Как закрепить блок питания к корпусу чпу

Обновлено: 07.07.2024

Каждый, кто собирает станок с ЧПУ, либо производит его модернизацию встает перед задачей подбора блока питания для узлов с электроникой. Как правило, входное напряжение импульсных блоков питания – однофазное 220 в. По значениям выходного напряжения блоки питания очень разнообразны и позволяют наиболее оптимально выбрать питание для каждого электронного компонента станка.

Для питания плат опторазвязки, и различных контроллеров чпу выбираются маломощные блоки питания (обычно с током до 5А) и напряжением от 5 до 36 вольт (см. допустимые значения в документации), при условии, что контроллер (плата) не содержит встроенные драйверы для подключения шаговых двигателей сразу к плате, т.к. в таком случае потребуется более мощный источник питания, с учетом тока для каждого подключенного двигателя.

Питание драйверов шаговых двигателей выбирается исходя из допустимых пределов напряжений драйвера (см. допустимые значения в документации).

*Для получения максимальных характеристик по крутящим моментам шаговых двигателей, рекомендуется запитывать драйверы напряжением выше среднего, но в допустимых пределах (см. допустимые значения в документации).

Для питания драйвера запас по току обязателен! Мы рекомендуем подбирать блок питания с запасом по току не менее 70%. Например, шаговый двигатель с током обмотки 3 Ампера, подключенный к драйверу должен иметь источник питания с током не менее 5 Ампер.

Также, при выборе источника питания, мы не рекомендуем стараться выбирать один блок питания, который обеспечил бы питанием всех потребителей (драйверы ШД), а подбирать блоки питания для каждого драйвера отдельно (в идеальном варианте), или хотя бы один блок питания на 2 драйвера. Такая система питания будет гораздо надежней, и в случае непредвиденного выхода из строя одного источника питания – остальные останутся работоспособными, и могут быть оперативно заменены между собой без простоя путем отключения от свободной оси (например 4й оси) и перестановкой на ось с вышедшим из строя блоком питания.

*Бывают ситуации, когда драйвер не запускается на минимальном напряжении – в таком случае можно произвести регулировку напряжения на блоке питания (обозначение ADJ) и добавить несколько вольт. (актуально, когда минимальное питание драйвера 24в (пример) и выбранный блок питания для него также с выходным напряжением 24в.

Все современные блоки питания имеют встроенную защиту от перегрева, также в корпусе встроены вентиляторы охлаждения. В маломощных блоках питания вентиляторы не работают постоянно, а включаются лишь тогда, когда температура термодатчика внутри корпуса достигает аварийной. В более мощных блоках питания (свыше 800 Вт) вентиляторы работают сразу с момента включения блока питания в сеть, поэтому не стоит считать различие в работе вентиляторов охлаждения блоков питания разной мощности неисправностью – это особенность конструкции. Наверное, всем известно, что при работе вентиляторов происходит «втягивание» пыли в корпус, поэтому рекомендуется периодически производить очистку платы блока питания от пыли пылесосом. Это можно попытаться сделать не вскрывая корпус – через отверстия корпуса блока питания у вентилятора при условии небольших запылений. Если пыль на плате и вентиляторе имеет плотный слой – то стоит произвести очистку от пыли только после разборки корпуса блока питания.

В этой статье мы попытались обойтись без формул и расчетов - основываясь на собственный опыт при выборе источников питания для электроники станка с ЧПУ, для простого понимания начинающих станкостроителей - чпушников). Спасибо за внимание к нашей статье!

Вы публикуете как гость. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Объявления

Надеюсь, нашего солнцеликого царька тоже свои грохнут. Впрочем, ему нет смысла оставаться на троне, иначе будет изгоем для всего цивилизованного мира как лукашенко: - В Конгресс США внесен проект резолюции о непризнании Путина президентом после 2024 года.

