Главная » Arduino
Призовой фонд
на октябрь 2020 г.
1. 1500 руб
Сайт Паяльник
2. Тестер компонентов MG328
Сайт Паяльник
3. 150 руб.
От пользователей

Похожие статьи:



Трехпозиционный переключатель с вольтметром

Намоточный станок на Arduino версия 2.0

С момента публикации первой версии намоточного станка на Arduino прошло уже больше года. С тех пор я переосмыслил некоторые важные моменты по механике, электронике и программе управления, и в данной статье расскажу о реализации обновления 2.0. По базовой конструкции и электросхеме обе версии весьма схожи и, чтобы не повторяться, я буду делать отсылки к первой статье и рекомендую уважаемому читателю ознакомиться с ней перед прочтением данной.

В ходе обсуждения на форуме и работы со станком одной из главных проблем был выявлен "дерганый" режим автонамотки, когда основному двигателю приходилось останавливаться во время работы укладчика, что приводило к рывкам проволоки и расшатыванию всей конструкции. В дополнение к предыдущему отсутствовал разгон основного двигателя, что еще больше усугубляло ситуацию. Второй проблемой являлся крайне неудобный способ установки и снятия оправки, на которую производиться намотка. Для этого необходимо было разобрать всю намоточную ось, что крайне затрудняло работу.

Итак, обо всем по порядку. Программа работы обоих шаговых двигателей теперь организована в одном прерывании, что позволило "рулить" ими одновременно. При этом для лучшей плотности витков двигатель укладчика делает перемещение в конце цикла витка, что позволяет поджимать новый виток к предыдущему. Плюсом к этому, основной двигатель выходит на заданную скорость с ускорением, а если точнее, то начинает движение с некоторой скоростью Vo≈4 об/мин и разгоняется за оборот до заданной. Это уменьшает рывок проволоки в начале намотки. Параметр меню "Speed" теперь устанавливает скорость в оборотах в минуту, программный предел 300 об/мин, хотя я не тестировал при реальной намотке скорости даже близкие к предельной, т.к. для этого необходимо исключить все или почти все пластмассовые детали из механики. В меню автонамотки добавлен параметр Direction, который назначает начальное направление укладчика.

Это было трудным решением, но упразднена вторая опора под ось оправки, что позволяет теперь ставить и снимать ее гораздо удобнее. Шпильку М8 держит на оси двигателя жесткая муфта, но автор оставляет за читателем право заменить это, не вполне надежное соединение, на цанговый патрон. Так же стоит отметить, что многое зависит от жесткости опоры двигателя 23HS5628 и, весьма вероятно, что ее нужно заменить на более крепкий вариант. В файлах проекта есть два варианта 3D печати этой опоры, предлагаю самостоятельно оценить их прочностные характеристики или изготовить опору самостоятельно. Укладчик теперь - это резьбовой вал М8 с шагом 1мм, по которому ходит гайка "анти-люфт", и обычный вал ø8. Все STL модели приложены внизу статьи, диаметры отверстий даны преимущественно под рассверловку. Шаг резьбы укладчика можно изменить в коде:

#define ShaftStep 50 // ShaftStep = Шаг резьбы*50

В связи с применением ШД 23HS5628 питание теперь обеспечивает БП LRS-75-24 с выходным 24 Вольта, драйвер для большого двигателя теперь TB6600, а для маленького оставлен прежний DRV8825. Про установку тока на DRV8825 читай предыдущую статью. Управляющие выводы микроконтроллера для драйверов остались неизменны. Если установлен CNC Shield, то это будут ось "A" для укладчика и ось "Z" для намоточного двигателя. Подшипники KP08 заменены на KFL08, но это уже частности и оба варианта вполне работоспособны.

Еще стоит сказать о натяжителе проволоки. Отдельного конструктива под него нет, автор реализовал его парой резиновых шайб и гаек, которые поджимаются к подшипнику катушки и тем создают трение. Работоспособно, но не идеально, надеюсь с вашей помощью найду лучшее решение.

