Nieuw project: Trafo wikkelaar

[nico verduin]

Meerdere malen pogingen gedaan om een wikkelaar te maken en meerdere malen stukgelopen op het uitlijnen van assen etc. Maar nu ik die 3D printer heb gebouwd en redelijk thuis ben in Autocad Inventor dreigt het deze keer toch te lukken. Onderstaand het geheel in Autocad opgebouwd. De meeste onderdelen zijn inmiddels geprint. Alleen moet ik een betere steun maken voor het wikkel aandrijfmotortje (uit een oude naaimachine). die brak al tijdens het monteren. Dus dat wordt een andere constructie en andere richting van printen waardoor de krachten beter verdeeld worden.
Ik schat in dat ik qua kosten nog onder of rond de 100 euri ga uitkomen inclusief de electronica (Arduino, oude dimmer voor de motor). Als je vragen hebt, stel ze gerust. Het geheel aan BOM en tekeningen en STL bestanden zal ik tzt beschikbaar stellen op Thingiverse.com en GITHUB.com.

http://www.verelec.com/3DPrinter/coilwinder-3.jpg

[interessander]

Leuk project zeg, en zeker aangezien je je eigen onderdelen print. Ik kan me voorstellen dat je de steunen liggen moet printen vanwege de krachtverdeling en de lagen van de printrichting. Het zou ook mooi zijn om als positieve mallen te gebruiken om ze alsnog te gieten, maar dat brengt ook weer kosten emt zich mee natuurlijk.

[nico verduin]

Klopt de steunen waar de spoel in komt zijn 2 helften die inderdaad liggend geprint zijn. Vervolgens een kogel lager erin gelijmd/geperst. Tenslotte beide helften aan elkaar gelijmd met seconden lijm.

[nico verduin]

Vandaag ff een nieuwe motorsteun gemaakt en de motor gelijk opgeschoven dat het totale oppervlakte ff kleiner kan. Eerste foto is het aangepaste grafische ontwerp. De 2e is de werkelijkheid. Overigens een slechte foto, maar dat komt omdat het een beetje donker is in de schuur:). Zal morgen een mooiere foto maken. De assen moeten nog erin gezet worden. Nu nog ff met een paar stukjes oude as en schroefdraad.

http://www.verelec.com/3DPrinter/coilwinder-4.jpg

http://www.verelec.com/3DPrinter/coilwinder-5.jpg

[Psychomantis]

Mooi project! Is het veel goedkoper om je eigen trafo's te wikkelen?

[nico verduin]

Geen idee. Maar het geeft mij wel de mogelijkheid om zelf te bepalen hoe hij gemaakt wordt. Inclusief de interleaving. Die kan je nu zelf bepalen. Of de frequentie response etc.

Zo de mechanische constructie is klaar. Motortje draait :)
Nu de electronica.

http://www.verelec.com/3DPrinter/coilwinder-6.JPG

http://www.verelec.com/3DPrinter/coilwinder-7.JPG

http://www.verelec.com/3DPrinter/coilwinder-8.JPG

[flo123]

Mooi project Nico! Succes ermee!!

[Yves Pexsters / TAS]

Zeer interessant en gedurfd project ! Ik zie dat de transversale beweging gebeurt via een aparte (stappen)motor. Hierdoor vermijdt je een (ingewikkelde) mechanische koppeling tussen de rotatie en de transversale beweging. Ben je zo'n systeem al tegengekomen in een commerciële machine ? Staat de snelheid van de transversale beweging in functie van de snelheid van de motor op de rotatie as, of beter gezegd, wordt deze gestuurd door de rotatiemotor ? Of is het de bedoeling dat de rotatie as steeds aan een bepaalde constante snelheid draait ?

[nico verduin]

Hoi Yves
Er zit een zwarte schijf op. Daarin zitten 100 rechthoeken. Die gaan door een lichtsluis en genereren een interrupt aan de CPU. Die moet dan een aantal pulsen genereren aan de stappen motor.
De stappenmotor kan 1600 stappen aan voor een omwenteling met de controller die ik nog heb liggen (lang leve ebay :) De spoed van 8mm is 1.25mm. Dus een stap komt overeen met 1.25 / 1600 = 781 nano meter beweging. De dikte van het draad kan variëren. Maar stel het volgende:
- Draad dikte is 0.5mm.=>het draad moet gedurende een omwenteling geleidelijk 0.5mm opschuiven om niet te overlappen
- Ik heb 100 pulsen uit de schijf per omwenteling dus bij een pulse moet ik 0.5 / 100 = 0.005mm opschuiven
- 1 pulse = 0.000781mm.
Dus moet ik 0.005 / 0.000781 = 6.4 pulsen aan de stappenmotor afgeven
Controle:
Bij 100 stappen (1 spoelomwenteling) heb ik dan 6400 pulsen afgegeven. 6400 * 0.000781 = 0.5mm
Omdat het niet altijd mooie getallen zijn zal ik af en toe een correctie moeten maken met een extra puls op de stappenmotor. Maar dat ga je niet zien.

