Микродрель

З свердлінням отворів в друкованих платах стикається кожен радіоаматор. Для цього зазвичай застосовують мікродрель з електродвигуна постійного струму і патрона з цангові зажимом, які у великому асортименті є у продажу. Такі дрилі оснащені, в кращому випадку, кнопкою включення і найпростішим блоком живлення. Ними користуються двома способами: перший - свердло постійно обертається, в проміжках між свердліннями дриль не вимикають, другий - просвердливши один отвір, дриль вимикають, встановлюють зупинилося свердло в центр іншого майбутнього отвору, потім натискають на кнопку включення. У першому випадку обертається з великою швидкістю свердлом важко потрапити в центр майбутнього отвору, навіть якщо воно намічено керненія. При тривалій безперервній роботі двигун сильно нагрівається. У другому випадку збільшується час, що витрачається на роботу (доводиться чекати повної зупинки, а потім розгону свердла), швидко витрачається ресурс кнопки, вона стає ненадійною, зусилля, що прикладається до дриля при натисканні на кнопку, часто виявляється достатнім, щоб змістити свердло в бік від "мети".
Пропонований вузол керування двигуном мікродрелі значною мірою звільняє її від описаних недоліків. Його конструкція проста, не містить дефіцитних деталей і доступна для повторення навіть початківцям радіоаматором. У початковому стані після подачі напруги живлення свердло обертається з низькою частотою приблизно 100 хв-1. На таких оборотах двигун практично не нагрівається при тривалій роботі, в той же час не представляє труднощі потрапити свердлом точно в центр отвору, наміченого на платі (а при певному досвіді - на наклеенном на неї кресленні). При натиску на свердло дриль швидко збільшує частоту обертання до номінальної, починається свердління. За його завершення, коли опір матеріалу плати обертанню свердла різко падає, обороти автоматично зменшуються до "холостих". Схема вузла керування показана на рис. 1.

Він містить випрямляч на діодах VD1-VD4 з згладжується конденсаторами С1 і СЗ і два канали керування електродвигуном дрилі М1. Перший канал виконаний на інтегральному стабілізаторі напруги DA1, другий - на транзисторах VT1, VT2. Призначення першого каналу - підтримувати на двигуні М1, що працює без навантаження, напруга близько 2,5 В. Струм двигуна протікає через датчик струму - резистор R1. Падіння напруги на цьому резисторі за відсутності механічного навантаження двигуна недостатньо для відкривання транзистора VT1. Зі збільшенням навантаження (початком свердління) струм двигуна зростає. Як тільки напруга на резисторі R1 досягає приблизно 0,6 В, транзистор VT1 відкривається. Разом з ним відкривається і транзистор VT2, підключаючи двигун до виходу випрямляча. Розділовий діод VD6 відключає від двигуна вихід стабілізатора напруги. Для обмеження падіння напруги на датчику струму паралельно йому включений в прямому напрямку діод VD5. Конденсатор СЗ необхідний для невеликої затримки повернення в режим холостого ходу по закінченні свердління. Механічне навантаження на свердло, необхідна для перемикання режимів, залежить від номіналу резистора R1. Пристрій зібрано на друкованій платі, зображеної на рис. 2.

Його можна живити від джерела як змінного, так і постійного струму. В останньому випадку при гарантованій правильної полярності напруги живлення від випрямного моста VD1-VD4 можна відмовитися. Стабілізатору DA1 і транзистору VT2 потрібно тепловідвід. Якщо він загальний для двох приладів, один з них або обидва необхідно встановлювати через теплопровідні ізоляційні прокладки. У конструкції можна застосувати практично будь-які транзистори відповідної структури з допустимою напругою колектор-емітер не менше 35 В і з максимальним струмом колектора не менше 100 мА (для VT1). Максимальний струм колектора транзистора VT2, його потужність, а також прямий струм діодів VD1-VD5 повинні бути не менше максимального струму застосовуваного двигуна. При необхідності напруга на двигуні без навантаження можна змінити, підбираючи резистор R3. Його опір можна розрахувати, виходячи з рівності:
U = 1,25 (1 + R3/R5) +0,0001 • R3-UVD6,
де U - необхідну напругу на двигуні, В; UVD6 - падіння напруги на діоді VD6. Опір резистора R1 можна розрахувати за формулою:
R1 = 0,6 • Ixx / 2,
де Ixx - струм холостого ходу застосовуваного двигуна, А. Остаточно резистори R1 і R3, а при необхідності і конденсатор С2, підбирають за результатами пробного свердління.