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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 레이저 포인터가 있는 반자동 드릴링 머신. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
인쇄 회로 기판에 구멍을 뚫기 위해 많은 라디오 아마추어는 샤프트에 드릴 콜릿 클램프가 부착된 소형 DC 전기 모터인 소위 마이크로드릴을 사용합니다. 인쇄 회로 기판을 처리하기 위한 도구로서 마이크로드릴은 이상적이지 않습니다. 펀칭 없이 미래 구멍의 중앙에 정확하게 들어가는 것은 매우 어렵고 손으로 마이크로드릴의 정확한 수직 위치를 달성하는 것은 거의 불가능합니다. 그 결과 품질이 낮은 "비스듬한" 구멍이 생기고 그 중심은 보드 반대편으로 옮겨지거나 드릴이 부러집니다. 재료). 시중에는 드릴링 머신에 대한 다양한 옵션이 있지만 모두 수동 드릴 피드와 상당한 백래시를 갖고 있으며 여기에 포함된 전자 "지원"은 전원 공급 장치와 구동 모터용 속도 안정 장치뿐입니다. 기사에 설명된 수제 드릴링 머신을 사용하면 예비 코어 펀칭 없이 구멍을 뚫을 수 있습니다. 작동 논리는 마이크로 컨트롤러에 의해 제어됩니다. 이 기계에서 작업할 때 값비싼 초경 드릴이 파손되지 않습니다. 이러한 드릴을 사용하면 구멍의 품질이 향상됩니다. 말 그대로 구멍을 자르므로 드릴링 후에 호일을 샌딩할 필요가 없으므로 인쇄된 도체의 얇은 호일이 더욱 얇아집니다. 나는 하나의 카바이드 드릴 비트(독일산)를 사용하여 이 기계에 1500개 이상의 구멍을 뚫었지만 여전히 부러지지 않았으며 계속해서 고품질 구멍을 뚫고 있습니다. 저렴한 드릴은 일반적으로 포일 유리 섬유에 10-20개의 구멍을 뚫은 후에는 드릴링이 잘 중지되므로 드릴의 회전 속도를 높이고 드릴링할 때 압력을 높여야 합니다. 결과적으로 구멍 주위에 포일 롤이 형성되고 드릴링 후에는 철저하게 도체의 샌딩이 필요합니다. 기계(그림 1-3에 왼쪽, 오른쪽, 뒷면의 모습이 각각 표시됨)는 LOMO 협회에서 생산한 국산 MBI-3 현미경을 기반으로 제작되었습니다. 그 작동은 제어 장치(CU)에 의해 제어되며, 그 다이어그램은 그림 4에 나와 있습니다. 45. ATtiny1 마이크로컨트롤러[XNUMX]를 기반으로 합니다. 전원이 공급되면 제어 장치는 기계를 초기 위치로 설정합니다. 즉, 움직이는 부분이 하단 또는 중간 위치에 있으면 자동으로 초기 상단 위치로 올라갑니다. 다음으로 가공 중인 보드를 레이저 빔 아래에 놓고(레이저 빔이 구멍의 중심에 닿도록 보장) 손으로 작업 테이블을 누르고 페달을 밟습니다. 이 경우, 제어 장치는 드릴로 척을 구동하는 전동 모터와 드릴 이송 모터에 전원을 공급한다. 드릴링이 끝나면 드릴 이송 모터가 기계를 원래 상태로 되돌리고 제어 장치가 두 모터의 전원을 끕니다. 기계가 다음 구멍을 뚫을 준비가 되었습니다.
어린이 장난감에 사용되는 변형된 레이저 모듈이 레이저 포인터로 사용됩니다. 짧은 거리에 레이저 콜리메이터의 초점을 맞추고 공급 전류를 제한해야 합니다. 이는 레이저가 막 빛나기 시작할 정도여야 합니다. 이를 통해 더 얇은 빔을 얻을 수 있고(직경 0,2mm 달성) 레이저 방사선을 안전한 수준으로 줄일 수 있습니다. 레이저 장착 어셈블리 어셈블리가 그림 5에 나와 있습니다. 6에 있고, 그 부분의 도면은 Fig. 3. 베이스 4과 레이저 홀더 1는 약 4mm 두께의 강판으로 만들어졌습니다(저는 오래된 CD-ROM 케이스의 벽을 사용했습니다). 공작물에 필요한 구멍을 뚫은 후 레이저 모듈에 나사를 부착하기 위해 홀더 3의 직사각형 꽃잎을 직각으로 구부립니다. 모듈이 분해되고 황동 본체의 납땜 영역과 M4 너트 5개가 주석 도금됩니다. 나사 3(M28x8)를 홀더 5의 구부러진 꽃잎 구멍에 삽입하고 두 너트 2을 홀더 눈 사이에 오도록 조입니다(그림 5 참조). 레이저 본체 8는 나사 XNUMX(너트 XNUMX 사이) 아래에 삽입되고 너트는 홀더에 꼭 맞도록 납땜됩니다(이는 조정 과정에서 나사가 회전할 때 레이저가 백래시 없이 이동하는 데 필요합니다). .
