Nikecellvágó vezérlés
Egy megrendelésre készült komplett készülék. A tervezéstől a kivitelezésig egyedi munka. 2006 februárjában fogtam neki a tervezésnek, a végleges szerkezet április közepére készült el. Főleg nikecell alapú dolgok alakítására, vágására tervezett készülék. Mivel nem saját felhasználásra készült, így teljesen üzembiztosra és kevés karbantartást igénylőre kellett tervezni viszonylag rövid idő alatt. Szerencsére ez sikerült is, így az alábbiakban ezt fogom ismertetni.
A működési elv
Tervezni kell egy olyan berendezést, ami különböző méretű és alakú vágóegységeket vezérelve, fűtőszál melegítésével vághatóvá teszi a nikecell alapú anyagokat. A vágást univerzálisan cserélhető többfajta fűtőszál végzi, ami kellő méretű és alakú és a megfelelő hőmérsékletre van hevítve. Mivel a nikecell viszonylag alacsony hőmérsékleten már jól olvasztható, így nem volt probléma a nagy fűtőteljesítményű speciális vágószálak beszerzése. A különböző anyagú cekasz drótok adottak voltak a vágási feladatokhoz. Nagy táblákhoz 120cm-es, a közepes táblákhoz 60cm-es, a kisebb vágásokhoz 20cm-es, és az élek vágásához 5, és 9cm-es vastagabb, a formának megfelelően hajlított drótok voltak felsorakoztatva.
Első nekifutásra a triakos teljesítmény-szabályzós módszert vetettem be. Ez a hosszabb drótoknál jó is volt, de a rövidebbeket képtelenség volt ilyennel táplálni. Mivel a cél a minél komplexebb többcélú felhasználás volt, így ez az
elmélet ilyen szempontból nem állta meg a helyét, mert nem volt képes az összes típust meghajtani. Más után kellett nézni.
Az egyen, illetve váltóáram táplálása és annak szabályozhatósága sem volt jó ötlet, mert némely esetben 24V mellet közel 20-24A áram folyt át egy-egy dróton, így ez is ki lett zárva mint lehetséges alternatíva, de a megoldás ebben a módszerben rejlett. Mivel a drótok ellenállása nagyon alacsony (pár ohm, vagy pár tized ohm) így az adott feszültségnek közel megfelelő nagyságú áram folyt át rajta. Főleg a kisebb drótokon. Itt jött az ötlet, hogy ha kellően alacsony feszültséget kapcsolok a drótra akkor annak az áramfelvétele nem lehet nagyobb a feszültség értékénél. Tehát a legrövidebb drótnál a tápfeszültség alig éri el az 1 voltot és a rajta átfolyó áram is ennek függvényében alig 1A alatt van, de így már kellően nagy áram folyik rajta ahhoz, hogy felmelegítse a drótot. Ez volt a megoldás! Annyi hátránya van a
dolognak hogy különböző drótoknál mind-mind más feszültséget kell alkalmazni. És akkor nem volt más hátra, mint összeszedni a drótokat és megalkotni egy feszültségskálát. Ez a skála 16 osztásból áll. Tehát 16 különböző feszültséget
előállító tápegységre volt szükség.
A megvalósítás
Beszereztem egy 38V 220VA teljesítményű toroid trafót, majd belefogtam az áttekercselésébe. Szépen lefejtettem a szekunder oldali meneteket addig amíg nem értem el az alsó réteget. Azt már nem tekertem le, csak a kellő menetszám
után elvágtam, majd kivezettem és összekötöttem a szétvágott szészeknél, tehát egyfajta csapolásokat hoztam létre a meglévő menetek különböző pontjain. Így valamelyest leegyszerűsödött ez a munkafázis. Majdnem elég is volt az alsó
réteg minden kivezetés kialakításához, az utolsó pár kivezetés tekercselését viszont nem úsztam meg. Kellett még egy második szekunder tekercs is, ez a többitől függetlenül került fel a vasmagra egy vékonyabb drótból. Ez biztosítja a vezérlőelektronika tápfeszültségét.
