DIY इलेक्ट्रिक पेचकश या हमारे Xiaomi का जवाब

यदि आपने अचानक खुद के लिए फैसला किया है कि Xiaomi Wowstick जैसा एक छोटा इलेक्ट्रिक पेचकश बस महत्वपूर्ण है, लेकिन टर्नकी समाधान आपके बारे में नहीं है, तो इस लेख को आपको दिलचस्पी लेनी चाहिए। कटौती के तहत आपको अपनी खुद की "बाइक" बनाने के लिए विकास और निर्देशों का विवरण मिलेगा। तो कृपया सज्जनों ...

इस उपकरण के निर्माण का इतिहास पूरी तरह से शुरू नहीं हुआ था, जो मुझे ज़रूरत थी या मेरे टूलबॉक्स में इस पेचकश को रखना चाहता था। हां, और मैनुअल पेचकस के साथ उपकरणों को असम्बद्ध या असेंबल करने की प्रक्रिया मेरे साथ काफी ठीक थी, लेकिन उद्यम में मेरे सहयोगी की यात्रा ने इसे थोड़ा बदल दिया।

एक गिरावट दोपहर, कार्यशालाओं में से एक के एक इलेक्ट्रीशियन, विक्टर ने छोटे आकार के रिले पर एक कलेक्टर मोटर के उलट सर्किट को इकट्ठा करने में मदद करने के लिए एक सरल प्रश्न के साथ हमारी स्वचालन प्रयोगशाला में देखा। मेरे सहयोगी, एंटोन, व्यापार में उतर गए, लेकिन निर्माण के बाद, यह पता चला कि परिणामी डिवाइस इंजन और बैटरी की तुलना में आकार में बड़ा था, इसके अलावा, रिले 5 वोल्ट थे और जब बैटरी नीचे गई तो वे बुरी तरह से काम करना शुरू कर दिया। नतीजतन, विक्टर ने मुझे एक सवाल के साथ बदल दिया कि क्या सर्किट को कम करना और अर्धचालकों के पक्ष में रिले से छुटकारा पाना संभव है। मैं सोच रहा था कि यह किस तरह का अंतिम उत्पाद बनाता है, और परिणामस्वरूप यह निकला कि यह चीन में खरीदे गए इंजन पर आधारित एक छोटा इलेक्ट्रिक पेचकश होना चाहिए। मुझे यह विचार पसंद आया, लेकिन मैंने मोटर की क्षमताओं पर संदेह किया और विक्टर को उसे दिखाने के लिए कहा कि वे "लाइव" कैसे कहें। परिणाम मैं थोड़ा हैरान था। इसके आयामों के लिए, मोटर काफी अच्छा निकला, धातु गियरबॉक्स और एक सभ्य क्षण को ध्यान में रखते हुए, इसे कम से कम उंगलियों के साथ पकड़ना यथार्थवादी नहीं था।

कुछ दिनों के सोचने के बाद, मैंने फिर भी फैसला किया कि यह उपकरण मेरे लिए उपयोगी है, खासकर क्योंकि कीमत काफी उचित है, और विकास प्रक्रिया का अनुभव बस अमूल्य है। अंत में, मैंने विक्टर से कहा कि मैं उसे उन लोगों की तुलना में बहुत बेहतर विशेषताओं के साथ एक उपकरण बनाने में मदद करूँगा जो उसने खुद के लिए निर्धारित किए थे। उसके साथ भविष्य के उपकरण के लिए मुख्य मानदंड पर चर्चा की, उसी दिन मैंने विकास प्रक्रिया शुरू की। मैंने डिवाइस की सामान्य अवधारणा प्रस्तुत की, लेकिन यह दिलचस्प था कि वे पहले ही मेरे साथ आए थे। बाजार पर निर्माताओं से तैयार समाधानों की समीक्षा करने और उन पर समीक्षा पढ़ने के बाद, मैंने मुख्य मानदंडों और विशेषताओं को छोड़ दिया। यह क्या आया, नीचे पढ़ें।

तो, अब हम यह निर्धारित करते हैं कि बाजार में जो कुछ है, उसके स्तर पर होने के लिए हमारे पेचकश को किन आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए, और शायद थोड़ा बेहतर हो।

• कुल मिलाकर मापदंडों के अनुरूप होना चाहिए: LxWxH 170x24x24 मिमी से अधिक नहीं।
• 3 डी प्रिंटर पर केस और उसके घटकों के निर्माण की क्षमता।
• 18650 बैटरी द्वारा संचालित।
• माइक्रो-यूएसबी कनेक्टर के माध्यम से फोन के लिए यूएसबी या किसी चार्जर से चार्ज करना।
• एक बटन पर / बंद नियंत्रण।
• रोटेशन की कई गति।
• 5 मिनट के लिए बेकार होने पर ऑटो बंद हो जाता है।
• काम और चयनित गति का संकेत।
• क्लच टोक़ सीमा के बिना

