Atmel U211B — контроллер оборотов двигателя от стиралки для домашнего станка

Здравствуйте дорогие мои читатели. Вы, наверное, заметили, что многим «сомоделкиным» начали часто встречаться коллекторные электродвигатели от стиральных машин автомат. Но ставить такие двигатели на свои устройства не спешат, не потому что не знают как подключить, а потому что не все знают как ведут такие двигатели под нагрузкой, можно ли регулировать обороты двигатели. Если можно регулировать обороты то как, и падает ли при этом мощность коллекторного электродвигателя. А если падает, то, как добиться, чтобы сохранить мощность электродвигателя во время регулировки оборотов и т. д. Так вот сегодня и поговорим, как правильно подключить коллекторные электродвигатели от стиральных машин, и рассмотрим, как ведут себя такие двигатели под нагрузкой и как регулируются обороты такого двигателя. Прежде всего, это однофазный коллекторный электродвигатель с последовательным возбуждением обмоток. Для работы такого типа двигателя можно использовать как переменный, так и постоянный ток – и поэтому их можно считать универсальными. Не смотря на разный внешний вид устройство у них одинаковое. Состоят они из статора с обмоткой возбуждения, якоря, щеток, корпуса и тахогенератора. Для вывода всех проводов служит клеммная колодка. В основе работы данного вида электродвигателя лежит взаимодействие магнитных полей статора и якоря при прохождении через них электрического тока.  Сделать простейшее подключение, можно лишь зная выходы обмоток статора и якоря. Но как узнать где какие выходы на клеммной колодке, если их количество может достигать 10. Для этого берем обычный тестер, ручку регулятора ставим в положение наименьшего сопротивления, и начинаем вызванивать обмотки тахогенератора (таходатчика), статора и якоря (Сопротивление обмоток от 3 до 200 Ом). У меня под рукой оказался двигатель с 6 выводами на клеммной колодки с сопротивлениями 2 Ом (статор); 4,4 Ом (якорь); 165 Ом (тахогенератор).

У меня не получилось задавить такой двигатель (доска начала гореть), а обороты при этом упали вдвое. Способов регулировки обороты на коллекторных электродвигателях есть множество, обороты можно регулировать с помощью ЛАТРа, плат регулировки оборотов с бытовой техники (пылесосов, миксеров и т.д.), кнопок с электроинструмента, тимера освещения (регулятор освещения) в общем, всеми устройствами которые регулируют напряжение.  Видим что обороты легко регулируются при изменении напряжения такими устройствами. При таком подключении появляется существенный недостаток как большое падение мощности двигателя (при оборотах в 600 об/мин. вал легко останавливается рукой).  Такая регулировка оборотов не всегда подходит (для вентиляторов и насосов пойдет и так) для широкого  применения для самодельных станков и разных устройств. В таком случае нам на помощь придет тахогенератор, который установлен на двигателе от стиральной машины. Который будет  сообщать количество оборотов якоря, и передавать их микросхеме, а та в свою очередь будет регулировать мощность и обороты двигателя через симистор. Вот пример схемы которую в домашних условиях легко можно повторить (более подробно о схеме здесь http://shenrok.blogspot.com/p/blog-page_8.html ): При подключении двигателя через такую плату появляется возможность плавно регулировать обороты двигателя не терять при этом его мощность. При оборотах якоря 500 об/мин у меня не получилось остановить двигатель, а обороты при этом оставались прежними.  Благодаря такой не хитрой схеме у нас появляется возможность применять такие двигатели на различных станках и других устройствах. Схему регулятора брал здесь: http://www.chipmaker.ru/files/file/1490/ спасибо.Изготовление регулятора: https://www.youtube.com/watch?v=DMilSM—rMgНастройка регулятора: https://www.youtube.com/watch?v=Lwd8fAtJUlQТест регулятора: https://www.youtube.com/watch?v=YV81asjqpIQРегулятор на болгарке: https://www.youtube.com/watch?v=O7r7BzWaZZEПрименение таких двигателей:Гончарный круг из стиральной машины

Токарный станок из стиральной машины автомат. 

