехнических устройств и во многих других ситуациях.
Что понадобится
Как сделать бормашину своими руками? Можно воспользоваться различными вариантами ее конструкции. В качестве основного рабочего элемента такого устройства очень удобно использовать насадки, которыми комплектовались стоматологические бормашины старого образца. Такая насадка, как правило, изначально смонтирована на гибком валу, с которого ее необходимо снять, вывернув его пружину. От нижней части демонтированной насадки для бормашины надо отрезать не слишком широкое кольцо, которое будет играть роль гайки, используемой для того, чтобы зафиксировать все устройство на пластине. Кроме того, отрезав такое кольцо, вы освободите конец вала, на который будет монтироваться шестеренка.
Итак, понадобится гибкая насадка от стоматологической машинки
На насадки для гравера, изготовленные своими руками в предлагаемом конструктивном исполнении, можно устанавливать различные типы сменных держателей инструмента. Такие держатели, в частности, могут быть:
- прямыми;
- с боковым расположением инструмента;
- с изогнутой рабочей головкой.
Варианты сменных держателей
Более универсальными являются держатели прямого типа, которые применяются в 90% случаев. В ситуациях, когда расположение обрабатываемого элемента не позволяет использовать прямые держатели, обращаются к насадкам изогнутого типа и с боковым расположением инструмента.
Выбрав для оснащения своего самодельного гравера рабочие насадки от старой бормашины, имейте в виду, что использоваться они могут лишь в комплекте с инструментом, диаметр хвостовика которого составляет 2,35 мм. При этом инструменты, предназначенные для установки в держатели прямого типа, отличаются удлиненным хвостовиком. Хвостовики боров, устанавливаемых в угловые держатели, более короткие и имеют специальную канавку (прорезь).
Старую насадку придется почистить и смазать, а возможно и поменять микроподшипники
Применение самодельных насадок для гравера от старой бормашины имеет ряд преимуществ. Главным из них является то, что приобрести такую бормашину можно за очень небольшие деньги, так как подобные устройства уже практически не применяются в современной стоматологии. Найти и купить инструменты для оснащения таких насадок тоже не представляет особых проблем.
Сборка самодельного устройства
Чтобы иметь возможность использовать насадку от старой бормашины для выполнения мелких работ с изделиями из металла, пластика, древесины и кости, необходимо изготовить приспособление, при помощи которого такая насадка будет приводиться в действие от небольшого электромотора требуемой мощности. В качестве приводного электродвигателя для самодельной бормашины можно использовать маленький, но оборотистый и мощный моторчик от обычного фена или старого видеомагнитофона.
Чтобы передать крутящий момент от электродвигателя валу насадки для гравера, можно использовать пластиковые шестеренки различного размера. Подобными шестеренками, в частности, оснащаются редукторы детских заводных игрушек, а также кинематические схемы бытовой техники различного назначения. Выбирая такие зубчатые колеса, очень важно следить за тем, чтобы они соответствовали друг другу по количеству, форме зубьев и наружному диаметру. Чтобы увеличить мощность рабочей насадки самодельной бормашины, на ее валу необходимо зафиксировать шестеренку большего диаметра, а шестеренку меньшего диаметра закрепить на валу приводного электродвигателя.
Подбираем моторчик и шестеренки
Диаметры посадочных отверстий в шестеренках, которые вы подберете для оснащения приводного механизма своей самодельной бормашины, скорее всего, не будут соответствовать размерам валов электродвигателя и рабочей насадки. Решается такая проблема достаточно просто: при помощи сверления в шестеренках посадочных отверстий требуемого диаметра. Чтобы обеспечить плотную и надежную посадку пластиковых шестеренок на валах двигателя и насадки гравера, отверстия следует сверлить меньшего диаметра (на 0,1–0,2 мм), чем размеры самих валов.
