एमेच्योर इलेक्ट्रॉनिक्स लैब: आइडिया से लेकर तैयार मशीन तक

हेलो, हेब्र!

मैं अपने अनुभव को साझा करना चाहता हूं और इसके बारे में बात करना चाहता हूं कि कैसे मैंने एक परीक्षण सेटअप बनाया, यांत्रिकी के अध्ययन और इलेक्ट्रॉनिक्स के संचालन के सिद्धांत से एक तैयार प्रयोगशाला मशीन के निर्माण तक। स्थापना की विशेषता यह है कि यह शौकिया इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है और एक DIY डिवाइस और एक औद्योगिक डिजाइन के जंक्शन पर स्थित है।



मैंने मैकेनिकल इंजीनियरिंग में सामग्री विज्ञान विभाग में अध्ययन किया, जहां नई सामग्री और कोटिंग्स विकसित की जा रही हैं। जैसा कि आप जानते हैं, सामग्री के महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक इसका पहनने का प्रतिरोध है। सामग्री के पहनने के प्रतिरोध के विभिन्न प्रकार के परीक्षणों के लिए कई GOSTs हैं। इनमें से एक GOSTs ( GOST 23.208-79 ) में कम घुड़सवार घर्षण कणों पर परीक्षण सामग्री शामिल है। हां, परेशानी यह है: एक मानक है, लेकिन कोई भी इस तरह के प्रतिष्ठानों का उत्पादन नहीं कर रहा है। मेरा काम GOST के अनुसार परीक्षण आयोजित करने में सक्षम एक सुविधा बनाना था, साथ ही शाश्वत "मुझे कल की जरूरत है" में त्वरित परीक्षण। मैं आपको एक ऐसी मशीन के निर्माण के बारे में बताना चाहता हूं ...

कार्यात्मक विश्लेषण और तकनीकी अध्ययन ने डिवाइस की निम्नलिखित योजना को जन्म दिया।



क्लैंप का उपयोग करके, परीक्षण नमूना लीवर में तय किया गया है। वजन कम्पेसाटर को स्क्रू पर ले जाने से लीवर संतुलन में सेट हो जाता है। लीवर के एक छेद में एक कैलिब्रेटेड वजन स्थापित करके, हम एक ज्ञात बल के साथ रोलर के खिलाफ नमूना दबाते हैं। जब पेंच घूमता है, तो रेत रोलर और संपर्क के संपर्क क्षेत्र में प्रवेश करता है। रोलर घूमना शुरू कर देता है और नमूने को निरस्त कर देता है। परीक्षण के अंत में, नमूना का बड़े पैमाने पर नुकसान मापा जाता है। वजन घटाने से, आप यह आंक सकते हैं कि सामग्री घर्षण के लिए कितना प्रतिरोधी है। परीक्षण प्रक्रिया GOST 23.208-79 में विस्तार से वर्णित है।

इलेक्ट्रॉनिक्स पर नियंत्रण रखें

इलेक्ट्रॉनिक्स के दृष्टिकोण से, कार्य काफी सरल है - 2 ड्राइव को नियंत्रित करना आवश्यक है, रोलर ड्राइव r 2 आरपीएम के रोटेशन की निरंतर गति रखें, रोलर के क्रांतियों की संख्या की गणना करें। चक्र (रोलर क्रांतियों) की निर्धारित संख्या के पूरा होने पर, परीक्षण रोकें। टैंक में रेत के स्तर को नियंत्रित करना भी अच्छा होगा। प्रबंधकों की ओर से, संयंत्र प्रबंधन के कार्यान्वयन के लिए कई अलग-अलग विकल्प प्रस्तावित किए गए थे। वे सभी कुछ इस तरह से उबले:


