Станок с электроприводом для бифилярной намотки звуковых трансформаторов тонким проводом

Вот и наступил очередной этап моего радиоваяния – изготовление предусилителя с трансформаторными связями, в том числе и входного аттенюатора. Сначала пошарил в сети на предмет покупки готовых трансов, фирмА очень дорогая, да и согласованная пара от Воробьёва стоит 200 евро.
Решил мотать сам. Возник вопрос — как?
Всё-таки несколько тысяч витков и к тому же бифилярно мотать вручную – жесть! Станок нужен, однако.

↑ Вот какое техническое задание для станка я определил:

- возможность мотать в два провода сразу;
- привод электрический ножной дабы руки были свободны;
- пуск и драйв должны быть плавные и мягкие, чтобы провода диаметром 0.05…0.08 не рвались;
- наличие счётчика оборотов;
- наличие реверса вращения.

↑ Как и из чего делать

На работе дядьки из мастерской по ремонту пишущих машинок ликвидировали свои залежи морально устаревших тарахтелок типа “Ятрань” и т. п., ну и чуть было не выбросили две конструкции ручных намоточных станочков-самопалов.


Кстати, один из них с гравировкой на текстолите “1983г” базировался на довольно аккуратно сваренной червячной передаче на стойках с подшипниками. Вот её-то вместе с текстолитовой платформой я и взял за основу. Но проявился один минус – коэффициент редукции этого червяка оказался 27 на понижение, что не очень удобно для необходимой скорости вращения.

Поэтому было решено осуществлять привод непосредственно на саму ось.

А что с движком? Благо всяких двигателей от копиров, автоподатчиков оригиналов, дуплексов и сортеров навалом и есть из чего выбрать, особенно когда грузоперевозчики умудряются доставить эти аппараты в виде параллелограмма после падения с третьего яруса.

Мне приглянулся моторчик на 24В постоянного тока с встроенным редуктором. При номинальном напряжении он накручивает до 100…120 оборотов в минуту.

Есть и возможность обратного хода. Вобщем, что надо!

Теперь о приводе. Решил использовать ременную передачу. Хвала железу от пишущих машинок! Подобрал две пары зубчатых шкивов и охапку разных зубчатых ремней. Хочу сказать, что с какой-либо сложной слесарщиной обошлось, т. к. всякого рода ролики, валы, уголки, скобы, направляющие и прочие профильные шалабушки присутствовали в избытке в разбитой копировальной технике, списанной в разборку на запчасти.
Итак, мотор закреплён на одну из таких П-образных деталюшек, ремень надет на шкивы и слегка натянут, подаём 24В – мотор крутит.

↑ Счётчик оборотов

Для того чтобы мозги не кипели от устного счёта мотающихся витков провода, я решил поставить счётчик. Механический, врученный в подарок, слишком громоздкий и неудобный. Пришлось выдрать электронный трёхразрядный на зелёных “восьмёрках” из своего старого двухкассетника. За основу взята схема из журнала Радио №6,1990г.

Пришлось немного её адаптировать.

Тем более возникла проблема с “дребезгом контактов” в момент прохождения просечки диска через окно оптопары. Цифирь перескакивал тем больше, чем медленнее вращение. Видимо в этот переходный промежуток времени от “тьмы к свету” проскакивал какой-то импульсный мусор. Поэтому кроме кондёра С1(по схеме) пришлось добавить ещё один на 100 нФ параллельно входам 2-го и 3-го логических элементов. Далее надо было определиться с типом датчика импульсов. В магнитофоне у меня был геркон с магнитом. Но всё это как-то не вписывалось в данную конструкцию. И тут под руку подвернулись фотодатчики регистрации бумаги от копира, опять же с разборки.

Мне приглянулся вот этот.


Схемка проста – фото-светодиодная пара и выход с открытым коллектором, как раз можно цеплять к входу логического элемента.

Осталось докумекать, из чего сделать прерыватель света для оптрона. Примерял картон, пластик и текстолит. Всё это тяжёлое, да и с центровкой не алё. Но вдруг услышал, как мой коллега ругает нечитаемые старые дискетки, отправляя их горстями в мусорное ведро. Вот он – идеально ровный и сверхлёгкий круг для датчика!

Центральное отверстие этой дискетки раздрючил надфилем, но не сильно, а так, чтоб диск внатяг насаживался на ось.

Ножницами сделал узкую просечку на круге, сквозь неё и будет “освещаться” оптопара.

↑ Питание устройства

Одним из первых трансов попался ТПП-243. Обмотки позволяют извлечь 5В для питания логики и 24В для питания движка. Порядок включения обмоток смотри на схеме.

Для плавного пуска движка и изменения скорости его вращения я применил стандартную схему стабилизатора на двух транзисторах с регулятором на переменнике R2, собранную в отдельный блок управления. Специально травить новую печатку под выпрямители было влом, поэтому все КЦэшки, КРЕНку, элетролиты и прочую мелочь распаял на старой плате от какого-то дивайса. На ней же припаял и кнопку “сброс”. Реверс вращения полезно использовать для каркасов разного размера. Иногда провод лучше заводить снизу, иногда сверху, опять же определяется экспериментально – как легче пойдёт. Для реверса необходим тумблер на три группы контактов, единственным, что попалось под руку, оказался мощнецкий трёхфазный.

Две группы контактов на переполюсовку питания двигателя, третья – на реверс счётчиков ИЕ6.

↑ Ножной электропривод

Как я упоминал, руки во время намотки провода хотелось бы иметь свободными. А по сему, блок управления двигателем я разместил в педали.