Приводной узел вашей самодельной бормашины, состоящий из электродвигателя, двух шестеренок и хвостовой части вала насадки, будет работать корректно и без сбоев, если все элементы такого механизма надежно зафиксировать в соответствующем положении. Решить такую задачу позволяет простейшая приспособа, изготавливаемая из алюминиевой пластины толщиной 2 мм. Такой пластине можно придать совершенно любую конфигурацию (главное, чтобы она не создавала неудобства при работе с самодельной бормашиной).
Рассчитываем и изготавливаем крепежную пластину
В крепежной пластине необходимо просверлить два отверстия, оно из которых предназначено для размещения электродвигателя, а второе – для фиксации рабочей насадки. Очень важно правильно рассчитать расстояние между центрами таких отверстий, которое должно быть равно расстоянию между осями двух используемых шестеренок, находящихся между собой в зацеплении. Если такое расстояние рассчитано и при сверлении выдержано верно, то шестеренки в процессе использования самодельной бормашины будут вращаться без заеданий и проскакивания через зубья. Если отверстие в крепежной пластине, в котором будет фиксироваться рабочая насадка бормашины, выполнить в форме эллипса, можно нивелировать ошибки, допущенные при выполнении вышеописанных расчетов.
Закрепляем детали и проверяем работу нашего редуктора
Чтобы взаимное вращение приводных шестеренок было более легким, следует обеспечить наличие небольшого зазора (0,1–0,2 мм) между их зубьями в зацепленном состоянии. Избежать горизонтального биения таких шестеренок в процессе вращения помогает строгая перпендикулярность осей их посадочных отверстий к их боковой поверхности.
Устанавливаем держатель насадок и выключатель питания
Сборка самодельной бормашины и ее объединение с насадкой для гравера выполняются в следующей последовательности:
- Хвостовая часть рабочей насадки при помощи предварительно подготовленной гайки фиксируется на крепежной пластине.
- Приводной электродвигатель крепится при помощи двух винтов, соединяющих его корпус с крепежной пластиной.
- После фиксации на крепежной пластине электродвигателя и рабочей насадки на их валы надевают пластиковые шестеренки.
- Чтобы начать пользоваться собранной бормашиной, на рабочую насадку необходимо установить держатель инструмента, а приводной двигатель подключить к электропитанию.
- Чтобы сделать свой самодельный гравировальный аппарат более удобным в использовании, можно дополнительно оснастить его выключателем небольшого размера и разъемом для подключения электропитания.
Бормашина готова к работе
Если при эксплуатации такой самодельной бормашины вас не устраивает тот факт, что использовать ее можно только в комплекте с инструментами, диаметр хвостовика которых не превышает 2,35 мм, то решить можно и такую проблему. Для этого надо приобрести устанавливаемый на мини-дрель цанговый патрон, посадочное отверстие в котором имеет диаметр 2,3 мм. В него необходимо вставить хвостовик любого качественного бора с отломанной рабочей головкой: именно этот хвостовик и будет фиксироваться в зажимном устройстве вашей самодельной бормашины.
Можно использовать цанговые или кулачковые минипатроны
Видеоролик ниже показывает возможности этой портативной бормашинки, сделанной собственными руками в условиях домашней мастерской.
Своими руками можно изготовить не только бормашину вышеописанной конструкции, но и более удобное устройство с гибким валом. Купив такое удобное приспособление, как гибкий вал, вы можете превратить в бормашину различные технические устройства бытового назначения. Это может быть бормашина из блендера, из обычной электрической дрели или из шуруповерта. В комплект многих современных моделей гибких валов входит рабочая насадка, а во многих случаях – и специальная стойка. Эта стойка, на которой размещают инструмент, когда его не используют, позволяет длительное время сохранять его в рабочем состоянии.
Таким образом, на вопрос о том, как сделать мини-бормашину своими руками, существует множество ответов, большинство из которых предлагают специализированные интернет-ресурсы.
