Virtalähdeprojekti etenee

Sain tuossa kuluneella viikolla Farnellilta tilaamani osat, kiitokset erityisen hyvästä asiakaspalvelusta Elektorille! Vielä muutamia komponentteja uupuu, kuten tasurikonkkia, sillä en ole vielä noita isompia etsinyt. Kalliiksi menevät, kun pitäisi olla 10000 uF yhteensä ja jännitekestoa vähintään 160 VDC, kun sinne ajattelin 100 VDC tunkea sisään.

Läjässä on hieman ylimääräisiäkin osia, tuli joissain tapauksissa halvemmaksi ostaa useampi ja joidenkin osien kohdalla on hyvä olla varaosia, kuten tuo fettiohjain, fetit, komparaattori ja muuten sitten kasa kaikkea yleisosia kuten 100 nF konkkia, 555 piirejä, 10 k vastuksia ja muita leseitä.

Our cat Hani has a fetish for eating card board - Farnell order this time. These are all the new parts for my pulse wire EDM generator. photo Hani_the_cat_inspecting_Farnell_order_zpsa0e74204.jpg

Kuvassa näkyy noita toroidimuuntajia, niistä pienin tarjoilee MOSFET:in ohjausjännitteen ja pulssigeneraattorin logiikkajännitteen. Seuraava tarjoaa noin 9 VAC, joka tasasuunnataan ja suodatetaan, jolloin pumpuille ja langanvetomoottorille saan noin 12 VDC. Hieman miettinyt, että riittäkö tuossa teho, mutta sehän nähdään sitten. Kolmas on askelmoottoreille, 24 VAC jolle tasasuuntaus ja suodatus. Viimeisenä on 2×35 VAC / 500 VA järkäle, josta on tarkoitus saada kipinäjännite aikaiseksi, eli 100 VDC ja noin 5 A maksimissaan. Riittää aivan varmasti, sillä lanka ei paljoa enempiä kestä.

Tullut myös testailtua tuon vanhan RC generaattorin kanssa kaikenlaista, viimeisimpänä kytkin BYV28 diodit sarjaan ja estosuuntaan rinnan kipinävälin kanssa, loppui ainakin se pulssien pomppiminen plussan puolelle. Tämä ei tosin auttanut siihen omituiseen messingin hitsautumisilmiöön, joka on vaivannut suurimmalla teholla leikatessa ja tulee ilmi etenkin ohuissa kappaleissa.

How my work bench looks like most of the time during testing. photo wire_EDM_osclloscope_measurements_zps686d8b94.jpg

Kuvasta näkyy varsin tyypillinen kasa laitteistoa pitkin pöytää testailujen aikana, tässä mittailin skoopilla kipinäväliä sekä sen virtalähdettä, sillä jostain syystä nuo kipinät vetää jännitteen hetkellisesti nollaan ja sieltä se sitten hiljaa kipuaa ylös kunnes uusi kipinä iskee. Ajattelin, että on varmaan virtalähde tiukilla, mutta ei, sen jännite pysyy koko ajan tasaisessa 100 VDC lukemassa heilumatta. Siispä epäilen, että tuon RC generaattorin konkat on liian pienet, jolloin jännite notkahtaa välittömästi yhdestä kipinästä nollaan ja jotakin.

En tiedä, siksi tässä mittaillaan ja kokeillaan kaikenlaista, jotta saisi ymmäryksen asiaan ja pystyisi tekemään paremmin. Hidasta, aikaa vievää ja hermoja kiristävää touhua tämä välillä on, kun on pakko yksin nämä keksiä kun ei kukaan oikein auttamaan pysty. Ne jotka näistä tietävät, tekevät näitä koneita työkseen ja eivät suostu puhumaan.

Että sellaista tänään, täytyy katsoa josko saisi asioihin tolkkua lähipäivinä. Jaa niin ja sellainen tuli vielä mieleen, että piirilevykuvat on valmiina ja odottamassa tilausta OSH Parkilta, tulee nättejä violetin värisiä levyjä kolme erilaista :)

Virtalähteen suunnittelua

Tullut taas viime päivät veresteltyä KiCad piirilevysuunnitteluohjelmiston käyttöä ja suunnittelin uuden virtalähteen sahalleni. Kyseessä on selkeä parannus entisestä RC-tyyppisestä virtalähteestä, jonka säätömahdollisuudet olivat hyvin rajatut.