छवि http://electronics-lab.ru से ली गई है

मैं एक प्रदर्शन, मेनू, विभिन्न ऑपरेटिंग मोड और अन्य उपहारों के साथ आधुनिक स्तर पर ऑपरेटर पैनल बनाना चाहता था। एकमात्र समस्या यह थी कि मैंने कभी भी माइक्रोकंट्रोलर्स के साथ काम नहीं किया था, और स्वाभाविक रूप से विभाग को विभाग की ओर से प्रणाली विकसित करने के लिए धन आवंटित नहीं किया गया था। सरल और सस्ते समाधानों की तलाश में, मैं एक घरेलू प्रोजेक्ट मास्टर केआईटी में आया (अब तक कंपनी ने हैबर से अपनी प्रोफाइल को निष्क्रिय कर दिया है), कई तैयार किए गए समाधानों, पाठों, उदाहरणों, ड्राइवरों और कोडों के साथ - यह सब एक शुरुआती को इतना चाहिए। यह ध्यान देने योग्य है कि उस समय मुझे अरडूइनो के बारे में नहीं पता था, अन्यथा मैंने इसे और भी सरल और सस्ते समाधान के रूप में चुना होता।

मुख्य प्रणाली प्रबंधन कार्यक्रम मास्टर KIT से BM9300H नियंत्रण मॉड्यूल में संग्रहीत किया जाएगा। इस मॉड्यूल में बोर्ड पर एक BASIC PIC दुभाषिया है, जो एक सहज ज्ञान युक्त BASIC पर सिस्टम को प्रोग्राम करने के लिए मेरे जैसे noobs की अनुमति देता है। सिस्टम के साथ सहभागिता BM9321 ऑपरेटर पैनल के माध्यम से होगी। पैनल में एक डिस्प्ले और 8 बटन हैं और RS485 के माध्यम से नियंत्रण मॉड्यूल के साथ संचार करता है। स्टेपर मोटर बरमा को घुमाएगी, और मोटर नियंत्रण मॉड्यूल, बारी-बारी से BM9310 मोटर नियंत्रण मॉड्यूल द्वारा नियंत्रित किया जाएगा। मॉड्यूल को संयोजित करने के लिए, आपको BM9399 विस्तार कार्ड की आवश्यकता है।

रोलर ड्राइव चयन

रबड़ रोलर को गतिशील रूप से बदलते लोड (रेत की विषमता और अन्य कारकों के कारण) के बावजूद एक स्थिर गति से घूमना चाहिए। इसके अलावा, 30 से 240 आरपीएम (त्वरित परीक्षण के लिए) में एक व्यापक गति सीमा प्रदान करना आवश्यक है। निम्नलिखित विकल्पों पर विचार किया गया था:

1. आवृत्ति कनवर्टर के साथ एसिंक्रोनस गियर मोटर।
2. PWM नियंत्रण और सेंसर प्रतिक्रिया के साथ डीसी कम्यूटेटर मोटर।
3. नियंत्रण इकाई के साथ स्टेपर मोटर।

चलो क्रम में विश्लेषण करते हैं:

1. चस्टोटनिक के साथ एक एसिंक्रोनस गियर मोटर एक अच्छी बात है। आवृत्ति कनवर्टर आउटपुट पर सेंसर के बिना वर्तमान प्रतिक्रिया के साथ एक निरंतर रोटेशन गति बनाए रख सकता है। हालांकि, हमारे मामले में, क्रांतियों की संख्या की गणना करने के लिए सेंसर की आवश्यकता होगी। गति की एक विस्तृत श्रृंखला भी एक सवाल नहीं है। केवल ऐसी विधानसभा सस्ती नहीं है, अकेले 180 डब्ल्यू गियर मोटर की लागत लगभग 15,000 रूबल होगी ।
2. एक डीसी गियरमोटर एक एसिंक्रोनस मोटर के समान ही खर्च होगा। लेकिन यहां आपको सेंसर पर प्रतिक्रिया के साथ निरंतर गति समर्थन के साथ काम करना होगा। यह गति की एक विस्तृत श्रृंखला के प्रावधान से भी जटिल है।
3. गियर भाग की कमी के कारण एक स्टेपर मोटर कम खर्च होगी, और यह गति नियंत्रण और गति गणना के साथ समस्याओं को समाप्त करते हुए अपने कार्यों को 100% करेगी। आपने कितने चरण निर्धारित किए - मोटर कितना बदल गया - आसान पैसा। कम दक्षता में एसडी का नुकसान, कंपन के साथ समस्याएं भी हैं, लेकिन वे आंशिक रूप से कंपन भिगोना पैड द्वारा हल किया जा सकता है। हम एक स्टेपर मोटर पर रुकेंगे।

