Намоточный станок для трансформаторов, катушек

Особенности ремонта коллекторных приводов

У данного типа электромашин чаще возникают механические неисправности. Например, стирание щеток или засорение контактов коллектора. В таких ситуациях ремонт сводится к чистке контактного механизма или замене графитовых щеток.
Тестирование электрической части сводится к проверке сопротивления обмотки якоря. В этом случае щупы прибора двум соседним контактам (ламелям) коллектора, после снятия показаний производится измерение далее по кругу.

Отображенное сопротивление должно быть примерно одинаковым (с учетом погрешности прибора). Если наблюдается серьезное отклонение, то это говорит, что имеет место быть межвитковое КЗ или обрыв, следовательно, необходима перемотка.

Расчёт параметров изделия

Перед тем как намотать тороидальный трансформатор в домашних условиях понадобится рассчитать его значения. Для этого нужно знать исходные данные. К ним относят: величину напряжения на выходе, внешний и внутренний диаметр сердечника.

Мощность устройства определяется произведением площадей S и Sо, умноженных на коэффициент: P=1,9* S * Sок.

Площадь поперечного сечения рассчитывается по формуле: S=h*(D-d)/2, где:

S- площадь сечения;
h- высота конструкции;
D- наружный диаметр;
d — внутренний диаметр.

Для вычисления площади окна используется формула: Sок=3,14*d2/4.

Количество витков во вторичной обмотке равно произведению W2=U2*50/Sок.

Такую методику расчёта можно применить почти для любого вида тороидального трансформатора. Но для расчёта некоторых изделий существует своя методика.

Сварочное устройство

Такой тип трансформатора характеризуется большой силой тока на выходе. В качестве вводных параметров используется максимальная сила тока и напряжение. Например, для устройства с величиной сварочного тока 200 ампер и напряжением 50 вольт расчёт происходит следующим образом:

1. Рассчитывается мощность трансформатора: Р = 200 А * 50 В = 1000 Вт.

2. Вычисляется сечение окна: Sок = π * d2/ 4 = 3,14 * 144 / 4 (см2) ≈ 113 см².

3. Площадь поперечного сечения: Sс=h * Н = 2 см * 30 см = 60 см².

4. Мощность сердечника: Рс = 2,76 * 113 * 60 (Вт) ≈ 18712,8 Вт.

5. Количество витков первичной обмотки: W1 = 40 * 220 / 60 = 147 витков.

6. Количество витков для вторичной обмотки: W2 = 42 * 60 / 60 = 42 витка.

7. Площадь провода вторички находится исходя из наибольшего рабочего тока: Sпр = 200 А /(8 А/мм2) ≈ 25 мм².

8. Вычисляется площадь провода первички: S1 = 43 А /(8 А/мм2) ≈ 5,4 мм².

Такой вариант расчёта применим не только для сварочников, но и с успехом может быть использован для других типов. Как видно, никаких трудностей при расчёте возникнуть не должно.

Токовый трансформаторный прибор

Трансформатор тока своими руками сделать несложно, но перед его изготовлением понадобится выполнить расчёт. Такой расчёт отличаетчя от общепринятого в связи с конструктивными особенностями изделия. Начинается он с необходимой величины тока вторички (единица измерения ампер): Iам = Iпер / Iвт, где:

• Iпер — величина тока первичной обмотки, умноженная на число витков в ней;

• Iвт — количество витков во вторичной обмотке.

Для того чтобы разобраться, как правильно выполнить расчёт, проще рассмотреть практический пример самодельного токового устройства. Пусть на выходе токового устройства необходимо получить 4 вольта, а ток ограничить уровнем 5 ампер.

Поэтапно методика вычисления выглядит так:

Берётся ферритовое кольцо, для примера 20×12х6 из 2000hМ.
Мотается 100 витков провода. Эти витки составляют вторичную обмотку, так как первичная — это просто один виток проволоки, пропущенный через феррит.
Значение тока во вторичке будет равно: I/Kтр = 5 / 100 = 0,05 A. где Ктр — коэффициент трансформации трансформатора (отношение количества первичной обмотки к вторичной).
Величина нагрузочного шунта рассчитывается согласно закону Ома: R = U/I. Получается R= 4/0,05 = 80 Ом.

