Счетчик витков намоточным станком схема

Счетчик витков намоточным станком схема

Но можно построить счетчик всего на одной микросхеме — универсальном программируемом микроконтроллере, имеющем в своем составе разнообразные периферийные устройства и способном решать очень широкий круг задач. Многие микроконтроллеры имеют особую область памяти — EEPROM. Записанные в нее (в том числе во время исполнения программы) данные, например, текущий результат счета, сохраняются и после отключения питания.

В предлагаемом счетчике применен микроконтроллер Attiny2313 из семейства AVR фирмы Almel. В приборе реализован реверсивный счет, вывод результата с гашением незначащих н

улей на четырехразрядный светодиодный индикатор, хранение результата в EEPROM при выключенном питании. Встроенный в микроконтроллер аналоговый компаратор использован для своевременного обнаружения уменьшения напряжения питания. Счетчик запоминает результат счета при отключении питания, восстанавливая его при включении, и аналогично механическому счетчику снабжен кнопкой обнуления показаний.

Увеличение результата счета N на единицу происходит в момент прерывания оптической связи между излучающим диодом VD1 и фототранзистором VT1, что создает нарастающий перепад уровня на входе INT0 микроконтроллера. При этом уровень на входе INT1 должен быть низким, т. е. фототранзистор VT2 должен быть освещен излучающим диодом VD2. В момент нарастающего перепада на входе INT1 при низком уровне на входе INT0 результат уменьшится на единицу. Другие комбинации уровней и их перепадов на входах INT0 и INT1 результат счета не изменяют.

По достижении максимального значения 9999 счет продолжается с нуля. Вычитание единицы из нулевого значения дает результат 9999. Если обратный счет не нужен, можно исключить из счетчика излучающий диод VD2 и фототранзистор VT2 и соединить вход INT1 микроконтроллера с общим проводом. Счет будет идти только на увеличение.

Как уже сказано, детектором снижения напряжения питания служит встроенный в микроконтроллер аналоговый компаратор. Он сравнивает нестабилизированное напряжение на выходе выпрямителя (диодного моста VD3) со стабилизированным на выходе интегрального стабилизатора DA1. Программа циклически проверяет состояние компаратора. После отключения счетчика от сети напряжение на конденсаторе фильтра выпрямителя С1 спадает, а стабилизированное еще некоторое время остается неизменным. Резисторы R2—R4 подобраны так. что состояние компаратора в этой ситуации изменяется на противоположное. Обнаружив это, программа успевает записать текущий результат счета в EEPROM микроконтроллера еще до прекращения его функционирования по причине выключения питания. При последующем включении программа прочитает число, записанное в ЕЕРРОМ, и выведет его на индикатор. Счет будет продолжен с этого значения.

Ввиду ограниченного числа выводов микроконтроллера для подключения кнопки SB1, обнуляющей счетчик, использован вывод 13, служащий инвертирующим аналоговым входом компаратора (AIM) и одновременно — «цифровым» входом РВ1. Делителем напряжения <резисторы R4, R5) здесь задан уровень, воспринимаемый микроконтроллером как высокий логический При нажатии на кнопку SB1 он станет низким. На состояние компаратора это не повлияет, так как напряжение на входе AIN0 по-прежнему больше, чем на AIN1.

При нажатой кнопке SB1 программа выводит во всех разрядах индикатора знак «минус», а после ее отпускания начинает счет с нуля. Если при нажатой кнопке выключить питание счетчика, текущий результат не будет записан в EEPROM, а хранящееся там значение останется прежним.

Программа построена таким образом, что ее легко адаптировать к счетчику с другими индикаторами (например, с общими катодами), с другой разводкой печатной платы и т. п. Небольшая коррекция программы потребуется и при использовании кварцевого резонатора на частоту, отличающуюся более чем на 1 МГц от указанной.

При напряжении источника 15 В измеряют напряжение на контактах 12 и 13 панели микроконтроллера относительно общего провода (конт.10). Первое должно находиться в интервале 4. 4.5 В, а второе — быть больше 3,5 В, но меньше первого. Далее постепенно уменьшают напряжение источника. Когда оно упадет до 9. 10 В, разность значений напряжения на контактах 12 и 13 должна стать нулевой, а затем поменять знак.

Теперь можно установить в панель запрограммированный микроконтроллер, подключить трансформатор и подать на него сетевое напряжение. Спустя 1,5. 2 с нужно нажать на кнопку SB1. На индикатор счетчика будет выведена цифра 0. Если на индикатор ничего не выведено, еще раз проверьте значения напряжения на входах AIN0.AIN1 микроконтроллера. Первое должно быть больше второго.