Бор машинка своими руками
Устройство бор машинки не самое сложное; двигатель и кнопка пуска в корпусе. Но бор машинки бывают разных видов. Всё зависит от производителя. Многие производители монтируют также кнопку для снижения оборотов. Это не электрическая кнопка, а чистая механика – кнопка давит на металлический стержень, который в свою очередь тормозит вращающийся вал с патроном-цангой и закреплённым в нём сверлом, или режущим диском. Есть модели с электронными переключателями скорости. Бывают также и пневматические машинки, как например, у стоматологов. Такие машинки работают не от электричества, а от энергии сжатого воздуха. Они, разумеется, самые оборотистые, и самые мощные.
Самая главная часть в бор машинке, разумеется, это электродвигатель. Двигатель для средней по цене и качеству бор машинки, должен выдавать примерно 16-18 тысяч оборотов в минуту. Этого вполне хватит, чтобы обрабатывать деревянные заготовки и поделки, кость, пластмассу, алюминий и дюраль, а так же сгодится и для обработки не твёрдых минералов и камней. Двигатели от 20 тысяч оборотов в минуту способны уже работать с твёрдыми минералами и металлами. Так получилось, что в руки мне попал рабочий двигатель от игрушечной моторной лодки, на дистанционном управлении, которую мне отдали на запчасти. Ремонт этой игрушки не представлялся рентабельным; сгоревшая из-за попадания воды электроника стоила немногим дешевле самой игрушки. Однако сам её двигатель не пострадал. Двигатель там стоял на 9 вольт, довольно крупный, мощный и вполне оборотистый – оно и понятно, он поставлен в игрушку, чтобы быстро толкать её по воде, а для этой цели мотор и должен быть мощным и оборотистым.
К сожалению, у меня нет прибора для измерения оборотов, но по ощущениям при попытках остановить вал работающего двигателя пальцами, стало понятно, что его вполне можно использовать для изготовления простенькой бор машинки, которая, по меньшей мере, для работы с деревом, пластмассой и костью точно сгодится.
Понадобится
- Двигатель от игрушечного катера (или похожий, таких же характеристик – на 9-12 вольт).
- Подходящий по напряжению блок питания или адаптер, для питания двигателя.
- Штекер, и разъём к нему.
- Кнопка-пуск.
- Труба, внутренним диаметром под двигатель, и в длину см. 15-17.
- Пластмасса листовая, толщиной 2-3 мм. (для торцов).
- Секундный клей и сода.
- Миниатюрный патрон-цанга, с разъёмом на 3,17 мм. и зажимом от 0,3 до 3,5 мм.
- Любые медные изолированные провода.
- Паяльник, с оловом и флюсом.
- Напильник.
- Наждачная бумага, средней зернистости.
- Нож с прочным и острым лезвием (лучше технический скальпель).
- Наждачный станок или выжигатель (для резки пластмассы).
Изготовление бор машинки
Сначала необходимо проверить сам моторчик – он должен работать равномерно, без выделения запахов, не нагреваясь сразу при подключении. Можно примерить к нему патрон.
В дальнейшем, небольшое нагревание в процессе работы – это нормально. Так же, с помощью батарейки и светодиода, можно проверить на работоспособность кнопку-пуск и штекер с его разъёмом; лучше выявить и устранить неиправность при начале сборки, нежели по окончании. Так как машинка у нас планируется простая, без всяких переключателей скорости, то кнопку для пуска можно взять самую простую, однотактную, как клавиша на, допустим, пульте. То есть; нажал – работает, отпустил – перестало работать. К тому же это ещё и безопасно; в непредвиденной, нежелательной ситуации, мы сами, непроизвольно, уберём палец с кнопки, избежав тем самым, возможных травм или порчи окружающих предметов. Штекер с разъёмом можно выбрать на своё усмотрение, главное, чтобы они подходили друг к другу и были рабочими.
Итак, берём трубу, подходящего (или примерно подходящего!) диаметра. Я отрезал кусок трубы от старого, ненужного пылесоса. Примеряем в неё двигатель. Если труба немного великовата – это не страшно (главное, что не мала!), просто намотайте на двигатель несколько витков изоляционной ленты, чтоб он стал подходящего калибра. К тому же, мягкая и гибкая изолента будет выступать в роли своеобразного амортизатора – будет гасить и поглощать вибрации, которые неизбежно образуются при работе двигателя. Если труба и двигатель подошли друг к другу, займёмся торцами. Для этого замеряем ширину того места двигателя, которым мы будем крепить его к торцу, сверлим в листе пластмассы подходящее отверстие и вставляем в него двигатель. Получится вот так:
Далее вставляем двигатель в трубу, пока пластмассовый лист не упрётся в торец. Обводим маркером по контуру.
Снимаем лист с двигателя и при помощи выжигателя или наждачного станка, вырезаем по контурам круглую торцевую стенку. Так же делаем и задний торец.
Только тут дело обстоит проще – здесь не обязательно вычислять центр, где сделать отверстие для разъёма штекера. Замеряем ширину разъёма, и сверлим подходящее отверстие примерно посередине готовой торцевой пластины. Теперь займёмся кнопкой. Выберем наиболее удобное для себя место, где она будет находиться. Замеряем параметры кнопки, и переносим их на выбранное место.
Вырезаем (или высверливаем) подходящее отверстие.
Далее, берём двойной медный провод см. 20 длиной.
Определяем его середину, в этой середине разрезаем одну из жил напополам, припаиваем отрезанную посередине жилу к контактам кнопки. Получился двужильный провод, с прерывателем посередине на одной из жил. Вот такой:
Теперь продеваем провод с кнопкой в трубу, находим кнопкой отверстие для неё и вставляем кнопку в это отверстие изнутри. Закрепляем секундным клеем.
Только аккуратно, чтобы клей не попал в механизм кнопки. Затем припаиваем передние концы провода к контактам двигателя. Крепим клеем к двигателю торцевую пластину.
Обмазываем клеем торцы трубы и вставляем двигатель с пластиной в трубу, пока торцевая пластина не упрётся в обмазанные клеем торцы трубы. Прижимаем крепко на 10-15 секунд, пока схватится клей
Тем же образом крепим и задний торец, не забыв перед этим приклеить к нему разъём штекера с припаянными к нему концами провода.
Основная работа закончена.
Теперь, при помощи напильника и наждачки ровняем углы торцов, чтобы они были вровень со стенками корпуса.
Далее, устанавливаем на провод блока питания штекер от нашего разъёма.
Не забываем про полярность. Если её перепутать, ничего страшного, в принципе, не произойдёт, просто вал будет крутиться не в ту сторону и, естественно, мы не сможем ничего просверлить. Однако, если Вы планируете использовать это приспособление только для резки мелких предметов, или заточки ножей, то тут полярность особой роли не играет. Осталось установить только патрон-цангу на вал, и можно пользоваться. Патрон-цангу, алмазные перья для бор машинки, и тонкие свёрла я заказал в интернет магазине.
К сожалению, пришёл пока только патрон, так что продемонстрировать на видео я смог лишь режущие и точильные свойства собранного устройства. И то, с самодельными насадками-пилками. Точит металл, шлифует, и режет пластмассу оно довольно бодро, а значит, и сверлить будет неплохо.
Гравируем дома
Не всегда есть время \ возможность \ желание отдавать свои вещи для украшения их в профессиональные лаборатории. А если у вас еще есть интерес к работе руками, то эта статья определенно для вас. Мы расскажем, как можно сделать гравировку самому на поверхности не выходя из квартиры.
Это очень увлекательный процесс. К тому же полезное умение может выручить вас при выборе очередного подарка на чей-то день рождения. Надпись или картинка, сделанные своими руками на обычном или не очень традиционном предмете сделает вещь по-настоящему эксклюзивной.
Наносить изображения на предметы можно по-разному в зависимости от факторов размера, сложности рисунка, материала.
Методы гравировки:
- Электрохимическая;
- Механическая;
- Ручная.
Механическая гравировка, в свою очередь подразделяется на:
- Лазерную;
- Фрезерную;
- Сверлом.
Материалы поверхностей:
Основные инструменты:
- Штихели;
- Насадки;
- Гравер;
- Фрезерный \ лазерный станок;
- Лампа с увеличителями.