Таким образом можно выполнить расчёт для любых требуемых параметров. Независимо от формы тока на входе, на выходе токового устройства напряжение всегда двухполярное. В качестве шунта вторичной обмотки используется именно сопротивление, а не диод. Если есть необходимость в диоде, то вначале подключается резистор, а затем диод или диодный мост. Во втором случае сопротивление включается в диагональ моста.

Метод работы намоточного станка

Станок для намотки – востребованное оборудование, с помощью которого наматывают трансформаторные однослойные и многослойные катушки цилиндрического типа и всевозможные дроссели. Намоточное устройство равномерно распределяет проволоку обмотки с определенным уровнем натяжения. Оно бывает ручным и автоматическим, и работает по такому принципу:

Как работает станок для намотки

Вращение рукоятки задает намотку проводки или кабеля на каркас катушки. Она служит основанием изделия и надевается на специальный вал.
Проволока перемещается горизонтально благодаря направляющему элементу укладчика.
Количество витков определяют специальные счетчики. В самодельных конструкциях эту роль может выполнять велосипедный спидометр или магнитно-герконовый датчик.

Намоточный станок на механическом приводе позволяет выполнять сложную обмотку:

рядовую;
тороидальную;
перекрестную.

Ручной намоточный станок с механическим счетчиком оборотов
Он функционирует с помощью электрического двигателя, который задает движение промежуточного вала с использованием ременной передачи и трехступенчатых шкивов. Большую роль при этом играет фрикционная муфта сцепления. Благодаря ей станок работает плавно, без толчков и обрывов проволоки. Шпиндель с закрепленной оправой, на которую надета катушка, производит запуск счетчика. Намоточный станок настраивается с помощью винта под любую ширину катушечного каркаса.

Современные модели оснащены цифровым оборудованием. Они работают посредством специально заданной программы, которая хранит информацию в запоминающем устройстве. Значение длины и диаметра провода позволяет точно определить точку пересечения линий.

Современные намоточные станки оснащены специальными счетчиками

§ 30. Намотчик катушек трансформаторов 4-го разряда

Характеристика работ. Намотка катушек с цилиндрической многослойной обмоткой из меди круглого сечения трансформаторов четвертого габарита и меди прямоугольного сечения трансформаторов третьего, четвертого габаритов на горизонтальных намоточных станках. Намотка спиральных обмоток свыше 12 параллелей трансформаторов третьего габарита и одноходовой спиральной обмотки трансформаторов четвертого габарита. Намотка непрерывных катушек для трансформаторов первого, второго и третьего габаритов. Намотка обмоток на пространственный магнитопровод. Намотка квадратных обмоток сухих защитных трансформаторов. Намотка дисковых катушек для силовых и печных трансформаторов четвертого и пятого габаритов.

Должен знать: конструкцию горизонтальных намоточных станков; различные конструкции трансформаторных катушек; устройство, назначение и правила применения контрольно-измерительных приборов и инструментов.

Составные части намоточного станка и принцип его работы

Элементы намоточного станка собирались неспешно. Почти все было взято от старой советской киноаппаратуры. Подвижные части: ручка, шпильки осей, направляющий ролик – все оснащено подшипниками. Шпильки, гайки, шайбы и уголки были куплены в магазине, торгующем метизами. Потратиться пришлось только на шпильки, длинные гайки и уголки. В остальном все сделано из подручных материалов, имеющихся в наличии.

Для точного подбора плотности намотки проволоки на шпильку укладчика нанизывается набор из нескольких шкивов. Так, в случае не плотной намотки, можно было на один размер перебросить пассик и подогнать скорость вращения осей. Пассик в процессе намотки проволоки перекручивают в зависимости от направления хода намотки по типу формы «Восьмерка» либо прямое расположение пассика. Следует сделать пару десятков пробных витков, чтобы правильно подогнать шкивы под диаметр проволоки.