Когда счетчик успешно запущен, остается проверить правильность счета, поочередно затеняя фототранзисторы непрозрачной для ИК лучей пластиной. Для большей контрастности индикаторы желательно закрыть светофильтром из красного органического стекла.

Еще если кто будет собирать счётчик на Atiny2313 без кварца,
Фьюзы я запрограммировал так

Источник: Журнал Радио №7, 2006 г.

АРХИВ: Скачать
АРХИВ ОТ Sergiy : Скачать

Персональный сайт разработчика.

Давно хотел собрать счетчик витков для ручного намоточного станка. Хотелось сделать устройство с батарейным питанием от двух микропальчиковых батарей, потребляющее мало энергии в рабочем режиме, имеющее простое кнопочное управление-«Сброс», «Вкл/Выкл». Счетчик должен уметь реверсно считать. Иногда приходится отматывать витки, или бывают не штатные ситуации.

В наличии были STM8S003F3P6 и STM8L051F3P6 в корпусах TSSOP-20. Выяснилось что S003 не годится для моей задумки-у нее питания 3-5в, и скорее всего при 50% разряде 3вольтовой батареи микроконтроллер работать не будет. Поэтому выбор пал на STM8L051F3P6. По даташиту питание у нее от 1,8 до 3,6в. В качестве дисплея решено было использовать МT-10T7 Российского производителя МЭЛТ. Данный ЖК был куплен лет 7 назад, с тех пор достойного применения так и не нашел.Выкинуть его было жалко.

Поговорим о датчике.Сначала я использовал интегральные датчики Холла,формирующие логический сигнал на выходе. Достались с платы подводного фонаря. Оказалось, что они перестают срабатывать уже при небольшом числе оборотов. Это меня огорчило. Пришлось изобретать свой велосипед. Решил использовать датчики холла от мотора cd-rom привода и ОУ lm358. Крайне сомнительно была работа этой затеи от 3в. Но попытка не пытка. На мое удивление схема отлично заработала при таком питании.

Схема проще не придумаешь. R5-задает ток через датчики Холла U1,U2. На DA1, сделан усилитель с КУ=50. Сигналы с выходов DA1 не соответствуют логическим уровням STM8,поэтому к его выходам подключены транзисторы Q1,Q2 представляющие преобразователя уровней.Входы микроконтроллеров подтянуты через резисторы к плюсу,поэтому дополнительный огород городить не стал. Зачем на плате предусмотрены элементы С1,С2-уже и не помню.Очевидно собирался бороться с помехами. Транзисторы на самом деле bc817-40. Но и те что на схеме должны работать. Датчики холла hw-101A(маркировка D).

Питание на датчик, и дисплей приходят с вывода PB1 микроконтроллера. Нагрузочной способности для этих целей более чем достаточно.

R1 это перемычка. Номинала 0 Ом у меня не нашлось,поэтому поставил самый мелкий что был.

Максимальное значение для счета это 65535. Кнопка «RESET» используется для сброса показаний счетчика, «ON/OFF» -вкл/выкл устройства.

Печатную плату можно назвать скорее отладочной.

Фото готового устройства.

В качестве датчика оборотов выступает стеклотекстолитовый диск, с приклеенным на нем ниодиевым магнитом диаметром 5мм,толщиной 1мм, и плата с датчиками Холла.Растояние между магнитом и датчиками около 5мм. Половина знакомест на дисплее осталась не задействована. Ни чего умнее не придумал-как показывать там напряжение питания. Контрастности индикатора не достаточно,поэтому пришлось наклонить всю плату под 45градусов. На фото датчик прикреплен скотчем, потом я его прикрепил несколькими витками изоленты. Конструкция получилась не шибко эстетичной, но этого мне вполне достаточно. Сам намоточный станок-ничто иное как старый механизм для перемотки кинопленки.Ни знаю какие манипуляции он был призван производить, но на него надевается бобина с пленкой. Индикатор,батарейный отсек, плата микроконтроллера приклеены к куску текстолита термоклеем.

Потребляемый ток во включенном состоянии 12,8мA , в выключенном 1,71мкА.

Программное обеспечение.