Еще немного по программе:

Протокол обмена данными LCD с последовательного I2C заменен на параллельный полубайтовый (см. схему), он быстрее и, при наличии свободных ног, я не нашел причины ужиматься. Хотя на данный момент программа использует 2 строки и 16 символов (1602 LCD), но я к своей версии уже подключил LCD 2004 в сборке с энкодером и бузером что является заделом на будущее. Вернуть к варианту 1602 I2C в текущей версии ПО все еще возможно, раскомментировав нужные строчки:

#include <LiquidCrystal.h>
//#include <LiquidCrystal_I2C.h>
//#include <Wire.h>
LiquidCrystal lcd(RS,EN,D4,D5,D6,D7); // Назначаем пины для управления LCD 
//LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); // 0x3F I2C адрес для PCF8574AT, дисплей 16 символов 2 строки 
lcd.begin(20,4); // Инициализация LCD Дисплей 20 символов 4 строки   
// lcd.begin(16,2); // Инициализация LCD Дисплей 16 символов 2 строки   

В дальнейшем я все таки перейду на 4 строки и поддержку 2 строчных дисплеев обещать не могу. Версия программы 2.0 является "альфой" и я думаю в теме для обсуждения статьи мы с вами быстро поправим баги. 

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Плата Arduino
Arduino Uno
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Плата расширения ArduinoCNC Shield v3.01 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Драйвер ШДDRV88251 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Драйвер ШДTB66001 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Модуль поворотного энкодераKY-0401 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Шаговый двигатель17HS34011 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Шаговый двигатель23HS56281 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
LCD ДисплейHD44780 20041 HD44780 1602Поиск в магазине ОтронВ блокнот
 
Конденсатор10 нФ3 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Резистор
10 кОм
6 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 6
Я собрал 0 Участие в конкурсе 11
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 11 чел.

Комментарии (37) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
0
Abeluz #
А не лучше будет, как на некоторых 3D принтерах установить катушку с которой сматывается провод на укладчик?
Ответить
0
mefi73 #
Всё хорошо, но шаговый больно уж медленный. У вас передвижение укладчика происходит рывками, оборот-рывок. Может все таки стоит обычный двигатель поставить для скорости намотки? Пусть с редуктором, но что б побыстрее мотало. А оборот отслеживать датчиком холла.
В целом станок огонь.
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Спасибо. В меню можно выставить до 300 об/мин, моя механика врят-ли это переживет. Передвижение укладчика поджимает виток в конце оборота оправки. Можно конечно и "размазывать" перемещение на весь виток, но преимуществ особых нет, а вот недостатки в неплотности вероятно всплывут.
Ответить
0
mefi73 #
Механика главного вала конечно слабовата, видно как конец вала болтается. Вешать вал на муфту, которая закреплена на валу ШД не стоило бы конечно. идеальным вариантом будет установка пары подшипников на некотором расстоянии друг от друга на главном валу у муфты.
Может на видео не так заметно, но не увидел я на видео движение укладчика которое поджимает проволоку в конце витка. Может движение столь малое что на видео его и не видно.
Размазывать движение укладчика на виток не стоит, его стоит размазывать на весь слой. Это придаст скорости намотки, но, как мы уже выяснили, необходимо усилить главный вал.
Ответить
0