अनुमानित समय के अनुसार, OM86-88 ड्राइवर (4,200 रूबल) और PW4873B पावर सप्लाई यूनिट (2,200 रूबल) के साथ FL86STH80 इंजन (तब इसकी कीमत 5,000 रूबल थी) का चयन किया गया था। OMD-88 के लिए नियंत्रण दालों को फिर से, BM9307 किटोव एक्सटेंशन मॉड्यूल द्वारा एसडी नियंत्रण कार्यक्रम के साथ लोड किया जाएगा।

रेत स्तर सेंसर

एक और दिलचस्प काम ऑपरेटर को टैंक में रेत की मात्रा के बारे में जानकारी प्रदान करना था। आप निश्चित रूप से, plexiglass से एक पारदर्शी टैंक बना सकते हैं और यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि परीक्षण के दौरान रेत खत्म न हो, लेकिन यह हमारा दृष्टिकोण नहीं है। यह प्रक्रिया को स्वचालित करने के लिए आवश्यक है, रेत के बेहद निम्न स्तर के मामले में, परीक्षण को रोक दिया जाए। परिणाम निम्न योजना है:

यानी ऑपरेशन का सिद्धांत बेहद सरल है: यदि सेंसर को एमिटर से संकेत मिलता है, तो इस स्तर पर कोई रेत नहीं है। इस संपूर्ण अर्थव्यवस्था का प्रबंधन करने के लिए, मैंने एक अलग बोर्ड - "सैंड सेंसर मॉड्यूल" को मिला दिया।

सर्किट आरेख

परिणामस्वरूप, हमें ऐसी योजना मिली:



और यह इस तरह मामले में स्थित होगा:

प्रोटोटाइप विधानसभा

प्रोटोटाइप - प्रारंभिक अवस्था में सभी संभावित पानी के नीचे की रेक की पहचान करने के लिए आवश्यक चीज़। लेकिन मैं क्या कह सकता हूं - यह योजना आम तौर पर निष्क्रिय हो सकती है। सामान्य तौर पर, एक प्रोटोटाइप को एल्यूमीनियम के कोनों, लकड़ी के ब्लॉक और आसान सामग्री से इकट्ठा किया गया था।



मैं सहमत हूं, प्रोटोटाइप गलत निकला, लेकिन इसने अपने कार्यों को पूरा किया: इसने कई समस्याओं का खुलासा किया और अमूल्य अनुभव दिया। इस स्तर पर सबसे महत्वपूर्ण बात चीजों को छोड़ना नहीं है जैसा कि वे हैं, ताकत इकट्ठा करना और चीजों को ध्यान में लाना। तो, चलिए जारी रखते हैं ...

चेसिस प्रकार चयन

मशीन का शरीर एक महिला के शरीर की तरह है, यह पहली चीज है जिस पर ध्यान दिया जाता है। इसलिए, शरीर आकर्षक और आकर्षक होना चाहिए। सॉलिडवॉर्क्स की मदद से, मैंने 2 मॉडल बनाए, पहला प्लास्टिक या फाइबरग्लास मामलों के निर्माण के लिए, दूसरा - स्टील शीट झुकने के लिए। एक सामान्य विचार के लिए: डिज़ाइन की गई मशीन का आयाम 500x500x900 मिमी है।