В главных этапах все виды гравирования схожи. В основных моментах — абсолютно идентичны.
Остались вопросы?
Оставьте заявку и наши специалисты проконсультируют
вас по интересующим вопросам.
Этапы работы:
- Создание эскиза — чертежа или рисунка, по которому будет вестись гравирование;
- Обезжиривание и, если необходима, шлифовка поверхности предмета;
- Перенос эскиза;
- Непосредственно гравировка;
- Последующая обработка — это может быть нанесение краски, дополнительная шлифовка или лакировка. Зависит от идеи вашего проекта.
Этап «Перенос эскиза» может выполняться следующим:
- Трафаретный;
- Лазерный;
- Специальной машинкой;
Для фиксации вещи используют специальные подушечки или скотч. Это нужно для точности и аккуратности в процессе работы. Особенно важно при работе с предметами небольшого размера. В любом случае запаситесь терпением и усидчивостью.
Существуют небольшие станки для домашнего использования. Так что если вы из тех, кто делает все серьезно и постоянно, то задумайтесь о приобретении подходящей модели лазерного станка для гравировки самому. С ним у вас будет больше возможностей, а результаты работы будут намного более аккуратными, чем при ручном способе. Также вы сэкономите время, хотя, возможно, потеряете удовольствие от процесса работы руками. Станки выполняют все в автоматическом режиме. А эскиз можно создавать на компьютере в специальных программах
Как самому сделать гравировку на ноже
Обработка лезвия относится к работе с металлом дома. Самым простым \ доступным способом считается электрохимический. Если кратко, то рисунок наносят иголкой, далее покрывают поверхность лаком и прикладывают плюсовой контакт источника питания к поверхности, а минусовой опускают в емкость с водой. Это называется травление металла. Чем дольше проводить — тем объемнее будет в результате рисунок. После окончания лак удаляют при помощи ацетона. Более подробную инструкцию, а также варианты исполнения можно найти среди видео от мастеров в сети. Для покрытия готовой гравюры на металле используют бесцветный лак или прозрачный воск. Рисунок можно перенести даже простым карандашом или тонким маркером.
Можно использовать и другие способы с применением ручного гравера или бор-машины.
Бормашинка-гравер из шуруповерта своими руками
В этой статье хочу показать как я изготовил интересную штуку из старого ненужного шуруповерта. Можно конечно купить готовый гравер на алиэкспресс от 1000 руб, но мы же ведь на этом сайте не для этого собрались, правда? Бормашинка, гравер, аналог дремеля — другими словами универсальный ручной инструмент, позволяющий сверлить, отпиливать, стачивать, шлифовать и выполнять многие другие задачи. Устройство будет иметь не только плавную регулировку, но также и автоматическое увеличение оборотов при появлении нагрузки на валу. Уже много лет у меня валялся вот такой шуруповерт на 18 вольт. Кнопка сгорела, аккумуляторы тоже изжили свой срок. Почему бы не дать ему вторую жизнь. Также одной из причин, почему я захотел от него избавиться это то, что он очень тяжелый и неудобно лежит в руке. Аккумулятор здесь выдвигается вперед и я считаю, что это ужасное конструктивное решение. Снимается очень тяжело, часто заклинивает. Найти такой же новый аккумулятор или хотя бы заменить банки выливается в половину стоимости нового шуруповерта, поэтому без сожаления приступаю к разборке. Итак, я достал основные детали. Здесь установлен двигатель RS550, холостое потребление составляет около 1,5 ампера и раскручивается он почти до 20000 об./мин., естественно без нагрузки. Часть 1. Механика. Между мотором и патроном стоит двухступенчатый планетарный редуктор, он понижает обороты, если я не ошибаюсь, в 12 раз. Вал двигателя приводит в движение первую ступень, состоящую из пластмассовых шестеренок-сателлитов. Далее по середине идет промежуточная деталь, которая вращает вторую ступень, где уже стальные сателлиты, т.