Из дерева либо другого материала изготавливают основу по форме внутренней части катушки трансформатора и гайками-барашками фиксируется на шпильке. Так же для фиксации катушки можно сделать универсальные удерживающие уголки. Демонстрация работы намоточного станка показана на видео:

§ 29. Намотчик катушек трансформаторов 3-го разряда

Характеристика работ. Намотка катушек с цилиндрической многослойной обмоткой из меди круглого сечения трансформаторов второго и третьего габаритов и меди прямоугольного сечения трансформаторов первого и второго габаритов на горизонтальных намоточных станках. Намотка дисковых катушек печных трансформаторов третьего габарита. Намотка непрерывных и спиральных обмоток до 12 параллелей трансформаторов второго габарита. Вывод концов и припайка регулировочных отводов. Намотка канавочных катушек и катушек напряжения с установкой и припайкой экранов.

Должен знать: устройство и способы подналадки горизонтальных намоточных станков и специальных приспособлений; режимы пайки; виды припоев и их свойства; свойства изоляционных материалов и проводников, применяемых для изготовления катушек трансформаторов; правила пользования техническими данными.

Станок для намотки трансформаторов своими руками

Очень часто при создании электронных самоделок приходится наматывать и перематывать различные трансформаторы и катушки. Хорошим помощником в этом не простом и кропотливом деле, может стать простой в изготовлении и надежный самодельный намоточный станок для импульсных трансформаторов от компьютерных блоков питания и обычных трансформаторов с «Ш» образным магнитопроводом. Конструкция намоточного станка очень простая в изготовлении, под силу даже начинающему токарю. Станок состоит из вала закрепленного на опоре вращения. С правой стороны имеется ручка для вращения вала. На валу с лева направо одето зажимное устройство, левый и правый конуса для надежного крепления трансформаторов.

На этой картинке изображен чертеж для изготовления намоточного станка своими руками. Станок рассчитан для намотки импульсных трансформаторов от компьютерных блоков питания и «Ш» образных трансформаторов. Если вы собираетесь мотать, что то очень мелкое или слишком крупное тогда вам надо масштабировать чертеж под ваши нужды. Ну, а если вас устраивает размер станка, смело берите чертеж и отправляйтесь к знакомому токарю. -Хороший токарь сделает намоточный станок за три часа… -Пускай делает. Да, и не забудьте прихватить с собой токарной валюты. Всякий труд должен оплачиваться.

Чертеж намоточного станка для намотки импульсных трансформаторов

Станок оснащен электронным счетчиком оборотов. Который я приобрел в очень известном китайском интернет магазине всего за 7.5$. Пожалуй это не дорого… За эти деньги счетчик комплектуется герконовым датчиком, крепежной пластиной для герконового датчика и маленьким неодимовым магнитом! На передней панели счетчика находится две овальные кнопки. Левая кнопка «Pause» включает прибор и сохраняет показания счетчика, кнопка «Reset» обнуляет показания прибора. Прибор питается всего от одной 1.5В АА пальчиковой батарейки, расположенной на задней панели счетчика оборотов под пластиковой крышкой. Также имеются разъемы для подключения герконового датчика и дополнительной кнопки «Reset». Обзор счетчика оборотов читайте в этой статье.

Герконовый датчик я прикрутил к алюминиевой стойке с помощью крепежной пластины. Неодимовый магнит закрепил на ручке. Для правильной работы прибора необходимо установить зазор между герконовым датчиком и неодимовым магнитом не более пяти миллиметров. Каждое прохождение неодимового магнита над герконовым датчиком счетчик оборотов считает за один виток.

Как же пользоваться станком для намотки трансформаторов?

И так, знакомый токарь изготовил все детали станка за три часа. Вы своими руками собрали намоточный станок и тщательно смазали все вращающиеся детали, установили счетчик витков. Теперь можно приступать к намотке трансформаторов. Откручиваем винтик М5 на зажимном устройстве, снимаем его и левый зажимной конус. Одеваем каркас трансформатора на вал и одеваем левый конус с зажимным устройством. Плоской отверткой фиксируем винт М5 на зажимном устройстве, далее поджимаем каркас двумя гайками. В этом деле главное не перетянуть, иначе расколите каркас. Включаем счетчик витков и если необходимо сбрасываем показания прибора в ноль.