मामले का पहला संस्करण काफी सौंदर्यवादी रूप से मनभावन लग रहा है, लेकिन इस तरह के पैनल बनाना बहुत महंगा होगा या ग्लास फाइबर के निर्माण के मामले में यह बहुत मुश्किल होगा। प्लास्टिक संस्करण उत्पादन उदाहरण के लिए उपयुक्त हो सकता है, जब मोल्ड की लागत बंद हो जाती है। इसलिए, स्टील केस निश्चित रूप से जीतता है। अब बाजार लेजर कटिंग और शीट झुकने में लगी कई कंपनियों से भरा पड़ा है। इसके अलावा, झुकने को बहुत सटीक और सटीक किया जाता है, और सबसे महत्वपूर्ण रूप से सस्ती (लगभग 20 रूबल प्रति बेंड, शीट की मोटाई, क्रमिकता और लालच पर निर्भर करता है)।

उत्पादन

स्थापना के निर्माण के लिए, सॉलिडवॉर्क में सभी भागों और विधानसभाओं के चित्र बनाए गए थे। चित्र एक 3 डी मॉडल के साथ संबद्ध हैं, जो जीवन को सरल बनाता है, अर्थात। जब समायोजन मॉडल के लिए किए जाते हैं, और विकास प्रक्रिया के दौरान उन्हें बहुत बार बनाया जाता है, तो चित्र स्वचालित रूप से, अच्छी तरह से या न्यूनतम संशोधनों के साथ फिर से बनाए जाते हैं। स्थापना के उत्पादन को निम्नलिखित चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

1. फ्रेम का निर्माण। फ्रेम को एक साथ वेल्डेड चौकोर स्टील पाइप से बनाया गया था। पाइप से एक फ्रेम को इकट्ठा करना काफी सरल है, लेकिन इस कदम को कम करके आंका नहीं जाना चाहिए। फ्रेम या उसके आकार के गलत आयामों के मामले में, आवरण फिट नहीं हो सकता है, दरवाजा बंद नहीं होगा, बॉक्स में नहीं आएगा और अन्य दिलचस्प आश्चर्य विधानसभा के दौरान सामने आएंगे। इसलिए, पाइपों को एक भत्ता के साथ काटा गया था, और फिर दीवार के लिए लंबवत सुनिश्चित करने के लिए p 0.5 मिमी की सहिष्णुता के भीतर वांछित आकार के छोर पर मिलिंग की गई थी।
   
   
   
   
2. टर्निंग और मिलिंग पार्ट्स (इंजन अकड़, लीवर स्ट्रट, स्क्रू हाउसिंग, शाफ्ट, क्लच और वेट) अपने स्वयं के विभाग में बनाए गए थे। इस तरह की चीजों के लिए विश्वविद्यालय के पास सभी आवश्यक उपकरण हैं। आधुनिक मशीनें और हाथों वाले लोग एक फ़ाइल की आवश्यकता के बिना उत्कृष्ट गुणवत्ता वाले भागों का आउटपुट देते हैं।
3. शीट भागों (केस, दरवाजे, टैंक, अपशिष्ट रेत के लिए बॉक्स, लीवर और विभिन्न छोटी चीजें जैसे ब्रैकेट, प्लेट्स) ऑर्डर करने के लिए लेजर-कट और तुला हैं। सामग्री के साथ मिलकर, इन विवरणों की कीमत लगभग 5,000 रूबल है। सच है, एक बड़े त्रिज्या के साथ गोलाई के रूप में डिजाइनर फेंट को मैन्युअल रूप से झुकना पड़ता था। लेकिन यह एक जटिल मामला नहीं है, एक स्टील शीट 1 मिमी मोटी काफी निंदनीय है।
4. Plexiglass खिड़की। Plexiglass को त्रिज्या के साथ झुकना पड़ता था ताकि इसका आकार दरवाजे के आकार के साथ मेल खाता हो। Plexiglas भी एक बहुत ही उपयोगी सामग्री थी जैसे ही एक औद्योगिक हेयर ड्रायर बचाव के लिए आया था।
5. झूठा पैनल डिस्प्ले और एलईडी के लिए पारदर्शी खिड़कियों के साथ एक स्टिकर है। स्टिकर को ऑर्डर करने के लिए भी बनाया गया था, इसके लिए इसे एक वेक्टर में खींचना और केवल 977 रूबल का भुगतान करना आवश्यक था। 5 स्टिकर के लिए। हालांकि केवल एक स्टिकर की आवश्यकता थी, 1 और 5 टुकड़ों के लिए मूल्य अंतर बहुत मामूली था। बस मामले में, मैंने 5 का आदेश दिया।