В "Юморе" точно затеряется, потому лучше сюда. Бессмертные перлы легендарного Vano196 всего из одной его темы. Жаль, прикрыли ее год назад да и сам автор куда-то пропал. "Изучить электронику дело быстрое (и не хлопотное)" (источник) "Все ваши ответы интригующие, но непонятные" (источник) "Ёмкость зависит от напряжения и утечки, напряжение зависит от сопротивления. Что не так? Стало быть Ёмкость зависит от Сопротивления" (источник) "Напряжение порогового напряжения известно" (источник) "Если сопротивление конденсатора увеличилось, то тогда требуется большее напряжение, чтобы накопить тот же заряд. А поскольку напряжение в схеме одно и тоже, то это приведёт к уменьшению заряда (то есть фактически "ёмкости"" (источник) "Есть сопротивление которое конденсатор оказывает прохождению через него или в него тока (заряда то есть). Если сопротивление меньше, то и заряд будет большим и соответственно ЁМКОСТЬ - потому что ёмкость, это количество заряда которое может накопить конденсатор при приложении к нему определённого напряжения. Если ты приложишь к нему меньшее напряжение, то поскольку конденсатор имеет своё сопротивление, то он накопит и меньшое количество заряда, и соответственно его ёмкость для данного количества напряжения будет меньше. Всё в соответствии с законом Ома" (источник) "я и занимаюсь добычей знания - предполагая, что это самое лёгкое, так как с логикой у меня всегда вроде бы в порядке было" (источник) "Я здесь для выявления - научной истины" (источник) "Если бы я не был Бабушкой, то был бы Дедушкой" (источник) "Твоя формула может быть разложена на более сложную формулу" (источник) "Конденсатор - это тоже проводник" (источник) "Конденсатор пропускает ток "определённой величины" - потому он и конденсатор" (источник) "Хорошие слова. Не понятно ничего" (источник) "Конденсатор - это проводник. Это любой ИДИОТ даже не знает" (источник) "По отношению к слову проводник = диэлектрик, конденсатор и резистор - условные понятия" (источник) "Я не с такими знаниями так долго ремонтирую. А с такими помошниками как вы" (источник)

Колонки хорошие (большие которые), у меня есть похожие. Не выбирайте к ним дешёвый усилитель с малым ДД, С/Ш и дикими искажениями для авто, как вам и сказали уже. Лучше хороший ресивер (не знаю ваш бюджет, но получше, насколько возможно), хоть и будете использовать только 4 канала. Или вообще сетевой ресивер возьмите сразу. Брендовый, чтобы не было разочарования. На Али меньше 10-20тыр даже не рассматривайте ничего готового, если хотите звук боле-менее. С/ш не менее -90-100дБ, Искажения на номинале - не более 0.01%. По поводу сопротивления и т.п. - не парьтесь. Ваши колонки потянет любой усилитель. Выбирайте до 100Вт номинальных на канал. Главное, не накручивать РГ бездумно. Многое зависит от уровня сигнала на входе. Подключить параллельно ваши 8 Ом + 16 Ом можно - общее будет 5 Ом. Последовательно тоже можно, но мощность на выходе будет в 3 раза меньше, чем на 8 Ом. Можете взять помощней усилитель и подключить последовательно пары колонок. Может, вам понравится - меньше искажений и т.п.

Так и я про то. Самому мне это поле не вспахать, но может кто то уже делал?! . Таки ещё есть небольшой типа спортивный интерес. Что типа интуитивно понимаю, что не должно быть заморочисто сложным. С уважением, Сергей

Сегодня я решил поделиться универсальным корпусом для блока питания, который можно напечатать на 3D принтере / вырезать частями на ЧПУ станке и за 30 минут соберем готовое к работе устройство.

Эта первая публикация в теме DIY, поэтому я не совсем понимаю в каком виде лучше всё оформить, так что будем экспериментировать =)

Начитавшись обзоров решил приобрести себе преобразователь DPS5020 и собрать более-менее человеческий регулируемый блок питания. Вот только модуль стоил $48, блок питания еще $22, так что было решено не тратить еще $20 на корпус и сделать его самому бесплатно, нужно же отбивать стоимость 3д принтера )
Идея не нова и в thingiverse можно найти похожий образцы, но плагиата нет — модель была построена с нуля с учетом особенностей конструкции. Получилось действительно компактно. На фото видны швы, потому что я не переделывал пробную модель, которая создавалась поэтапно кусками.

Комплектующие.

Как и писал выше, «мозгами» устройства будет DPS5020. Огромный плюс этих модулей в том, что все комплектующие одинакового размера, поэтому можно не делать упор на определенную модель — подойдет любая.

Я немного переплатил и взял "USB-BT" комплект, который включает в себя дополнительные модули для подключения через шнурок microUSB или Bluetooth.

Средняя стоимость $48

С учетом возможности регулировки напряжения от 0,01 до 50 Вольт и тока от 0,01 до 20 Ампер, нужно было брать вот этот блок

Но он стоит $50, так что на собрании хомяка и жабы было решено, что нам такой большой диапазон напряжения не нужен и нужно экономить. Второй вариант несколько меньше, ток 17 Ампер, есть активное охлаждение и максимальное напряжение ограничено 24 Вольтами.

Зато стоит $21.5 и будет занимать меньше места. Это я себя так успокаиваю.