📆09.08.17 🙋Yamazaki 👀12 265 💬19 Моя новая датагорская статья посвящена теме о превращении электродвигателя от стиральной машины в электропривод с поддержанием частоты оборотов и набором защит для небольшого токарного станочка.Хитрый и полезный чип Atmel U211B нам в помощь. У кого имеется старый движок без дела — смело к паяльнику. Далее описана практическая реализация контроллера для его запуска и регулировки оборотов.

Содержание / Contents

↑ Интро

Всё началось с удачного приобретения: маленького токарного станочка. Точный, не раздолбанный грубым обращением, но вот с приводной частью была беда. Предыдущий владелец использовал, по всей видимости, обычный асинхронный двигатель, а обороты регулировал перекидыванием ремня с одной пары шкивов на другую. Это лучше, чем ничего, но всё-таки далеко не самый правильный подход.Нам хотелось иметь возможность регулировать обороты в широких пределах, что позволяет обрабатывать заготовки разных диаметров с одинаковой лёгкостью.

↑ Мой двигатель от стиралки

В современных стиральных машинах применяются двигатели, которые отлично подходят для решения этой задачи. Существует много моделей, но все их объединяют некоторые конструктивные особенности: они щеточные, с последовательным возбуждением и имеют датчик оборотов! А ещё шкив под поликлиновый ремень. Такие разные и такие одинаковые…Мне попался такой, итальянский, 350-14000 оборотов:

ВНИМАНИЕ! Нельзя включать двигатели с последовательным возбуждением без нагрузки и без регулятора оборотов. У них теоретически нет такого понятия, как обороты холостого хода. Двигатель может раскручиваться до чудовищных оборотов, т. е. уходить вразнос.Если хотите проверить работоспособность двигателя, можно ткнуть на секунду. Надолго оставлять нельзя!

↑ Датчик оборотов

С обратной стороны видим датчик оборотов.Внутри он выглядит примерно так:Это просто маленький генератор переменки. Задача состоит в том, чтобы подсчитать количество импульсов, если по каким-то причинам они следуют слишком медленно, контроллер «поддает газу» пока обороты не придут в норму.Благодаря обратной связи можно крутить двигатель даже очень медленно, не теряя в крутящем моменте.Не забывайте, чтобы дать значительную нагрузку двигателю, нужно использовать дополнительный вентилятор охлаждения, т. к. производительности родной крыльчатки на низких оборотах не хватает.

↑ Электроника. Почему Atmel U211B?

Довольно популярен похожий контроллер на TDA1085. Одну и ту же схему и плату перепечатывают по всему интернету, и у всех она работает, кроме меня. К сожалению, мне так и не удалось ничего от него добиться. Похоже, или микросхемы были слегка поддельные, или просто руки кривые.Останки неудачного макета:Микросхема U211B от Atmel обещала точно такой же функционал, но схема немного проще, плата немного проще, настройка существенно проще.Смотрите сами:Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!Существуют версии схемы на U211B для работы с оптическими датчиками и датчиками Холла. Примеры различных применений можно найти в документации на микросхему (см. архивы к статье). Тех, кто хочет глубже разобраться в теме, ещё раз отсылаю к даташиту.