अब जब आपने आवश्यकताओं पर फैसला कर लिया है, तो आप डिजाइन करना शुरू कर सकते हैं। केस से शुरू करते हैं।

मैंने तैयार संरचनाओं पर थोड़ा गौर किया, मैं इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि सिलेंडर के रूप में आवास एक छोर से एक टूटे हुए शंकु के साथ होता है जिसके माध्यम से बिट धारक के साथ ड्राइव शाफ्ट बाहर निकल जाएगा, काफी आरामदायक होगा। चार्जिंग कनेक्टर को विपरीत छोर पर स्थापित करने का निर्णय लिया गया था, यह जुड़ा हुआ चार्जर कॉर्ड के साथ काम करते समय, और अंदर समाप्त चार्ज मॉड्यूल को स्थापित करने के दृष्टिकोण से दोनों सुविधाजनक है। मैंने नियंत्रण के स्थान के बारे में लंबे समय तक सोचा, परिणामस्वरूप मैंने निम्नलिखित कॉन्फ़िगरेशन पर निर्णय लिया: पावर कंट्रोल बटन चार्ज कनेक्टर के साथ अंत से कुछ सेंटीमीटर की तरफ स्थित है। बटन पारदर्शी एसबीएस प्लास्टिक से बना होगा या मोटे ऐक्रेलिक से कट जाएगा, जो इसे डिवाइस की स्थिति प्रदर्शित करने वाले एलईडी के साथ रोशन करने की अनुमति देगा। उन्होंने ड्राइव शाफ्ट के साथ किनारे के करीब रोटेशन की दिशा के लिए नियंत्रण बटन बनाया, ताकि बटन के साथ इसे स्थानांतरित करने के दौरान अंगूठे के साथ या तो उन्हें दबाने के लिए सुविधाजनक होगा, या पकड़ के आधार पर सूचकांक और मध्य, जिनके लिए यह सुविधाजनक है। स्विचिंग मोड (गति) के लिए बटन आगे / पीछे बटन के बीच स्थित होगा, लेकिन मामले के लंबवत चेहरे पर। आगे देखते हुए, यह कहने योग्य है कि यह बटन रिक्ति कोण बहुत सफल नहीं था, लेकिन एक अलग समाधान तत्वों के लेआउट को जटिल करता है, और दूसरी तरफ, जैसा कि अभ्यास ने दिखाया है, मोड को अक्सर बदलना नहीं पड़ता है।

मैंने बैटरी को मामले का एक हिस्सा बनाने के लिए कंटेनर बनाने का फैसला किया, और संपर्कों को विशेष खिड़कियों में डाला जाएगा और थोड़ा वसंत से भरा होगा।

मैंने 2 एम 3 टग के साथ पीतल के युग्मन के माध्यम से गियर शाफ्ट से ड्राइव शाफ्ट को बिट होल्डर धुरी से जोड़ने का फैसला किया, और इसके अलावा धुरी को 623zz बॉल असर द्वारा समर्थित किया जाएगा, इससे गियर पर भार और इसकी माउंटिंग कम हो जाएगी।

एक लैपटॉप की मरम्मत के लिए शिकंजा के एक सेट से 6 काले शिकंजा को एक इकाई में दो हिस्सों को बांधने के लिए बुलाया गया था।

हालाँकि मैं डिज़ाइन के लिए एक अलग CAD सिस्टम का मालिक हूं, फिर भी मैं पहले कागज़ पर कुछ काम करता था, और इस बार, ड्राइंग शुरू करने से पहले, मैंने अभी भी स्केच को हाथ से आकर्षित किया था, और फिर यह ऑटोडेस्क आविष्कारक बन गया।

केस का आधा हिस्सा बनाने के बाद, मैंने बैटरी मॉडल, चार्ज कंट्रोलर बोर्ड, गियर मोटर और बेयरिंग डाउनलोड किया और 3 डी में एक प्रारंभिक असेंबली बनाई।



पहली नज़र में, सब कुछ योजना के अनुसार निकला। नतीजतन, डिजाइन की प्रक्रिया में मुझे कई दिन लग गए, क्योंकि मैंने इसे अपने खाली समय में या दोपहर के भोजन पर किया था, लेकिन आवरण डिजाइन किया गया था, फिर मेरे "चमत्कार" 3 डी प्रिंटर पर छपाई की लंबी प्रक्रिया का पालन किया गया ...

