В документации на LM317T можно найти схему, которая после подачи напряжения на вход будет плавно поднимать напряжение на выходе.
Появилась идея приделать эту схему к микро-дрели, что позволит точно сверлить отверстия без необходимости керновки.
Зачем это нужно? Минимальная скорость вращения этого инструмента, 5000об/мин. С точки зрения гравировки, шлифовки, полировки и чего-нибудь отрезать диском - нормально. А вот сверлить сразу с такой скоростью сверлами маленького диаметра (0.5-1.0мм) не очень комфортно. (сверло может увести, заклинить и на такой скорости его очень легко сломать).
Не плохо было бы сделать так, чтобы после пуска сверло начинало вращаться с небольшой скоростью - чтобы можно было "засверлиться", и только потом сверлить на полных оборотах.
Ну, и в качестве бонуса сделать управление с помощью самодельной педали от синтезатора, чтобы освободить руки.
Внутри находится обычная кнопка от дверного звонка. Мини дрель в режиме сверловки потребляет ток около 200mA - думаю, что такой ток кнопочка вполне себе протащит.
Как работает схема плавного запуска нагрузки
Чтобы подобрать радиодетали под конкретную задачу необходимо хотя-бы в общих чертах представлять как работает схема.
LM317T сама по себе штука не замысловатая, напряжение на выходе можно установить с помощью делителя напряжения R1/R2
которое можно рассчитать по формуле:
VO = VREF * (1 + R2/R1) = 1.25 * (1 + 2700/240) = 15.3V Мне эти номиналы резисторов подходят идеально, так как разница напряжений между входом и выходом у стабилизатора LM317 для нормальной работы должна быть не менее 3V. (БП дрели как раз выдает 15+3=18V.)
В сети полно калькуляторов для этой микросхемы - заморачиваться с формулами совсем не обязательно.
Схема постепенного увеличения напряжения на выходе работает следующим образом:
Сразу после того, как на схему подали питание конденсатор С1 находится в еще разряженном состоянии и поэтому транзистор открыт.
Сопротивление открытого транзистора меньше чем сопротивление R2 и управляющая нога Adjust оказывается фактически подключена к земле - соответственно напряжение на выходе микросхемы не велико.
Через резистор R3 постепенно происходит зарядка конденсатора С1.
Ток протекающий через p-n переход Э-Б транзистора начинает снижаться, сопротивление транзистора начинает расти, а это приводит к тому, что напряжение на ножке Adjust начинает увеличиваться.
Но увеличение напряжения на ножке Adjust приводит к тому, что начинает расти напряжение на выходе
а значит транзистор опять сможет приоткрыться. Рано или поздно конденсатор С1 зарядится полностью, транзистор закроется и на выходе схемы появится напряжение, которое устанавливается делителем напряжений R1/R2.
Для того, чтобы напряжение на выходе нарастало быстрее [медленнее] необходимо:
- снизить [увеличить] емкость С1;
- уменьшить [увеличить] сопротивление R3;
После отключения питания конденсатор С1 разрядится через диод D1 и схема будет готова к следующему плавному запуску:
Кстати, за счет того, что С1 разряжается не быстро, можно ритмично нажимая педаль, даже добиться некой стабильности вращения дрели на малых оборотах.
Подбор деталей, прототип и тестирование
"Крутилки" номиналом 50K у меня дома не нашлось. После подбора деталей с помощью макетной платы получилась следующая схема.
В крайнем левом по схеме положении потенциометра R3 будет самый плавный набор оборотов. В крайнем правом положении R3 схема превращается в просто выключатель.
По идее резистор R2 можно тоже поменять на переменный, номиналом 5кОм. Это даст возможность регулировать максимальное выходное напряжение, но у меня на микро-дрели уже есть регулятор оборотов (совмещенный с выключателем) - так, что в рамках моей задачи такой функционал уже излишен. Мне нужен был именно плавный запуск процесса сверловки.
"Тапать" микро дрель тапкой мне понравилось. Руки свободны, а плавный запуск позволяет сверлить отверстия там где хочется, а ни там где получится. Можно ничего предварительно не кернить. Для отверстий в стеклотекстолите, то что нужно. Схему обязательно пересоберу с помощью паяльника и затолкаю в какой-нибудь корпус.
p.s: Для тех кто захочет повторить, напомню, что микросхема LM317 работает в линейном режиме. Разницу между входным и выходным напряжениями она переводит в тепло. При длительной работе и мощных нагрузках возможно потребуется радиатор.
Оглавление канала доступно тут:
Всем удачи!