↑ Настройка контроллера оборотов и защиты

Честно говоря, нельзя наверняка сказать, что эта схема идеально подойдет вашему двигателю.Дело в том, что двигатели всё-таки, при всей своей похожести, разные и чтобы всё работало правильно, нужно внимательно вчитаться в даташит и высчитать каждый номинал. Каюсь, я не стал этого делать. Уже надоела вся эта возня с TDA1085, хотелось просто включить и услышать наконец работу мотора! Я внес изменения только в той части, которая отвечает за вход с датчика и подобрал R3, R16, R17 и С11. Прокатило, как ни странно.Резистор R4 (0,47 Ома 2 Вт) играет роль токового шунта, по нему защита определяет перегрузку. Он выбирается в зависимости от мощности двигателя по формуле из даташита. У меня резистор набран из двух 5-ваттных «белых кирпичей» по 0,22 Ома последовательно. Уж что было под рукой в момент сборки. Подстроечник R8 задаёт чувствительность защиты. Мне пришлось его открутить почти до конца вправо, похоже номинал R4 всё-таки великоват. На среднем положении R8 двигатель вообще не стартовал.Подбором R16, R17 устанавливаются минимальные и максимальные обороты.Подстроечник R10 задаёт минимальное напряжение на двигателе. Если вы даже закоротите R16 и переменником R15 выставите обороты в ноль, мотор будет продолжать крутиться от этого напряжения, но без стабилизации оборотов.Если вал двигателя остановить, контроллер это поймет и попытается его перезапустить импульсами полной мощности. Сначала короткими, потом более длинными.С11 — задающий элемент преобразователя частоты в напряжение. В зависимости от того, сколько импульсов на 1 оборот дает датчик, он может отличаться в очень широких пределах. В нашем случае 22 нФ работает нормально.

↑ Электродвигатель в работе, фото и видео

С этими номиналами всё крутится отлично, двигатель испытан в реальной работе.

На видео есть попытка дать нагрузку на вал рукой. Не повторяйте такого хулиганства, не нарушайте ТБ!

↑ Файлы

▼ Даташит Atmel-U211B.pdf 🕗 04/08/17 ⚖️ 1,76 Mb ⇣ 64Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства. Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи — помоги мне!Пожертвовать на журнал Датагор и др. способы получения доступа. — Спасибо за внимание! Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор» ▼ Чертёж ПП (lay6) автора 🕗 17/08/17 ⚖️ 14,17 Kb ⇣ 47Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства. Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи — помоги мне!Пожертвовать на журнал Датагор и др. способы получения доступа. — Спасибо за внимание! Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор» ▼ Чертёж ПП (lay6) доработал Игорь Котов (New! Июнь 2019) 🕗 27/06/19 ⚖️ 17,26 Kb ⇣ 12Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства. Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи — помоги мне!Пожертвовать на журнал Датагор и др. способы получения доступа. — Спасибо за внимание! Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор» Спасибо за внимание!Сергей (Yamazaki)УльяновскСписок всех статейПрофиль YamazakiВ детстве меня ударило током, трижды, с тех пор интересуюсь электроникой.

Читательское голосование

Статью одобрил 81 читатель.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

Поделись с друзьями!

Связанные материалы

Вечный энкодер (валкодер) с устойчивыми положениями из шагового двигателя… Механический энкодер — вещь удобная в использовании, но он имеет некоторые досадные недостатки. В… Домашний CNC. Часть 2. Механика… При конструировании очередного станка с ЧПУ, а попросту 3-х осевого фрезерного-сверлильного… Домашний CNC. Часть 1. Драйвер шагового двигателя для мини-станка с ЧПУ… При конструировании очередного станка с ЧПУ, а попросту 3-х осевого фрезерного-сверлильного… Сверлильный станок для печатных плат на базе механизмов дисковых приводов… Сейчас аппаратура быстро устаревает. Всё, что остаётся не у дел, надо снова пускать в дело!… Намоточный станок с проводоукладчиком… Давно была идея о создании намоточного станка с проводоукладчиком. На просторах Интернета много… Станок для сверления печатных плат из каретки принтера… У меня был МФУ Эпсон, умер в нём сканер (полетела матрица) и ремонт оказался слишком дорог. Из-за… Руководство по созданию фрезерного CNC ЧПУ станка. Глава 1. Электроника станка… Всем доброго времени суток! А вот и я с новой частью своего рассказа о ЧПУ — станке. Когда начинал… Как я сделал станочек для намотки трансформаторов, простой и точный… Прошло почти два года после моего вселения в наш Дата-город. Пришло время отсчитаться о проделанной… Станок с электроприводом для бифилярной намотки звуковых трансформаторов тонким проводом… Вот и наступил очередной этап моего радиоваяния – изготовление предусилителя с трансформаторными… Автоматический регулятор оборотов микродрели от Александъра Савова… Да, это моя дрель и почему-то все пугаются когда её видят. Ну, жалко мне пока денег на нормальный… Однофазный привод постоянного тока… В основе разработки электропривода лежит принцип работы следящего привода с одноконтурной системой… Универсальный привод с Системой Импульсно — Фазового Управления… Регулятор служит не только для плавного регулирования оборотов двигателя постоянного тока, но в…

