Схема электрическая регулятора оборотов шуруповерта

Схема регулятора оборотов шуруповерта 12в

Широкое применение таймер 555 находит в устройствах регулирования, например, в ШИМ – регуляторах оборотов двигателей постоянного тока. Все, кто когда – либо пользовался аккумуляторным шуруповертом, наверняка слышали писк, исходящий изнутри. Это свистят обмотки двигателя под воздействием импульсного напряжения, порождаемого системой ШИМ.
Другим способом регулировать обороты двигателя, подключенного к аккумулятору, просто неприлично, хотя вполне возможно. Например, просто последовательно с двигателем подключить мощный реостат, или использовать регулируемый линейный стабилизатор напряжения с большим радиатором.

Вариант ШИМ – регулятора на основе таймера 555 показан на рисунке 1.

Схема достаточно проста и базируется все на мультивибраторе, правда переделанном в генератор импульсов с регулируемой скважностью, которая зависит от соотношения скорости заряда и разряда конденсатора C1.

Заряд конденсатора происходит по цепи: +12V, R1, D1, левая часть резистора P1, C1, GND. А разряжается конденсатор по цепи: верхняя обкладка C1, правая часть резистора P1, диод D2, вывод 7 таймера, нижняя обкладка C1. Вращением движка резистора P1 можно изменять соотношение сопротивлений его левой и правой части, а следовательно время заряда и разряда конденсатора C1, и как следствие скважность импульсов.

Рисунок 1. Схема ШИМ – регулятора на таймере 555

Схема эта настолько популярна, что выпускается уже в виде набора, что и показано на последующих рисунках.

Рисунок 2. Принципиальная схема набора ШИМ – регулятора.

Здесь же показаны временные диаграммы, но, к сожалению, не показаны номиналы деталей. Их можно подсмотреть на рисунке 1, для чего он, собственно, здесь и показан. Вместо биполярного транзистора TR1 без переделки схемы можно применить мощный полевой, что позволит увеличить мощность нагрузки.

Кстати, на этой схеме появился еще один элемент – диод D4. Его назначение в том, чтобы предотвратить разряд времязадающего конденсатора C1 через источник питания и нагрузку – двигатель. Тем самым достигается стабилизация работы частоты ШИМ.

Кстати, с помощью подобных схем можно управлять не только оборотами двигателя постоянного тока, но и просто активной нагрузкой – лампой накаливания или каким-либо нагревательным элементом.

Рисунок 3. Печатная плата набора ШИМ – регулятора.

Если приложить немного труда, то вполне возможно такую воссоздать, используя одну из программ для рисования печатных плат. Хотя, учитывая немногочисленность деталей, один экземпляр будет проще собрать навесным монтажом.

Рисунок 4. Внешний вид набора ШИМ – регулятора.

Правда, уже собранный фирменный набор, смотрится достаточно симпатично.

Вот тут, возможно, кто-то задаст вопрос: «Нагрузка в этих регуляторах подключена между +12В и коллектором выходного транзистора. А как быть, например, в автомобиле, ведь там все уже подключено к массе, корпусу, автомобиля?»

Да, против массы не попрешь, тут можно только рекомендовать переместить транзисторный ключ в разрыв «плюсового» провода. Возможный вариант подобной схемы показан на рисунке 5.

На рисунке 6 показан отдельно выходной каскад на транзисторе MOSFET. Сток транзистора подключен к +12В аккумулятора, затвор просто «висит» в воздухе (что не рекомендуется), в цепь истока включена нагрузка, в нашем случае лампочка. Такой рисунок показан просто для объяснения, как работает MOSFET транзистор.

Для того, чтобы MOSFET транзистор открыть, достаточно относительно истока подать на затвор положительное напряжение. В этом случае лампочка зажжется в полный накал и будет светить до тех пор, пока транзистор не будет закрыт.

На этом рисунке проще всего закрыть транзистор, замкнув накоротко затвор с истоком. И такое вот замыкание вручную для проверки транзистора вполне пригодно, но в реальной схеме, тем более импульсной придется добавить еще несколько деталей, как показано на рисунке 5.

Как было сказано выше, для открывания MOSFET транзистора необходим дополнительный источник напряжения. В нашей схеме его роль выполняет конденсатор C1, который заряжается по цепи +12В, R2, VD1, C1, LA1, GND.

Чтобы открыть транзистор VT1, на его затвор необходимо подать положительное напряжение от заряженного конденсатора C2. Совершенно очевидно, что это произойдет только при открытом транзисторе VT2. А это возможно лишь в том случае, если закрыт транзистор оптрона OP1. Тогда положительное напряжение с плюсовой обкладки конденсатора C2 через резисторы R4 и R1 откроет транзистор VT2.

