Счетчик для намотки катушек. Намоточный станок своими руками

В работе радиолюбителей и электриков полезны устройства для наматывания медного провода диаметром 1,5 мм на специальную электрическую катушку. В промышленных условиях данный процесс требует скорости и точности. Домашние мастера могут воспроизвести такую технологию. Для этого понадобится самодельный намоточный станок. Для него характерны такие признаки:

• простота создания и эксплуатации;
• возможность использования разных трансформаторов;
• наличие дополнительных функций: подсчет количества проволочных мотков.

Метод работы намоточного станка

Станок для намотки – востребованное оборудование, с помощью которого наматывают трансформаторные однослойные и многослойные катушки цилиндрического типа и всевозможные дроссели. Намоточное устройство равномерно распределяет проволоку обмотки с определенным уровнем натяжения. Оно бывает ручным и автоматическим, и работает по такому принципу:

• Вращение рукоятки задает намотку проводки или кабеля на каркас катушки. Она служит основанием изделия и надевается на специальный вал.
• Проволока перемещается горизонтально благодаря направляющему элементу укладчика.
• Количество витков определяют специальные счетчики. В самодельных конструкциях эту роль может выполнять велосипедный спидометр или магнитно-герконовый датчик.

Ручной прибор для укладки провода довольно примитивный, поэтому редко применяются на производстве.

Намоточный станок на механическом приводе позволяет выполнять сложную обмотку:

• рядовую;
• тороидальную;
• перекрестную.

Он функционирует с помощью электрического двигателя, который задает движение промежуточного вала с использованием ременной передачи и трехступенчатых шкивов. Большую роль при этом играет фрикционная муфта сцепления. Благодаря ей станок работает плавно, без толчков и обрывов проволоки. Шпиндель с закрепленной оправой, на которую надета катушка, производит запуск счетчика. Намоточный станок настраивается с помощью винта под любую ширину катушечного каркаса.

Современные модели оснащены цифровым оборудованием. Они работают посредством специально заданной программы, которая хранит информацию в запоминающем устройстве. Значение длины и диаметра провода позволяет точно определить точку пересечения линий.

Механизм намоточного станка

Станок для намотки классифицируют по группам:

• рядовой;
• универсальной;
• тороидальной намотки.

Каждое изделие имеет индивидуальную конструкцию.

Намоточный станок, выполняющий рядовую укладку проволоки, состоит из таких элементов:

• Механизм намотки имеет вид сварной рамы, которая оборудована двигателем, зубчато-ременной передачей, передней и задней бабкой.
• Механизм раскладки позволяет перемещать длинномерный материал вдоль оси намотки. Это сварная конструкция, по которой двигается каретка с направляющими роликами для провода.
• Модели устройств отличаются друг от друга габаритами и функциональными возможностями.

Стандартная модель прибора для укладки провода несколькими перегибами за один оборот предполагает наличие таких элементов:

• Основной каркас, состоящий из деревянных или металлических стоек, которые занимают вертикальное положение.
• Между опорами расположены две горизонтальные оси: одна предназначена для пластин, другая – для катушки.
• Сменные шестерни, посылающие на катушку вращение.
• Рукоятка, которая вращает катушечную ось. Для ее фиксации используют цанговый зажим.
• Фиксаторы: гайки, винты.

Намотка проволоки на тороидальные сердечники осуществляется посредством специализированного оборудования кольцевого типа:

• Приспособление имеет вид челнока, работающего по принципу швейной иглы.
• Шпуля представляет собой механизм двух пересекающихся колец с вынимающимся сектором, на который устанавливают тороидальный каркас.
• Вращение шпули задает электродвигатель.

Необходимые материалы и комплектация для изготовления

Чтобы собственноручно сделать станок для намотки проволоки на круглый каркас, понадобится несколько деталей.