Общаемся по статье 💬

«Atmel U211B — контроллер оборотов двигателя от стиралки для домашнего станка»

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

Если неисправность стиральной машины вызвана не перегоранием двигателя, то в случае, когда бытовой прибор не подлежит восстановлению, мотор можно снять и использовать для различных самоделок. Мощность этой детали не слишком велика, но частота вращения может быть значительной, поэтому часто требуется дополнительная регулировка оборотов двигателя от стиральной машины. О том, какими средствами можно уменьшить этот показатель будет подробно рассказано далее.

Проверка двигателя стиральной машины и определение назначение выводов

Перед тем как собрать своими руками регулятор оборотов необходимо проверить работоспособность мотора. В стиральной машине эта деталь подключается через клеммную колодку. Как правило, в разъёме имеются следующие электрические выводы:

• 2 провода от щёток коллектора.
• 2 или 3 провода от статора.
• 2 провода от таходатчика.

Если от статора идут 3 провода, то в таком двигателе реализована возможность изменения скорости посредством попеременного подключения проводов к источнику тока. Без каких либо дополнительных приспособлений мотор с двумя обмотками можно использовать в двух режимах. Такая особенность объясняется в необходимости более высоких оборотов при работе стиральной машины при отжиме белья.

Прежде чем подключать двигатель к электрической сети рекомендуется прозвонить мультиметром каждую обмотку. Измерительный прибор необходимо перевести в режим определения сопротивления до 2 000 Ом и поочерёдно прозвонить каждую пару выводов. Если электрическая цепь не оборвана, то мультиметр покажет определённое значение этого параметра, в противном случае, устройство никак не отреагирует на подсоединение щупов к выводам.

Прозвонив обмотки и убедившись в их целостности, следует подключить прибор к сети 220 В. Для этой цели необходимо последовательно соединить коллекторную часть двигателя с внешней обмоткой, а выводы каждой из них подключить к розетке. Если всё сделано правильно, то двигатель начнёт работать на полную мощность. Чтобы убавить обороты до необходимого значения потребуется добавить схему регулировки оборотов.

Самый простой способ

Во многих электроинструментах, в которых используются коллекторные двигатели, установлен небольшой реостат, с помощью которого можно практически без потери мощности управлять частотой вращения ротора. Такой элемент можно снять с неисправной дрели, шуруповёрта или перфоратора и установить последовательно с электрическим мотором. Если подходящего реостата нет в наличии, то такую деталь можно недорого приобрести в специализированном магазине.

Небольшая сложность заключается в том, что рабочий ход такого регулировочного механизма очень небольшой и бывает очень непросто установить обороты двигателя на необходимом уровне. Эта проблема, как правило, решается установкой дополнительных механических преобразователей механической энергии. Таким образом, можно будет правильно установить частоту вращения ротора, а также обеспечить фиксацию прибора на необходимом уровне.