Код написан в среде IAR Embedded Workbench IDE. Микроконтроллер работает от встроенного RC генератора HSI с частотой 16мгц. Подсчетом числа витков занимается таймер общего назначения TIM2. Он имеет 16битный счетный регистр, и возможность работы с экодером(encoder mode). Это существенно облегчает задачу. Достаточно настроить таймер, и забыть. Он сам по себе будет считать значения, и реализовывает возможности реверсного счета. Правда из-за особенностей работы этого режим значения в регистре счетчика- в два раза больше реальных.

Конечно же значения из TIM2 нужно как то извлекать, и выводить на экран. Этим занимается 8битный TIM4, генерирующий прерывания, по которому происходит эта операция. Прерывания приходят каждые 8мс. В обработчик добавлен опрос кнопки «сброс»,и манипуляции по выводу информации от АЦП и TIM2 на экран.

Измерением напряжения батареи занимается АЦП. Вход опорного напряжения, внутри соединен с плюсовым источником питания микроконтроллера. Выбрать внутренний источник нельзя(как это например сделано в AVR). Зато можно измерить напряжение этого самого источника. Напряжение источника VREF измерено на заводе и записано в VREFINT_Factory_CONV byte,его можно считать.

Что бы основной программе не было скучно, она смотрит-не завершено ли преобразование АЦП и на основе 16 выборок вычисляет среднее.

Включение/выключение схемы реализовано на основе внешнего прерывания по нажатию на кнопку. По приходу прерывания меняем переменную, и сидим ждем пока кнопку отпустят.

Если пользователь хочет выключить устройство,то основная программа сохраняет значение счетного регистра TIM2 в ОЗУ. Все не задействованные выводы делает выходами,устанавливает на них нуль. Если этого не сделать у меня ловит помехи. Отключаем источник эталонного напряжения VREF и АЦП и засыпаем. Использован самый экономичный режим halt. Проснется микроконтроллер от нажатия кнопки «On»,по внешнему прерыванию(External interrupts).

Прошивка микроконтроллера.

Это отдельная история. Когда покупал STM32F0 Discovery, думал что программатор на ней умеет шить STM8.Оказалось что нет. Тратить деньги на отдельный программатор не хотелось, а возможности прошивки по USART меня не впечатлила(да и не всё 8битное семейство умеет это).

По ссылке нашел полноценный ST-Link. Внимательно посмотрев на схему,и на Discovery, выяснилось -можно допаять недостающие детали,обновить ПО, и получить почти полноценный программатор. Что и сделал. Все заработало. Теперь мой Discovery умеет шить STM8. Фото, без комментариев.

Файлы можно скачать тут

Счётчик витков для намоточного станка на ATtiny13

Прикинув одно место к другому, решил, что 4 разрядов индикаторов мне хватит с головой – это ж не много – не мало, а 10 000 витков. Управлять всем безобразием будет контроллер, вот только любимые ATtiny2313 и ATmega8 мне показалось совершенно не комильфо пихать в такое плевое устройство, задача простая и решать её нужно просто. Поэтому будем пользовать ATtiny13 – наверное, самый «дохлый» МК из тех, что есть в продаже на сегодняшний момент (я не беру PIC-и или MCS-51 – эти я только запрограммировать смогу, а вот программы для них писать не умею). Ног у этой тиньки маловато, ну дык никто не мешает нам сдвиговые регистры к ней прикрутить! В качестве датчика оборотов решил использовать датчик холла.

и собрал на макетке:

О кнопках сразу не сказал – а куда ж без них! Целых 4 штуки помимо ресета (S1).
S2 – включает режим намотки (режим установлен по умолчанию) – с каждым оборотом оси с катушкой будет увеличивать значение количества витков на 1
S3 – режим смотки, соответственно, с каждым оборотом, будет уменьшать значение на 1. Максимально смотать можно до «0» — в минус сматываться не будет 🙂
S4 – чтение сохраненной в EEPROM информации.
S5 – запись в EEPROM текущего значения + режим.
Естественно нужно не забывать нажать на кнопку смотки если собираемся сматывать витки, иначе они будут приплюсовываться. Можно было повесить вместо 1 датчика холла – 3 штуки или валкодер и изменить программу контроллера таким образом чтоб он сам выбирал направление вращения, но думаю в данном случае это лишнее.

Теперь не много по схеме:

Как видим, ничего сверхъестественного в ней нет. Питается всё это безобразие от 5В., ток потребляет что-то в районе 85мА.

