Удобная микродрель

Со сверлением отверстий в печатных платах сталкивается каждый радиолюбитель. Для этого обычно применяют микродрель из электродвигателя постоянного тока и патрона с цанговым зажимом, которые в большом ассортименте имеются в продаже. Такие дрели оснащены, в лучшем случае, кнопкой включения и простейшим блоком питания. Ими пользуются двумя способами: первый - сверло постоянно вращается, в промежутках между сверлениями дрель не выключают; второй - просверлив одно отверстие, дрель выключают, устанавливают остановившееся сверло в центр другого будущего отверстия, затем нажимают на кнопку включения. В первом случае вращающимся с большой скоростью сверлом трудно попасть в центр будущего отверстия, даже если оно намечено кернением. При продолжительной непрерывной работе двигатель сильно нагревается. Во втором случае увеличивается время, затрачиваемое на работу (приходится ждать полной остановки, а затем разгона сверла), быстро расходуется ресурс кнопки, она становится ненадежной, усилие, прикладываемое к дрели при нажатии на кнопку, часто оказывается достаточным, чтобы сместить сверло в сторону от "цели".

Предлагаемый узел управления двигателем микродрели в значительной мере освобождает ее от описанных недостатков. Его конструкция проста, не содержит дефицитных деталей и доступна для повторения даже начинающим радиолюбителем. В исходном состоянии после подачи напряжения питания сверло вращается с низкой частотой примерно 100 мин-1. На таких оборотах двигатель практически не нагревается при длительной работе, в то же время не представляет трудности попасть сверлом точно в центр отверстия, намеченного на плате (а при некотором опыте - на наклеенном на нее чертеже). При нажиме на сверло дрель быстро увеличивает частоту вращения до номинальной, начинается сверление. По его завершении, когда сопротивление материала платы вращению сверла резко падает, обороты автоматически уменьшаются до "холостых". Схема узла управления показана на рис. 1.

Он содержит выпрямитель на диодах VD1-VD4 со сглаживающими конденсаторами С1 и СЗ и два канала управления электродвигателем дрели М1. Первый канал выполнен на интегральном стабилизаторе напряжения DA1, второй - на транзисторах VT1, VT2. Назначение первого канала - поддерживать на двигателе М1, работающем без нагрузки, напряжение около 2,5 В. Ток двигателя протекает через датчик тока - резистор R1. Падения напряжения на этом резисторе в отсутствие механической нагрузки двигателя недостаточно для открывания транзистора VT1. С увеличением нагрузки (началом сверления) ток двигателя растет. Как только напряжение на резисторе R1 достигает приблизительно 0,6 В, транзистор VT1 открывается. Вместе с ним открывается и транзистор VT2, подключая двигатель к выходу выпрямителя. Разделительный диод VD6 отключает от двигателя выход стабилизатора напряжения. Для ограничения падения напряжения на датчике тока параллельно ему включен в прямом направлении диод VD5. Конденсатор СЗ необходим для небольшой задержки возврата в режим холостого хода по окончании сверления. Механическая нагрузка на сверло, необходимая для переключения режимов, зависит от номинала резистора R1. Устройство собрано на печатной плате, изображенной на рис. 2.

Его можно питать от источника как переменного, так и постоянного тока. В последнем случае при гарантированной правильной полярности питающего напряжения от выпрямительного моста VD1-VD4 можно отказаться. Стабилизатору DA1 и транзистору VT2 требуется теплоотвод. Если он общий для двух приборов, один из них или оба необходимо устанавливать через теплопроводящие изоляционные прокладки. В конструкции можно применить практически любые транзисторы соответствующей структуры с допустимым напряжением коллектор-эмиттер не менее 35 В и с максимальным током коллектора не менее 100 мА (для VT1). Максимальный ток коллектора транзистора VT2, его мощность, а также прямой ток диодов VD1-VD5 должны быть не менее максимального тока применяемого двигателя. При необходимости напряжение на двигателе без нагрузки можно изменить, подбирая резистор R3. Его сопротивление можно рассчитать, исходя из равенства:
U=1,25(1+R3/R5)+0,0001•R3-UVD6,
где U - требуемое напряжение на двигателе, В; UVD6 - падение напряжения на диоде VD6. Сопротивление резистора R1 можно рассчитать по формуле:
R1=0,6•Ixx/2,
где Ixx - ток холостого хода применяемого двигателя, А. Окончательно резисторы R1 и R3, а при необходимости и конденсатор С2, подбирают по результатам пробного сверления.

Радио №9, 2009г.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}