Кроме реостатов из ручных электрических инструментов можно использовать готовые магазинные приборы, которые достаточно подключить в розетку, а выводы двигателя подсоединить уже непосредственно к регулировочному прибору. Такие изделия позволяют осуществлять изменение напряжения в очень широком диапазоне, поэтому подобрать положение управляющего тумблера под определённые обороты двигателя не составит большого труда.  Немаловажным плюсом магазинных реостатов является возможность использовать их с другими электронными приборами, то есть достаточно один раз приобрести изделие, с помощью которого можно будет осуществлять регулировку большого количества приборов, не ограничиваясь электромоторами.

Контроллер оборотов двигателя с Aliexpress

На известной торговой площадке можно приобрести недорогой и эффективный регулятор оборотов электродвигателя. При использовании такого прибора также не происходит снижение мощности мотора. Контроллер выполнен в прочном пластиковом корпусе, на передней панели которого находится кнопка включения с индикатором, а также переключатель реостата. К розетке реостат подсоединяется с помощью обычной штепсельной вилки.

На задней панели регулятора оборотов имеется шлейф проводов, в котором одна пара – это «фаза» и «ноль» и вторая пара идёт к таходатчику электронного двигателя. Если через контроллер подсоединить к двигателю от стиральной машины только 2 основных провода, то мотор будет работать при максимальных оборотах. Для того чтобы появилась возможность регулировать обороты потребуется обязательно соединить провода, идущие от таходатчика.

Подключать к такому устройству можно не только двигатели от стиральной машины, но и моторы, снятые со старых дрелей и других ненужных электроинструментов. Главное при подготовке к работе правильно осуществить монтаж электрической системы. Работа по соединению регулирующего устройства с двигателем должна осуществляться в такой последовательности:

• Соединить провода, идущие от контроллера с мотором. При этом важно не перепутать назначение каждого проводника.
• Включить вилку устройства в сеть.
• Перевести положение реостата в положение «0».
• Нажать кнопку включения.
• Плавным движением реостата выбрать оптимальный режим вращения ротора.

Если регулятор оборотов будет использоваться только с одним потребителем электроэнергии, то после окончания работ достаточно выключить устройство на передней панели, а также отключить его от сети.

Многие самодельные мастера при подключении контроллера этого типа сталкиваются с одной проблемой. Провода, идущие от реостата, оформляются в разъём, который не подходит к штатному гнезду двигателей большинства моделей стиральных машин. Решается эта проблема перепайкой подходящей штекерной колодки, которую можно приобрести в специализированных магазинах либо снять со стиралки, с который был удалён двигатель.

Советы и рекомендации

Если все работы по подключению и использованию устройства по регулировке оборотов двигателя от стиральной машины осуществляются своими руками, то необходимо при выполнении работ придерживаться следующих правил:

• Осуществлять подключение проводов мотора от стиральной машины только после того, как будут правильно определено назначение каждого проводника.
• Соблюдать осторожность при работе с электрическим током. Все провода, по которым передаётся опасное для жизни напряжение, должны быть тщательно изолированы, а корпус электромотора заземлён.
• При первом включении рекомендуется использовать сетевой фильтр со встроенным предохранителем, который сработает при допущении серьёзных ошибок в электрической схеме.
• При работе самодельного или магазинного устройства не должно наблюдаться искрений, задымления или чрезмерного нагрева. Подобные явления могут указывать на неисправность устройства либо на работу контроллера при чрезмерной нагрузке.

В общем, собрать своими руками самодельный станок с регулировкой оборотов или любое другое полезное в хозяйстве устройство не составит большого труда, конечно, при условии правильного выполнения всех изложенных в этой статье рекомендаций.

Используемые источники:

• http://shenrok.blogspot.com/p/blog-page_9.html
• https://datagor.ru/practice/elektroprivod/2992-atmel-u211b-kontroller-oborotov-dvigatelya-ot-stiralki.html
• https://stiralkainfo.ru/remont/regulirovka-oborotov-dvigatelya-ot-stiralnoj-mashiny.html