परिणाम

सभी वेल्डिंग कार्य, असेंबली, पीस और फाइन-ट्यूनिंग के बाद, इंस्टॉलेशन को स्क्रू से अलग कर दिया गया था और सभी भागों को बहुलक पेंटिंग के लिए दिया गया था। जिसके बाद, निश्चित रूप से, फिर से एकत्र किया गया। इसका परिणाम ट्राइबलोलॉजिकल मशीन TTM-002 के चतुर नाम के साथ ऐसा अधिष्ठापन है। दो - क्योंकि प्रोटोटाइप के बाद दूसरा।





स्क्रॉल करने के लिए नहीं, मैं ऑपरेटर पैनल की तस्वीर को फिर से पोस्ट करता हूं। काम शुरू करने से पहले, ऑपरेटर परीक्षण में चक्रों की संख्या, रोलर के रोटेशन की गति और अधिकतम मूल्य के प्रतिशत के रूप में रेत की फ़ीड दर निर्धारित करता है। प्रदर्शन के दाईं ओर रेत के स्तर का एक संकेत है। मेनू में, आप विभिन्न ऑपरेटिंग मोड का चयन कर सकते हैं और सेटिंग्स बदल सकते हैं। उदाहरण के लिए, "रेत के बिना आपूर्ति" मोड को रोलर में चलाने के लिए आवश्यक हो सकता है या टैंक की सामग्री को जल्दी से बंद करने के लिए "बिना रोलर घुमाव" मोड के।



कुल मिलाकर, स्थापना पर लगभग 45,000 रूबल खर्च किए गए थे, निश्चित रूप से, मेरे काम और मेरे सहयोगियों के काम को नहीं गिना, जिन्होंने मुझे इसके निर्माण में मदद की। और काफी निवेश किया गया था। विचार से लेकर तैयार इंस्टॉलेशन तक की पूरी प्रक्रिया में 2 साल (2010-2012) का समय लगा, लेकिन यह कई महीनों तक लंबे व्यवधानों के साथ रहा, साथ ही पिछले साल मैंने फैक्ट्री में काम किया, और काम के बाद और वीकेंड पर इंस्टॉलेशन में व्यस्त रहा। यह ध्यान देने योग्य है कि घटकों की प्रत्येक खरीद एक संपूर्ण महाकाव्य है, जिसमें बहुत समय लगता है और बहुत अधिक सिरदर्द होता है (जो भी विश्वविद्यालय के माध्यम से खरीदारी करेगा वह निस्संदेह मुझे समझ जाएगा)। तथ्य यह है कि राज्य संस्थान 30% पूर्व भुगतान पर ई-बे के साथ सहयोग नहीं करते हैं , जो कि प्रत्येक रूसी कंपनी भी नहीं करेगी। निश्चित रूप से, शिपिंग के साथ बाएं हाथ के भुगतान विकल्प हैं, जैसा कि यह था, लेकिन हम इस बारे में बात नहीं करेंगे। वर्तमान में, इंस्टॉलेशन नोवोसिबिर्स्क स्टेट टेक्निकल यूनिवर्सिटी के मैकेनिकल इंजीनियरिंग में सामग्री विज्ञान विभाग में काम करता है, सामान्य रूप से नैनोमीटर सामग्री का परीक्षण करता है, रूसी विज्ञान के लाभ का कार्य करता है।

लेख को तीन-खंड में नहीं बदलने के लिए, मैंने कई चीजों का विस्तार से वर्णन नहीं किया। हालांकि, मुझे आपके सवालों का जवाब देने और विवरण जोड़ने में खुशी होगी।