Станина из листового материала, скрепленного сварочным методом. Оптимальная толщина основания – 15 мм, боковых частей – 6 мм. Устойчивость конструкции обеспечивается ее тяжестью:

• Боковые части прикладывают друг к другу, одновременно просверливают в них отверстия.
• Подготовленные элементы приваривают к основанию.
• В высоко расположенные пробоины монтируют втулки, в нижние – подшипники, которые можно взять из использованного дисковода.
• Крепежные детали с внешней стороны боковин надежно фиксируют крышками.

Важные составляющие конструкции станка – валы:

• Верхний вал диаметром 12 мм держит каркас катушки. Его роль может исполнять аналогичная конструктивная деталь вышедшего из строя матричного принтера.
• На средний вал такого же диаметра опирается устройство подачи длинномерного материала. Перед вводом в эксплуатацию его желательно отполировать.
• Нижний вал является подающим элементом. Его размеры зависят от шага резьбы.

Втулка укладчика диаметром и длиной по 20 мм. Ее внутренняя резьба совпадает с резьбой нижнего вала.

Шкивы – трехступенчатые, выточенные из стали, общей толщиной не более 20 мм. В противном случае придется увеличить хвостовики верхнего и нижнего валов. Каждый блок содержит три канавки с разным диаметром, в зависимости от сечения проволоки. Их ширина определяется пассиками. Такая комбинация обеспечивает большое разнообразие шагов намотки провода.

Устройство укладчика проволоки

Укладка и намотка проволоки осуществляются за счет трех пластин, скрепленных между собой винтами диаметром 20 мм. В верхней части делают небольшое отверстие 6 мм, куда вставляют винт регулировки натяжения:

• В верхнюю и нижнюю часть внутренней пластины монтируют фторопластовую и стальную втулки диаметром и длиной по 20 мм.
• Между наружными элементами вклеивают кожаный желобок толщиной до 2-х мм, необходимый для выравнивания и натягивания проволоки катушки.
• Вверху укладчика монтируют специальный стержень с резьбой или мини-струбцину, которая скрепляет внешние пластины и регулирует натяжение. Расстояние крепления зависит от диаметра провода.
• Для удобства работы конструкцию дополнительно оснащают откидным кронштейном для катушки.

Изготовление счетчика витков

Для определения количества намотанных витков на станке необходим специальный счётчик. В самодельном станке устройство делают так:

• К верхнему валу крепят электромагнит.
• Герметизированный контакт располагают на одной из боковин.
• Выведенные контакты геркона соединяют с калькулятором в том месте, где находится кнопка «=».
• Катушку с проводом размещают отдельно – на другом валу с рычагами, которые поднимают устройство вверх и складывают его внутрь станка.

Благодаря этим элементам, оборудование становится компактным и не занимает много места.

Принцип работы на станке

Трудиться на сконструированном станке несложно. Технологический процесс требует выполнения определенных действий:

1. Верхний вал подготавливают к работе: снимают шкив, задают нужную длину каркаса катушки, устанавливают правый и левый диски.
2. В отверстие верхнего вала вставляют крепежное изделие, центрируют и зажимают каркас специальной гайкой.
3. На подающий вал монтируют нужный шкив для первичной обмотки.
4. Напротив каркаса катушки устанавливается укладчик.
5. Пассик одевают на шкивы кольцом или восьмеркой, в зависимости от вида укладки.
6. Металлический провод заводят под дополнительный вал, укладывают в желобок, закрепляют.
7. Натяжение проволоки регулируют при помощи зажимов, расположенных вверху укладчика.
8. Провод должен плотно наматываться на основу катушки.
9. На калькуляторе фиксируют числовое значение «1+1».
10. Каждый оборот вала прибавляет заданный счет.
11. Если витки нужно отмотать назад, на вычислительном устройстве нажимают «–1».
12. Когда провод достигнет противоположной части каркаса, с помощью цангового зажима меняют положение пассика.

Под разную толщину металлического провода соотносят шкив с шагом намотки.

Случилось так, что припекло мне трансформатор мотать, всё бы хорошо, да станка только не хватает - от тут и началось! Поиск по интернетам дал некоторые возможные варианты станко-построения, но смущало меня то, что подсчёт витков производится опять же механическим счётчиком, добытым из спидометра или старого магнитофона, а также герконы с калькуляторами. Хм …. На механику, в плане счётчика, у меня не стояло абсолютно, спидометров на разборку у меня нет, лишних калькуляторов тоже. Да и как сказал тов. Serega с РадиоКота : «Хорошие электронщики, зачастую - плохие механики !». Может я и не лучший электронщик - но механик уж точно паршивый.

Посему решил я сварганить электронный счётчик, а всю механическую часть устройства поручить на разработку семейству (благо отец и брат у меня как раз таки асы по части механики).

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.

Набросал схему:

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.

С датчика холла TLE4905L (можно попробовать и другой воткнуть, я выбирал по принципу «что подешевле и есть в наличии») сигнал поступает на контроллер, генерируется прерывание и изменяется текущее значение, в зависимости от выбранного режима. Контроллер отсылает информацию на сдвиговые регистры, с которых она, в свою очередь, отправляется на семисегментные индикаторы либо на клавиатуру. Семисегментники применял с общим катодом, у меня был сразу квартет в одном корпусе, но желающим никто не мешает прикрутить 2 сдвоенных или 4 одиночных соединив параллельно аноды. Точка на индикаторах не используется, соответственно вывод H (dp) висит в воздухе. Работают индикаторы в динамическом режиме, поэтому сопротивления в R3-R9 номиналом меньше расчётных. На транзисторах VT1-VT4 собраны драйверы для индикаторов. Можно было применить и специализированные микросхемы типа ULN2803, но решил на транзисторах, по той простой причине, что у меня их скопилось - «как грязи», некоторым из них лет больше чем мне.

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.

IC1 - микроконтроллер ATtiny13, можно применить с литерой V. Распиновка для варианта в SOIC-е такая же как на схеме. Если у кого то возникнет желание применить в корпусе QFN/MLF - тому даташит в руки.
IC2-IC3 - 8-ми разрядные сдвиговые регистры с защелкой на выходе - 74HC595, на макете я использовал в корпусах DIP на плате в готовом устройстве в SOIC-е. Распиновка одинаковая.
IC4 - цифровой однополярный датчик холла TLE4905L. Обвязка по даташиту R2 - 1k2, C2-C3 по 4n7. При установке датчика на станок проверить на какую сторону магнита он реагирует.
C1, C4 и C5 - конденсаторы фильтрующие питание, я ставил по 100n, должны быть установлены, как можно ближе к питающим выводам микросхем.
R1 - резистором подтягиваем ногу ресет к питанию, 300Ом - и далее. Я ставил 1k.
R3-R9 - токоограничительные резисторы для индикаторов. 33 Ом - 100 Ом, чем больше сопротивление, тем соответственно тусклее будут светить.
R10-R13 - ограничивают ток в цепях баз транзисторов. На макете стояли по 510 Ом, в плату вкрутил по 430 Ом.
VT1-VT4 - КТ315 с любыми буквенными индексами, можно заменить на КТ3102, КТ503 и аналоги.
R14-R15 как писалось выше для предотвращения «драки», думаю можно поставить от 1k и выше, но не задирать выше 4k7. При R16-R17 равных 300 Ом, суммарное сопротивление последовательно соединенных резисторов, не должно превышать 5k, в ходе моих экспериментов с повышением сопротивления выше 5k появлялись ложные срабатывания кнопок.

После проверки работы счётчика на макете, настала пора собрать железку в «законченное устройство».

Плату разводил в SL, причем развел скорее всего не оптимально - подгонял под имеющиеся детали, лень мне было на рынок ехать покупать другие. В общем развел, напечатал на прозрачной односторонней пленке Lomond для черно-белых лазерных принтеров. Печатал в негативе, в 2х экземплярах. Негатив - потому как собирался ПП делать с помощью пленочного фоторезиста, а он в свою очередь NEGATIVE. А в 2х экземплярах - чтоб при совмещении получился максимально непрозрачный слой тонера. Нет у меня желания ещё и балон с аэрозолем TRANSPARENT 21 покупать.

Совмещаем фотошаблоны, выставляя "на просвет", чтоб идеально совместились отверстия закрепляем обычным степлером - к этой процедуре нужно подойти ответственно, от неё во многом зависит качество будущей платы.

Теперь надо подготовить фольгированный текстолит. Кто-то трет его мелкой шкуркой, кто-то ластиком, а я, в последнее время, предпочитаю следующие варианты:
1. Если медь не шибко засрата окислами, достаточно её протереть тампоном смоченым в нашатырном спирте - ох и вонючая херня доложу я Вам, не нравится мне это занятие, но зато шустро. Идеально медь блистеть после этого не будет, но окислы спирт смоет и плата протравится.
2. Если же медь загажена порядочно, я её полирую войлочным кругом. Вешаю его на дрель и вуаля. Особо тут усердствовать не надо, пасту ГОИ я не применяю, для последующей протравки достаточно только войлочного круга. Быстро и эффективно.
В общем подготовили - фото выложить не могу, блистит зараза как зеркало и ничего не видно на фотке, фотограф из меня тож паршивый.

Ну да ладно, далее будем накатывать фоторезист.
Надо признать что фоторезист у меня уже вышел и срока годности и к плате собака липнуть отказывается, поэтому приходится предварительно плату греть. Я грею феном, но можно и утюгом. Хорошо бы конечно для этих целей ламинатор иметь, но:
- бабла мне на него теперь жалко
- когда бабла было не жалко было тупо лень:)

На горячую плату накатываем фоторезист, не забыв снять защитную пленку. Стараемся это делать максимально аккуратно, чтоб между платой и фоторезистом небыло воздушных пузырей. Бороться с ними потом - отдельная жопа. Если же пузыри все-таки появились, прокалываю их иглой.
Накатывать можно при любом освещении и не заниматься хернёй вспоминая любителей-фотографов, главное в нашем деле отсутствие солнечных лучей и других источников ультрафиолета.
После накатки, прогреваю плату горячим утюгом через газету, этим лечятся проколотые пузыри, ну и фоторезист прилипает намертво.

Далее накладываем шаблон на плату, здесь плата двухсторонняя, потому шаблон будет с обеих сторон платы. Кладём этот "бутерброд" на лист оргстекла и прижимаем воторым листом сверху. 2 листа нужны для того, чтоб после засветки одной стороны, можно было аккуратно перевернуть плату не сдвинув фотошаблон.
Засвечиваем с другой стороны. Я пользуюсь вот такой лампой:

Засвечиваю с растояния где-то 150мм в течении 7 минут (расстояние и время подбираются экспериментально).

Далее готовим слабый щелочной раствор - чайная ложка кальцинированной соды на пол литра воды. Температура воды - не принципиальна. Размешиваем чтоб растворилась вся сода. Для рук этот раствор не опасен, на ощупь как мыльная вода получается.

Снимаем с нашей платы защитную пленку и кидаем в раствор, после чего активно кисточкой начинаем тереть - но особо не нажимаем, чтоб не посдирать дорожки. Можно конечно и не тереть, но тогда есть вариант смываться фоторезист будет:
- долго
- смоется всё
а нам не то не другое не подходит, посему трем.
получаем что-то похожее:

Промываем плату водой, раствор не выливаем - он нам ещё пригодится. Если в процессе проявки платы какие-то дорожки всёж отслоились либо воздушные пузыри дорожки подпортили, необходимо эти места подретушировать цапонлаком либо специальным маркером. Далее травим плату. Я пользую хлорное железо.

После травления опять промываем плату водой и кидаем обратно в щелочной раствор, чтоб смыть более не нужный фоторезист. Часика хватает.

Далее лудим. Для маленьких плат или шибко ювелирных пользуюсь сплавом Розе, для таки вот плат - тупо паяльником с плоским жалом размазываю олово по плате. Плату в этом случае имеет мысл покрыть флюсом, я пользуюсь обычным спирто-канифольным.

Кому-то может показаться что дорожки вышли не шибко ровными - дорожки вышли ровными:) это издержки метода лужения паяльником, олово не равномерно ложится.

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.

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.

Понадобилось мне в один прекрасный день намотать катушки, и сразу же возник вопрос как считать витки, а в уме считать не хотелось. Вот и пришла мысль соорудить счетчик из калькулятора.
Для этого понадобился лежавший без дела китайский калькулятор, кнопка, пара проводков и изготовленный из куска пластика кулачек для нажатия на кнопку.

Над так называемым «станком» прошу не смеяться: я катушки наматываю редко, даже не знаю, когда это будет в следующий раз. Поэтому собрал всё на скорую руку и не стал городить что-то грандиозное.
Пара уголков, стержень с резьбой, гайки, шайбы разных размеров - всё это в изобилии в ближайшем магазине крепежа по очень демократичным ценам.
Стержень с каркасом катушки свободно вращается в отверстиях уголков.

Очевидное усовершенствование для регулярного применения - напрашивается геркон вместо механической кнопки и магнит на кулачке. Получим бесконтактный датчик оборотов.

Изготовленный пластиковый кулачок и обнаруженная тактовая кнопка.

Провода подпаиваем к выводам кнопки [=] (их нужно найти и зачистить на калькуляторе),
а другие концы на кнопку.

В итоге получается вот такая конструкция

При намотке первого витка устанавливаем кулачек за срабатывание кнопки
На калькуляторе набираем

Начинаем намотку, кулачек проходит оборот и нажимает на кнопку, на калькуляторе светится цифра 1,
И так далее: при каждом обороте прибавляется 1.
1+1=2
2+1=3…
Вот что получается постепенно:

И не о чём не помышлял, пока не попалось мне на глаза какое-то незамысловатое счётное устройство. То, что оно должно быть приспособлено для подсчёта количества наматываемых витков провода на катушки трансформаторов - сомнению не подлежало, ибо нет наслаждения выше, чем делая одно, думать о другом. А разве находясь в состоянии полного сосредоточения (сродни трансу ) и при этом бубня отсчёт витков, это возможно? А приспособить не сложно. Также как и найти такую же штукенцию или ей подобную. Различных счётчиков сейчас уйма, а подойдёт даже неисправный. Тем более, что в начале его нужно аккуратно, запоминая взаимное расположение деталей (а лучше всё это сфотографировать) «распотрошить» и выкинуть всё лишнее.

Итак, из внутреннего содержимого оставляем цифровые колёса, зубчатые шестерни, оси для их посадки и стойки-держатели осей которые собираем «по месту» (так, как они и стояли до разборки). Оси в левую стойку желательно вклеить. На цифровых колёсах, рядом с центральным отверстием есть ещё одно – сборочное, им колесо надевается на шпильку (ровную и упругую проволочку, которая убирается перед установкой колпака). Без этой помощницы ничего не выйдет. При этом перед креплением второй стойки не забываем надеть на ведущее колесо резиновый пассик (лучше плоский) подходящей длины.

В донной части и в колпаке, по центру, делаем сквозные отверстия (например диаметром 3мм) для дальнейшего их скрепления винтом с гайкой. Это обязательно, ибо в процессе эксплуатации будут присутствовать сотрясения конструкции, при которых всё нами собранное будет постоянно разваливаться (проверено). Также в колпаке делается пропил шириной чуть менее (чтоб не слетал пассик) ведущего цифрового колеса и длиной через весь колпак. Не лишними будут ещё одно – два отверстия в боковой стенке колпака, они пригодятся при его установке на место, ибо при этом нужно попасть верхними шлицами на стойках в соответствующие пазы (кстати, левый и правый разные размером – не путать) внутри колпака. Вот через них отвёрточкой и направлять. В донной части нужно предусмотреть пару отверстий для крепления винтами или шурупами всей, уже собранной конструкции к намоточному устройству.

Как и в каком месте крепить, собранный счётчик к намоточному устройству – полная свобода творчества. А вот их рабочее соединение - вот такое:

На ведущий вал намоточного устройства устанавливается шкив (это в идеале) или втулка из мягкой пластмассы с внутренним диаметром чуть менее 6 мм (чтобы одевались внатяг) и наружным диаметром при котором один поворот ведущего вала будет соответствовать одному повороту ведущего цифрового колеса счётчика. Самый простой вариант – на подходящую полихлорвиниловую или толстую пластмассовую трубку длиной 10 мм наматывается достаточной толщиной (ну скажем до диаметра 20 мм) узкий скотч (можно изоленту, но хуже) и начинаем настройку, при необходимости отматывая или подматывая скотч до оптимальной толщины.

Короче, добиваемся соотношения передаточного числа ОДИН к ОДНОМУ . Особо не упорствуя, получилось сделать погрешность в +1 виток на 150 оборотов вала намоточного устройства. Ну а известная погрешность полностью исключает неудовлетворительный итог работы. Теперь во время работы можно мечтать, петь песни и, при необходимости, достойно отражать нападки прочих членов семьи. С пожеланием успеха, Babay .

Обсудить статью СЧЁТЧИК ВИТКОВ

Ознакомившись с рядом опубликованных в журнале конструкций счётчиков различного назначения (например, ), я принял решение разработать свой вариант счётчика витков, в котором использована энергонезависимая память микроконтроллера. В результате удалось создать простой и удобный в работе счётчик витков для намоточного станка, не содержащий дефицитных деталей.

Он способен считать от 0 до 9999 оборотов вала, после чего показания индикатора обнуляются и счёт начинается заново. При вращении вала в обратную сторону индикатор уменьшает показания на единицу на каждый оборот.

Рис. 1

Счётчик состоит из нескольких узлов (рис. 1). Основой конструкции служит микроконтроллер DD1, к которому через токоограничительные резисторы R10—R16 подключён четырёхразрядный светодиодный индикатор HG1. Две оптопары — излучающий ИК диод— фототранзистор (VD2VT1, VD3VT2), — образующие датчик числа оборотов рабочего вала станка, формируют импульсы низкого уровня, по которым микроконтроллер определяет направление вращения и число оборотов вала. Предусмотрена кнопка SB1 для обнуления памяти, а также вспомогательные цепи: R2C2, работающая в составе встроенного тактирующего генератора микроконтроллера, VD1C1, сохраняющая напряжение питания, необходимое для перехода микроконтроллера в режим SLEEP, и R6R8, следящая за напряжением питания счётчика.

Известно, что микроконтроллеры семейства PIC довольно капризны при работе с EEPROM (особенно, когда запись в неё происходит автоматически). Уменьшение напряжения питания может исказить содержимое памяти При работе счётчика линия RB1 (вывод 7) микроконтроллера, к которой подключена цепь R6R8, опрашивается на наличие напряжения питания, и если оно пропадает, то благодаря цепи VD1C1 микроконтроллер успевает перейти в спящий режим, тем самым блокируя дальнейшее выполнение программы и защищая информацию в EEPROM. В процессе счёта микроконтроллер будет сохранять в памяти числа после каждого оборота рабочего вала станка. При каждом очередном включении питания индикатор HG1 отобразит то число, что было до отключения.
Датчик представляет собой небольшую печатную плату (22x22 мм), на которой смонтированы два излучающих диода и два фототранзистора, установленных так, что образуют два оптических канала передатчик—приемник. Оптические оси каналов параллельны, межосевое расстояние — около 10 мм.
На рабочем валу станка неподвижно закреплена шторка в виде диска из жёсткого непрозрачного для ИК лучей материала (текстолит, гетинакс, металл, пластик) толщиной 1...2 мм. Диаметр шторки — 35...50 мм, диаметр центрального установочного отверстия равен диаметру вала. Плату на станке фиксируют так, чтобы шторка, вращаясь вместе с валом, могла перекрывать собой оба ИК луча.
В шторке пропиливают вырез в форме неполного сектора. Угловая ширина и глубина выреза должны быть такими, чтобы при вращении вала шторка обеспечивала кратковременное прохождение ИК излучения сначала только через один канал, затем через оба и, наконец, только через другой, как это схематически проиллюстрировано на рис. 2. Цветом показаны каналы, открытые в той или иной позиции. Такой порядок следования сигналов с датчика даёт микроконтроллеру возможность определять направление вращения рабочего вала станка
.

Счётчик рассчитан на питание от батареи из трёх гальванических элементов АА (R6), но можно использовать любой сетевой блок со стабилизированным выходным напряжением 5 В.
Датчик смонтирован на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертёж платы показан на рис. 3. Токоограничива-ющий резистор R3 припаян со стороны печатных проводников а излучающие диоды и фототранзисторы — с другой.
Остальные детали (кроме батареи GB1 и выключателя SA1) размещены на второй плате, изготовленной из такого же стеклотекстолита. Её чертёж представлен нарис. 4. Все резисторы (кроме R3) на ней размещены со стороны печати поверхностным монтажом, а микроконтроллер, цифровой индикатор, конденсаторы, диод, кнопка SB1 и проволочные перемычки — с противоположной стороны. Микроконтроллер установлен в панель, впаянную в плату.
Плата датчика скреплена с основной двумя скобами, согнутыми из медной лужёной проволоки диаметром 1,2 мм и припаянными к краевым печатным проводникам плат. Для крепления плат к корпусу станка использованы самодельные держатели с ушком для винта, изготовленные из такой же проволоки и также припаянные к основной плате.

Рис. 4

Общий вид одного из конструктивных вариантов счётчика, установленного на намоточном станке, показан на фото рис. 5. Батарея гальванических элементов с выключателем прикреплены к станку сзади.

Для датчика, кроме указанных на схеме, можно использовать излучающие диоды SEP8706-003, SEP8506-003, KM-4457F3C, АЛ144А, АЛ108АМ и другие, а фототранзисторы — SDP8436-003, КТФ102А. Очень хорошо подходят также оптопары от старых шариковых компьютерных манипуляторов — мышей; у излучающих диодов короткий вывод—катод, а у фототранзисторов — эмиттер.
Следует заметить, что лучше использовать фототранзисторы в непрозрачном (чёрном) корпусе — в этом случае вероятность сбоев и ошибок в счёте из-за попадания на фотоприемники световых помех от внешних ярких источников будет минимальна. Если же фототранзисторы, имеющиеся в наличии, прозрачные, на каждый из них следует на деть отрезок чёрной ПВХ трубки с отверстием напротив линзы, а весь датчик закрыть от постороннего света накладкой из чёрной бумаги. Если шторка изготовлена из отражающего свет материала, её рекомендуется покрыть чёрной матовой краской.
Вместо "поверхностных" резисторов можно использовать МЛТ-0,125 или С2-23 мощностью 0,062 Вт. Кнопка SB1 — любая, подходящая по месту крепления на плате. Вместо E40281-L-O-0-W подойдёт цифровой индикатор FYQ-2841CLR.

Программа микроконтроллера разработана и отлажена в среде Proteus, после чего с помощью программатора ICProg загружена в микроконтроллер. После установки микроконтроллера в панель при первом и последующих включениях счётчика индикатор отобразит знак "минус" во всех знакоместах. Примерно через две секунды на табло появятся нули — это признак готовности счётчика к работе.

В программе предусмотрена функция аварийного обнуления памяти на тот случай, когда в неё попадёт ошибочная информация и микроконтроллер "зависает" (такое бывает крайне редко, но быть может). Для возвращения микроконтроллера в рабочий режим нужно выключить питание счётчика, нажать на кнопку "Обнуление" и, не отпуская её, включить питание. Как только табло отобразит нули, можно продолжать работать, но информация о прежнем числе витков будет, разумеется, утрачена.
В налаживании правильно собранное устройство не нуждается.