Или пылесос с управлением по Bluetooth
В первой части я рассказал про пылесосы и циклоны для уборки стружки в мастерской. В комментах поделились опытом использования разных пылесосов хорошим и не очень. Теперь расскажу про то, как я делаю прототипы плат и устройств на примере пылесоса с радио управлением. Внизу много картинок!
Вот схема пылесоса из первой части
Кликабельно
Кликабельно
А теперь подключим к ней приемник.
Вот его схема:
Кликабельно
Тут ничего хитрого. Номиналы не проставлял. Мне быстрее нужна была плата. Рисовалка схем и плат – это полнейший АД :) Запитаем схему от китайского step – down (на выходе транса пылесоса 30в а нам надо 3,3). Выход контроллера подключим к базе дополнительного транзистора. Импульс синхронизации возьмем из точки 2. Резистор R2 и стабилитрон D2 ограничивают напряжение для контроллера.
Логика работы приемника:
По нарастающему фронту импульса синхронизации срабатывает прерывание. В нем запускаем таймер – счетчик.
У него 2 регистра сравнения. По первому – открываем оптопару пылесоса, по второму – закрываем. Время срабатывания первого зависит от выбранной мощности и обратно пропорционально ей (ШИМ с конца полупериода сети).
Время второго регистра сравнения неизменно и оно немного меньше полупериода сети (остальное – защитный интервал).
От Bluetooth приемника принимаем пакеты по 3 байта. Первые 2 из них это ID – заранее известные 2 числа для проверки валидности данных чтобы не реагировать на всякий мусор. Если ID валидный, то зажигаем LED1 и реагируем на 3й байт, который и есть мощность.
Мощность меньше 20% отбрасываем, чтобы не спалить мотор. Пересчитываем полученное значение мощности и записываем в первый регистр сравнения таймера – счетчика, который делает ШИМ. Если валидных данных не поступает несколько секунд, вырубаем пылесос (считаем, что передатчик отвалился). Вот такой не хитрый алгоритм.
Вот плата приемника пылесоса:
Ну а теперь делаем плату передатчика
С ним все еще проще. Он передает эти самые 3 байта данных несколько раз в секунду. 3й байт зависит от положения резистора на ручке.
Прототипы и штучные экземпляры плат я пилю на фрезере. Причем пилю не так, как я вижу в большинстве описаний и обзоров. Там применяют специальный софт для гравировки плат и просто обводят дорожки фрезой. Такой подход годится только для очень ограниченного применения. Для высоких частот или сколь-нибудь значительных напряжений, для чувствительных устройств это не подходит. Настоящий прототип платы должен ничем не отличаться от того что получится методом травления. То есть надо выпилить всю медь как положено, а не просто обвести дорожки по контуру.
Для создания программ фрезеровки плат, я использую обычный фрезерный софт, которым пользуюсь для изготовления других деталей. Например, Rhino CAM. Там много стратегий обработки, в том числе есть пост обработка. То есть не обязательно пилить всю плату самой тонкой фрезой, которой надо пройти между ножек микросхем и самые тонкие дорожки. Это будет очень долго. Можно снести большую часть меди грубой фрезой, а потом зарядить мелкую и допилить особо тонкие детали. Если на плате много пустых мест, можно использовать и 3 фрезы. По времени получается уже приемлемо. Особенно с автоматическим измерением офсета инструмента. Сменил, тыкнул кнопочку, оно измерило и пилит дальше. Потом сверление и в конце – выпиливание контура платы. И все за один зажим. Таким образом, достигается высокая точность не достижимая методом ЛУТ.
Например, я иногда делаю прототипы плат для испытаний одной знакомой конторе по производству светодиодных светильников. Там важно точное позиционирование линз над светодиодами, надо чтоб точно вставало в корпус и отверстия совпадали. Платы на фольгированном алюминии. Вот для этого фрезеровка – самое оно!
Вот плата передатчика грубый проход:
А вот тонкий:
На грубом была фреза 0,5мм, а на тонком 0,2
Ну и вырезка контура платы:
Мостики чтобы плата не вываливалась из листа.
Файлик отверстий можно скормить софту станка тут программу заготавливать не нужно.
Симуляция:
Ну и «глазок» для леда на пылесос из «молочного» акрила.
Тут тоже мостики. Об выпавшую деталь можно сломать фрезу при перемещении. Ну и чтобы ее не засосало в пылесос.
И вот плата после фрезеровки:
Глубина фрезеровки 0,03мм
При такой глубине фреза сдирает слой меди и почти не касается текстолита. Ресурс фрезы увеличивается. А еще можно делать тонкие дорожки. Какой бы ни был точный станок (а это тоже важно), такая фрезеровка не пол��чится без измерения. Заготовка платы то все равно кривая! Станок умеет мерить поверхность щупом и строить поверхность реальной заготовки. Потом корректирует программу по этой поверхности, и вся кривизна заготовки учитывается в процессе. Глубина получается одинаковая, а точность – высокая.
Задаем сетку с шагом примерно сантиметр и измеряем…
Кликабельно
К проводящему слою платы подключен контакт (справа). «Быстрые» зажимы – изолированные, а под зажим слева я подложил кусочек пластика. Такой зажим для экономии чтобы можно было подойти ближе к краю заготовки. Контроллер станка полностью гальванически развязан с механикой станка и даже с USB портом компьютера, с которым работает. Это чтобы не убить мозги статикой, когда пилишь пластик и чтобы помехи не влияли на передачу по USB.
Вот такой инструмент я применяю для плат:
- Гравировальная фреза.
- «Кукурузная» фреза. Ей я выпиливаю контуры платы, крупные отверстия и прорези и для очень грубого сноса меди. Грызет текстолит как масло.
- Обычное сверло.
Есть еще фреза с пружинкой для работы с маской (по лаку), но ее еще применять не приходилось.
Вот готовая плата передатчика:
А тут все уже интегрировано в ручку пылесоса
Питание от литиевой банки, зарядник от micro USB тут же встроен. Потом сделаю похожие платы передатчиков для интеграции в станки. Но там еще будет синхронизация включения пылесоса с включением станка.
Ну вот, как-то так. Поздравляю всех со скорым началом ночи с пятницы на понедельник!
Начало истории:
Чистота в мастерской гика. Часть 1