Op deze manier maakt het niet uit hoe snel die motor draait. Als ik maar in staat ben om optijd voldoende pulsen naar die stappenmotor te sturen. Ik heb wat ARDUINO's liggen (8 bits) maar ook nog 3 stuks Teensy 3.0 processor bordjes (32 bits CORTEX M4 processoren). Die laatste is zeker snel genoeg.

Op de wikkelaar komen nog een toerental regeling (kan zijn dat ik die motor ga ombouwen; is nu een serie motor) en een paar knoppen om links en rechts te bewegen alsmede een noodstop.

Verder komt er een besturingsdeel op de PC/MAC/LINUX ontwikkeld met CodeBlocks C++ software

[tommus42]

Wil wel een 4xKT88-triode op 350V, met -20V bias, uitgangstrafo voor een 4 ohm uitgang bestellen:).
Zit te denken aan een anekdote over een japanner, bestelde een trafo gewikkeld met zilverdraad, lijkt me allemaal een beetje overdreven. Wat ik ervan begreep is dat ie een stereo hifi eindtrap wilde die beter zou zijn dan wat dan ook op de markt.
Maar een high-end trafo voor vier KT88's, hou ik me aanbevolen.

[Buzzel]

Tof project! Maar heb je dat model serieus in aCad inventor getekend :dontgeti: Lijkt mij toch een levende hel.

[nico verduin]

Tof project! Maar heb je dat model serieus in aCad inventor getekend :dontgeti: Lijkt mij toch een levende hel.
Niet als je al met dat pakket werkt sinds versie 1 (1985). EN het wordt steeds gemakkelijker :)

[MaBerY]

Super Nico.
Ik ben zoiets aan het maken als hulpstuk op mijn oude Myford S7 draaibank, maar meer dan een zak losse onderdelen en wat losse schetsjes is het niet. Respect.

[nico verduin]

Ik was zelf ook eerst van plan om een hulpstuk te maken op de draaibank. Maar dit is veel leuker :).

Inmiddels weer een paar updates:
a) De printer was niet goed haaks afgesteld (haastige spoed is....#$%^&**&^%$) dus de asgaten werden scheef geprint waardoor de wielen te veel slingeren. Inmiddels na een middag goed afstellen nieuwe pulley geprint en nu goed in balans.
b) De stappenmotor op een Microstepper driver aangesloten en ff op de toongenerator gezet. De motor blijft het doen tot rond de 8.3 kHz. Dus hoger moet ik niet gaan anders loopt de stappenmotor vast.

Dit betekent:
a) bij 8.3kHz kan ik maximaal 8300 / 1600 (200 stappen per omwenteling x 8 microsteps) = 5.1875 omwentelingen per seconde.
b) bij een spoed (draad afstand bij 8mm schroefdraad = 1.25mm) kan ik dus 5,1875 x 1,25 = 6,48mm horizontaal verplaatsen per seconde

De dikte van het draad bepaalt hoe snel maximaal mag wikkelen op de spoel om geen afstand tussen elke wikkeling te krijgen.

Stel:
Dikte van het draad = 1mm:
Dus als de spoel een omwenteling heeft gemaakt dan moet het draad in totaal 1mm opgeschoven zijn.
Ik zou dan maximaal 6.48 mm / 1 = 6,48 omwentelingen op de spoel mogen maken per seconde = 6.48 * 60 = 390 omwentelingen per minuut. Draait de spoelkoker sneller, dan komt de stappen motor er niet uit en ga je wikkelingen krijgen die overlappen.