Зачищаем ножом конец провода от лака и прикручиваем к клейме каркаса от трансформатора. Левой рукой направляем провод, а правой вращаем ручку. После нескольких минут тренировок провод будет ложиться ровными слоями. Каждый слой провода во избежание пробоя изолируем несколькими слоями обыкновенного скотча. Не забывайте наблюдать за показаниями счетчика.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

§ 28. Намотчик катушек трансформаторов 2-го разряда

Характеристика работ. Намотка катушек с цилиндрической многослойной обмоткой из меди круглого сечения трансформаторов первого габарита на горизонтальных намоточных станках. Намотка дисковых катушек для печных трансформаторов первого и второго габаритов. Укладка межслоевой изоляции с применением специальных приспособлений.

Должен знать: принцип работы горизонтальных намоточных станков и тормозных устройств; типовые конструкции трансформаторных катушек; назначение и применение наиболее распространенных приспособлений и контрольно-измерительных инструментов; основные сведения по электротехнике в объеме выполняемых работ.

↑ Алгоритм работы моей программы

Опишу алгоритм работы программы, каким я для себя видел. Включаем контроллер и на семисегментном индикаторе горят «0,00» нули. С помощью кнопок «+1» и «-1» выставляем значение диаметра провода (например 0,31) и жмём кнопку «СТАРТ». Контроллер, исходя из выше изложенной константы «А = 0,02», делает пересчёт сколько импульсов ему нужно подавать на драйвер шагового двигателя для его перемещения на расстояние 0,31 мм. Т.е. 0,31/0,02 = 15,5 импульсов. Так как число импульсов должно быть целое число контроллер выдаёт 16 импульсов (или 15). Погрешность есть, куда без неё.

Жмём кнопку «СТАРТ», на самом первом индикаторе загорается маленький квадратик и программа переходит в следующий этап работы, где контроллер ждёт сигнала от датчика, который будет на оси с катушкой, для разрешения выдать пачку импульсов для шагового двигателя. Вот он получает импульс и МК выдаёт пачку импульсов. Каретка проводоукладчика перемещается и ждёт следующего разрешающего импульса.

Если в процессе работы нужно «подкорректировать» диаметр провода и вернутся в первую часть программы

, нужно нажать «СТАРТ», квадратик исчезнет и можно изменять значение диаметра провода. Одно замечание: чтобы была возможность контроллеру отреагировать на кнопку «СТАРТ», диск датчика на основной оси должен быть на чёрном сегменте, т.е. на контроллер от датчика должен подаваться уровень «лог. 1».

С прерываниями работать ещё не научился и сделал, как умею. Диск датчика расчертил на 4 части и черным лаком закрасил сегменты напротив, в шахматном порядке. Поскольку на диске будет 2 черных сектора – контроллер будет реагировать на каждые 180 градусов оборота оси, и соответственно будет на каждые 180 градусов перемещать каретку на Ѕ диаметра провода. В таком случае минимальный шаг намотки (в моем случае) =0,04 мм. Программа работает под внутренним тактированием с частотой 1 МГц.

Принцип работы на станке

Трудиться на сконструированном станке несложно. Технологический процесс требует выполнения определенных действий:

Верхний вал подготавливают к работе: снимают шкив, задают нужную длину каркаса катушки, устанавливают правый и левый диски.
В отверстие верхнего вала вставляют крепежное изделие, центрируют и зажимают каркас специальной гайкой.
На подающий вал монтируют нужный шкив для первичной обмотки.
Напротив каркаса катушки устанавливается укладчик.
Пассик одевают на шкивы кольцом или восьмеркой, в зависимости от вида укладки.
Металлический провод заводят под дополнительный вал, укладывают в желобок, закрепляют.
Натяжение проволоки регулируют при помощи зажимов, расположенных вверху укладчика.
Провод должен плотно наматываться на основу катушки.
На калькуляторе фиксируют числовое значение «1+1».
Каждый оборот вала прибавляет заданный счет.
Если витки нужно отмотать назад, на вычислительном устройстве нажимают «–1».
Когда провод достигнет противоположной части каркаса, с помощью цангового зажима меняют положение пассика.

Под разную толщину металлического провода соотносят шкив с шагом намотки.

§ 32. Намотчик катушек трансформаторов 6-го разряда

Характеристика работ. Намотка непрерывных катушек трансформаторов пятого и шестого габаритов с переключением под нагрузкой на вертикальных и горизонтальных намоточных станках. Намотка катушек электропечных трансформаторов и шунтирующих реакторов с переплетенной обмоткой.

Должен знать: устройство и принцип управления вертикальными и горизонтальными намоточными станками; способы намотки катушек с переплетенной обмоткой; требования, предъявляемые к обмоткам и изоляционным конструкциям.

Изготовление счетчика витков

Для определения количества намотанных витков на станке необходим специальный счётчик. В самодельном станке устройство делают так:

Счетчик для намоточного станка — схема

К верхнему валу крепят электромагнит.
Герметизированный контакт располагают на одной из боковин.
Выведенные контакты геркона соединяют с калькулятором в том месте, где находится кнопка «=».
Катушку с проводом размещают отдельно – на другом валу с рычагами, которые поднимают устройство вверх и складывают его внутрь станка.

Благодаря этим элементам, оборудование становится компактным и не занимает много места.

§ 27. Намотчик катушек трансформаторов 1-го разряда

Характеристика работ. Намотка катушек с цилиндрической обмоткой из меди круглого и прямоугольного сечения трансформаторов различных габаритов на налаженных намоточных станках под руководством намотчика более высокой квалификации. Намотка цилиндров с прокладыванием по окружности деревянных или металлических реек со связыванием их.

Должен знать: назначение и правила обслуживания намоточных станков; типовые конструкции трансформаторных катушек с неслоевой и дисковой обмоткой; наименование и маркировку применяемых изоляционных материалов и меди; назначение и правила применения наиболее распространенных простых приспособлений и контрольно-измерительных приборов.

Устройство самодельного намоточного станка

В промышленных условиях используются специальные приспособления для массового производства различных типов электрических катушек и трансформаторов. Производство однотипных изделий позволяет вкладывать финансовые средства в скоростное, автоматическое оборудование для увеличения количества выпускаемой продукции.

В работе своими руками при ремонте, восстановлении, создании новых катушек или трансформаторов, необходимости в полной автоматизации процесса перемотки нет, но метод ручной укладки каждого витка проволоки устраивает далеко не всех мастеров. Поэтому появилась практика создания своих собственных моделей.

Самым простым вариантом является ручной намоточный станок, сделанный своими руками, который оснащен регулируемым укладчиком и счетчиком витков

При его создании следует уделить внимание лишь нескольким условным требованиям:

простота конструкции;
использование подручных материалов;
возможность намотки катушек разного размера и конфигурации.

Устройство простейшего самодельного намоточного станка для трансформаторов

Примером такого станка сделанного своими руками может послужить такая конструкция, работающая по принципу колодезного ворота:

основание с двумя вертикальными стойками, сделанными из дерева или фанеры;
горизонтальная ось, закрепленная на стойках сделанная из толстой проволоки один конец которой выгнут в форме ручки для вращения;
две трубки одетые на ось, на одной из которых размещена деревянная колодка, которая фиксируется шпилькой из металла и имеет клин для надежной фиксации на вращающейся оси;
счетчик витков (велосипедный одометр), который подсоединяется к свободному концу оси через плотную резиновую трубку или витую пружину подходящего сечения.

Принцип работы такого устройства основан на насаживании каркаса трансформатора на ось устройства, и вращении своими руками ворота с ручным контролем плотности укладки провода и визуальным — по отсчету витков. к меню

Намотка тороидальных трансформаторов

Широкое применение тороидальных трансформаторов в бытовой технике и приборах дающих низковольтное освещение, создает необходимость в станке, а точнее, приспособлении, которое поможет намотать проволоку на каркас круглой замкнутой формы.

В промышленных условиях используются специальные кольцевые станки для качественной намотки тороидальных трансформаторов. В домашних же условиях, приходится мотать вручную долго и без гарантии качественной ровной укладки проволоки.

Приспособление в виде челнока, который работает по принципу швейной иглы, несколько облегчает работу по намотке тороидальных трансформаторов, но в недостаточной степени.

Станок для намотки тороидальных трансформаторов

Для создания более производительного устройства по намотке тородоидальных трансформаторов потребуется обод велосипедного колеса. Он закрепляется на стене при помощи штыря и имеет резиновое кольцо для закрепления проволоки.

Так как обод является цельным, то для того чтобы одевать на него каркасы тородоидальных трансформаторов, его необходимо будет разрезать и затем скрепить разборными пластинами.

Намотка тороидальных катушек при помощи этого приспособления происходит следующим образом:

на разъединенный обод одевается подготовленная к намотке катушка;
пластинами скрепляют (соединяют) обод, чтобы он являлся цельным кругом;
наматывают на него необходимое количество проволоки;
присоединяют конец провода к свободно перемещающейся по ободу катушке;
начинают передвигать катушку по ободу полными кругами, за счет чего проволока сама укладывается на каркас трансформатора.

При выполнении такой, практически ручной намотки, необходимо следить за натяжением проволоки и плотностью витков.

data-ad-client=»ca-pub-8514915293567855″ data-ad-slot=»5929285318″>

Обод велосипедного колеса подходит лишь для катушек большого размера. Этот же принцип намотки, для небольших тороидальных трансформаторов, можно применять, используя любое плоское кольцо подходящих размеров. к меню

Это интересно: Гидравлические трубогибы — виды, видео, фото

Функции и знания

Соотношение количества выполняемых функций и необходимых знаний согласно квалификации

Категория	Профессиональные обязанности	Необходимые знания
1	создание компонентов цилиндрической медной обмотки разного сечения для разноформатных трансформаторов под присмотром опытного сотрудника; создание цилиндров с деревянной прокладкой и связыванием реек.	тонкости использования и функционал инструментария; структура компонентов с бесслоевой и дисковой намотками; названия и обозначения медных соединений; правила работы с мелким рабочим инструментарием и измерительными приборами.
2	изготовление продукции на оборудовании горизонтального типа; обмотка из нескольких слоев цилиндрического типа для 1-го типа устройств; создание катушек дисковой формы для трансформаторов печного типа 1 и 2 габарита; проведение изоляционного слоя со специальным оборудованием;	механизмы работы устройств тормоза; специфика функционирования станков для горизонтального изготовления для наматывания; основные разновидности трансформаторных обмоток; принципы работы с дополнительным инструментарием;
3	для 2-3 типа устройств создание обмоток цилиндрической формы с несколькими слоями; использование медных соединений для обмотки разновидностей цилиндрической формы из нескольких слоев; беспрерывные обмотки (до 12 параллелей); разводка и соединение регулировочных окончаний для отводов; создание элементов канав и катушек под напряжением с установкой экранов; катушки дискового типа для трансформаторов второго габарита с печным механизмом;	специфика ремонта горизонтально установленного оборудования; умение спаивать детали в разных режимах; тонкости изоляционных материалов и проводников; использование информации технических карт; специфика работы с оборудованием;
4	создание медных катушек разного сечения для трансформаторов 4 габарита; создание обмоток спирального типа больше чем на 12 параллелей; намотка непрерывных параллелей для 1, 2, 3 трансформаторов; квадратные обмотки для защитных сухих устройств; дисковые катушки для 4 и 5 габаритов; создание обмотки на пространственный магнитопровод;	строение и специфика работы горизонтальных станков; как устроены трансформаторные катушки; тонкости использования дополнительных приборов;
5	намотка катушек с возможностью адаптации под воздействием напряжения; создание многоходовых обмоток спирального типа для трансформаторов 4 габарита;	способы наматывания элементов разного типов; соответствие структур для изоляции требованиям; контроль соответствия создания сложных катушек;
6	создание катушек с адаптационными свойствами для 5 и 6 габаритов; намотка для электропечных трансформаторов; намотка для реакторов с переплетенной обмоткой.	принцип управления, а также тонкости конструкции станков разного типа; способы намотки катушек с переплетенным типом обмотки; требования качества к обмоткам и изоляционным элементам.