[Автор]
TDA #
ШД нема23 был выбран не случайно. Его подшипников достаточно для удержания вала.
Проблема только в муфте и жесткости опоры. Есть более подходящие типы муфт или можно использовать цанговый патрон.
Перемещение укладчика осуществляются в конце каждого витка.
Именно размазывать на весь слой у меня желания и не было.
Это не промышленный станок так что скорость вторична. Для меня 50об/мин вполне достаточно. Обычно слой не больше 100 витков, а потом все равно в ручную изоляцию укладывать.
Две опоры уже были в первой версии, посмотрите этапы разработки и мысли в слух:
Версия 1.0 https://youtu.be/IenFIIMIbyk
Версия 2.0 ч1 https://youtu.be/fHNrOkgSCnA
Версия 2.0 ч2 https://youtu.be/P0zg57S8kEY
Версия 2.0 ч3 https://youtu.be/o_f3Sf8Vp78
Ответить
0
freestik #
mefi73 а вы что планируете мотать по несколько тысяч витков? По мне точность важнее, чем скорость.
Ответить
0
mefi73 #
Меня тут друг попросил помочь его друзьям сделать намоточный станок для катушек звукоснимателей электрогитары. В итоге после мозгового штурма мне пришла идея все-таки использовать мозги от станка с GRBL и управлять этим делом с компа. Идея пока в разработке, кое-что обмозговал. Не знаю уж как моя идея понравится друзьям моего друга, им то катушки десятками мотать.
Там можно витки и размазывать и тормозить/двигать после каждого. В общем система гибкая получается, но не совсем автономная как в вашем случае.
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Да, GRBL если ее адаптировать подойдёт. Нужно будет ещё G код ей подпихивать или с компа или с флешки, хотя МК вполне может g код сам формировать, на основе пользовательских установок в меню, но это все писать нужно, а чужой код дебри. Это мощное средство и куда более профессиональное, но я посчитал это сложнее чем мне нужно. Я уже много своего функционала написал, так что мне переходить поздно)
Что бы сматывать нужен ещё один ШД на оси подающей катушки, это в планах, причем его же использовать в качестве управляемого натяжителя.
Ответить
0
Дмитрий #
Его подшипников достаточно для удержания вала
Подшипников может и достаточно, а муфта и высокая пластиковая нога в результате дают заметные колебания. Возможно, со временем, придется подтягивать болты на муфте. Я бы однозначно установил еще одну стойку-опору у конца вала с посадочным местом под подшипник.
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Да, конечно. Есть обжимные муфты и крепление ШД желательно выполнить крепче. Механика этого станка может быть весьма различной, все в ваших руках.
Ответить
0
Альберт #
Собрал почти по этой схеме. Но немогу понять одного, отображение на дисплее вроде норм,но стоит мне немного покрутить энкодер, как на экране появляются кракозябры.
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Какая версия прошивки? Хотя странно... Попробуйте 2.1b, ссылка на форуме в теме для обсуждения статьи.
Ответить
0
Albert Kozar #
Проблему решил. Раз менюшка вписывается лишь в 2- строки, А при 4 х у него начинается развертывание массива по всем. тогда поставил Дисплей строго 16х2, проблема исчезла.
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Поздравляю, что заработало.
Справедливости ради, меню на 4 строки не разворачивается и должно работать на 20x4 так же как и на 16x2.
Ответить
0
vovikas #
После окончания цикла программа не запускается по новой. Приходится сбрасывать и настраивать сначала. Ну и как следствие хорошо было-бы добавить сохранение последних настроек в епром.
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Да, спасибо. Обе проблемы знаю, войдут в новую ревизию.
Ответить
0
111284 #
Классная вещь, вот кто бы еще придумал такой станочек для торов.
Ответить
+1

[Автор]
TDA #
Думал над этим, но тут сложнее придумать простую механику. Может в будущем дойду до этого
Ответить
0
freestik #
Планируется дальнейшая модернизация станка?
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Программа дорабатываться будет точно.
По мех. части, думаю, только небольшие изменения.
Ответить
0
Дмитрий #
С позволения автора, одну проблему кажись исправил. Теперь станок перезапускать не надо.
Прикрепленный файл: Arduino_winding_machine_2_0_Alfa.ino
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Проект с открытым исходным кодом, так что я не возражаю против внесения изменений, но рекомендую использовать для этого последнюю версию прошивки. На данный момент это 2.1b, баги и доработки кода обсуждаем на форуме в теме для обсуждения статьи.
Ответить
0
Дмитрий #
А где можно взять, эту самую "2.1b" ?
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Первый комментарий здесь:
"Публикатор 27.10.2019 19:34 #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи."
Нажмите на ссылку "тема для обсуждения статьи"
Ответить
0
Александр #
С удовольствием слежу за вашим проектом.

У вас в видео была озвучена, что у вас нет решения как организовать натяжку проволоки.

Есть хорошее решение от японцев. Правда оно сложное. Катушка с источником проволоки крепится на ещё один приводной вал. Двигатель управляется совершенно независимой системой. проволока проходит через под пружинный ролик , который соединен с переменным сопротивлением или бесконтактным энкодером - при натяжке проволоки ролик изменяет своё положение и меняет значение сопротивления - а сопротивление меняет скорость с какой двигатель разматывает катушку - такая механическая обратная связь. Остановилась намотка останавливается и размотка. Если поискать -есть ролики на ю-тубе.

И второе - нельзя ли из меню выставлять количество шагов на оба двигателя? Или вынести переменные шагов в начало программы, чтоб не искать в программе где менять шаги. Хочу для двигателя катушки использовать редукторный привод, для витков у меня тоже другой шаг.
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Спасибо за отзыв!
Интересное решение по натяжке, посмотрю.
Сейчас у меня сделано так: кружок из войлока притирается к резиновой прокладке на оси катушки, и поджимается самоконтрящейся гайкой. Это видно на видео https://youtu.be/o_f3Sf8Vp78
В принципе это работает неплохо.
Хорошие решения по натяжке описаны здесь: https://www.kit-e.ru/preview/pre_2014_12_106_BrS_practice.php
Планировал попробовать с торможением, управляя током ШД. Можно сделать релейное переключение режима работы этого ШД, что бы он мог еще и сматывать назад при необходимости.
Можно вынести, сейчас немного занят другим проектом, но как освобожусь буду писать очередное обновление прошивки.
Пишите свои предложения и замечания к программе на форуме в теме для обсуждения статьи.
Отредактирован 28.11.2019 21:45
Ответить
+1
Александр #
Спасибо за ПО. Всё сделал и запустил. Только механику по своему сделал - из того, что было из того и слепил
https://3dtoday.ru/blogs/lenivo/stanok-dlya-namotki-transformatorov-detali-napechatany-plastikom-solidfilament-ot-magazina-top-3d-shop/#formComment