В этот момент входной сигнал ШИМ должен иметь низкий уровень и шунтировать светодиод оптрона (такое включение светодиодов часто называют инверсным), следовательно, светодиод оптрона погашен, а транзистор закрыт.

Чтобы закрыть выходной транзистор, надо соединить его затвор с истоком. В нашей схеме это произойдет, когда откроется транзистор VT3, а для этого требуется, чтобы был открыт выходной транзистор оптрона OP1.

Сигнал ШИМ в это время имеет высокий уровень, поэтому светодиод не шунтируется и излучает положенные ему инфракрасные лучи, транзистор оптрона OP1 открыт, что в результате приводит к отключению нагрузки – лампочки.

Как один из вариантов применения подобной схемы в автомобиле, это дневные ходовые огни. В этом случае автомобилисты претендуют на пользование лампами дальнего свете, включенными вполнакала. Чаще всего эти конструкции на микроконтроллере, в интернете их полно, но проще сделать на таймере NE555.

Кнопки от шуруповерта. — Мысли злого плебея — ЖЖ

04:55 am — Кнопки от шуруповерта.

Кнопки от шуруповерта — это ШИМ с микросхемой gs069, которая является аналогом 555 микросхемы с небольшими изменениями.

Схема кнопки с gs069.

Этикетка/даташит от gs069. В ней написано, что микросхема работает при напряжении питания от4 до 15В, но в реальности она работает при напряжении до 25В.

Без изменений китайская кнопка с aliexpress меняет коэффициент заполнения от 17% до 63%.

Связь между частотой и напряжением питания для для схемы представленной на рисунке на первой ступени. Значение частоты можно вычислить по формуле f=1.4kHz+(0.13-0.0029*Vcc)*Vcc. Формула получена при помощи программы labplot2.

Связь между коэф. заполнения и напряжением питания для для схемы представленной на рисунке. Значение коэф. заполнения можно вычислить по формуле d=10.3%+(0.66%-0.019*Vcc)*Vcc.

Зависимость частоты от общего сопротивления между 4 и 5 выводами при C=500пФ. Формула такая: f=537*R^-0.75.

Зависимость коэф. заполнения от соотношения сопротивления подключенного к 4 выводу к общему сопротивлению. К сожалению, эта зависимость выражается формулой третьего порядка: r%=96.5%+0.17*d-0.034*d^2+0.00023*d^3.

Графики диапазона регулировки коэф. заполнения при изменении напряжения на резисторе подключенном к pin1 микросхемы.

Схема такая, каждый график соответствует разным суммарным значениям R2 и R9. К сожалению, такой метод подключения внешнего регулятора позволяет только уменьшать коэф. заполнения.

Зависимость частоты ШИМ от коэф. заполнения.

Тоже самое в относительных единицах, видно, что при уменьшении сопротивления между pin4 и pin5 частота ШИМ делается стабильнее. Причем при уменьшении сопротивления стабилизация частоты ШИМ уменьшается. В результате делать суммарное сопротивление ниже 700кОм нет смысла.

Теже графики, но меняется не сопротивление, а емкость конденсатора. Сопротивление равно 1 МОм.

В логарифмическом масштабе частоты, добавил график для емкости 10нФ. Видно, что частота ШИМ линейно зависит от емкости конденсатора.

Тоже самое в относительных единицах частоты, видно что стабильность частоты ШИМ не зависит от емкости конденсатора.

Электропривод можно сделать жестче в три раза при помощи положительной обратной связи по току. Для лучшего результата надо добавлять еще отрицательную обратную связь по напряжению, без нее дальнейшее углубление i*r компенсации приводит к биению. Моя схема доработки, ее использовать не советую, так как она требует дорогого датчика тока, а результат плохой.

Временные диаграммы напряжения на pin1 (желтый) и pin3 (зеленый) gs069.

Временная диаграмма соединения R1 с C1.