к. крутящий момент здесь возрастает. Самая большая деталь — коронная шестерня на торце имеет бугорки, а в корпусе в специальных отверстиях находятся шарики. При вращении регулятора момента эти шарики выдвигаются или утопают, тем самым блокируют коронную шестерню или позволяют ей проскальзывать с характерным треском. Поэтому механизм прозвали «трещеткой». Это я рассказал вкратце, и на самом деле половина деталей мне не понадобятся. Далее я занялся упрощением конструкции и для этого пришлось снять патрон. Внутри находится винт. Этот винт нестандартный и откручивается по часовой стрелке. Но просто так патрон не снимется, т.к. он сам тоже имеет резьбу, уже классическую. После откручивания винта, в патрон зажимается любой Г-образный ключик и резко нужно по нему ударить, против часовой стрелки (редуктор застопорить). Примечание: некоторые действия, описанные в статье будут более понятны по видеоролику на ПаяльникТВ. Сейчас объясню суть переделки. Если напрямую к двигателю закрепить какой-либо патрон, то это будет неправильно, т.к. двигатель не имеет подшипников как таковых, здесь просто латунные втулки. При фронтальных нагрузках, например при сверлении будет происходит износ этих втулок с последующим люфтом. Поэтому использование редуктора обязательно. Вся нагрузка будет приложена к нему, вернее к его подшипнику. Мое упрощение состоит в том что, шестеренка на валу двигателя будет вращать лишь одну группу сателлитов, т.е. я оставлю лишь одну ступень. Также предстоит укоротить ширину коронной шестерни. Итак, все готово, детали очищены. Коронная шестерня была распилена болгаркой и зашлифована. Теперь она не будет выпирать. Вместо второй половины корпуса, которая была прикручена к двигателю я подготовил переходную пластину. Она была выточена вручную напильником из нержавеющей стали. Чтобы шестеренки не цеплялись за винтики, из фторопласта была изготовлена шайба. Также была зафиксирована коронная шестерня от прокручивания. Из за того, что я оставил только одну ступень в редукторе, обороты возросли, а крутящий момент наоборот снизился, но это ничего, так как бормашинка не используется для закручивания шурупов. У измененного редуктора на один оборот патрона приходится 6 оборотов двигателя, т.е. понижает в 6 раз. Скорость вращения патрона будет достаточно высокой, чтобы сверлить, пилить и шлифовать. А то что редуктор все же немного понижает обороты двигателя я думаю это плюс, т.к. снижается нагрузка на мотор и не страдает его ресурс.
Весь механизм «трещетки» полностью удален из конструкции, он не нужен. Корпус я буду делать из пластиковой трубы 50 мм. На переходной пластине я предусмотрел ушки, для крепления этой трубки. Их нужно будет согнуть. Изначально была идея просто отрезать рукоятку от родного корпуса, но получается слишком толсто и там нет места для электронной начинки. Возможно, я уделил слишком много внимания механике, однако некоторая информация поможет тем, кто решил отремонтировать шуруповерт.
Теперь перейдем к электронной части. Часть 2. Электроника. Было испробовано множество различных схем управления двигателем. Все это собиралось и тестировалось в течение долгого времени. Для управления двигателем я применил широтно-импульсную модуляцию. Слишком подробно рассказывать про ШИМ нет смысла, эта тема достаточно хорошо освещена. Если кратко, то это управление мощностью, путём изменения скважности импульсов. Грубо говоря имеется прямоугольный сигнал, у которого мы увеличиваем или уменьшаем длину импульсов, на столько же меняется паузы между ними. Частота при этом неизменна.
В результате получается плавная регулировка оборотов от нуля до 100%. Электрическая схема. Нажать для увеличения. Схему управления двигателем я решил собрать на LM324.
Здесь задействовано все 4 операционных усилителя из состава микросхемы. На элементах DA1.1, DA1.2 собран генератор треугольного сигнала. Частоту данного генератора проще всего изменить путем подбора конденсатора C3. В моем случае емкость составляет 2,2 нФ, что устанавливает частоту ШИМ около 1,5 кГц.
