Drill

Mini wiertarka

1. Opis zasady działania

Autorzy: Oleksandr Reinskyi 262564, Bohdan Pospolita 262562

Cel: Podczas domowej produkcji płytek powstała potrzeba wiercenia otworów w tekstolicie. Dlatego powstał pomysł zaprojektowania wiertarki wlaśnie do tych potrzeb.

System składa się z trzech modułów:

1. Zasilacza: Zasilacz od laptopa 20V/4.5A
2. Płytka modulacji szerokości impulsów: Uklad służący do regulowania napięcia na silniku.
3. Silnik: Szczotkowy silnik RS385-17V

---

Zasada działania płytki:

1. Pierwszy wzmacniacz w układzie scalonym LM358 pełni rolę komparatora z histerezą (zrealizowaną za pomocą dzielnika napięcia oraz rezystora w pętli dodatniego sprzężenia zwrotnego), generując napięcie piłokształtne na kondensatorze.

2. Drugi wzmacniacz w układzie LM358 działa jako komparator, porównując napięcie na kondensatorze z napięciem zadanym na potencjometrze. Na wyjściu powstaje przebieg prostokątny o regulowanej szerokości impulsów, który steruje tranzystorem MOSFET załączającym i wyłączającym silnik. Tranzystor jest chroniony przed przepięciami za pomocą szybkiej diody impulsowej.

---

2. Realizacja

Wyniki symulacji (KiCAD)

1. Przebieg napięcia na bramce tranzystora, gdy wartości rezystorów potencjometra były następujące: 3k/7k (górny/dolny):

2. Przebieg napięcia na bramce tranzystora, gdy wartości rezystorów potencjometra były następujące: 3k/7k (górny/dolny):

Obudowa

Demonstracja wideo

Link

Zmontowany prototyp

3. Problemy i napotkane trudności

Zidentyfikowane problemy:

• Zły dobór wartości rezystorów dzielnika napięcia oraz rezytora sprężenia zwrotnego spowodował, że w sterowaniu napięciem bierze udział nie cała ścieżka potencjometra, a tylko część. Rozwiązać ten problem można dobierając te wartości tak, żeby kondesator ładował się do ~20V oraz rozładowywał się do ~0V.

Napotkane trudności:

1. Symulacja

• Najpierw podłączyliśmy wejście drugiego wzmaczniacza do wyjście pierwszego, a nie do węzła kondesatora, i dlatego regulacja była niemożliwa.

2. Dóbór wartości

• Najpierw chcieliśmy zastosować zasiłacz o wartości napięcia 12V, ale wartość maksymalnego prądu silnika (stall current = 5A) przekraczała możliwości zasiłacza. Dlatego wybraliśmy zasiłacz na 20V. Nie zauważyliśmy, że dla wybranego tranzystora LR3103 wartość napięcia między Gate a Source może wynosić maksymalnie 16v. Dlatego musieliśmy dolutować diodę Zenera, która stabilizuje napięcie na poziomie 10v.