Dikte van het draad = 0.25mm
In dit geval kom je uit op 6,48 / 0,25 * 60 = 1507 omwentelingen per minuut

Dikte van het draad = 1,5mm
In dit geval kom je uit op 6,48 / 2 * 60 = 188 omwentelingen per minuut

In het laatste geval zou het dus kunnen dat de motor te snel gaat draaien. Ik verwacht rond de 400-500 omwentelingen per minuut uit te komen op de spoelkoker. Dus komt er een toerental regeling op. Velleman heeft daar een mooi kitje (K2636) voor die kennelijk ook bij lage snelheden toch nog het koppel van de motor (redelijk) hoog kan houden. Echter daar zit nu een 100k potmetertje in om de snelheid te regelen. Dat gaan we natuurlijk niet doen :)

Ik wil proberen om die potmeter (die niet meer doet dan een variabele weerstand zijn) te vervangen door de H11F1M analoge optokoppelaar. De ingebouwde led wil ik aansturen door een DAC (met een drivertje voor de led) die weer door de microprocessor wordt aangestuurd. Dan kan ik gewoon de snelheid door de microprocessor laten regelen zonder dat de hele zooi direct aan de 230V hangt.
Voor de DAC twijfel ik nog of ik gewoon een weerstandsladder ga gebruiken of een echte DAC SPI chip. Denk het eerste. De regeling hoeft niet echt volledig regelbaar te zijn. In stappen kan ook.

[gertjepeet]

Dikte van het draad = 1,5mm
In dit geval kom je uit op 6,48 / 2 * 60 = 188 omwentelingen per minuut

Mooi project Nico.
ff wat zeuren:
6,48 / 1.5 * 60 = 259/min. en 6,48 / 2 * 60 = 194/min. En 6,48 / 0,25 * 60 = 1555/min.

Bovendien:
maximale draad dikte bij de gekozen stappen motor is 6.48 mm want 6.48 / 6.48 = 1 * 60 = 60/minuut van de spoel.

Voor de 100 puls schijf zou je ook een encoder kunnen nemen die gaan wel tot 15000 pulsen en meer (afhankelijk type) per omw.
Maar dat kost geld....



Als je uitgaat van een constant aantal omwentelingen van de draadverplaatsingsmotor (de stappenmotor), en past daarop de het aantal omwentelingen van de spoel aan(aan de hand van de te wikkelen draaddikte), hoef je de stappen motor niet meer te regelen, alleen op een vast toerental te zetten.
De 100 puls schijf op de spoelmotor als controlerend aantal omwentelingen vd spoelmotor.(?)

Bijvoorbeeld: 3mm/sec (stappenmotor) verplaatsing constant, en draaddikte 1mm geeft 180/min. voor de spoel.
bij een pulstrein frequentie (voor de stappenmotor) van 3 / 1,25(spoed) * 1600 = 3840Hz
Regel de spoelmotorfrequentie bijvoorkeur geautomatiseerd, je kunt dan een sheet maken van de minimale-draaddikte en maximale-draaddikte en kun je zo de bijbehorende frequenties voor de frequentieregelaar van de spoelmotor bepalen. voer dit in een PC (PLC) regelprogramma en zo stel je aan de hand van de draaddikte de spoel motor snelheid in.
Welke frequentie er dan hoort bij welk toerental zul je aan de hand van min en max toerental moeten bepalen. (het is geen liniair gedrag wat een motor heeft op oplopende frequentie)

T is maar een idee :ok:

Succes!

[nico verduin]

Mooi project Nico.
ff wat zeuren:
6,48 / 1.5 * 60 = 259/min. en 6,48 / 2 * 60 = 194/min. En 6,48 / 0,25 * 60 = 1555/min.

Bovendien:
maximale draad dikte bij de gekozen stappen motor is 6.48 mm want 6.48 / 6.48 = 1 * 60 = 60/minuut van de spoel.

Voor de 100 puls schijf zou je ook een encoder kunnen nemen die gaan wel tot 15000 pulsen en meer (afhankelijk type) per omw.
Maar dat kost geld....



Als je uitgaat van een constant aantal omwentelingen van de draadverplaatsingsmotor (de stappenmotor), en past daarop de het aantal omwentelingen van de spoel aan(aan de hand van de te wikkelen draaddikte), hoef je de stappen motor niet meer te regelen, alleen op een vast toerental te zetten.
De 100 puls schijf op de spoelmotor als controlerend aantal omwentelingen vd spoelmotor.(?)

Bijvoorbeeld: 3mm/sec (stappenmotor) verplaatsing constant, en draaddikte 1mm geeft 180/min. voor de spoel.
bij een pulstrein frequentie (voor de stappenmotor) van 3 / 1,25(spoed) * 1600 = 3840Hz
Regel de spoelmotorfrequentie bijvoorkeur geautomatiseerd, je kunt dan een sheet maken van de minimale-draaddikte en maximale-draaddikte en kun je zo de bijbehorende frequenties voor de frequentieregelaar van de spoelmotor bepalen. voer dit in een PC (PLC) regelprogramma en zo stel je aan de hand van de draaddikte de spoel motor snelheid in.
Welke frequentie er dan hoort bij welk toerental zul je aan de hand van min en max toerental moeten bepalen. (het is geen liniair gedrag wat een motor heeft op oplopende frequentie)