Этот треугольный сигнал с выхода второго элемента, это вывод номер 7, поступает на неинвертирующий вход элемента DA1.3. На его другом входе мы видим группу резисторов, которая устанавливает напряжение, в частности переменный резистор R3 как раз предназначен для изменения ШИМ.
Но как же получается этот ШИМ сигнал?
Суть в том, что элемент DA1.3 подключен как компаратор и он сравнивает треугольный сигнал с напряжением, который мы устанавливаем переменным резистором R3.
Когда уровень сигнала на 10-ом выводе выше, чем напряжение на 9-ом выводе, то на выходе этого компаратора высокий уровень и наоборот. По графику видно, что точки пересечения двух входных сигналов и обозначают, так сказать, рамки выходного прямоугольного сигнала. Обратите внимание, что при широтно-импульсной модуляции частота остается неизменной, а меняется лишь скважность сигнала, простыми словами длительность включенного состояния и пауз между ними. Ниже представлены показания осциллографа. Сигнал берется напрямую с выхода микросхемы. Итак, на 8-ом выводе мы имеем изменяемый ШИМ сигнал, который через кнопку SB1 «запуск» поступает на силовую часть схемы. Значение тока сигнала небольшое, поэтому подойдет любая тактовая кнопка. Параллельно с ней можно припаять тумблер, если нет желания держать кнопку нажатой во время работы. Силовая часть содержит не просто один транзистор, а два мощных MOSFET’а, включенных параллельно. Такая конфигурация мне очень понравилась, т.к. имеет большой запас по мощности и совсем не греется. Также настоятельно рекомендую ставить диод параллельно с мотором (VD3). Он не только защищает от бросков самоиндукции, но, как ни странно, тоже снижает нагрев. Во время пробных тестов я ставил один полевик и пренебрег этим диодом, в результате транзистор очень грелся и несколько штук вышли из строя. На низких оборотах можно услышать писк, т.к. частота ШИМ находится в слышимом диапазоне. Хотя в принципе, шуруповерт так же пищит, лично мне не мешает. Не рекомендую поднимать частоту выше 2-3 кГц. На высоких частотах будут очень сильно греться полевые транзисторы. Если у вас возникнет проблема с неполной регулировкой, т.е. потенциометр в крайнем положении, а скважность еще не дошла до своего минимума или максимума, то можно подкорректировать сопротивления R2 и R4. Они отвечают за нижний и верхний пределы. При организации питания, отталкиваться нужно прежде всего от параметров мотора. У меня он на 18 В, но выдает приемлемую мощность уже при 10 В.
Обратите внимание, что ток на двигатель берется прямиком от плюса источника питания и подводится толстым проводом. А вот на схему управления напряжение поступает через стабилизатор LM7805 (DA2) с выходом 5 В. Это дает стабильность работы и позволяет держать постоянное значение на резистивных делителях, к примеру, если возникнет просадка напряжения при нагрузке мотора.
Автоматический режим Мы рассмотрели основную функцию этой схемы, но есть кое-что еще. На четвертом ОУ (DA1.4) я решил реализовать дополнительную функцию. Первоначальную задумку о стабилизации оборотов мотора сменила новая идея — автоматическое увеличение оборотов. К примеру, представим, что нужно проделать отверстие в дереве, пластике, на плате или в другом материале. Когда это делается при помощи шуруповерта, сверление обычно начинают на малой скорости вращения. А когда сверло сконцентрировалось в необходимой точке, можно усилить надавливание на кнопку и продолжать на высоких оборотах. Бормашины в отличии от шуруповертов не снабжаются такой кнопкой, а имеют лишь регулятор скорости. Если попытаться начать с высоких оборотов, то сверло непременно ускачет и мы получим отверстие, смещенное от назначенной точки. Предлагаемая мной схема будет автоматически увеличивать обороты при появления нагрузки (приложенной к патрону). Чтобы реализовать данную функцию необходимо отследить изменение тока, потребляемого мотором. Для этого в схеме имеется шунт R15. Это низкоомный мощный резистор, по которому ток от источника поступает на мотор. Сопротивление этого резистора очень низкое, всего 0,1 Ом и потерями можно пренебречь. Ток проходящий через шунт, создает на нем падение напряжения. В холостом режиме это примерно 0,2 вольта. Это напряжение многократно повышается дифференциальным усилителем, построенным, как я уже сказал, на элементе DA1.4.