5 घंटे की छपाई और दो शाम के बाद, मामले की पहली प्रति अभी भी काले ABS प्लास्टिक से बनी थी। मैंने गति स्विच बटन के लिए नीले, आगे / पीछे के बटन के लिए काले रंग में बटन पुशर्स मुद्रित किए, और 10 मिमी ऐक्रेलिक से बने पावर बटन, इस मामले में पकड़ के लिए एक मुद्रित अंगूठी डाल दिया।





एसीटोन स्नान और एक छोटी फ़ाइल प्रसंस्करण के बाद (और जहां इसके बिना), सभी तत्व बिना किसी शिकायत के जगह में गिर गए।



एकमात्र क्षण इस तथ्य के कारण एक छोटा अंतर है कि प्रिंट मॉडल के पहले भाग के अंत में प्रिंटिंग टेबल से उड़ा दिया गया था, और यह थोड़ा टेढ़ा हो गया था, लेकिन, दुर्भाग्य से, मेरा प्रिंटर बेहतर नहीं कर सकता है और मैंने इसे ऊपर रखा है।



जब तक आवास डिजाइन शुरू हुआ, तब तक इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल सर्किट को पहले से ही एक ब्रेडबोर्ड पर डिजाइन और परीक्षण किया गया था।



संरचनात्मक रूप से, मैंने सर्किट को 5 मुख्य नोड्स में विभाजित किया है - यह एक बैटरी चार्ज कंट्रोलर, एक पावर मैनेजमेंट मॉड्यूल, एक बूस्टर कन्वर्टर, एक कंट्रोलर और एक पावर इंजन कंट्रोल मॉड्यूल है (अधिक जानकारी के लिए, रिपॉजिटरी में आरेख देखें, लेख के अंत में संकेत दिया गया है)।

यहां डिबगिंग प्रक्रिया का एक वीडियो है (मैं गुणवत्ता के लिए माफी मांगता हूं, लेकिन जब मैंने वीडियो शूट किया, तो मुझे नहीं पता था कि मैं इस विषय पर एक लेख लिखूंगा):



TP4056 पर आधारित अंतर्निहित सुरक्षा के साथ चार्ज नियंत्रक तैयार किया गया था। यह चार्ज प्रक्रिया के संकेत के साथ एक सुविधाजनक और कॉम्पैक्ट समाधान है।

एक अमेरिकी पेटेंट के आधार पर ट्रांजिस्टर पर एक-बटन नियंत्रण बनाया गया था, और सटीक होने के लिए, यह easyelectronics.ru पर एक लेख से ईमानदारी से उधार लिया गया था

मैंने बार-बार इस सर्किट को लागू किया है, इसके अलावा, इसे बोर्ड पर अलग से इकट्ठा किया गया है, ताकि मैं इसे डिबगिंग चरण में किसी भी परियोजना से जोड़ सकूं। बटन के अलावा, कंट्रोलर पावर को बंद भी कर सकता है।

चूंकि इंजन को 6V से संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और इसलिए आपूर्ति वोल्टेज के इस स्तर पर शाफ्ट पर रेटेड टोक़ और गति प्रदान करने के लिए, मैंने सर्किट में एक बूस्टर कनवर्टर जोड़ने का फैसला किया। ठीक है, जहां आपको 6V की आवश्यकता है, आप 8V बना सकते हैं। इस तरह के एक समाधान ने गति को थोड़ा बढ़ाने की अनुमति दी, और, तदनुसार, पल। स्वीकार्य रोटेशन विशेषताओं के साथ व्यापक रेंज पर गति को नियंत्रित करना भी संभव हो गया है। नतीजतन, मैं सर्किट के बारे में लंबे समय तक संकोच नहीं करता था, MT3608 के लिए तैयार कनवर्टर हाथ में था। मापा और परीक्षण करने के बाद, मैं इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि यह उपकरण के काम करने के लिए पर्याप्त से अधिक है। तैयार सर्किट में, सभी घटक बने रहे, प्रतिक्रिया में प्रतिरोधक विभक्त को छोड़कर, मैंने इसे 8.5 वोल्ट के वोल्टेज पर गिना। इन्वर्टर घटक बिजली प्रबंधन बोर्ड की पीठ पर स्थित थे।

Atmel के नियंत्रक, अब माइक्रोचिप, ATTiny 13A, को सिस्टम के "मस्तिष्क" के रूप में चुना गया था। इसके संसाधन अपने उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए पर्याप्त से अधिक हैं, अंतर्निहित ADC ने बटन को संसाधित करना संभव बनाया, और PWM ने प्रोसेसर संसाधनों को उठाए बिना मोटर की गति को नियंत्रित किया। इसके अलावा, इसे अधिक शक्तिशाली AtTiny45 या इसी तरह के द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, क्योंकि वे पिन-टू-पिन संगत हैं।

मोटर को स्विच करने के लिए, समाधान के कई रूपों पर विचार किया गया था, असतत तत्वों पर एच-ब्रिज बनाने से लेकर माइक्रोक्रिस्किट के आधार पर टर्नकी समाधान तक। नतीजतन, मैं एक चिप के रूप में एक तैयार कलेक्टर मोटर चालक पर बस गया। चुनाव MX612 और DRV8837 के बीच था। नियमावली का अध्ययन करने के बाद, मुझे टीआई से ड्राइवर अधिक पसंद आया, लेकिन माइक्रोकिरिट के मामले ने हमें बिना मास्क के घर पर बोर्ड बनाने की अनुमति नहीं दी, नतीजतन मुझे MX612 का उपयोग करना पड़ा। मध्य साम्राज्य में भागों का आदेश दिया गया (दुख की बात है, श्रमिकों द्वारा आदेश दिए गए 6 में से, केवल 3 निकला)। जैसा कि बाद में पता चला, L9110S को लेना संभव था, लेकिन मैं स्पष्ट रूप से खोज में खराब था ...

मामले के अंतिम निरीक्षण के बाद, नियंत्रक, बटन और बिजली प्रबंधन प्रणाली के लिए बोर्डों को तलाक दे दिया गया था।



अब यह यांत्रिकी से निपटने के लिए बनी हुई है। 400 आरपीएम की रोटेशन स्पीड के साथ तैयार गियर मोटर को इंजन के रूप में चुना गया था। चीनी से ऑर्डर करते समय, आप विक्रेता से पूछ सकते हैं और वह आपको गियरबॉक्स पर लगभग किसी भी गियर अनुपात को बना देगा। जैसा कि यह पहले से ही व्यवहार में था, इंजन को कम गति पर रखना बेहतर है, क्योंकि पल अभी भी छोटा है। असर बाजार पर खरीदा गया था, और एक टर्नर द्वारा युग्मन का आदेश दिया गया था। 4 मिमी के बिट्स के एक सेट से एक एक्सटेंशन कॉर्ड को एक बिट धारक के रूप में लिया गया था। इसकी टांग को 3.05 मिमी तक ड्रिल किया गया था, जो असर में एक हस्तक्षेप फिट बैठेगा।

चूंकि सभी को टर्नर के लिए भागों का आदेश देने का अवसर नहीं है, इसलिए मुझे क्लच प्रिंट करने का विचार था। यानी हम इंजन आउटपुट शाफ्ट के लिए एक फ्लैट के साथ एक तरफ एक क्लच बनाते हैं, और दूसरी तरफ एक बिट धारक के लिए एक षट्भुज के साथ, जबकि असर 624zz में बदल जाता है और हमें टर्नर की आवश्यकता नहीं है, लेकिन जीवन में इसका परीक्षण नहीं किया गया है।

इसलिए, जब सभी इकाइयाँ और भाग तैयार हो गए, तो आप असेंबल करना शुरू कर सकते हैं।

सबसे पहले, हम तीन बोर्डों को इकट्ठा करेंगे: पहला बोर्ड एक बूस्ट कन्वर्टर और पावर मैनेजमेंट बोर्ड है। हम उस पर आवश्यक घटक स्थापित करते हैं, और कनवर्टर के लिए हम कारखाने के बोर्ड से प्रारंभ करनेवाला, पीडब्लूएम चिप, शोट्स्की डायोड और फ़िल्टरिंग कैपेसिटी को स्थानांतरित करते हैं।

फिर हम कंट्रोलर बोर्ड और कंट्रोल बटन को इकट्ठा करते हैं। कंट्रोलर बोर्ड को असेम्बल करने से पहले उसमें जरूरी कटआउट करना न भूलें। रिपॉजिटरी से फर्मवेयर के साथ नियंत्रक चमकती।

अब आपको इन बोर्डों को एक साथ मिलाप करने की आवश्यकता है, जैसा कि नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है। नियंत्रक बोर्ड बटन के साथ बोर्ड के केंद्रीय अक्ष से थोड़ा नीचे स्थित है, ऑफसेट मूल्य को एक तैयार मामले में प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त किया जाता है।



चार्ज और बैटरी प्रोटेक्शन कंट्रोलर, जैसा कि पहले संकेत दिया गया है, माइक्रो यूएसबी कनेक्टर के साथ रेडी-मेड लें।