Кстати, всегда проверяйте селектор входного напряжения, у меня было 110 Вольт. Надо сделать так:

На этом растрата денег практически закончена. Для удобства я докупил еще разъем 220 Вольт за $2.5

Распаял так, чтобы индикатор кнопки загорался только при включении питания

Вот примеры вариантов подключения

Ну и клеммники еще. Я остановился на этих за $1.7. Можно как зажимать провода диаметром до 2 мм, так и пользоваться banana разъемом в верхней части.

Покупки сделаны, можно создавать модель, опираясь на размеры комплектующих в описании

А после получения всех деталей печатать и переделывать, ибо размеры после печати несколько расходятся и приходится вносить корректировки, пока не получится как надо. И так с каждым участком, для которого важна высокая точность. В нижней части добавил выступы для фиксации платы передачи данных, можно после установки залить кончики клеем или запаять.

Чтобы не потратить весь пластик на отбраковку, было решено печатать модель частями

Кстати, пока шли клеммники, я наткнулся на вот этих красавцев в радиолавке и не смог устоять.

Плата фиксируется на задней стенке четырьмя винтами М3

Далее блок для модуля экрана и элементов управления

В него же вставляется и разъем питания

Как раз допечатался «чехол» блока. Умаялся переделывать размеры.
Склеиваем корпус в один кусок и подключаем провода. Главное не перепутать.

Первый запуск на 5 Вольтах. Всё работает. Кстати, ни модуль, ни блок до этого не проверял )

10 Вольт. Смысла устраивать масштабное тестирование нет, уже был обзор и не один.

Максимальное выходное напряжение с используемым блоком можно выставить только до 23 Вольт, при этом на выходе оно ограничено 22 Вольтами.

Вот такой франкенштейн у меня получился, зато никаких лишних проводов. Думаю или зашкурить и покрасить, или напечатать финальную бесшовную модель. С учетом строения, внутренности разместятся без особых проблем, главное соблюдать последовательность: Плата питания(с проводами) — разъем питания(с проводами) — клеммники — модуль экрана — основной блок питания. Ну и поролонками можно заклеить изнутри вентиляционные отверстия, дабы пылюка особо не копилась.

Подведем итоги.

Я доволен. За сравнительно небольшие деньги удалось собрать довольно неплохой «лабораторный» блок питания с точностью регулировки напряжения и тока до сотых единицы и погрешностью 0.5%. Пользуюсь уже пару месяцев с удовольствием, вот только думаю, может клеммники, которые изначально заказал тоже вывести правее основных и запитать напрямую от блока. Чего они без дела лежат… корпус пластиковый, замкнуть случайно чем-либо будет не просто, а так будет два выхода — с регулировкой через модуль и прямой.

На создание оригинального устройства ушло около $70, т.к. пришлось заказывать все комплектующие:

DPS5020: $47.99
Блок питания: $21.49
Banana зажимы: $1.69
Разъем питания 220В: $2.47
Модель корпуса(STL и исходники): 1-2$ в зависимости от стоимости пластика.

Был блок на 12 Вольт, но это совсем мало, так что сэкономить не получилось. Модуль работает только наполовину, потому что я пожадничал денег, но мне этого напряжения вполне хватает для повседневного использования. Да и при желании всегда можно сделать апгрейд, подправив два параметра размера модели.

Надеюсь данная статья будет кому-то полезна. Понимаю, принтеры есть не у каждого, но в любом городе можно найти человека, который поможет решить проблему печати за разумные деньги. Тем более задача не сложная — никаких поддержек, так что пластика уходит около 100 грамм, то есть себестоимость корпуса около 2$ если печатать филаментом средней ценовой категории или менее $1 если использовать самый дешевый.

Буду рад конструктивной критике и вашим предложениям в комментариях. Всем добра =)

Всем доброго времени суток! А вот и я с новой частью своего рассказа о ЧПУ - станке. Когда начинал писать статью даже не думал, что она получится настолько объемной. Когда написал про электронику станка посмотрел и испугался – лист А4 исписан с двух сторон, а ещё очень и очень много чего нужно рассказать.

В итоге получилось этакое руководство по созданию станка ЧПУ, рабочего станка, с ноля. Будет три части статьи об одном станке: 1-электронная начинка, 2-механика станка, 3-все тонкости настройки электроники, самого станка, и программы управления станком.
В общем попытаюсь объединить в одном материале всё полезное и необходимое каждому начинающему в этом интересном деле, то что сам прочел на разных интернет-ресурсах и пропустил через себя.

Содержание / Contents

Кстати, в той статье я забыл показать фотографии изготовленных поделок. Исправляю это. Пенопластовый медведь и фанерное растение.