다음으로 두 개의 너트 5을 나사 1의 돌출 끝 부분에 나사로 고정하고 (그 중 하나는 잠금 너트가 됨) 홀더 4의 눈이 나사 5가 축을 따라 움직이는 것을 허용하지 않도록 조입니다. . 이제 나사를 시계 방향 반대 방향으로 돌리면 레이저 모듈이 한쪽 눈에서 다른 쪽 눈으로 이동합니다. 레이저가 있는 홀더를 베이스 3에 부착하기 위해 2개의 너트가 후자의 뒷면에 납땜됩니다(그림 7에서 명확하게 볼 수 있음). 그런 다음 헤드 아래에 와셔 3이 있는 15개의 나사 6(MXNUMXxXNUMX)을 레이저 측면에서 홀더의 해당 구멍에 삽입하고 원통형 압축 스프링을 그 위에 놓은 다음 베이스에 납땜된 너트에 나사로 고정합니다. 이제 나사를 사용하여 레이저의 위치를 다양한 방향으로 조정할 수 있습니다. 조립된 구조를 튜브 홀더(현미경 상단)에 시험하고 레이저 홀더 베이스의 자루를 그 주위로 구부린 다음 날카로운 스크라이버를 사용하여 베이스에 있는 구멍의 윤곽을 튜브에 옮깁니다. 홀더에 직경 2,5, 깊이 10mm의 구멍 3개를 뚫고 M3 나사산을 절단합니다. 마지막으로 MXNUMX 나사를 사용하여 레이저 홀더 베이스를 현미경에 고정합니다. 드릴에 공급하기 위해 VCR의 웜기어가 장착된 전기 모터를 사용했습니다(오래 전에 장치를 분해했기 때문에 이름을 표시할 수 없습니다). 이 메커니즘(그림 7)은 내부 및 외부 M4 나사산과 동일한 수의 M4 나사가 있는 2,5개의 금속 스탠드를 사용하여 현미경 튜브 홀더에 고정됩니다. 기어는 XNUMX개의 MXNUMX 나사와 너트로 현미경 손잡이에 고정되어 있으며 두 부분의 구멍은 모두 관통되어 있습니다. 조립 중에는 주의가 필요합니다. 기어와 핸들의 정렬 불량이 최소화되어야 합니다.
공급 속도는 저항 R11을 조정하여 제어됩니다. 사용되는 전기 모터는 저전력(정격 전압 - 6V, 전류 - 30mA)이지만 웜 기어박스 덕분에 작업에 매우 잘 대처합니다. 기어박스의 디자인은 무엇이든 가능하지만 현미경 핸들을 쉽게 돌릴 수 있을 만큼 충분한 힘을 제공해야 합니다. 스테퍼 모터를 사용할 수 있습니다. 첫 번째 프로젝트에서는 그렇게 했는데 기존 스테퍼 모터는 샤프트 토크가 부족해 적합한 모터를 찾을 수 없었습니다. 스테퍼 모터 사용에 관심이 있는 사람이 있으면 편집자를 통해 저에게 연락할 수 있습니다. 프로젝트 파일은 보존되었습니다. ATmega8 마이크로 컨트롤러를 사용했습니다. 복합 트랜지스터 VT5VT6의 키는 드릴 피드 모터를 켜고 끄고(XP6 플러그에 연결됨) 트랜지스터 VT2와 릴레이 K1은 방향을 위 또는 아래로 제어합니다. 복합 트랜지스터 VT3VT4의 키는 드릴 드라이브의 전기 모터(XP3 플러그에 연결됨)를 제어하고 속도 안정 장치는 DA1 마이크로 회로와 VT1 트랜지스터에 조립되며 주파수는 저항 R1을 조정하여 조절됩니다. 예를 들어 [2]에서 제안한 것처럼 더 복잡한 회전 속도 안정 장치를 사용하는 것은 의미가 없습니다. 드릴을 "눈으로" 구멍 중앙에 "조준"할 필요가 없기 때문입니다. 이 문제에 대한 실험이 수행되었습니다. DA6 칩에는 드릴 이송 모터 [3]용 전원 공급 장치 전압 안정기가 포함되어 있습니다. 직렬로 연결된 통합 안정기 DA2 및 DA5는 각각 12V 및 5V의 안정화된 전압을 얻도록 설계되었습니다. 첫 번째는 DA3, DA4 마이크로 회로의 전류 안정기에 전원을 공급하는 데 사용되고 두 번째는 마이크로 컨트롤러에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. VT2 트랜지스터를 켜십시오. 커패시터 C2, C3, C6은 필터링되고 나머지는 차단됩니다. 이 기계는 LED 조명을 사용합니다. 백라이트 전류와 레이저 전류가 안정화됩니다. 레이저 전류 안정 장치는 DA3 칩에 조립되고 백라이트 LED는 DA4 칩에 조립됩니다. 안정화 전류는 공식 I = 1,25/R [3]을 사용하여 계산되며 저항 R13 및 R14를 선택하여 설정됩니다. 전류가 안정화되었기 때문에 동일한 유형의 백라이트 LED 여러 개를 직렬로 연결할 수 있습니다. 레이저는 XP4 플러그에 연결되고 LED는 XP5에 연결됩니다. XP7 커넥터는 프로그래머를 연결하기 위한 것입니다. 접점의 목적은 "TRITON+ V5.7T USB" 프로그래머 [4]에 해당합니다. 마이크로 컨트롤러 프로그램은 통합 환경 Code VisionAVR V2.05 [5, 6]에서 개발되었습니다. 드릴의 맨 위쪽 및 아래쪽 위치를 위한 2위치 센서와 드릴링 시작 버튼이 XP2 커넥터에 연결됩니다. 후자는 접점 4와 1에 연결되고 위쪽 위치 센서는 접점 4과 3에, 아래쪽 센서는 접점 4과 1에 연결됩니다. 센서와 버튼에는 일반적으로 열린 접점이 있으며 트리거되면 공통에 연결됩니다. 철사. 페달에 장착된 리미트 스위치를 버튼으로 사용합니다. 위치 센서는 음악 센터의 DVD 플레이어에서 사용됩니다. 드릴이 처리 중인 보드 아래로 20mm 이상 떨어지지 않도록 낮은 위치에서 센서의 트리거링이 조정됩니다. 상부 위치 센서는 드릴의 최대 스트로크를 조절하므로 3mm 이상으로 만드는 것은 의미가 없습니다. 브래킷 8의 나사 6(M3)으로 고정된 탄성 와이어 5(그림 6)으로 만든 스탠드를 이동하여 조정합니다. 나사는 브래킷의 슬롯을 통해 스레드가 있는 직사각형 플레이트에 나사로 고정됩니다. 정지점을 위아래로 이동합니다. 표준 너트가 아닌 나사형 플레이트를 사용하여 나사를 조일 때 너트가 회전하는 것을 방지하기 위해 도구를 사용하지 않고도 포스트의 위치를 발견된 위치에 고정할 수 있습니다. 4. 플레이트는 너트에 납땜될 수 있습니다. 브래킷은 나사 2로 튜브 홀더에 고정되고, 센서 5는 현미경 베이스에 나사로 고정된 L자형 브래킷에 고정됩니다. 브래킷 9의 그림은 그림 XNUMX에 나와 있습니다. XNUMX, 레이저 홀더 부품과 마찬가지로 강판으로 만들어졌습니다.
기계의 전원 공급 전압은 사용되는 드릴 드라이브 모터에 따라 다르지만 14V보다 낮아서는 안됩니다. 정격 공급 전압이 24V인 Canon 잉크젯 프린터의 프린트 헤드 이동 모터를 사용했습니다. 기계 공급 전압은 30V의 조정 마진으로 선택되었습니다. 전류 소비량은 정상 상태(드릴링)의 총 장치 - 1,5A이며, 엔진이 시동되는 순간 잠시 3A로 증가합니다. 따라서 전원 공급 장치는 최소 30A의 전류 소비로 3V의 출력 전압을 제공해야 합니다. 저는 선형 안정기 0...50V, 0...10A가 있는 자체 제작 스위칭 실험실 전원 공급 장치를 사용합니다. 전류 제한으로 인해 모터가 원활하게 시작됩니다. 제어 장치 부품은 그림 10에 표시된 도면에 따라 제작된 단면 호일 코팅 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판에 장착됩니다. XNUMX. 인쇄된 도체의 패턴은 포토레지스트로 코팅된 작업물 포일에 네거티브 사진의 이미지를 노출시켜 적용됩니다. 네거티브 포토마스크는 잉크젯 프린터에서 최고 품질로 인쇄할 수 있습니다.
고정 저항기 R3, R7-R9, R15, 세라믹 커패시터 C1, C4, C5, C7(표면 장착용 모든 크기 0805) 및 마이크로컨트롤러 DD1(SOIC8 패키지)은 인쇄된 도체에 직접 납땜됩니다. 나머지 저항은 MLT-0,25이고 커패시터는 가져온 산화물입니다. 트랜지스터 VT1, VT4, VT6 - 모든 시리즈 KT805, KT819, VT3, VT5 - VS337, VS547, 2N2222, 시리즈 KT315, KT3102; VT2 - BC337, 2N2222, KT630, KT815, KT972 시리즈 중 하나(콜렉터 전류의 최대값은 릴레이 K1의 작동 전류보다 낮아서는 안 됩니다). VT5VT6 키로는 KT829 또는 KT972 시리즈 중 하나의 트랜지스터를 사용할 수 있으며, VT3VT4 키의 경우 문자 인덱스가 있는 하나의 KT827 또는 KT829 트랜지스터를 사용할 수 있습니다. 릴레이 K1 - R40-11D2-5/6은 작동 전압이 5V이고 최소 1A의 스위칭 전류를 위해 설계된 두 개의 스위칭 접점 그룹으로 다른 것으로 교체 가능합니다. 연결하여 12V 릴레이를 사용할 수 있습니다. 상단(다이어그램에 따라) 단자는 권선(다이오드 VD1과 함께)을 DA3 칩의 출력(핀 2)에 연결합니다. 제어 보드는 스테이지 아래에 설치되고 M3 나사로 모서리를 통해 현미경 베이스에 고정됩니다(그림 1 참조). 칩 DA2 및 DA5는 방열판에 설치됩니다. 트랜지스터 VT1에 방열판을 장착하는 것이 좋습니다. 테이블은 텍스톨라이트로 만들어졌습니다. 드릴링 머신으로 전환하기 전에 현미경을 분해해야 하며, 튜브 홀더(현미경 상단 부분)의 움직임을 방해하는 다소 점성이 있는 윤활제를 철저히 씻어내고 액체 윤활제로 윤활해야 합니다. , 변압기 오일. 윗부분의 움직임은 최대한 가볍고 매끄럽고 유격이 없어야 합니다. 드릴을 고정하기 위해 기존 콜릿을 사용하지 않기로 결정했습니다. 모스 테이퍼와 0,3조 척은 직경 4,5~XNUMXmm의 드릴에 사용됩니다. 모터와 카트리지 사이의 연결은 원활해야 합니다. 가공 중인 보드의 레이저 포인트는 나사를 사용하여 다음 순서로 조정됩니다. 보드를 만든 것과 유사한 호일 유리 섬유판에 구멍을 뚫은 다음 조정 장치를 사용하여 레이저 포인트를 구멍에 정확하게 조정합니다. 홀더의 나사. 이 경우 플레이트를 옮기지 않도록 노력해야 합니다. 내 경험에 따르면 레이저 점이 사라지면(더 이상 포일에서 반사되지 않음) 레이저 빔이 구멍에 들어가서 조정된 것입니다. 유리섬유 적층판의 두께는 제작되는 보드의 두께와 동일해야 합니다. 그 후에는 레이저가 미래 구멍의 중심을 정확하게 나타낼 것임을 확신할 수 있습니다. 수리 가능한 부품과 오류 없는 설치로 제어 장치를 조정할 필요가 없습니다. 기계는 50년 넘게 작동되어 왔습니다. 작업 중에는 양손이 자유로워 작업이 편리합니다. 나는 보드를 자주 만들지 만 드릴 하나도 부러지지 않았고 이전에는이 기계 없이는 어떻게 관리했는지 상상할 수 없습니다. 이제 나는 고품질의 값 비싼 드릴을 자신있게 구입합니다. XNUMX개의 구멍을 뚫는 데는 XNUMX분도 채 걸리지 않습니다. 그러나 기계의 작업대에 보드를 설치할 때 깨지기 쉬운 드릴이 부러져 실수로 드릴에 부딪힐 위험이 있으므로 여전히 주의가 필요합니다. 물론 이 시간 동안 보드를 움직이지 않는 한 드릴링 중에 드릴이 파손될 가능성은 낮습니다. 인쇄 도체 패턴을 인쇄 회로 기판 블랭크로 전송하기 위한 .pdf 형식의 네거티브 및 포지티브 사진 템플릿과 마이크로 컨트롤러 프로그램을 다운로드할 수 있습니다. ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/07/stanok.zip에서. 문학
저자: 아이 파신
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