Contact
Lucrări practice /

Atelier

mașină de găurit PCB-uri

Mașină de găurit PCB-uri

Este un dispozitiv foarte util ce permite executarea comodă a operațiilor de găurire a cablajelor imprimate. Mașina de găurit a fost construită cu materiale accesibile și înlocuiește cu succes dispozitivele de găurire „comerciale”, care sunt destul de scumpe pentru utilizatorul ocazional. Piesa principală este o minibormașină de tipul Hobby Drill Kleinbohrmaschine no. 400, care acceptă burghie fine (0.3÷3.5mm), are vibrații proprii reduse și putere suficientă pentru a dezvolta turațiile mari necesare unei găuriri rapide (12000÷20000rpm / 12÷18Vcc / 18÷45W).

Bormașina este fixată pe un suport stabil și rigid, care permite translația pe axa verticală. Cursa utilă este mică (aprox. 2cm) pentru ca găurirea să decurgă cu efort minim, iar translația dispozitivului să fie fermă și lină. Lucrarea a fost executată cu precizie ridicată, folosind elemente care au caracteristici de liniaritate, planeitate și ortogonalitate foarte bune.

Pentru ghidul de translație s-a folosit profil U de aluminiu 20x22x15mm, din care s-au tăiat de la capetele originale două segmente de aprox. 23cm. Acestea au fost fixate cu colțare metalice de o placă PAL de 18mm, profilele U având muchia originală în partea de jos. Pentru consolidarea ansamblului, la partea superioară a „stâlpilor” s-au fixat două elemente transversale din duraluminiu, câte una pe fiecare față.

Săniuța care glisează a fost realizată dintr-o placă de textolit de aprox. 5mm grosime, cu fețe lucioase și muchii laterale paralele. Pentru eliminarea grosieră a jocului plăcii în „ramă”, în spatele plăcii au fost plasate două distanțiere de adaos din textolit lucios, astfel încât jocul să se reducă la aprox. 1mm. Pentru eliminarea completă a jocului s-au prevăzut apoi patru șuruburi M3 de reglaj, câte două pentru fiecare profil, înfiletate în partea posterioară a ramei, care acționează ca niște împingători. Pentru ca distanțierele să nu fie antrenate sus-jos de placa care glisează, ele sunt reținute de aceleași patru șuruburi, care intră în patru mici scobituri (3mm diametru, 2-3mm adâncime) practicate pe fața posterioară a distanțierelor. șuruburile se strâng doar atât cât să elimine jocul dintre placă și ramă. La final, pentru reducerea frecărilor, îmbunătățirea translației, reducerea vibrațiilor și a zgomotului s-au adăugat câteva picături de ulei de mecanică fină.

Bormașina a fost fixată pe un colțar de aluminiu cu ajutorul unei piese din tablă zincată, curbată pentru a se mula pe suprafața cilindrică a bormașinii. Strângerea s-a făcut cu șuruburi, după ce în prealabil bormașina a fost înfășurată într-o folie de cauciuc subțire, cu rol de amortizare a vibrațiilor. Colțarul de aluminiu a fost fixat apoi de o piesă intermediară, solidară cu placa de textolit care glisează. Pentru corectarea în planul brațului mașinii a micilor abateri de la verticalitate, gaura superioară de fixare a colțarului de aluminiu a fost puțin ovalizată. La stabilirea lungimii brațului mașinii s-a avut în vedere ca el să fie cât mai scurt, dar totuși suficient de lung ca să permită găurirea unor plăci de cablaj imprimat mai mari.

Placa glisantă are în partea de jos un mic colțar prin care se sprijină pe un arc de oțel. Acesta este fixat la partea inferioară de placa de bază printr-un „dop” în care este înfipt. Arcul are o tărie moderată; el susține partea mobilă cu o deformare redusă și acceptă o comprimare suplimentară de 1÷2cm. Pe durata cât mașina de găurit nu este folosită, placa glisantă este blocată într-o poziție superioară astfel încât arcul să nu fie comprimat.

mașină de găurit PCB-uri (modificată)

OBS: În timp s-a constatat că brațul cam lung al mașinii de găurit accentuează vibrațiile și zgomotul produse de motoraș în timpul lucrului. De aceea s-a redus lungimea brațului la o dimensiune mai potrivită cu plăcuțele de cablaj imprimat realizate de noi. S-au micșorat apoi placa de bază și mânerul, rezultând o mașină de găurit mai compactă, mai bine echilibrată, mai precisă și cu vibrații / zgomot diminuate. Varianta modificată a mașinii de găurit PCB-uri este prezentată mai sus.