Биография этой штуковины широка. Поначалу, это был советский FUZZяра от электрогитары из родного школьного клуба на фоторезисторах и сверхминиатюрных лампочках накаливания, потом я его переделал в тиристорный регулятор мощности для электрической швейной машинки VERITAS. Помните, раньше такие продавались по записи? Их родные педали на углеродных шайбах быстро прогорали в хлам. В отличие от предыдущих способов воздействия на регулирующий элемент (оптического и нажимного), в новой реинкарнации педали вращение движка переменного резистора R2 будет механическим через… правильно! Ременную зубчатую передачу от пишущей машинки, да славится имя её создателя! Привод устроен просто. Один конец ремня закреплён к педали, сам ремень прокинут вокруг шкива переменника, а второй конец через пружину закреплён к корпусу.

Нажимаем на педаль, ремень вращает шкив R2, отпускаем педаль, пружина возвращает всё в исходное положение. Монтаж деталей навесной, блок соединён со станком трёхжильным силовым кабелем через разъём.


При работе педали не обеспечивается реализация полного хода движка переменника из-за ограниченной амплитуды нажатия педали. Поэтому, при наладке блока управления начальное положение движка переменника надо установить таким, чтобы при включении питания двигатель ещё не начинал вращаться, и при нажатии на педаль не было бы рывка. Но и загонять движок в глухой ноль тоже не следует, т. к. ограничится максимальная скорость вращения двигателя.

↑ Механика

Головоломкой оказалось придумывание способа подачи провода от катушек к каркасу. С одной стороны, всё просто и понятно – насаживай катушку на стержень и мотай. С другой, провод тонкий (0.05…0.08мм), и попытка просто потянуть за его кончик тут же заканчивается обрывом. Ведь каждая катушка весит от 300граммов до 1,5 килограммов.

Вывод: катушки должны вращаться свободно и легко, как хорошо смазанное велосипедное колесо. Другими словами, необходимо сделать некие бобины или буксы на лёгких подшипниках. Для одной бобины подвернулся кожух от какого-то мотора.


Правда железяка оказалась массивной, пришлось отрезать от неё всё лишнее.

Для второй бобины подошла аналогичная деталь от мотора пылесоса.

↑ Намотка бифилярная

На счастье подшипники для обеих бобин по размеру подошли от кинематики копира. В качестве стержней для катушек вписались валы от узла протяжки бумаги, в торцах которых нарезана резьба для крепежа М4. Для бифилярной намотки две катушки должны располагаться так, чтобы их провода двигались как можно ближе друг к другу. Для этого было решено бобины для катушек установить вертикально на рейлингах (выдвижные ручки для переноса копировального аппарата) вдоль которых “болгаркой” были пропилены прорези для настройки положения катушек. Для крепежа всего этого я использовал шестигранные столбики с резьбой и барашки.


Левая бобина должна крутиться по часовой стрелке, а правая против часовой. Лучше если провода от катушек будут двигаться вдоль центральной линии, прочерченной на текстолитовом основании.


На эту линию ориентируется и центр зажимаемого на оси каркаса. В такой конструкции есть маленький недостаток – провода при сматывании с катушек перемещаются по вертикали от низа к верху в пределах ширины самих катушек (около 10см), что создаёт разное натяжение провода и небольшие биения. Реально на практике это не сказывается на работе. Гораздо бОльшие перекосы создаёт горизонтальное расположение катушек. Так при рядном их расположении провода существенно расходятся относительно друг друга (до 25см) в крайних положениях. Располагая катушки одна над другой, имеем тот же эффект, причём, и в горизонтальной, и в вертикальной плоскостях.
В целом, обе “моталки” получились очень лёгкие, провода не рвутся, а это главное! Для дополнительного натяжения проводов, а также их кучности, между каркасом и бобинами я закрепил ещё один рейлинг с прорезью, по которому перемещаются два стержня-натяжителя с возможностью их фиксации.

↑ Намотка в один провод

Конечно же, проектируемый агрегат должен уметь мотать и одним проводом тоже. Здесь как раз лучшим расположением катушки будет горизонтальное – отклонения провода от оси не более 5см, а по вертикали биения провода вообще отсутствуют.

Для работы обе вертикальные бобины снимаются и устанавливается другая железяка, загнутая в тисках буквой “зю” всё из того же вала протяжки бумаги.

Один конец привинчивается через муфту к столу, на второй надевается ещё один вал на латунных бушингах (что так же делает вращение лёгким) с резинками-уплотнителями для катушки, который фиксируется Е-кольцом. Для дополнительного натяжения и выравнивания провода во время намотки можно установить ещё одну “цапу” в виде двух роликов с жёлобом (ролики для тросиков системы оптики копира).

Наклоняя пластину с роликами, меняем силу натяжения.


Хочу сделать акцент на том, что станок разрабатывался для работы именно с тонким проводом, диаметром примерно до 0.3мм, т. к. для более толстого провода не создать достаточного натяжения (бобины, наоборот, должны вращаться с отягощением), да и мотор нужен помощнее.
Ну а просмотр видеороликов нагляднее отобразит возможности станка. На видео показано испытание на картонной коробке, имитирующей каркас трансформатора, причём довольно большой. Предполагаемые реальные каркасы намного меньше, а значит и биения проводов, возникающие при их переходе от одной грани каркаса к другой через ребро, будут ещё меньше. Для равномерного распределения проводов по каркасу я использую вот такие крючочки.

Все детали, контактирующие с проводом, не повреждают его эмалевого слоя, т. к. использовались они в точной механике узлов транспортировки бумаги копировальных машин и имеют гладкую, почти зеркальную, поверхность.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации