Самодельный центроискатель

[xvovanx]

Добрый день, форумчане. Тема не нова и обсуждалась на форуме, но профильная тема была закрыта, а так как тема нужная пришлось создать аналогичную.
При изготовлении центроискателя для мини станочков главный и жирный минус существующих идей, как для меня, это его габариты. Посути определяющим фактором диаметра является хаб с 120гр.штытями, плюс шарики, плюс выступ платы, плюс толщина стенки корпуса, итого получаем как минимум диаметр 40мм, что для мини станочка как-то уже многовато выходит. Да и внешне выглядит как шайба высотой 25мм и диаметром 40мм. Про идеальную точность отверстий в 120гр в хабе тоже отдельный разговор. Если нет 4 поворотной оси, то даже с изготовлением шаблона выставить не всегда получалось. Да некрасивые, да работают, но хочется сделать "конфетку". Поэтому у и меня родилась идея отказаться от трехногого хаба, нет, как таковой хаб остается, но вот отверстия для штифтов решил переиграть. В хабе профрезировал карманы в пол диаметра штифтов. Габариты диаметра датчика уменьшились в разы. Даже калибровочные винты не крутил, а сразу попал в 2-3 сотки. Ура-подумал я -"конфетка", а хрен тебе вместо конфетки - подумал датчик . Хоть соотношение плеч длины стилуса и расстояния от центра до опоры шариков в принципе не изменились, нормально работать датчик отказывается. При срабатывании хаб не всегда хочет возвращаться на место и замыкать шарики. Внешне все вроде как и на месте стоит, но замыкания нет, надо "передергивать" стилус еще раз. Полагаю, что происходит это из-за того, что при таких малых габаритах сильно начинает влиять пружина, она не только сжимается, но и чуть смещается с хабом в сторону. В крупно габаритных датчиках таких фокусов у меня до этого не было. "Жонглирование" разными пружинками ничего не дало, из 10 раз срабатываний - один "завис" обеспечен.
Может у кого из форумчан есть опробованные идеи, как можно уменьшить габариты всего датчика?

P.S. кстати для ключа-инвертора сигнала от датчика вместо транзисторов и микросхем использую TL431. Супер, в нем и компаратор и опорный источник и размер - "букашка" в три ноги. Надо лишь делитель подобрать под свою напругу 5-36В и вуаля

[Сергей Саныч]

использую TL431

Схему бы увидеть.

[ScrewDriver]

Полагаю, что происходит это из-за того, что при таких малых габаритах сильно начинает влиять пружина, она не только сжимается, но и чуть смещается с хабом в сторону

еще может сильно влиять напряжение, что на шариках. оксидная пленка плоховато пробивается низким напряжением.
Попробуйте 24В, вдруг поможет.

[Hanter]

я бы попробовал пружину поставить максимального диаметра. чтобы она не в центр давила а на периферию хаба.

[vovafed]

три пружинки по углам)

[xvovanx]

Схему бы увидеть.

Схема проста. На управляющую ногу компаратора подаем больше/меньше 2.5В. Схему набросал от руки + описание.

еще может сильно влиять напряжение, что на шариках. оксидная пленка плоховато пробивается низким напряжением.
Попробуйте 24В, вдруг поможет.

Не в данном случае. Я поэтому и компаратор использовал. Измерял сопротивление датчика при срабатываниях: от нуля (хороший контакт), аж до 10-20кОм (плохой контакт). Я в верхнем плече увеличил сопротивление до 100кОм, т.е. если контакт плохой ( до 100кОм), то все равно сработает. Стало лучше, но часто зависает с бесконечностью.
С пружинками да, поколдую, попробую даже три от шариковых ручек. Еще вот возникла идея - чуть больше шарики развести, чтоб шток лучше (глубже) клинил между ними и попробовать смазать шарики

[Сергей Саныч]

Напряжение на контактах при такой схеме включения никогда не превысит 2,5В, вне зависимости от напряжения питания (см. блок-схему TL431). Это очень мало! Нужно гарантированно пробить оксидную пленку на 6 парах контактов, включенных последовательно. Практика показывает, что оптимальное напряжение для "сухих" центроискателей - около 12 вольт, для маслонаполненных делают и выше.
Обсуждалось в этой теме Беспроводной центроискатель Lite WL (технические вопросы) #1

[Сергей Саныч]

Измерял сопротивление датчика при срабатываниях

Чем измеряли?

[Chili]

У меня вопрос по " механике".Владимир Вы штырьки вклеивали в державку стилуса или " плотно" вставлено ?

[xvovanx]

Напряжение на контактах при такой схеме да не превысит 2,5В, вне зависимости от напряжения питания (см. блок-схему TL431). Это очень мало! Нужно гарантированно пробить оксидную пленку на 6 парах контактов, включенных последовательно. Практика показывает, что оптимальное напряжение для "сухих" центроискателей - около 12 вольт, для маслонаполненных делают и выше.
Обсуждалось в этой теме Беспроводной центроискатель Lite WL (технические вопросы) #1

Темы эти были уже перелопачены. У меня питание 12В (опторазвязка на входе), при разрыве шариков на управляющем входе на момент замыкания имеем все тех же 12В, должно пробивать. Я уже писал, что когда делал до этого большие датчики с трехногим хабом, таких проблем не возникало. Появились только на мелкогабаритной версии, так что грешу только на механику датчика.

Измерял сопротивление датчика при срабатываниях

Чем измеряли?

Отключил все, оставил голые шарики и хаб и замерял мультиметром сопротивление вместе всех 6 шариков.

[xvovanx]

Вы штырьки вклеивали в державку стилуса или " плотно" вставлено ?

фрезернул ширину по диаметру штырька 3.175мм, глубиной в полдиаметра. Туго вставились до дна, капнул по бокам снизу и клея, так на всякий случай.

[Chili]

Я правильно понимаю,плата с шариками вообще не фиксируется? ,только винтами регулируется? Корпус можно спустить до диаметра 20,если верхнюю крышку либо на резьбе,либо в торец винтами. Регулировать или по другому говоря настраивать ноль стилуса можно двумя винтами на штоке (тот что в цангу станка вставляется),либо смещением штока от крышки по типу координатного или крестового стола.Регулировка сбоку в центроискателях удобней.

[xvovanx]

Я правильно понимаю,плата с шариками вообще не фиксируется? ,только винтами регулируется? Корпус можно спустить до диаметра 20,если верхнюю крышку либо на резьбе,либо в торец винтами. Регулировать или по другому говоря настраивать ноль стилуса можно двумя винтами на штоке (тот что в цангу станка вставляется),либо смещением штока от крышки по типу координатного или крестового стола.Регулировка сбоку в центроискателях удобней.

Плата без люфта плотно вставляется в корпус (профрезерован выступ). Изначально предполагалось выставить ноль, потом выкрутить, посчитав обороты, регулировочные винты, через отверстия капнуть по капельке резинового клея и закрутить обратно и проверить еще раз. Корпус сейчас 24мм в диаметре, высота 20мм. Диаметр можно бы было еще поджать меньше, но вот казус с зависанием хаба из-за малых габаритов...

[Chili]

и не зависит поворачиваешь ты хаб на 120 гр и тестируешь,потом следующие 120 ....все равно виснет?

[xvovanx]

Да, пробовал все варианты, хаб крутил по разному . Появится время, сделаю новый хаб под три пружинки и текстолитовую платку переделаю, зазор между шариками увеличу. О результатах переделки сообщу.

[Сергей Саныч]

Отключил все, оставил голые шарики и хаб и замерял мультиметром сопротивление вместе всех 6 шариков.

Напряжение на контактах цифровых мультиметров в режиме измерения сопротивления обычно не превышает нескольких десятых долей вольта.

при разрыве шариков на управляющем входе на момент замыкания имеем все тех же 12В

Не будет там 12В. Будет около 2,5, если верить приведенным схемам. Можете померить.

[xvovanx]

Не будет там 12В. Будет около 2,5, если верить приведенным схемам. Можете померить.

Не соглашусь. Посмотрите на схемы. Контакты шариков (NC) разомкнуты при срабатывании. Питание напрямую через резистор идет на вход компаратора, вход высокоомный, падения никакого. Глянем схему из даташита: у входного тр-ра в эмитере нагрузка - это схема с общим колектором - у него напряжение на базе близкО к питанию. Транзистор, (тот что к входу эмитером) включен с общей базой (связь от токового зеркала) - у него входное сопротивление огромно. На токовом зеркале сравнивается входное напряжение (<> 2.5В) с опорным. Имеем высокоомный вход компаратора (производители только такие и делают, чтоб входные цепи не мешали).

P.S. на входе (на шариках) при разрыве до момента замыкания имею 11.8В (с опроразвязки приходит уже 11.8), при замыкании шариков падает в ноль. На выходе компаратора получаем ключ 11.8/0 В. 2.5В это порог при котором сработает компаратор, а на входе при хх имеем U пит.

[Сергей Саныч]

Не соглашусь.

Ваше право
Но все рассуждения относятся к штатному режиму работы - в качестве стабилизатора, когда напряжение на управляющем входе ниже или равно напряжению на "катоде".
Теперь смотрим блок-схему.

Когда напряжение на входе превысит опорное, выходной транзистор откроется и потащит к земле вход через открывшийся диод D1. Соответственно, напряжение на входе станет равным напряжению на "катоде" + 0,7В (падение на диоде). На принципиальной схеме этот диод специально не обозначен, его роль играет переход база-коллектор входного транзистора.
И, как известно, практика - критерий истины К сожалению, у меня нет под рукой TL431. Но вам ничего не стоит померить фактическое напряжение на контактах при подключенной схеме.

[xvovanx]

Когда напряжение на входе превысит опорное, выходной транзистор откроется и потащит к земле вход через открывшийся диод D1.

В теме обсуждаем прописные истины каскада с ОК. Диод в блок схеме защитный, чтоб на вход не подали напругу больше питания. На коллекторе 12В, при открытом тр-ре на эммитере будет ~11В, на базе чтоб был открыт надо на 0.7В (p-n переход) больше эммитера, т.е. грубо 11.7В. Но никак не 2.5В. Смоделирую работу: сработал датчик, шарики разомкнуты, на шариках (на базе) 11.7В, при замыкании с 11.7 шарики замыкают базу на ноль. В момент касания изначально имеем пробивное 11.7В.

P.S.не то обсуждаем, не там бодаемся . С классической механикой (хаб с тремя рогами-штырями) и данной схемой инвертора все работает отлично.

[Сергей Саныч]

По схеме с ОК включен входной транзистор. Откуда у него на коллекторе возьмется 12 вольт при открытом выходном? А он при разомкнутых контактах будет открыт.
Схему надо целиком рассматривать, а не только отдельные элементы.
И все-таки померяйте в реале...