Кнопки S2-S4 – а-ля матричная клавиатура. «Выходы» кнопок висят на тех же проводниках что и входы регистров, дело в том что после пересылки данных из контроллера в регистры на входах SHcp и Ds может быть сигнал любого уровня, и на содержимое регистров это никак не повлияет. «Входы» кнопок висят на выходах регистров, передача информации происходит примерно следующим образом: сначала контроллер отправляет информацию на регистры для последующей пересылки на индикаторы, затем отправляет информацию для сканирования кнопок. Резисторы R14-R15 необходимы для предотвращения «драки» между ногами регистров/контроллера. Пересылка инфы на индикацию и на сканирование клавы происходит на большой частоте (внутренний генератор в тини13 настроен на 9,6МГц), соответственно как быстро мы не пытались бы нажать и отпустить кнопку, за время нажатия произойдет много срабатываний и соответственно нолик с кнопки побежит на встречу единичке с контроллера. Ну и такая неприятная вещь как дребезг контактов кнопок опять же.
Резисторами R16-R17 подтягиваем нашу клавиатуру к + питания, чтоб во время простоя с выходов клавиатуры на входы контроллера приходила единичка а не Z состояние влекущее ложные срабатывания. Можно было обойтись и без этих резисторов, внутренних pull-up резисторов в МК вполне достаточно, ну да рука у меня не поднялась их убрать – береженного бог бережет.

По схеме вроде бы и все, для заинтересовавшихся привожу список компонентов. Сразу оговорюсь, что номиналы могут отличаться в ту или иную сторону.

После проверки работы счётчика на макете, настала пора собрать железку в «законченное устройство». Развел плату, вытравил, запаял детальки и получил следующее:

В законченом варианте кнопка сброса отсутствует — ну некуда мне ее было на плате втыкать, итак места мало, а если зависнет МК, значит обесточу и заново включу. Так же появился диод в цепи питания — защита от переполюсовки. Что касается остальных деталек – то использовал только те, что были под рукой, поэтому тут и SMD и обычные корпуса.

Вот вроде и все, в конце статьи архив со схемой/печаткой прошивкой.
Кстати насчёт прошивки, на плате не предусмотрен разъём для программирования в целях экономии места. Прошивал по SPI протоколу примерно так:

пробовал программаторы, HVProg, AVR910 и USBAsp – все прошили контроллер без проблем. После прошивки имеет смысл нажать кнопку записи, чтоб записать в EEPROM начальные значения. Если этого не сделать, а нажать клавишу чтения то на индикаторах можем увидеть все что угодно — кто знает что там в памяти было раньше?

Конечный результат:

На неподвижной части станка крепим датчик, на ось вращения устаналиваем магнит таким образом, чтоб он при вращении проходил в 3-5 мм от датчика. Ну и пользуемся 🙂
Теперь точно всё, всем спасибо за внимание, а товарищам GP1 и avreal за помощь в разработке, ждем критику 🙂

Файлы

Схема, печатка, прошивка:
▼ doc.rar 128.55 Kb ⇣ 386

Исходники прошивки:
▼ counter-asm.rar 3.62 Kb ⇣ 277

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Намоточный станок

Устройства для наматывания медного провода часто используются в работе электриков и радиолюбителей. В качестве основы для провода используют специальную катушку. При проведении работы в промышленности процесс требует точности и скорости. В домашних мастерских намоточный станок также может применяться для проведения рассматриваемой работы.

Метод работы намоточного станка

На сегодняшний день намоточный станок считается весьма востребованным оборудованием, при его применении проводится создание однослойных и многослойных катушек трансформаторного типа. За счет подобного механизма можно равномерно распределить проволоку на подготовленные барабаны. Выделяют ручные и автоматические варианты исполнения станков, оба работают по схожему признаку:

1. Основное вращение может передаваться от установленного электрического привода или механической рукоятки. В случае рукоятки она крепится на вал, который также используется для крепления барабана.
2. Укладка проволоки упрощается за счет специального направляющего элемента. Именно он также обеспечивает равномерность распределения мотков.
3. Специальный счетчик может определять количество витков, которые укладываются на барабан. При изготовлении самодельных конструкций в качестве счетчика может использоваться велосипедный спидометр.

Устройство намоточного станка

Применение специального механизма позволяет проводить рядовую и тороидальную, перекрестную укладку проволоки. Электрический вариант исполнения характеризуется высокой эффективностью, вращение передается от электрического двигателя через ременную передачу и шкивы. Фрикционная муфта делает работу более плавной, что исключает вероятность обрыва.
Современные варианты исполнения оснащены цифровым оборудованием. Установленные блоки памяти могут не только считать количество витков, но и запоминать эту информацию.

Механизм намоточного станка

Рассматривая ручной намоточный станок нужно учитывать, что в продаже есть несколько различных вариантов конструкции: рядовой, тороидальный и универсальный. Все варианты исполнения характеризуются определенными особенностями, которые нужно учитывать.

Схема сборки намоточного станка

Намоточный станок, который проводит рядовую укладку проволоки, состоит из следующих элементов:

1. В основе конструкции лежит сварная рама, которая имеет посадочные места и отверстия для фиксации других основных элементов.
2. Подобный станок обладает механизмом, за счет которого длинномерный материал распределяется по всей длине барабана равномерно. Распределение проводится за счет каретки с направляющими роликами, которая и переводится вдоль барабана.
3. Модели намоточных станков могут отличаться друг от друга размерами и функциональными возможностями.

Встречаются и стандартные механизмы, предназначенные для укладки проволоки. Среди их особенностей можно отметить следующие моменты:

1. Основная часть конструкции представлена каркасом, который изготавливается из металла и дерева. Она расположена вертикально.
2. Опоры служат для расположения двух горизонтальных осей: одна используется для установки пластин, вторая катушки.
3. Механизм имеет и сменные шестерни, которые предназначены для передачи вращения.
4. Ось соединена с рукояткой. Для ее фиксации используется цанговый зажим.
5. В качестве фиксатора используются винты и гайки.

Если наматывать нужно на тороидальные сердечники, то используется механизм кольцевого типа. Он имеет следующие особенности:

1. Конструкция напоминает челнок, который работает по принципу швейной иглы.
2. Намоточное устройство подобного типа имеет шпулю. Она представлена сочетанием двух пересекающихся колец со съемным сектором.
3. Для того чтобы шпуля вращалась устанавливают электрический двигатель.

При учете особенностей подобных механизмов можно создать самодельный намоточный станок. Он не будет существенно уступать покупным, при этом обойдется недорого.

Необходимые материалы и комплектация для изготовления

Основным элементом практически любой конструкции можно назвать каркас. Он изготавливается при скреплении всех элементов сваркой. Особенности конструкции следующие:

1. Самодельный намоточный станок не должен выдерживать большую нагрузку. Поэтому в отдельных элемента просверливаются отверстия, после чего привариваются к основанию.
2. В ранее созданных отверстиях монтируют втулки, в нижних располагают подшипники.
3. С внешней стороны конструкции крепежные элементы прикрываются крышками.
4. Верхний вал должен иметь диаметр 12 мм. Он предназначен для фиксации катушки.
5. Средний предназначен для распределения нити по барабану. Перед тем как использовать механизм этот элемент полируется.
6. Нижний вал предназначается для подачи длинномерного материала. Его размер может варьировать в большом диапазоне.

Намоточное устройство может изготавливаться самостоятельно. Рекомендуется использовать трехступенчатые шкивы, которые вытачиваются из закаленной стали.

Устройство укладчика проволоки

Процесс распределения длинномерного материала осуществляется за счет трех пластин, которые соединяются между собой. В верхней части создаваемой конструкции просверливается отверстие 6 мм. Он служит для установки винта:

1. В пластины монтируются втулки, диаметр и длина которых 20 мм.
2. Наружные элементы соединяются при вклеивании желоба из кожи. Они требуются для выравнивания и натягивания катушки.
3. Сверху крепится стержень из стали, на котором есть витки резьбы. Он предназначен для скрепления пластин.
4. Упростить процесс можно при установке откидного кронштейна.

Устройство укладчика проволоки

Самодельный намоточный станок характеризуется высокой эффективностью. Намоточное устройство изготовить достаточно просто даже при использовании простых материалов и инструментов.

Изготовление счетчика витков

В некоторых случаях нужно знать количество уложенных витков. Для этого устанавливается специальное устройство, которое также можно изготовить самостоятельно. Среди особенностей отметим следующие моменты:

1. На верхний бал крепится обычный электрический магнит.
2. К одной из сторон подводится изолированный провод.
3. Отводимые контакты подсоединяются к специальному калькулятору.
4. Катушка с проводом размещается отдельно.

За счет подобно расположения основных элементов счетчик получается компактным и весьма эффективным в применении. Станок для намотки с самодельным устройством подсчета витков дает небольшую погрешность, что стоит учитывать.