T is maar een idee :ok:

Succes!
Gerrit
Ik draai het liever om:
De naaimachine motor is onvoorspelbaar wat mij betreft. En zeker geen dure encoders erop :)
Ik kan wel meten hoe snel hij draait. De stappenmotor is bestuurbaar. En als de naaimachine motor te hard draait kan ik hem altijd op 3/4 snelheid oid laten draaien. De rest is software :) en dat is voor mij appeltje eitje..... na 37 jaar :)

[nico verduin]

Zo weer een update:
Veel gedonder gehad om de pulse schijf goed dicht te krijgen met printen. Doordat de hoeken van het gesmolten filament nooit echt haaks de hoek om gaan met printen krijg je miniscule gaatjes die valse pulsen afgeven. Na een ander algoritme toegepast te hebben is het uiteindelijk gelukt om een degelijke schijf te maken die (nu nog maar 50 ipv 100) pulsen per omwenteling geeft.

Verder lekker bezig met de software. Ik heb nu een versie draaien die als volgt werkt:
a) vooraf berekent de chip hoeveel stappen de stappenmotor moet maken per wikkelpuls afhankelijk van de dikte van het draad
b) De pulsen uit de schijf genereren een interrupt 0
c) De tijd wordt gemeten met de vorige interrupt waardoor je kan uitrekenen hoeveel tijd je hebt om de berekende stappen te maken uit (a)
d) Nu de frequentie bekend is wordt er een PWM timer (PWM 9/10 met 16 bits timer) opgestart die verbonden is met de stepper driver maar ook aan interrupt 1. Tevens wordt er een saldo verhoogd met het aantal te maken stappen (dit is meestal een reeel getal). Daarnaast wordt er een dutycycle berekende afhankelijk van de frequentie.
e) In interrupt 1 wordt er een saldo telkenmale verminderd met 1 (= 1 puls). Is het saldo < dan 1 dan stop de stappenmotor totdat deze weer is aangezet. Doordat de frequentie van de wikkelpulsen constant gemonitord wordt, krijg je een vrijwel constante verloop op de stappenmotor zonder haperingen.

Op deze wijze past de stappenmotor is automatisch aan aan de snelheid van de ronddraaiende schijf (=wikkeling). Het mooie van de PWM's is dat ze automatisch gaan lopen tot je ze uitzet.
De main loop krijgt straks weinig te doen behalve af en toe een push button verwerken, monitoren of het aantal wikkelingen bereikt is. leuk displaytje aansturen ed.
De richting per laag wordt in de interrupt routine gedaan.

En dit gaat zekere in de gewone Arduino UNO passen (32Kb Flash).

Bijgaand een tweetal scope opnames. De rood omcircelde frequentie is die van de stappenmotor. Ondanks de verschillende frequenties blijft het patroon gelijk. M.a.w. de spoelwikkelaar draait sneller en daardoor ook de stappenmotor. Maar het aantal stappen bij deze draaddikte blijft gelijk.
http://www.verelec.com/tijdelijk/images/DS0000.jpg

http://www.verelec.com/tijdelijk/images/DS0001.jpg

[nico verduin]

Nou dit gaat het niet worden :(
De stappenmotor loopt niet lekker soepeltjes en regelmatig terwijl het op de scope toch lekker lijkt te gaan. De oorzaak zit hem in de aandrijving van die wikkelaar (naaimachine motor). het toerental flucteert veel te veel waardoor ook de stappensnelheid constant fluctueert. Ik zal eens kijken of het met een grote stappenmotor voor de wikkelaar beter gaat. Ik heb er nog wel een paar liggen dus kan daar eens mee experimenteren.
Dus zoals de Engelsen zeggen "Back to the drawing board :)

[nico verduin]

Zo nieuw ontwerp (die ook nog gaat wijzigen...)
http://www.verelec.com/tijdelijk/images/coilwinder V2-1.jpg

De motor is vervangen door een 32W C motor met een vertraging van rond een faktor 6. De pulsen komen prima binnen dus dat gaat wel lukken. Onbelast draait de spoel op 395 toeren max (bij 30V[wordt 40V]). En als ik heel hard de spoel tegen houd dan daalt hij tot ron de 200 toeren,
Ik denk wel de motor naar binnen toe te plaatsen om het geheel smaller te maken. Idem voor de stappenmotor (en dan met een tandriem).

De voeding wordt een 12V 5A schakelende voeding (China: 17 euro :)). Voor de motor een 150W 40V booster (voor toch wel 12 euri). Voor stappenmotor gebruik ik een kant en klare controller die ik al had liggen. Maar ik twijfel nog of ik een pololu controller ga gebruiken. Die draaien in al die 3D printers en doen het ook prima (rond de 8 euro).