↑ Предисловие

После того, как собрал свой маленький станочек без существенных затрат сил, времени и средств, меня всерьез заинтересовала эта тема. Посмотрел на ютубе, если не все, то почти все ролики, связанные с любительскими станками. Особенно впечатлили фотографии изделий, которые люди делают на своих «home CNC». Посмотрел и принял решение – буду собирать свой большой станок! Вот так на волне эмоций, хорошо всё не обдумал погрузился в новый и неизведанный для себя мир CNC.

Не знал с чего начать. Первым делом заказал нормальный шаговый двигатель Vexta на 12 кг/см, между прочим с гордой надписью «made in Japan».

Пока тот ехал через всю Россию, сидел вечерами на разных ЧПУ-шных форумах и пытался определиться в выборе контроллера STEP/DIR и драйвера шаговых двигателей. Рассматривал три варианта: на микросхеме L298, на полевиках, либо же купить готовый китайский TB6560 о котором были очень противоречивые отзывы.

У одних он работал без проблем продолжительное время, у других сгорал при малейшей ошибки пользователя. Кто-то даже писал, что у него сгорел, когда тот немножко провернул вал двигателя, подключенного в это время к контроллеру. Наверное факт ненадежности китайца и сыграл в пользу выбора схемы L297+IRFZ44 активно обсуждаемой на форуме. Схема наверное и в самом деле неубиваемая т.к. полевики драйвера по амперам в несколько раз превышают то, что нужно подавать на моторы. Пусть и самому паять надо (это же только в плюс), и по стоимости деталей выходило чуть больше, чем китайский контроллер, зато надежно, что важнее.

Немного отступлю от темы. Когда всё это делалось, даже не возникло мысли, что когда-нибудь буду об этом писать. Поэтому нет фотографий процесса сборки механики и электроники, только несколько фоток, сделанных на камеру мобильника. Всё остальное щелкал специально для статьи, в уже собранном виде.

↑ Дело паяльника боится

Начну с блока питания. Планировал сделать импульсный, провозился с ним наверное неделю, но так и не смог победить возбуд, который шел непонятно откуда. Мотаю транс на 12в – всё ОК, мотаю на 30-полная неразбериха. Пришел к выводу, что какая-то бяка лезет по обратной связи с 30в на TL494 и сносит ей башню. Так и забросил этот импульсник, благо было несколько ТС-180 один из которых пошел служить родине в качестве транса питания. Да и что ни говори, а кусок железа и меди будет надежнее кучки рассыпухи. Трансформатор перемотал на нужные напряжения, а нужно было +30в на питание моторчиков, +15в на питание IR2104, +5в на L297, и вентилятор. На двигатели можно подавать 10, а можно и 70, главное не превышать по току, но, если сделать меньше – снижаются максимальные обороты и сила, а вот больше не позволял трансформатор т.к. нужно было 6-7А. Напряжения 5 и 15в застабилизировал, 30 оставил «плавающими» на усмотрение нашей электросети.

Всё это время ежевечернее сидел за компьютером и читал, читал, читал. Настройка контроллера, выбор программ: какой рисовать, какой управлять станком, как изготовить механику и тд. и тп. В общем, чем больше читал, тем страшнее становилось, и всё чаще возникал вопрос «нафига мне это надо?!». Но отступать было поздно, двигатель на столе, детали где-то в пути – надо продолжать.

2 - Резисторы и конденсаторы также взял в SMD корпусах для уменьшения количества отверстий, которые нужно было сверлить.
3 - Имеющийся у меня радиатор был меньшего размера и крайние транзисторы были вне его площади. Нужно было смещать полевики на одной плате вправо, а на другой влево, поэтому изготовил два вида платы.

↑ Схема контроллера станка

Для безопасности LPT порта, контроллер и компьютер соединил через плату опторазвязки. Схему и печатку взял на одном известном сайте, но опять же пришлось немного переделать её под себя и убрать лишние детали.

Одна сторона платы питается через USB порт, другая, подключенная к контроллеру - от источника +5в. Сигналы передаются через оптроны. Все подробности о настройке контроллера и развязки напишу в третьей главе, здесь же упомяну только основные моменты. Данная плата развязки предназначена для безопасного подключения контроллера шагового двигателя к LPT порту компьютера. Полностью электрически изолирует порт компьютера от электроники станка, и позволяет управлять 4-х осевым ЧПУ станком. Если станок имеет только три оси, как в нашем случае, ненужные детали можно оставить висеть в воздухе, либо вообще их не впаивать. Имеется возможность подключения концевых датчиков, кнопки принудительной остановки, реле включения шпинделя и другого устройства, например пылесоса.