Усиленный сигнал выходит с 14-го вывода и управляет оптопарой. Оптопара U1, в моем случае PC123. Управляющая часть — это светодиод, а в роли принимающей — фототранзистор.
Для удобства на схеме я их разнес и обозначил U1.1, U1.2. Для включения этого режима нужно замкнуть переключатель SA1. Итак, светодиод, включается открывает фототранзистор и закорачивает средний вывод потенциометра с крайним. Скважность ШИМ сигнала резко уменьшается и обороты возрастают. Это продемонстрировано в видео. Настройка срабатывания производится подстроечным резистором R19. Первым делом установить регулятор скорости (резистор R3) в положение, при котором обороты патрона минимальны и начинать сверление комфортно (т.е. позиционировать сверло в точке). Подстроечным резистором R19 подобрать момент срабатывания. Как только на патроне появится нагрузка (прижатие сверла, фрезы и проч. к поверхности), обороты резко увеличатся. Подстроечник R19 фактически устанавливает напряжение срабатывания оптопары, а светодиод у оптопары включается уже при 1,2 Вольта. Сборка схемы. В окончательном виде плата управления выглядит так. Как и всегда пайка выполнена на отрезке монтажной платы. Из-за небольшого пространства в корпусе пришлось все разместить плотно, и даже не хватило места для нормального конденсатора по питанию. Также в последний момент вспомнил про оптопару, которую пришлось разместить выводами вверх. От платы отходит целый жгут проводов. Сигнал ШИМ, провода питания, на переключатель, на кнопку и на датчик тока. Силовая часть схемы разместилась на отдельной плате. Здесь мы видим два мощных MOSFET’а IRF3205, которые подключены параллельно. А также одинаковая обвязка, по три элемента на транзистор. Соединения усилены проволокой и припоем. Вообще модуль обладает большим запасом, т.к. заявленный максимум у этих транзисторов 110 Ампер. Разместив термопару на теплоотводах, я произвел измерение температуры. Создал нагрузку на патроне, но мультиметр заметного нагревания не показал. Транзисторы остались комнатной температуры. Корпус. С корпусом я тоже возился долго. Материалом послужили отрезки 50-той трубы и заглушка. Первоначальный вариант выглядел так. Внутри можно заметить перегородку для разделения плат. Плата управления плотно устанавливается в нижний отсек и закрепляется гайкой потенциометра. Там же есть отверстие для светодиода. Силовая плата установится сверху. Потом выяснилось, что шунт не помещается, пришлось немного переделать. Т.к. транзисторы совсем не греются в большом радиаторе нет необходимости, к теплоотводам я прикрутил маленькую деталь. На фото две половины корпуса. Все соединения припаяны, добавил переключатель. Провод питания использовал большого сечения (сетевой). Итак, перед вами готовое устройство. Корпус прибора получился надежным, не скрипит и не болтается. Инструмент можно удерживать в руке двумя способами, левый вариант подойдет для точных работ, правый — для силовых. Тест. Подходящий блок питания я не нашел, поэтому питание во время тестов подавалось от свинцового аккумулятора 12 вольт. Если не учитывать пусковых токов, то потребление во время работы не превышало 1,5 — 2 А. Патрон позволяет закреплять сверла от 0,8 мм. Для сверления печатных плат вполне годится. Алмазным кругом я отпиливал пластик, оргстекло и металл. При наличии насадок возможности этого инструмента многократно увеличиваются. Например разные шарошки, фрезы, шлифовальные и полировочные насадки. На этом всё, был показан весь процесс изготовления этого полезного инструмента.
Рекомендую к просмотру видеоролик об этой переделке на ПаяльникТВ.