De totale prijs zal zo rond de 150 euri uitkomen als je alles zelf print. De kosten gaan liggen in de motoren en de electronica.

Alles is al geprint en bijna gemonteerd. alleen denk ik er over om de tensioner wat dichter bij de spoel te zetten (dat wordt weer printen :)).

[matto]

Ongelooflijk !
Prachtig project.
Ik denk dat het je wel weer gaat lukken.

[nico verduin]

Gewoon niet opgeven :)

[nico verduin]

Zo de bouw van de nieuwe versie is zo goed als afgerond. Voeding 12V5A is binnen, de booster naar 40V, een Pololu Stepper drivertje. Dus tijd om de electronica erin te gooien :)
http://www.verelec.com/tijdelijk/images/coilwinder V2-built-1.JPG

http://www.verelec.com/tijdelijk/images/coilwinder V2-built-2.JPG

[nico verduin]

En we zijn weer een jaartje verder.....
Ik heb het tegenwoordig te druk terwijl de vraag toenam. Dus heb ik alle bestanden vrijgegeven op GITHUB (https://github.com/nicoverduin/CoilWinder). Voor de liefhebber om dat verder uit te bouwen.

[tommus42]

Mecano voor professionals:D.
Allemachtig, heb jij dat ding in mekaar geflanst?
Respect:rockon:!

[tommus42]

Vraag me al een tijd af waar de kwaliteit van een (uitgangs)transformator nu precies van afhangt. Heb weleens gelezen; de uitgangstrafo is 'the heart and soul of the amp'.
Zit het hem puur in de kwaliteit in de zin van goed blik en draad, of vindt er ook 'voicing' plaats: misschien dat bepaalde frequenties sterker of minder sterk 'gekoppeld' worden?

[nico verduin]

Kwaliteit van:
- blik pakket
- soort koperdraad
- wikkelwijze
- kwaliteit van wikkelen

En dat betekent in de meeste gevallen gewoon alle waar voor het geld dat ervoor wordt gegeven.

[tommus42]

Heb hier een Amplimo ringkern uitgangstransformator, voor 4xEL84. De koppeling, of ik weet niet meer hoe het genoemd werd, is er erg hoog van. Maar een originele Vox AC30 OT, uit 1983, vroeg me af of die goed bekend staat? Die ga ik er weer inzetten, verder is ie bijna als een Brian May signature, alleen de choke staat (nog) tussen B+ en de schermroosters. Wil er een Nighttrain kanaal bij prutsen, hoewel ik aan brom geen gebrek heb:D. Moet nog even netjes de eerste gainstage.
Is zilverdraad in de uitgangstrafo onzin of kun je het horen? Heb eens gehoord dat die dingen bestaan op de markt van dure stereo buizenversterkers. Leek me flauwekul, maar ik weet het niet.
Hoe dan ook, blij dat m'n multimeter stuk was en niet de transformator, een AC30 vind ik nog steeds een mooie versterker. Zou eigenlijk de Nighttrain willen kopen, maar dat is eigenlijk enigszins overdreven, al is het maar vanwege dat ik liever een set luidsprekers koop, voor een extentie cabinet. Nog steeds in dubio welke, iig Celestions, hoewel of ze nu uit China komen of uit de Verenigde Staten, maakt qua milieu niet uit, maar goede ervaring mee. Ehm, volgende maand ofzo...
Zijn trouwens de Mercury Magnetics trafo's niet (te) duur? Ze staan goed bekend, maar het is ook een bekend merk enzo. Vroeg ik me af.

[nico verduin]

Ach ik heb ooit iemand gehad die een 100Watter Ampeg opendraaide en vond hem wat zachtjes.... ik denk niet dat ie nog enig verschil gaat horen.
Voor de rest heb je zoveel verschillende soorten trafo's en merken dat ik het allang heb opgegeven om te toetsen of iets goed of n iet goed was.
Vroegah had je geen milieu eisen, was de kwaliteit van trafo's waarschijnlijk minder als nu MAAR als iedereen dat geluid zoekt :) zijn het ineens fantastische trafo's. De oude LC's heb soms ook een bepaald type trafo waar ook sommigen wows van worden. Tja:
- de berekeningen zijn een beetje geschat
- blik is op het randje
- specs op het randje
dus vul maar in.
Als je een HiFi bak wil bouwen, zit je denk ik op het verkeerde forum......

[bas bus]

en een goede betaalbare PT en UT voor de 18W Marshall...