Ghidajul părții mobile a mașinii de găurit poate fi realizat și cu ajutorul unor glisiere de sertar, disponibile în magazinele cu articole de tâmplărie. Glisierele cu bile trebuie să fie de bună calitate: rigide, cu jocuri mici, cu translație ușoară și uniformă. Folosind această soluție am construit o nouă mașină de găurit PCB-uri, prezentată în imaginile de mai jos. S-au utilizat două glisiere dispuse paralel, două arcuri de revenire (în regim de alungire), două colțare (față și spate) pentru asigurarea verticalității, porțiuni din glaf de aluminiu pentru brațul mașinii și pentru mânerul de acționare. În repaus, ansamblul mobil este agățat în poziția extremă de sus cu un cârlig din sârmă, astfel încât arcurile să fie detensionate.

mașină de găurit PCB-uri (varianta nouă)

incintă acustică cu 3 căi

Incintă acustică cu trei căi

Iubitorii de muzică și de audiții de calitate cunosc importanța deosebită a incintelor acustice în lanțul de reproducere a sunetului. Pentru a funcționa optim, difuzoarele trebuie montate în incinte acustice (boxe) dimensionate corespunzător. Un singur difuzor nu poate reda corect toată gama de frecvențe existente într-un program muzical, așa încât este necesară folosirea mai multor difuzoare specializate. Cel mai frecvent se întâlnesc boxe cu două căi (un difuzor pentru frecvențe joase și un difuzor pentru frecvențe înalte) și boxe cu trei căi (un difuzor pentru frecvențe joase numit „woofer”, un difuzor pentru frecvențe medii numit „midrange” și un difuzor pentru frecvențe înalte numit „tweeter”). Din punct de vedere constructiv incintele acustice pot fi închise etanș sau deschise (prevăzute cu deschideri speciale, numite și incinte „bass reflex”).

Incinta prezentată aici a fost construită cu difuzoare poloneze Tonsil, recuperate dintr-o boxă cu trei căi de fabricație autohtonă. După mai multe zile de ascultare am realizat că boxa originală este un compromis comercial inacceptabil. În consecință, am decis demontarea difuzoarelor și am început construirea unei incinte noi, care să țină cont de recomandările din literatura de specialitate și de experiența personală (subiectivă) în domeniu.

Pentru îmbunătățirea răspunsului la frecvențe joase am construit pentru woofer o incintă separată, cu volum adecvat. Am folosit placă PAL de 18mm, iar panoul frontal l-am dublat ca grosime prin suprapunerea a două piese identice. Cutia a fost asamblată cu baghete de lemn la toate muchiile, fixarea făcându-se cu holzșuruburi și aracet gros amestecat cu rumeguș. Am avut în vedere obținerea unei boxe solide și stabile pe sol, care să nu introducă o coloratură neplăcută sunetului („sunet de butoi” sau zbârnâieli). După mai multe încercări am găsit ca fiind optimă pentru boxă varianta bass-reflex, cu două porturi în spate, în partea inferioară. În interior incinta a fost căptușită cu 1÷2cm de material fonoabsorbant (pâsla pentru capitonare mobilă), suficient de mult pentru a stinge reverberațiile din interior și rezonabil de puțin ca să nu amortizeze rezonatorul pentru sunetele grave ce sunt evacuate prin porturile din spate. Difuzorul a fost fixat cu patru holzșuruburi, folosind piese intermediare rigide pentru repartizarea uniformă a forței de strângere. La final s-a fixat în boxă filtrul trece-jos care împiedică pătrunderea la woofer a semnalelor electrice de frecvență înaltă, evitând astfel distorsionarea sunetelor produse de aceste semnale.