सभी मॉड्यूल को एक साथ जोड़ने से पहले, बैटरी के डिब्बे में पीतल के संपर्कों को स्थापित करना आवश्यक है। मैंने मदरबोर्ड से ईथरनेट कनेक्टर और यूएसबी के शरीर से उनके निर्माण के लिए सामग्री ली। एक तरफ, मैंने संपर्क के तहत एक छोटा सा वसंत डाल दिया, शाब्दिक रूप से कई मोड़, लेकिन यह विश्वसनीय संपर्क के लिए पर्याप्त था। अब जब सब कुछ तैयार है, तो आप मॉड्यूल कनेक्ट करना शुरू कर सकते हैं। हम योजना के अनुसार स्थापना करते हैं। स्थापना के लिए, मैंने एमजीटीएफ लिया, यह बहुत सुविधाजनक है, मैं इस तथ्य पर ध्यान आकर्षित करता हूं कि मैंने इंजन के माइनस और पावर के लिए 0.35 मिमी के क्रॉस सेक्शन के साथ एक तार का उपयोग किया, शेष संचार 0.15 मिमी के तार के साथ किए जाते हैं। सुविधा के लिए, मामले में तार बिछाने के लिए स्थान हैं, स्थापना के बाद इसे टेप या गर्म पिघल चिपकने के साथ तय किया जा सकता है। केवल एक विस्तारित बैटरी के साथ कनेक्शन बनाओ !!! स्थापना पूर्ण होने के बाद, हम एक जांच करते हैं और ध्यान से बैटरी स्थापना की ध्रुवीयता को देखते हैं, मामले पर या मास्किंग टेप पर उपयुक्त निशान बनाते हैं। हम बैटरी डालते हैं, प्रदर्शन की जांच करते हैं, अगर कुछ गलत है, तो घटकों और स्थापना की जांच करें। हम मामले में सभी बोर्डों को उनके स्थानों पर स्थापित करते हैं। नियंत्रक बोर्ड को अतिरिक्त रूप से काले गर्म पिघल चिपकने वाले के साथ बांधा जाता है।

अब असर स्थापित करें। फिर हम युग्मन को मोटर शाफ्ट पर डालते हैं, लेकिन स्क्रू को कसने नहीं देते हैं, युग्मन के साथ मोटर को आवास में डालें। बाहरी कराह से मचाई गई बिट होल्डर को असर में डालें और तुरंत कपलिंग में डालें। संभव के रूप में असर के करीब युग्मन खींचो और दोनों लॉकिंग शिकंजा को कस लें। यह नीचे की छवि की तरह बाहर निकलना चाहिए।



अब हम बटन के लिए शेष पुशर्स सम्मिलित करते हैं, मामले के दूसरे छमाही को बंद करते हैं और इसे शिकंजा के साथ पेंच करते हैं। सब कुछ, डिवाइस परीक्षण के लिए तैयार है।


4 महीने के ऑपरेशन के बाद छोटे उपकरण (लैपटॉप, टैबलेट इत्यादि) को असेंबल / असेंबल करने के लिए मुख्य उपकरण के रूप में, पेचकश ने दिखाया कि किए गए प्रयास व्यर्थ नहीं थे और यह कार्यशाला में बाकी उपकरण के बगल में अपनी जगह लेने के लिए योग्य था। कुल मिलाकर, मैंने 2 प्रतियां बनाईं, एक अपने लिए, और दूसरी एक सहकर्मी की, जिसकी वजह से यह सब शुरू हुआ, उसकी सकारात्मक समीक्षा भी हुई। मैं महीने में औसतन एक बार बैटरी चार्ज करता हूं।

मुझे उम्मीद है कि मेरा अनुभव किसी के लिए दिलचस्प या उपयोगी होगा, यदि पुनरावृत्ति के लिए नहीं, तो शायद यह मुझे अपने स्वयं के विकास के लिए प्रेरित करेगा।

आप सभी को धन्यवाद जो अंत तक पढ़े!

आपको सभी सर्किट और पीसीबी फाइलें, साथ ही मॉडल स्रोत और प्रिंट फाइलें github.com और thingiverse.com पर मिलेंगी, लेकिन रिपॉजिटरी अभी भी चालू हैं।

लोकप्रिय मांग के अनुसार, बीओएम, साथ ही ऑटोडेस्क आविष्कारक मॉडल, रिपॉजिटरी में अपलोड किए गए थे।

1. www.thingiverse.com/thing : 2746308
2. github.com/levichevdmitry/electric-screwdriver