Выводы. 1. Желательна замена всех резисторов связанных с «ползунком» на более мощные, то есть на место каждого поставить два резистора (один над другим), так как во время испытаний у меня один из них испортился. 2. Напряжение на якорь двигателя шуруповерта приходит не больше 2/3 от напряжения батарей, если ничего не менять. 3. Микросхема gs069 работает при напряжении до 25В, а не 15 как написано на этикетке. 4. В «спусковом крючке» используется не переменный резистор, а набор последовательных чип-резисторов. 5. Всего есть тринадцать уровней мощности у контроллеров двигателя шуруповерта с aliexpress. 6. Есть паразитная ПОС по напряжению питания. 7. Период ШИМ линейно зависит от емкости конденсатора. 8. При изменении нажатия «спускового крючка», изменяется не только скважность, но и частота. 9. Минимальная частота ШИМ при 50% коэф. заполнения. 10. Уменьшение суммарного сопротивления между 4 и 5 выводом микросхемы приводит к стабилизации частоты ШИМ. 11. Уменьшать суммарное сопротивление между 4 и 5 выводом микросхемы ниже 700-500 кОм нецелесообразно, так как при уменьшении этого сопротивления, стабилизация частоты ШИМ увеличивается слабо. 12. Компоненты «ударно-спускового механизма» настроены на максимальное КПД в ущерб надежности и удобству: суммарное сопротивление между 4 и 5 около 1МОм, и частота ШИМ 3 кГц. В результате кнопка чувствительна к загрязнению, так как 1МОм — это сопротивление изоляции по ПТЭЭП и чувствительность уха к звуку максимальна на 3 кГц, на которую настроена ШИМ. 13. Внешний регулятор к микросхеме подключать сложно, так как им можно будет только уменьшать коэф. заполнения. 14. Положительной обратной связью по току, можно повысить крутящий момент на низких оборотах в 3 раза.

Регулятор оборотов шуруповерта

Электрический шуруповерт работает либо от сети 220 В, либо от аккумуляторной батареи. Его мощность зависит от величины напряжения аккумулятора. Скорость вращения шуруповерта начинается от 15 000 об/мин. Кроме того, шуруповерт, который работает от сети, имеет 2 скорости вращения: более медленную для вкручивания, более высокую для сверления. Внутри кнопки подачи питания располагается регулятор оборотов. Довольно миниатюрный размер этого узла инструмента достигается при помощи микропленочной технологии. Его основной деталью является симистор. Принцип работы регулятора следующий:

• При включении кнопки на управляющий электрод симистора подается переменный ток, имеющий синусоидальную фазу.
• Происходит открытие симистора, ток начинает проходить через нагрузку.

Время срабатывания симистора зависит от амплитуды управляющего напряжения. Чем больше амплитуда, тем раньше происходит срабатывание симистора. Величина амплитуды задается при помощи переменного резистора, соединенного с кнопкой пуска. Схема подключения кнопки отличается в разных моделях. К регулятору оборотов возможно подключение конденсатора.

Регулятор усилия шуруповерта

Регулятор усилия представляет собой муфту, ограничивающую усилие при вращении патрона. Она выполнена в виде вращающегося пластикового барабана. Величина ее затяжки регулируется с помощью цифровой шкалы, размещенной по окружности барабана. Увеличивая величину затяжки, тем самым вы глубже ввинчиваете саморез.

Эта функция будет необходима при работе с материалом изделий различной степени твердости, поскольку при работе с мягким материалом тело самореза будет легко утапливаться в нем, слишком высокая твердость материала будет способствовать нарушению геометрии шурупа, особенно если он небольших размеров. Трещотка, как еще называют регулятор, предотвращает срезание шлицев у саморезов, а также износ насадок шуруповерта. Затягивать регулировочное кольцо следует поэтапно начиная с самого небольшого усилия. В тех шуруповертах, в которых возможно производить сверление, последняя пиктограмма на кольце будет в виде сверла. В этой позиции достигается максимальный крутящий момент.

Биение зажимного патрона шуруповерта

Биение зажимного патрона шуруповерта указывает на то, что возникли проблемы в исправности редуктора инструмента, который расположен сразу за электродвигателем. Это еще одна причина, по которой не работает шуруповерт с полноценной отдачей.

Детали планетарного редуктора шуруповерта

Выходной вал этого редуктора является местом крепления зажимного патрона поэтому если говорить о биении самого патрона нужно иметь в виду биение вала редуктора. Причины этому могут быть следующие:

• а) искривление вала редуктора;
• б) износ шестерен редуктора;
• в) выход из строя опорного подшипника вала редуктора;
• г) предельная выработка штифтов, на котором крепятся сателлиты планетарной шестерни.

Все вышеперечисленные детали являются заводского происхождения по этому ремонту не подлежат. Проблема биения патрона шуруповерта в этом случае решается заменой деталей редуктора на новые.

Электронная регулировка частоты вращения шуруповерта

Регулировать скорость вращения насадки шуруповерта возможно механически или автоматически. Автоматическая регулировка оборотов происходит при помощи процессора. Задать нужные параметры работы можно при помощи тумблера выбора скорости. Он расположен сверху корпуса. Во многих моделях регулировка оборотов реализована через кнопку пуска. Чем сильнее давление пальца на нее, тем выше будут обороты.