Difuzorul de medii și cel de înalte au fost montate într-o incintă închisă îngustă, care să permită dispersarea eficientă și cât mai largă a sunetelor de frecvență înaltă. Includerea difuzoarelor de medii și înalte într-o incintă separată are avantajul că permite plasarea și orientarea boxei de medii-înalte independent de boxa de joase. S-a avut în vedere faptul că sunetele acute au un caracter directiv pronunțat și difuzoarele aferente trebuie poziționate la nivelul urechilor, pe când sunetele grave nu sunt directive și difuzoarele respective sunt avantajate atunci când sunt plasate pe podea. În interior incinta a fost căptușită cu același material fonoabsorbant. La final s-a fixat în incintă filtrul trece-bandă pentru difuzorul de medii și filtrul trece-sus pentru difuzorul de înalte.

Pentru a proteja difuzoarele și a îmbunătăți aspectul exterior al incintelor s-au confecționat măști frontale demontabile. Masca este realizată dintr-un cadru de lemn peste care s-a întins o țesătură de poliester rară și elastică. Pentru fixarea măștii de incintă, pe frontalul boxei s-au fixat două segmente orizontale de cornier, iar pe laturile orizontale ale ramei de lemn s-au montat două baghete, distanțate de ramă cât să creeze o mică fantă. Deschiderea fantelor și implicit forța de strângere a ramelor poate fi reglată cu ajutorul celor două șuruburi care fixează bagheta de ramă.

Boxa pentru difuzorul de joase are urmatoarele caracteristici:

Boxa pentru difuzoarele de medii și înalte are următoarele caracteristici:

Difuzoarele folosite în incintă sunt următoarele:

schemă filtru incintă cu 3 căi (1)

Prima schemă de filtru de separare a fost realizată înainte de a cunoaște exact benzile de frecvență de lucru ale difuzoarelor de mai sus, alegând două frecvențe de tăiere rezonabile pentru incintele cu trei căi: Finf = 700Hz și Fsup = 6.5KHz. Rezultatele au fost mulțumitoare, așa că filtrul poate fi utilizat cu succes ca variantă tipică pentru incintele cu trei căi, cu impedanța de 8Ω și putere de 40W sau mai mică.

În cazul boxelor cu putere mai mare, valorile L - C din filtru rămân aceleași. Se impune însă utilizarea unor condensatoare cu tensiune nominală sporită (>100V) și realizarea bobinelor folosind conductor de cupru cu secțiune mai mare, pentru a micșora pierderile de putere. Folosind însă un alt tip de sârmă de bobinaj, inductanțele dorite se vor obține cu un număr de spire diferit de cel indicat în imaginea alăturată.

schemă filtru incintă cu 3 căi (2)

Ulterior am găsit informații mai detaliate referitoare la difuzoare, inclusiv recomandarea producătorului pentru alegerea frecvențelor de tăiere la valorile Finf = 1KHz și Fsup = 7KHz. Am redimensionat filtrul într-o variantă ușor modificată, obținând o incintă cu răspuns mai bun la frecvențele joase și medii-inferioare.

Condensatoarele utilizate în filtrele incintelor acustice trebuie să fie nepolarizate, cu pierderi scăzute la frecvențele audio și capabile să suporte tensiuni alternative mai mari decât cea aplicată boxei la puterea nominală (apar rezonanțe de tensiune). În cazul acestei incinte de 40W / 8Ω s-au folosit condensatoare cu poliester (film plastic) având tensiunea nominală de 63V sau 100V. O alternativă mai bună este folosirea unor condensatoare speciale „audio”, dar acestea sunt mai greu de găsit și mult mai scumpe.

Deoarece valorile capacității condensatoarelor din filtru nu sunt standard, este necesară conectarea în paralel a două condensatoare pentru a obține o valoare apropiată de cea dorită. De aceea este recomandată procurarea unui număr mai mare de condensatoare pentru ca prin măsurare să se identifice perechile optime.