Pulsed wire EDM generator photo generator_zpseaa52e85.png

Tuossapa kuva levystä tällä hetkellä. Levyllä on perus 555 ajastinpiiri oskillaattorina, jonka taajuutta sekä pulssisuhdetta voidaan säätää portaattomasti ja toisistaan riippumatta. Lähtö on kytketty MCP1407 MOSFET ohjainpiiriin, jonka perässä on peruskauraa oleva IRF640 MOSFET.

Käytössä on myös AN790 komparaattori, joka seuraa kipinävälin virtaa ja mikäli se nousee liian suureksi, katkaisee se MOSFET:n ohjaussignaalin. Tämä on hieman kokeellinen viritelmä, sillä saattaa olla että MOSFET ei asiasta tykkää ja päästää toimintasavut pihalle. Testaan tuota ensin ilman tuota rajoitinta ihan pelkällä ulkoisella virranrajoitusvastuksella ja jos sillä toimii kuten pitää, niin sitten kokeilen tuota virranrajoitustakin.

Piirilevy on ainakin yritetty suunnitella hyvin, eli logiikka- ja tehopuolilla on omat maatasonsa, jotka on yhteydessä vain yhdestä paikkaa. Tehopuolen vedot mahdollisimman lyhyitä ja leveitä ja lisäkuparille on mahdollisuus jätetty JEP:n puolelle.

Täytyy vielä tilailla tuohon nuo IC-piirit sekä muuntajat, isoja konkkia ja pistää tuo piirilevykuva sitten tilaukseen, niin pääsee hommassa eteenpäinkin.  Päivittelen asiasta lisätietoja jahka sinne asti pääsen.

Tällä viikolla sain myös vihdoin uuden lelun, liittyen juurikin tämän uuden virtalähteen kehittelyyn. Kyseessä on Saksasta tilattu Rigol DS1052E digitaalinen 50 MHz oskilloskooppi ja sille oma kantolaukkunsa, jotta pysyy siistinä ja kunnossa. Ilman tätä mittavälinettä olisi tämän tyyppisen virtalähteen kehittely likipitäen puolimahdotonta, sillä vain tällä voin mitata että signaalit on sitä mitä pitää eri osissa kytkentää. Tästä ilmestyy kuvia jahka testailuvaiheeseen pääsen.

Parhaat yhdessä

Muutama viikko sitten sain vieraakseni Belgiasta Benny Croonenin, joka on rakennellut jo muutaman lanasahan itselleen ja auttanut paikallisia kouluja asiassa myös. Hän on kehittänyt generaattoria hyvin pitkälle, mutta ohjaus (tai sen puute) on ollut hänen kompastuskivensä, sillä Mach3 on tarkoitetu jyrsimien ohjaukseen, eikä ymmärrä kipinätyöstön vaatimuksia lainkaan.

Benny toi mukanaan oman generaattorinsa, joka kytkettiin minun sahan pilipali RC-generaattorin tilalle kokeiluja varten. Tulos oli noin 3-5 kertainen nopeuden kasvu, ennätys oli ruostumattomaan noin 13 mm²/min! Maksimiteho mitä lankaan saatiin menemään oli 120 W. Generaattoria ajettiin 40 kHz kanttiaallolla ja pulssisuhteena kokeiltiin kaikenlaista väliltä 30…70 %.

Alla video testistä (löytyy myös tuolta Videot osiosta), jossa leikkasimme pätkän matkaa 13 mm paksua ruostumatonta terästä. Hieman siinä tuli pätkimistä, kun pala melkein irtosi ja jäi heilumaan leikkuukohtaan ja välillä ohjaimeni alkoi sekoilemaan huolella häiriöistä, sillä sen suojakuoret olivat auki.

Todellakin täytyy rakennella kanttiaallolla ohjattu generaattori itselleni, täytyy ainoastaan ratkoa virranrajoitukselle jokin järkevämpi tapa kuin kiinteä resistori ja mieluiten säädettävä sellainen.

 

Older posts «

» Newer posts