Тем более на тестирование мне целая катушка пластика бесплатно неожиданно приехала. Поэтому там и разместил.
Большое спасибо. Сделал редукторный намотчик на движке 7,5 градусов с от лазерного принтера с редукцией 9,5 . Зато провод 1,2 мм намотал.... только блок питания надо мощней - с двумя двигателями больше 0,8мм не тянет напряжение просаживается сильно и арудино слетает.
Прикрепленный файл: Намоточный станок 10 12 2019 5.JPG
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Посмотрел, прикольно получилось.
Ответить
0
Pauk #
Интересная задумка, но трудновато для повторения, много ручной работы.
Ответить
0
Abeluz #
А у меня RepRapDiscount Full Graphic Smart Controller. У кого нибудь есть мысли, как под него программу переделать?
RepRapDiscount Full Graphic Smart Controller - это графический дисплей 12864 (на чипе ST7920, использую библиотеку: U8glib), энкодер и слот SD карты. Если кто-то использовал такой - помогите.
Ответить
0
Abeluz #
Решено. Прошил Marlin. В 1С v7.7 написал обработку сразу в G-коде. Работает.
Ответить
0
ALEKSANDR KARTSEV #
А самый важный вопрос опустили. Какой диаметр проволоки может уложить агрегат? 0.8-1.0? Ему по зубам? У меня есть Nema23 на 18 и 32кг.
И по поводу винта укладчика
.. Что означает цифра 50? В дэфайнах? (как мне видится 16(микрошаг)*1(шаг винта) *200 шагов мотора) 3200? А у вас 50????
И если применить редукцию в главном движке, где поправить кол-во шагов на оборот? Микро шаг *200 * на "шаг редукции"?
Ответить
0
Abeluz #
Вопрос:" У меня есть Nema23 на 18 и 32кг."
Это что - крутящий момент?
Ответить
0
Иван #
Здравствуйте, я делаю такой же станок только изменил механику вместо винта поставил зубчатый ремень . Хотел спросить можно ли подключить вместо 16х2 экрана, сенсорный экран типа nextion arduino c интерфейсом?
Ответить
+1
Михаил Михайлович #
Вроде бы ничего особенного, но работы выполнено очень много. Редкая и очень актуальная тема.
Где бы я не разобрал катушку с контактора, почти везде заводы выполняют работу по намотке очень халтурно. Приходится на простых станочках выполнять намотку, пропитку, и пайку выводов. А здесь у автора укладочка, натяжитель честь по чести. Лёгкие доработки и усиление элементов это уже сущие мелочи. Уважение и благодарность за мастерство Автору!!!
Ответить
0
trmaker #
Уважаемый автор! Для полного счастья на станке желательно поставить ДЕМПФЕРНЫЕ рычаги с роликами и на входе, и на выходе
(как сделано в промышленном станке)- сберечь тонкий провод от растяжения. Стабилизация натяжения - муфтами, а слежение за
рычагами - оптопарами. Схожий механизм был в катушечных магнитофонах в моделях, начиная с 1 класса. Помните, под катушками были малозаметные качающиеся штыри? Еще, помню, в промышленном станке была приспособа для намотки типа"универсаль". И в станке можно то ли дополнительную качалку установить, то ли ШД шага рулить. И поджимной ролик, которого СЕЙЧАС нет, будет полезен. Вот вручную ее мотать никак, а раз уж чпу работает, то, как говорится...И кто раз ее сделает, другим способом уж больше не будет мотать (речь не о
трансформаторах). Да другим и не получится - и бескаркасная, и не разваливается после снятия. Емкость меньше. Сплошные преимущества. А, впрочем, почему не о трансформаторах? И у них
емкость ведь есть. Это дело можно и проверить.
Прикрепленный файл: описка.JPG
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Arduino UNO
Arduino UNO
Лазерный модуль 650нм 5мВт Катушка Тесла
вверх