Pentru o audiție stereofonică optimă trebuie făcute teste de poziționare a boxelor în cameră, căutând acele locații care oferă o repartizare cât mai uniformă a sunetului în spațiu, fără apariția unor maxime locale deranjante la anumite frecvențe joase. În general boxele nu se amplasează chiar în colțurile camerei, nici prea aproape de peretele din spatele lor și se evită orientarea paralelă cu pereții laterali. De cele mai multe ori audiția optimă se obține cu boxele înclinate una spre cealaltă, cu zona de ascultare situată dincolo de punctul de intersecție al axelor boxelor. În cazul sistemului cu trei căi cu două boxe separate, acestea nu se depărtează prea mult una de alta deoarece poate apărea o anumită inconsistență a frontului sonor sau o spațialitate artificială, forțată a sunetului.

OBS: După 15 ani de utilizare am constatat că suspensiile elastice ale difuzoarelor de joase și de medii au început să se dezintegreze, de parcă ar fi fost făcute din material bio-degradabil. A trebuit să înlocuim cele patru difuzoare cu altele echivalente (aceeași impedanță și diametru, putere apropiată, preț acceptabil) și am avut satisfacția că incintele reparate sună mai bine decât cele inițiale, mai ales în zona frecvențelor joase. Aceasta în ciuda faptului că pe post de Woofer am utilizat un difuzor de bandă largă! Am păstrat tweeter-ele originale, așa că dotarea actuală a incintelor este următoarea:


incintă acustică cu 2 căi

Incintă acustică cu două căi

Incinta prezentată aici a fost construită cu două difuzoare Samsung, recuperate de la un televizor de clasă superioară defect. Incinta acustică originală a TV-ului a fost înlocuită cu o incintă bass-reflex mai voluminoasă, care să ajute difuzorul principal de dimensiuni relativ mici la redarea sunetelor de frecvență joasă. S-a păstrat filtrul original trece sus, realizat cu un simplu condensator nepolarizat, astfel încât tweeter-ul să fie atacat cu semnal așa cum a stabilit producătorul. În cazul alegerii inspirate a difuzoarelor, filtrele de separare de ordinul 1 pot fi uneori mai indicate decât filtrele de ordinul 2, deoarece introduc defazaje proprii mai mici și alterează astfel mai puțin relația de fază existentă între componentele de diferite frecvențe din semnalul original de la intrare.

Incintele cu două căi nu sunt de ocolit deoarece, dintr-un anumit punct de vedere, se apropie mai bine de traductorul electroacustic ideal decât incintele cu mai multe căi. Pentru acuratețea reproducerii sunetului este bine ca sursa sonoră să fie concentrată, astfel încât distanța de la subiect la sursa sonoră să fie aceeași la toate frecvențele. La incinta cu mai multe căi acest deziderat este greu de atins deoarece există întotdeauna o diferență de drum între undele sonore provenite de la difuzoare diferite. Aceste distanțe diferite parcurse de undele sonore până la ascultător modifică percepția sunetului, astfel încât el nu mai coincide ca formă cu cel conținut în semnalul electric și redat de un traductor electroacustic ideal. Boxa cu două căi de dimensiune redusă, cu filtru de separare cât mai simplu, se apropie cel mai bine de dezideratul enunțat mai sus.

În ultimă instanță, calitățile unei incinte acustice se apreciază practic prin ascultarea ei în încăperea în care se va face audiția. Incinta cu două căi prezentată aici are un sunet bogat și uniform. Două astfel de boxe, fiecare cu o putere maximă de 20W, sunt suficiente pentru o audiție stereofonică într-o cameră obișnuită de la bloc (25mc).

