Уређај за аутоматско навијање

Овај уређај правим да би зидни сат са тегом могао сам да се навије, како би се повећала поузданост. Више пута ми се десило да заборавим да навијем матични сат па је цео систем стао. Овим уређајем тег ће се подизати у одређеним временским интервалима, што ће бити контролисано положајем микропрекидача. Ако се деси да нестане струје или систем за навијање из другог разлога не проради, тег ће и даље да се спушта до краја сајле, тако да ће систем имати резервни ход који ће такође бити одређен положајем микропрекидача. Ако у том периоду резервног хода дође струја, уређај ће да проради и подигне тег у горњи положај.



Уређај се састоји од малог електричног мотора, пужног редуктора, микропрекидача, релеја и извора напајања. Разматрам такође могућност и да мотор добија напајање од централе која има резервно батеријско напајање али мислим да то неће бити неопходно, јер постоји резервни ход. Како сат ради са једним навијањем око 7 дана, претпостављам да ћу оставити резервни ход од 3 или 4 дана, што је сасвим довољно да се уочи и отклони евентуални недостатак. Нестанци струје иначе трају много краће тако да је то сасвим довољно.

Микропрекидачи ће бити постављени тако да тег делује на њих, а релеј је везан по приложеној шеми. Када тег сиђе до доњег микропрекидача МП2, намотај релеја добија струју и привлачи котву, и укључују се контакти А и Б. Преко контаката А намотај добија струју, а преко Б ради мотор. Како се тег подиже, микропрекидач МП2 се враћа у мирни положај, али намотај добија струју преко горњег микропрекидача МП1 и контаката А, а преко Б и мотор који подиже тег. Када тег стигне у горњи крајњи положај, искључује се горњи микропрекидач МП1 и прекида напајање релеја, чиме се искључују контакти А и Б па мотор стаје. Релеј је тако под струјом само током подизања, а кроз микропекидаче протиче само струја за намотај релеја која је мала. Струја за погон мотора која је знатно већа протиче само кроз контакте Б релеја.

Мотор ће бити спрегнут са осовином за навијање преко пужног редуктора великог преносног односа, око 90:1. Тиме ће се велики број обртаја мотора довољно смањити а обртни моменат биће довољан за подизање тега. Зупчаници ће бити улежиштени у кугличним лежајевима ради веће трајности и мањег трења.

Као пуж биће искоришћен део шрафа М6х1, који ће на крајевима бити улежиштен у кугличним лежајевима. Зупчаник ће бити од месинга, направићу га на стругу помоћу урезнице М6. Он ће такође имати један куглични лежај, кроз чију осу ће да пролази осовина за навијање сата са четвртком. 

Како се осовина за навијање окреће током рада сата, спрега између зупчаника пужног редуктора и те осовине мора бити једносмерна, јер је зупчаник блокиран када мотор не ради. Ово може да се оствари помоћу тестерастог зупчаника на осовини, и кочнице причвршћене на зупчаник редуктора.


16.4.2013.

Данас сам направио зупчаник за пужни редуктор. Месингани прстен је набијен на челичну плочицу (обрадио сам је споља и унутра за набијање - плочица у месингани прстен иде, а у плочицу иде лежај). Плочицу сам направио до веће обичне шајбне. Затим сам све заједно са лежајем стагао у супорт тако да може да се окреће, а у футер сам стегао урезницу М6. Процес је спор и мора стално да се подмазује уљем и да се чисти шпан, али на крају је ипак успело.

Ево како је то ишло...

А ево и неколико слика.

Као пуж служиће обрађени имбус шраф М6 који ће бити улежиштен у два куглична лежаја. Остало је још да направим носач лежаја великог зупчаника, шасију механизма и носаче лежаја пужа, као и сам пуж. После тога треба направити и електромагнетно квачило које се састоји од канџе и виљушке са опругом и електромагнета...

24.4.2013.

Данас сам завршио шасију, а пре неки дан и пужну осовину са носачима лежаја. Такође је и носач мотора готов, тако да сам пробао уређај (без квачила додуше) и сасвим добро ради.

Пуж је од имбуса М6, носачи лежаја су од месинганог ОК материјала, спојница је од месинга. Чивија на крају пужне осовине је од челичног ексера за бетон, а осигурана је црвићем М3. Спојница осовина је такође осигурана са два црвића М3 на осовини мотора.

Ево и пар слика.

Лим на зупчанику је послужио за провизорну пробу рада аутомата. Ту треба да дође квачило, кад га направим.

Спојница осовине мотора и пужа

Ево како скаламерија ради, на 6 волти је брзина сасвим довољна а мотор креће лако и ради скоро без оптерећења...

13.5.2013.

Данас сам довршио неке експерименте који су показали да ће уређај за управљање мотором бити мало компликованији. Наиме, направио сам канџу квачила и истурпијао четвртку за осовину за навијање. Срце канџе је од месинга а сама канџа је од челичне шајбне. Ова два дела су спојена хартлетовањем сребром. Укључно лежиште (шапа) је од челичног лима дебљине 1 милиметар и осигурано је зегеровим осигурачем на срцу канџе.

Док год мотор ради квачило је под оптерећењем, све док кочница не запне и тиме се оптерећење тега не пренесе са квачила на механизам сата. Да би кочница запела мотор мора да крене уназад.

 Испоставило се да се квачило док је под оптерећењем не може лако искључити, и да ће на крају навијања мотор морати мало да крене уназад како би се квачило ослободило оптерећења. Ово ће бити омогућено следећим електронским склопом.

Р1 - горњи прекидач тега

Р2 - доњи прекидач тега

А - главни релеј

Б - релеј мотора за ход уназад

М - мотор

К - електромагнет квачила

Када тег сиђе у доњи крајњи положај и активира доњи прекидач Р2, дође релеј А који активира контакт за самодржање А1. Мотор креће и привлачи магнет квачила К. Подизањем тега прекидач Р2 се искључује, али се релеј А напаја преко контаката А1 чиме мотор и магнет квачила и даље раде а тег се подиже. Кад тег стигне до горњег положаја, активира се прекидач Р1 чиме се гаси релеј А, мотор стаје и магнет квачила се искључује. Међутим, услед оптерећења квачило и даље остаје укопчано. Сада се празан кондензатор С преко радног контакта Р1 повезује на масу и пуни преко базе транзистора и R1 чиме се активира транзистор и долази релеј Б, који реверзира напон на мотору услед чега овај креће уназад. Када се кондензатор напуни мотор стаје, а време је тако подешено да се у том периоду квачило ослободи оптерећења и федер га искључује. Овим се такође избегава удар који би при наглом ослобађању квачила временом могао да поквари кочницу. Отпорник служи да се кондензатор испразни када се прекидач Р1 врати у нормалан положај, и димензионисан је тако да транзистор не може да проводи (више од 1 М). Од комбинације R1 и С зависи време кретања мотора уназад.

22.5.2013.

Направио сам и делове квачила - виљушку и полугу, носач полуге, носаче магнета и горњег микро-прекидача. Аутомат сам привремено уградио на мастер и изгледа да ће да ради, треба само да се подеси. Полугу сам направио од челичне жице дебеле 1,8 mm а крај са рупицом за федер сам хартлетовао сребром. Сви носачи су од поцинкованог челичног лима. Треба још да се скрати цев зупчаника за малу казаљку и да се направи склоп доњег микропрекидача. 

Уређај сам провизорно повезао и испробао - ради!

Шема је оваква.

Када тег сиђе до доњег прекидача Р2, активира се релеј А. Контакт за самодржање А1 преспаја Р2. Преко контакта А1 мотор добија струју и почиње да ради, а истовремено привлачи магнет квачила К тако да тег почиње да се подиже. Члан RС у колу магнета квачила служи да смањи радну струју магнета а истовремено да магнет има довољно струје да привуче на самом почетку када је кондензатор празан. Кондензатор је од 10.000 uF а отпорник је од 33 ома. Отпорност калема магнета је око 8 ома. Тако је радна струја око 0,28А а почетна струја је око 1,2А па магнет сигурно привлачи. Диода је 1N4007 и служи да се струја из кондензатора кроз магнет не враћа у намотај релеја А на крају навијања.

Како у квачилу постоји велики слободан ход, при укопчавању мотор се у почетку окреће без оптерећења и тада је струја око 100mA a пад напона на отпорнику од 3,9 ома је сувише мали да би се активирао транзистор. Када празан ход нестане и мотор почне да диже тег, струја расте на 200 mA, пад напона на отпорнику расте на око 0,75V што је довољно да се активира транзистор, који пали релеј В, а овај потпуно прекида струју кроз магнет квачила. Ово служи да би се штедела струја јер при оптерећењу квачило неће искочити па нема смисла трошити струју за магнет.

Мотор при оптерећењу троши око 200 mА. Подизање тега траје око пола минута.

Када тег стигне у горњи положај, Р1 прекида напајање релеја А и он се гаси, мотор стаје. Како је квачило и даље под оптерећењем тега, оно остаје укопчано. Међутим, сада релеј Б добија струју, реверзира напајање мотора и мотор креће уназад чиме се оптерећење квачила преноси на кочницу и даље на механизам сата, квачило искључи опруга, а тег се спусти толико да се прекидач Р1 врати у искључени положај чиме се гаси и релеј Б. Кондензатор С служи да мотор ради још мало по искључењу Р1 за случај да квачило није искочило.

Транзистор је BC 337-40, релеји су сви за 12 V. Отпорници од 33, 3,9 и 47 ома су снаге 2 вата. Дисипација на отопорнику од 33 ома је око 3 вата али струја јако кратко траје тако нема опасности од прегревања. На оном од 47 ома је дисипација око пола вата а на оном од 3,9 ома је испод 0,2 вата.

Ево како то ради...

Да би се спречиле могуће нерегуларности ако дође до нестанка струје током навијања, напајање ће долазити из централе. Зато је битно да потрошња буде што мања и она током рада аутомата не прелази 250 мА, при чему мотор троши око 200 а релеји око 50. У самом старту постоји кратак струјни импулс од око 1А а док квачило не укопча потрошња је око 0,4А али то траје само неколико секунди. Подизање тега траје око минут и по што даје потрошњу од око 6-7 микроампер-сати што је занемарљиво, поготово јер аутомат ради само једном у 4 дана.

2.6.2013.

Коначно готово, сада следи пробни рад.

11.6.2013.

Склоп доњег микропрекидача није адекватан и требало би додати један точкић који би притискао тег ка полузи прекидача. Сада је тег само наслоњен али његова тежина није довољна да активира прекидач, зато ћу да додам тај точкић са супротне стране. То ће решити проблем. Иначе сам изабрао прекидач са најмекшом опругом, али је и то прејако. Прекидач ће се можда и активирати када тег довољно сиђе па се повећа крак полуге а тиме и сила дејства на прекидач, али ипак ћу додати један точкић ради поузданости. У ствари боље ваљак, јер тег је округао. Такође сам додао још два точкића на полугу прекидача због тога.

12.6.2013.

Склоп доњег микро-прекидача је готов.

6.1.2019.

После скоро 6 година рада механизам се покварио - клип електромагнета је почео да се заглављује због нечистоће и квачило није хтело да укопча, па је мотор радио у празно. Магнет сам скинуо и очистио па сада ради како треба.