Прочитав эту статью, вы получили информацию о том, как собрать регулятор оборотов шуруповерта своими руками, ознакомились с конструкцией регулятора усилия, разобрались с функцией электронной регулировки инструмента. Надеемся, статья была вам полезной.

Источник

Ремонт шуруповерта своими руками

Как любой другой инструмент, шуруповерт иногда требует ремонта. В таких ситуациях некоторые народные умельцы заменяют этот инструмент дрелью. Но при этом стоит понимать, что выполнять вкручивание или выкручивание болтов и шуруповс помощью дрели достаточно неудобно и приходится делать со значительными силовыми усилиями. Поэтому, очень важно для домашнего мастера научится устранять неисправности шуруповерта своими руками. Чтобы помочь домашним умельцам в этом вопросе, в этой статье мы расскажем об устройстве шуруповерта, какие неисправности могут возникать в работе этого инструмента, а также какими способами их можно устранить. Прежде чем подходить к вопросу о неисправностях инструмента, в первую очередь, стоит знать, из каких конструктивных элементов он состоит. Стоит также понимать, принципиальная схема устройства шуруповертов таких популярных торговых брендов, как Макита Makita ,Бош Bosch ,Хитачи Hitachi ,Aeg не имеет существенных различий.

Принципиальная Электрическая Схема Шуруповерта

Теперь придется воспользоваться паяльником и отпаять два элемента друг от друга, как показано на рисунке. Устройство шуруповерта: 1 — регулятор оборотов с реверсом, 2 — электродвигатель, 3 — редуктор.

Резистор Rx задаёт наибольший ток.

На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента temperature , напряжение на его выводах voltage и относительное давление relative pressure. Она умеет отслеживать параметры батареи и при необходимости снижать ток автоматически. ДЕЛАЕМ ПРОСТОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКБ с авто выключением при полном заряде

Подача электрического сигнала непосредственно на ротор двигателя осуществляется через коллектор. Далее нужно аккуратно собрать кнопку шуруповерта, установить на место и протестировать. Когда случилась поломка, я находился по своим делам в Оренбурге и поэтому обратился в сервисный центр по ремонту там.

Сменный аккумулятор.

Довольно миниатюрный размер этого узла инструмента достигается при помощи микропленочной технологии.

Производим визуальный осмотр состояния кнопки на предмет наличия грязи и повреждений. ремонт шуруповёрта, замена кнопки включения своими руками

Как отремонтировать кнопку шуруповерта если она не работает — подробная инструкция

Для проведения диагностики и выполнения ремонта шуруповерта понадобятся следующие инструменты:

• Крестовая отвертка;
• Отвертка с узким плоским шлицем.

В результате активной эксплуатации любого электроинструмента внутри его корпуса неминуемо скапливается грязь.

Попадая в блок управления, она препятствует полноценному перемещению «курка» и блокирует его.

Поэтому прежде чем отправляться в магазин за новым блоком, следует попробовать очистить старый. Образовавшийся на контактах нагар также следует зачистить мелкой наждачкой. Если кнопка неразборная, придется заменить весь блок.

Этапы проведения диагностики:

1. Разбираем корпус инструмента. Для этого отсоединяем аккумуляторную батарею, откручиваем все винты (они могут быть спрятаны за декоративными накладками, которые придется снять).
2. Проверяем исправность электродвигателя. Для этого от блока управления отсоединяем два провода питания и подключаем их к контактам аккумулятора (двигатель должен заработать).
3. Разбираем кнопку шуруповерта. Для этого нужно отжать пластмассовые защёлки и разъединить две части корпуса кнопки.
4. Производим визуальный осмотр состояния кнопки на предмет наличия грязи и повреждений.
5. Далее нужно аккуратно собрать кнопку шуруповерта, установить на место и протестировать.

ВИДЕО ИНСТРУКЦИЯ » alt=»»>

Если очистка блока управления результата не дала, необходимо произвести замену всего блока кнопки.

Для этого нужно:

1. Разобрать шуруповерт (процесс описан выше);
2. Установить новую кнопку на место старой;
3. Подключить двигатель в клеммы кнопки (соблюдение полярности в данном случае необязательно);
4. Собрать шуруповерт, аккуратно разместив провода в корпусе.

Очень важно подобрать кнопку под конкретную модель шуруповерта, поскольку при всем внешнем сходстве и визуальном соответствии деталь может не встать в пазы. Как правило, новые кнопки продаются в комплекте с клеммами аккумулятора и транзистором.

