Permite enrollar un hilo en un carrete de forma que las espiras queden separadas por una distancia determinada. Fue construida principalmente con la idea de usarla para hacer secundarios de bobinas de Tesla, que requieren muchas veces más de 1000 vueltas de hilo tan fino que es difícil no romper con la mano al enrollarlo.
Aun no está acabada pero lo está lo suficiente como para haberla probado. Ya hemos sacado varias bobinas de hilo de 0,1 mm y con casi ninguna separación entre espiras. Si se amortiguan las vibraciones el hilo queda bobinado perfectamente y de forma uniforme aunque con hilos tan finos lo mínimo que se desplace hace que se monten espiras. Con cuidado y parando de vez en cuando para revisar ya hicimos un secundario para tesla de casi 3000 vueltas de este hilo con 100 vueltas por cm. Esa es la bobina que hacíamos cuando saqué estas fotos.
Descripción:
Hay tres partes en la máquina, que son independientes aunque trabajan de forma síncrona. Las tres se ven en la 1º foto:
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Rodillo giratorio dónde se coloca la bobina:
No es más que un eje que gira impulsado por un motor de corriente continua. En este caso utilizo polea para acoplar el motor pero es conveniente usar cadena o engranajes porque la polea puede deslizar algo. De todas formas como la velocidad de giro del rodillo es la que determina la velocidad de desplazamiento del soporte* de hilo en este montaje la velocidad no es crítica y aunque fluctúe parece no importar mucho. El rodillo de PVC de la foto no pertenece a la máquina sino que es el soporte sobre el que se bobinará y después se retira. Cada vez que se quiere bobinar sobre un tubo hay que hacer que este se pueda adaptar al eje metálico. Es un inconveniente inherente a la simplicidad de la máquina :-).
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Soporte desplazable para carrete de hilo:
Es todo lo que se ve en la 1º foto abajo. Se trata de una base con una rueda horizontal y un eje central que permite ponerle un carrete cualquiera de hilo de cobre y desenrollarlo para pasarlo a la bobina. El cómo hacer eso es lo complicado, y lo que importa. Aunque es difícil de ver en las fotos, el hilo del carrete pasa por unas ruedas sobre una pieza que se mueve en función de lo que se tense el hilo. Cuanto más tenso esté más afloja el carrete para destensarlo , y cuanto más flojo esté más frena el carrete para que se tense. Intenta conseguir una tensión constante, y todo se hace mecánicamente. Además hay in interruptor que frena en seco los motores si el hilo se tensa demasiado (lo que pasa sólo si se atasca el carrete o el hilo se enreda).
El hilo pasa de este regulador de tensión a la bobina en ángulo recto a través de un pequeño agujero en una lámina de plástico. Para mantener este ángulo recto a medida que se va bobinando es necesario que el soporte del hilo valla avanzando al mismo tiempo que la bobina. Por ejemplo, si se bobina hilo de 1 mm de diámetro, cada vuelta hay que avanzar un mm para que no se monten espiras. Eso es lo que hace. Hay un optoacoplador que cuenta las vueltas que da la bobina y en función de estas el soporte se desplaza movido por un motor paso a paso.
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Circuito de control con software:
Hay mil posibilidades para controlar esta máquina pero está claro que sin electrónica no funciona :-). Utilizamos un PIC (microcontrolador) por comodidad, que se encarga de contar los impulsos que vienen del optoacoplador y decidir, en función de datos memorizados, cuándo el motor paso a paso debe dar un paso :-). Hay intención de incluir una pantalla LCD y un teclado para seleccionar el grosor del hilo y la separación entre espiras deseada. Incluso podemos hacer que la máquina haga sola una bobina de unas vueltas y un tamaño determinado sin cambiar nada más que el programa. Por ahora cambiamos es programa cada vez que hay que cambiar el hilo jeje :-).
El PIC manda señales a un integrado que no es más que buffer, o amplificador de intensidad, para mover el motor. Lo mismo lo podíamos haber hecho utilizando un ordenador y ahorrándonos el PIC, la pantallita de 20 euros y el teclado jeje. Conectando el buffer al puerto paralelo y programando en Basic y C se hace lo mismo y mejor. ¡Y es más fácil! Pero a mi amigo se le da mejor el ensamblador que el Basic xd.
Funcionamiento:
El motor de CC gira a una velocidad cualquiera (controlada sólo por la tensión) y este hace girar la bobina entonces el hilo se va enrollando. Pero con la bobina, aunque no se ve en foto, hay una rueda con agujeros que también gira. Entre estos agujeros pasa un haz de luz producida por un optoacoplador. Cada vez que este haz se corta, porque se mueve el agujero, se hace un pulso eléctrico que se amplifica y se manda al microcontrolador.
Cuando el microcontrolador cuente un determinado número de pulsos da una señal que hace que el motor paso paso avance un paso. eso hace que el carrete de hilo se desplace una distancia determinada.
Haciendo esto continuamente lo que ocurre es que por cada vuelta el carrete avanza X mm. Así cada vez que se hace una espira, se separa la siguiente esa distancia. La mínima distancia necesaria es el diámetro del hilo, lógicamente, porque si no se montan las espiras, y para hacer eso mejor bobinar a mano jeje.
* ¡Detalle importante!: El motor de continua, que gira a la velocidad que le cuadra, es el que ordena al otro motor a qué velocidad debe girar. Esto lo hice así porque es más fácil controlar la velocidad del paso a paso que de el de continua y no quería usar otro paso a paso para girar el rodillo porque sería lento.
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| Bobinadora con un carrete de PVC para bobina de Tesla montado, preparado para empezar a bobinar. |
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| La cuerda blanca es la mecánica que controla la tensión del hilo :-), junto con un muelle, un tornillo y la rueda del carrete con borde de caucho. Todas estas piezas raras son de desguaze de máquinas. De un vídeo se sacan cosas interesantes. |
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| Detalle del hilo que pasa desde las ruedas del regulador hasta la bobina por un agujerito en una pieza de PVC que aun no nos molestamos en recortar bien jeje. |
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| Las barras sobre las que se desliza el carrete son de una impresora. De hecho la base está montada sobre el soporte para los cartuchos. |
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| Los cambios de color que se ven en la bobina son porque hay trozos de cinta blanca pegada en ella para que en caso de accidente no se desenrolle todo :-). |
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| Para controlar la velocidad de giro usamos la mano pero lo más lógico seria usar un regulador de intensidad para el motor o uno PWM, pero aun no había ganas... |
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| Bobina terminada sin ningún incidente de los habituales :-). Aquí se ve más o menos el freno para el carrete controlado por el hilo blanco. Es un muelle sobre un tornillo con un eztremo que roza con la rueda del carrete y el otro extremo va atado a otro tornillo que regula la presión. Por el mismo extremo que frena va también atado por la cuerda que pasa por la rueda que regula la tensión. Así cuanto más se tense el hilo, más se mueve a la izquierda esta rueda, tira del hilo y suelta el freno. Y si se tensa demasiado pulsa el interruptor. |
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| Poco se ve, pero se nota que las espiras que hay en un cm pueden ser 100 ¿no? XD. Es más difícil de creer que en un milímetro hay 10 y aún así hay espacio vacío entre ellas... |