Beszereztem egy kellő méretű izmosabb fajta 300VA teljesítményű toroid trafót. A szekunder részét teljesen letekertem, majd elkezdtem felcsévélni a nekem megfelelő szekunder oldalt egy vastagabb huzalból. 5-6 menet után 1V-ot növekedett a feszültség, így kiszámoltam mely drótokhoz mekkora feszültésű és minyen menetszámú zsekunder részt kell csévélni. A kiinulási pont lett a közös pont, egyben az egyik banándugós kivezetés is, ezt kivetően a megfelelő menetszám után megcsapolás következett, majd a tekercs tovább folyatódott a következő megcsapolásig. Összesen 16 becsatlakozási pont lett így lépcsőzetesen kialakítva. Ezek a kivezetések pedig egy 16 állású nagyobb teljesítményű forgatókapcsolóra kerültek, aminek a forgórészét kötöttem a másik banándugóra. Így a kimeneti feszültség beállítható volt a kapcsoló segítségével és csupán két kimenetre volt szükség. A trafóhoz, mivel az toroid, készült egy lágyindító áramkör is, ami a tetején kapott helyet.
Bekerült az előlapra egy kétáramkörös visszajelzős billenőkapcsoló a készülék ki- ill. bekapcsolására. Ezzel már kész is lett volna a dolog. Viszont igény volt még olyan megoldásra, hogy a kimeneti feszültséget valami skála mutassa, hogy a megfelelő fűtőszálakhoz könnyebben megjegyezhető lehessen a megfelelő beállítás alkalmazása. Ezt egyszerűen egy panelműszerrel oldottam meg. Boltban kompletten lehet kapni, 2000Ft-ból megvan és nem kell bajlódni az építésével és kis helyen elfér. Hátrány volt, hogy nem tudtam beszerezni csak DC mérőt, így a kimenetre egy egyenirányítón keresztül lett rákötve ami együtt járt azzal a nemkívánatos jelenséggel, hogy nem a valós értéket mutatja az egyenirányítás miatt. De mivel az eltérés állandó minden beállításnál, ezért ez nem jelentett gondot, meg persze nem is volt céla pontos kimeneti feszültség kijelzése.
A kimenet egyenirányítását is megpróbáltam, de a nagy áramok miatt melegedett a még nagy teljesítményű dióda is. Szóval maradt a kimenetre a váltóáram. Még egy védelemre volt szükség, hogy az esetleges helytelen használatból adódóan ne károsodjon a berendezés. Ezt egy speciális transzformátoros megoldással oldottam meg. A fő szekunder tekercs egyik vége amit a banán dugóra kötöttem közvetlenül, azt elvágtam és sorosan közbekötöttem egy primer oldalon pár menetből álló transzformátort. Ez vasmagra készült, miután feltekertem, leszigeteltem és feltekertem rá egy sokkal vékonyabb drótból pár száz menetes szekunder tekercset. A primer oldalán átfolyó váltakozó áram hatására feszültség indukálódik a szekunder oldalon arányban a primer oldalon átfolyó árammal. Ez lett tehát a kimeneti áramfigyelő transzformátor. Ez egyenirányítás után egy tranzisztort, majd az pedig egy relét működtet ami egy nyomógombon keresztül öntartó működésbe van kötve. Ha nagy áram folyik át a trafón, az azt feltételezi, hogy zárlat, vagy nem megfelelő beállítás mellett, nem megfelelő terhelés csatlakozik a kimenetre, így behúz egy relé ami elveszi a feszültséget a kimenetről és csak a nyomógomb megnyomásakor áll helyre. Ezt egy LED is jelzi az előlapon. Ha a hiba továbbra is fennáll akkor újból aktiválódik a védőáramkör egészen addig míg a kimeneten meg nem szűnik a
rövidzár.
A működéssel nem volt semmi baj. Minden jól működött és az összepakolást követően készült is néhány fotó. Apró szépséghiba, hogy a LED helyének kifúrásakor eltört a fúróhegy és sajnos kis nyomot hagyott az előlapon.
És akkor néhány fotó a kész termékről:
A készülék utángyártására nincs lehetőség!