Навигация по записям

Регулятор усилия шуруповерта Регулятор усилия представляет собой муфту, ограничивающую усилие при вращении патрона. Муфта для регулирования крутящего момента обеспечивает прекращение вращения при окончании вкручивания шурупа, так как оно сопровождается увеличением сопротивления вращению.

Она выполнена в виде вращающегося пластикового барабана. Если не работает регулятор оборотов, значит перегорел транзистор, который необходимо заменить.

Для этой цели можно плавненько поднять крышку, отметив четкое размещение запчастей на бумаге. При замене нужно следить за тем, чтобы емкость и тип питающего элемента совпадали.

Питание постоянным током осуществляется от аккумулятора, представляющего собой набор элементов, размещенных в одном корпусе. По схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое напряжение через диод VD7 1N поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. Редуктор приводится в действие от солнечной шестерни ротора. Использование специализированной микросхемы Производители шуруповёртов стараются снизить цены на свою продукцию, часто это достигается путём упрощения схемы ЗУ.

А это означает, для вас позаботьтесь что, чтоб очищать устройство после каждого использования — только так конечно понизить риск сбоев при работе по причине с загрязненностью инструмента. Если АКБ исправен, то следующим пунктом является проверка кнопки питания.

Если же элементы печатной платы исправны и не вызывают подозрения, а включения режима заряда не происходит, то следует проверить термовыключатель SA1 JDD 2A в аккумуляторном блоке. Детали редуктора могут быть изготовлены как из пластмассы, так и из металла.

К месту сказать, кнопка регулятора оборотов и кнопка реверсного управления размещены в различных местах, если и инспектировать их придется раздельно. Чем выше этот показатель — тем дольше работает шуруповёрт.

В первом случае они способны взорваться, а во втором уже не смогут восстановить свою ёмкость. При обнаружении таких элементов их следует демонтировать и заменить на новые. Ремонт аккумулятора шуруповерта

Основные неисправности шуруповерта и их причины

Ниже представлен рисунок, на котором представлено внутреннее строение аккумуляторного аппарата.

В шуруповертах могут устанавливаться как коллекторные электромоторы, так и безколлекторные двигатели (не имеют электрощеток).

Если у вас сломался шуруповерт, то неисправности данного аппарата могут быть следующие.

1. Устройство не работает. В первую очередь, может быть неисправна электрическая вилка или кабель, полностью разряжена или неисправна аккумуляторная батарея (АКБ). Также данную проблему может вызвать перегорание обмоток двигателя, неисправность кнопки пуска, стершиеся щетки.
2. При работе аппарата, он сильно искрит. Здесь возможна неисправность якоря или коллектора двигателя, а также проблемы со щетками.
3. Быстро разряжается АКБ. Потребуется проверка батарей, входящих в аккумуляторный блок, с помощью тестера.
4. Аппарат самопроизвольно включается. Скорее всего, неисправна кнопка пуска.
5. Не работает тормоз двигателя. В таком случае требуется заменить кнопку или транзистор, поскольку эти элементы отвечают за торможение.
6. Люфт патрона. Чаще всего, биение вызывается искривлением редукторного вала.
7. Не работает трещотка. Возможные причины: износ лепестков блокиратора трещотки, поломка штифтов или пружины трещотки.
8. Патрон прокручивается. Неисправность редуктора, а именно его шестеренок, может вызывать ситуацию, когда проскакивает патрон. Также неисправность данного узла является причиной того, что работающий двигатель не крутит шпиндель.
9. Патрон заклинил, не получается открутить и вытащить сверло или биту. Как правило, произошло заклинивание зажимных кулачков по причине недостаточной смазки или поломки внутренних частей патрона.

Все неисправности, кроме электрической вилки, можно устранить только после разборки аппарата.

Корпус шуруповерта

У меня самопроизвольное вращение на шуруповерте появилось уже через 3 недели и поскольку он был на гарантии, я естественно не стал долго думать и отдал его в ремонт по гарантии. Усилия пружины регулятора не хватает для удержания кольцевой шестерни и она «срывается» с шариков.

Кроме этого, ЗУ разделяются по возможностям и могут иметь: индикацию; быструю зарядку; разный тип защиты.

По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Ремонт в данном случае необходимо проводить с применением спец инструмента.

Теперь можно посмотреть внутрь. Нередко, чтоб проверить работоспособность инструмента, для вас будет недостаточно тестера, что связано затем, что основная доля кнопок устройства обустроены плавной регулировкой скорости, если обыденный тестер дает для вас неправильные данные. Такую схему можно применить и при переделке ЗУ, не имеющего узлов контроля процесса зарядки.