Boxa a fost construită din placă PAL de 18mm, asamblarea făcându-se cu holzșuruburi și aracet gros de tâmplărie amestecat cu rumeguș. S-a avut în vedere obținerea unei boxe rigide și stabile. Incinta a fost căptușită la interior cu un strat de 1cm de material fonoabsorbant (pâslă), suficient pentru a atenua undele acustice nedorite reflectate de pereții din lemn ai cutiei. Difuzoarele au fost fixate cu holzșuruburi, iar înainte de strângerea lor s-a interpus între difuzoare și panoul frontal un cordon subțire de silicon, cu rol de etanșare și de reducere a vibrațiilor. La final s-au realizat legăturile electrice la difuzoare și s-a montat regleta de conexiune din spatele boxei. Pentru protejarea difuzoarelor și îmbunătățirea aspectului exterior al incintei s-a confecționat o mască frontală demontabilă. Masca este realizată dintr-un cadru de lemn peste care s-a întins o țesătură de poliester rară și elastică. Fixarea măștii de panoul frontal al incintei s-a făcut cu bandă textilă tip „arici”, prevăzând fâșii pereche în dreptul laturilor de sus și de jos ale ramei.

Incinta acustică cu două căi are următoarele caracteristici:

schemă filtru incintă cu 2 căi

Difuzoarele folosite în incintă sunt următoarele:

Schema electrică a incintei acustice este cea din receptorul TV Samsung de la care provin difuzoarele.

În pagina  Aparate electronice  este prezentat un amplificator audio 2x16W ce a fost utilizat mult timp cu aceste incinte acustice.


un telurion frumos, dar nefuncțional

Sistem Soare - Pământ - Lună (Telurion)

La rugămintea unei cunoștințe care avusese răbdarea de a cumpăra cele aproximativ 50 de numere consecutive ale unei reviste săptămânale de știință și modelism, ne-am apucat să construim macheta unui telurion modern, asamblând piesele furnizate eșalonat odată cu revista. Curiozitatea și „reclama” făcută în primele numere ne-au motivat să începem lucrul cu mult elan și optimism, mai ales că instrucțiunile de montaj erau detaliate și însoțite de imagini sugestive.

Acest telurion a fost conceput pentru a studia mișcarea de rotație a Lunii în jurul Pământului, concomitent cu mișcarea de rotație a Pământului în jurul propriei axe și în jurul Soarelui. Macheta nu redă la scară dimensiunile și distanțele din sistemul solar. Ea își propune să fie doar un instrument de lucru pentru înțelegerea și prezicerea eclipselor, a fazelor Lunii, a periodicităților din sistemul Soare - Pământ - Lună. Placa de bază, tamburul și alte elemente ale machetei au o serie de marcaje prin care se indică ziua și luna calendaristică, zodiacul, eclipsele, fazele Lunii. Există chiar și un contor cu 4 cifre pentru indicarea anului.

Lista pieselor furnizate cuprinde elemente din bronz (plăci, roți dințate de diferite dimensiuni, axuri, lanțuri, bucșe), plastic (șaibe, angrenaje) și oțel (rulmenți de diferite dimensiuni, șuruburi cu cap cruce sau imbus, știfturi filetate cu cap imbus). Partea electrică conține un motor de c.c. cu reductor, un comutator cu 3 poziții (înainte, oprit, înapoi), un rezistor variabil (control turație), o mufa și un alimentator de la rețea.

Montajul nu a decurs „șnur”, așa cum credeam, indicațiile din revistă solicitând uneori demontarea parțială a unor subansambluri deja realizate. Am lucrat cu o anumită teamă deoarece știfturile filetate și șuruburile nu păreau să reziste la prea multe solicitări. Am observat apoi unele impefecțiuni de uzinare, ușoare deformări produse în timpul transportului și mai ales soluții tehnice neinspirate. Jocurile mecanice constatate în faza de montaj, acumulându-se pe parcurs, au făcut ca la final macheta să fie practic nefuncțională. Arăta frumos, ca în pozele din revistă, dar nu prindea viață mai mult de câteva secunde, și atunci cu poticneli. Concluzia? Între un mecanism care arată bine și unul care să funcționeze bine este o mare diferență. Dacă ar fi fost proiectat mecanic mai bine, cu roți dințate mai late, folosind materiale mai ușoare acolo unde era cazul, acest telurion putea să meargă...

cuplajul contorului de ani | subansamblul Pământ - Lună telurionul aproape finalizat | structura bazei
Emi & Leoemileo@zoho.com Data:01.01.2015 Ultima actualizare:01.01.2015 Număr accesări:000001