Это было фото платы опторазвязки взятое из интернета, а вот так выглядит мой огород после установки в корпус. Две платы и куча проводов. Но вроде бы наводок никаких нет, и всё работает без ошибок.

Первая плата контроллера готова, всё проверил и пошагово протестировал, как в инструкции. Подстроечником выставил небольшой ток (это возможно благодаря наличию ШИМ), и подключил питание (двигателей) через цепочку лампочек 12+24в, чтобы было «ничё, если чё». У меня же полевики стоят без радиатора.

Двигатель зашипел. Хорошая новость, значит ШИМ работает как надо. Нажимаю клавишу и он крутится! Забыл упомянуть, что этот контроллер предназначен для управления биполярным шаговым двигателем т.е. тем, у которого подключаются 4 провода. Игрался с режимами шаг/полушаг, током. В режиме полушаг двигатель ведёт себя стабильнее и развивает большие обороты + увеличивается точность. Так и оставил перемычку в «полушаге». С максимальным безопасным для двигателя током при напряжении примерно 30в получилось раскрутить двигатель до 2500 об/мин! Моему первому станку без ШИМ такое и не снилось. ))

Следующие два мотора заказал помощнее, Nema на 18кг/с, но уже «made in China».

По качеству они уступают Vexta, всё-таки Китай и Япония разные вещи. Когда вращаешь вал рукой у японца это происходит как-то мягко, а от китайцев ощущение другое, но на работе это пока что никак не сказалось. Замечаний к ним нет.

Спаял две оставшиеся платы, проверил через «светодиодный симулятор шагового двигателя», вроде бы всё хорошо. Подключаю один мотор – работает отлично, но уже не 2500 оборотов, а около 3000! По уже отработанной схеме подключаю третий мотор к третей плате, крутится пару секунд и встал… Смотрю осциллом – на одном выводе импульсов нет. Прозваниваю плату – одна из IR2104 пробита.

Ну ладно, может бракованная попалась, читал что часто такое бывает с этой микрухой. Впаиваю новую (брал с запасом 2 штуки), та же ерунда – пару секунд крутит и STOP! Тут я поднапрягся, и давай проверять полевики. Кстати, в моей плате установлены IRF530 (100В/17А) против IRFZ44 (50В/49А), как в оригинале. На мотор будет идти максимум 3А, так что запаса в 14А хватит с избытком, а вот разница в цене почти в 2 раза в пользу 530-ых.
Так вот, проверяю полевики и что я вижу…не припаял одну ножку! И на выход этой "ирки" полетели все 30В с полевика. Припаял ножку, ещё раз внимательно всё осмотрел, ставлю ещё одну IR2104, сам волнуюсь – это же последняя. Включил и был очень счастлив, когда двигатель не остановится после двух секунд работы. Режимы оставил такие: двигатель Vexta – 1,5А, двигатель NEMA 2,5А. При таком токе достигаются обороты примерно 2000, но лучше ограничить их программно во избежании пропуска шагов, и температура двигателей при длительной работе не превышает безопасную для моторов. Трансформатор питания справляется без проблем, ведь обычно одновременно крутятся только 2 мотора, но радиатору желательно дополнительное воздушное охлаждение.

Теперь про установку полевиков на радиатор, а их 24 штуки, если кто не заметил. В этом варианте платы они расположены лежа, т.е. радиатор просто на них ложится и чем-либо притягивается.

Конечно, желательно положить сплошной кусок слюды для изоляции радиатора от транзисторов, но у меня его не было. Выход нашел такой. Т.к. у половины транзисторов корпус идёт на плюс питания их можно крепить без изоляции, просто на термопасту. А под оставшиеся я положил кусочки слюды, оставшиеся от советских транзисторов. Радиатор и плату просверлил в трех местах насквозь и стянул болтиками. Одну большую плату я получил путем спаивания трех отдельных плат по краям, при этом для прочности впаял по периметру медный провод 1мм. Всю электронную начинку и блок питания разместил на каком–то железном шасси, даже не знаю от чего.

Боковые и верхнюю крышку вырезал из фанеры, и сверху поставил вентилятор.

В лицевой панели просверлил отверстия под многочисленные светодиоды индикации режимов работы.

Для быстро подключения/отключения двигателей и блока управления использовал разъёмы из прошлого тысячелетия. И контакт хороший и нужный ток держат без каких-либо последствий для себя.

Для того, чтобы не запутаться где какой индикатор и тумблер, нарисовал, приклеил такую бумажку, пропущенную через ламинатор.

Электронная часть закончилась. Следующая глава полностью посвящена железякам. До встречи!

↑ Одно из первых испытаний двигателей и контроллера

Читайте также: