Машина для намотки тороидной катушки, использует arduino в качестве контроллера,
Эта машина автоматически наматывает витки, а также автоматически вращает сердечник тороида.
Для ввода и взаимодействия с пользователем я использовал поворотный энкодер и ЖК-дисплей 16×2.
Пользователь может ввести такие данные, как диаметр сердечника тороида, количество витков и сколько площади сердечника тороида необходимо намотать.
Комплектующие
Список комплектующих для самостоятельной сборки:
- Arduino Nano
- Драйвер шагового двигателя A4988
- Энкодер
- ЖК-дисплей 16×2 I2C
- Шаговый двигатель Nema 17
- Двигатель на 1000 RPM
- Ремень
- L293D
- Алюминиевый профиль 20 × 20
- Болты/гайки
- Лист фанеры 12 мм
Намоточное кольцо
Кольцо изготовилено из фанеры 12 мм. Внешний диаметр – 145 мм, внутренний – 122 мм. Имеется углубление длиной 43 мм и глубиной 5 мм для катушки.
В кольце сделан 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 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 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
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 снабжон поролоновой лентой, она хорошо держит катушку и та не проскальзывает. Важно использовать барашковые гайки для закрепления направляющих – обычные от вибрации откручиваются.
Крепление шагового двигателя
Так я закрелен шаговый двигатель, NEMA17. Он вращает катушку, что позволяет автоматически наматывать проволоку по всей её окружности и не требует ручного вращения.
Двигатель постоянного тока
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
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 станка
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.
Схема подключения
Скачать 3D-модель станка для намотки катушек
Софт: Компас, STEP, IGES