Намоточный станок на Arduino

Порой в радиолюбительской практике возникает необходимость намотки большого количества витков провода для создания трансформаторов, дросселей, катушек и им подобных моточных изделий. Если речь идет о сотне витков особых проблем нет, мотается при помощи простейших механических приспособлений. Но когда нужно намотать несколько тысяч витков, да еще и виток к витку, то тут задумываешься об автоматизации этого весьма утомительного процесса.

Устройство, о котором пойдет речь, представляет из себя автоматический намоточный станок с укладчиком витков и индикацией процесса на символьном ЖК экране. Интеллектуальным ядром устройства является знакомый многим микроконтроллер ATmega328P, расположенный на китайском варианте платы Arduino UNO. Контроллер через CNC Shield (плата расширения ЧПУ) управляет силовой частью устройства, состоящей из двух драйверов шаговых двигателей (ШД) на базе микросхемы DRV8825 и двух ШД 17HS3401 и 17HS4401 (полный оборот 200 шагов). Человеко-машинный интерфейс состоит из модуля поворотного энкодера KY-040 и символьного дисплея 16×2 с контроллером HD44780 и модулем связи по шине I2C на расширителе портов PCF8574A. Питание схема получает от импульсного БП 220AC-12DC 60W.

Микроконтроллер задействует драйвера «Z» и «A» при этом на CNC Shield-е для соединения драйвера «A» с пинами 12 и 13 ардуино необходимо установить перемычки D12-A.STP и D13-A.DIR. Режим работы DRV8825 выбираем с микрошагом 1/16 установив перемычки M2 на плате, это означает что на один шаг ШД (1,8°) необходимо подать 16 фронтов сигнала STP. Установку модулей DRV8825 необходимо произвести так как показано ниже.

После установки драйверов ШД необходимо обязательно выставить ограничение по току. При подключенном напряжении 12В к плате CNC Shield, но без электродвигателей, необходимо вращая подстроечный резистор выставить значения ограничений. Текущее значение контролируем мультиметром и вращая отверткой подстроечник, добиваемся значений напряжения для драйвера «Z» 0,68В и 0,52В для драйвера «A». Эти значения напрямую связаны с номинальным током ШД. Для 17HS4401 In = 1,7А, а для 17HS3401 In = 1,3А. Значение напряжения в щадящем для ШД режиме вычисляем по формуле Vref = 0,8*(In / 2).

Подключение I2C 1602 LCD выполняем к соответствующим выводам SCL, SDA, 5V, GND платы расширения. На модуле энкодера допаиваем подтягивающий резистор R1 10k если его там нет. Для устранения дребезга контактов необходимо собрать схему аппаратного подавления, ее можно оформить в виде модуля, дополняющего модуль KY-040 как показано ниже. Фильтры низких частот на R4-6 и C1-3 устраняют дребезг, а триггеры Шмитта МС 74НС14N восстанавливают фронт и спад сигнала.

Для подключения энкодера к ардуино соединяем пины X.STEP и CLK, Y.STEP и SW, X.DIR и DT а так же GND и +5V с соответствующими выводами платы.

Механическая часть намоточного станка это шесть стоек прикрученных к оргстеклу. Стоики напечатаны пластиком на 3D принтере, но при наличии должной пряморукости могут быть изготовлены другими способами и из других материалов. Основной вал (шпилька М6) приводится в движение ШД 4401 и на нем располагается каркас для намотки. Далее две стоики укладчика с валом диаметром 6мм и шпилькой М4 (шаг резьбы 0,7мм) на валу ШД 3401. Вращение двигателя приводит к линейному перемещению укладчика, при этом один шаг ШД дает перемещение L = шаг резьбы / шагов на оборот = 0,7/200 = 0,0035мм. Последние две стойки держат подающую катушку. Поджатием резиновой шайбы к подшипнику обеспечивается натяжение провода при намотке.

Программа для ATmega328P написана в среде разработки Arduino IDE на языке C++. Для успешной компиляции кода необходимо иметь установленную библиотеку LiquidCrystal_I2C.

Из основного меню можно попасть в подменю управления позицией шаговых двигателей POS CONTROL это необходимо для установки начальной позиции основного вала и укладчика. Подменю AUTOWINDING предназначено для ввода значений автоматической намотки. Работа с кнопкой энкодера, а также, с самим энкодером и драйверами ШД осуществляется через прерывания.