誘導センサー用の自作アンプ。 誘導型近接センサー

誘導型近接センサー。 外観

産業用電子機器では、誘導センサーやその他のセンサーが非常に広く使用されています。

この記事はレビューになります (ご希望であればポピュラーサイエンスも)。 センサーの実際の手順と例へのリンクが提供されます。

センサーの種類

では、センサーとは一体何でしょうか? センサーは、特定のイベントが発生したときに特定の信号を生成するデバイスです。 言い換えれば、センサーは特定の条件下でアクティブになり、アナログ (入力エフェクトに比例) またはディスクリート (バイナリ、デジタル、つまり 2 つの可能なレベル) 信号が出力に現れます。

より正確には、Wikipedia を参照してください。 センサー（センサー、英語のセンサーから）は、制御システムの概念であり、制御された量を使いやすい信号に変換するシステムの測定、信号伝達、調整、または制御装置の要素である一次トランスデューサーです。

他にもたくさんの情報がありますが、私はこの問題について、工学エレクトロニクス応用に関する独自のビジョンを持っています。

センサーには非常に多くの種類があります。 電気技師や電子技術者が扱わなければならない種類のセンサーのみをリストします。

誘導的。トリガーゾーン内の金属の存在によって活性化されます。 他の名前: 近接センサー、位置センサー、誘導式、存在センサー、誘導式スイッチ、 非接触センサーまたは切り替えます。 意味は同じなので混同する必要はありません。 英語では「近接センサー」と書きます。 実はこれ、金属センサーなんです。

光学式。別名は光センサー、光電センサー、光スイッチなどです。 日常生活でも使われているもので、「光センサー」と呼ばれています。

容量性。活動領域内のほぼすべての物体または物質の存在を引き起こします。

プレッシャー。 空気圧や油圧がありません - 信号がコントローラーに送信されるか、コントローラーが壊れます。 これは離散的な場合です。 センサーがある可能性があります 電流出力、その電流は絶対圧または差圧に比例します。

制限スイッチ(電気センサー)。 これは、物体が乗り上げたり押し付けられたりするとトリップする単純な受動スイッチです。

センサーとも呼ばれます センサーまたは イニシエーター.

とりあえずはここまでにして、記事の主題に移りましょう。

誘導センサーはディスクリートです。 特定のゾーンに金属が存在すると、その出力の信号が表示されます。

近接センサーは、インダクターを備えた発電機に基づ​​いています。 したがって、名前が付けられました。 コイルの電磁場に金属が現れると、この場が劇的に変化し、回路の動作に影響を与えます。

分野 誘導センサー。 金属プレートの変更 共鳴周波数発振回路

誘導型NPNセンサー回路。 与えられた 機能図、発振回路を備えた発電機、しきい値デバイス（コンパレータ）、NPN出力トランジスタ、保護用ツェナーダイオードおよびダイオードが搭載されています。

記事内のほとんどの写真は私のものではありません。ソースは最後にダウンロードできます。

誘導型センサーの応用

誘導型近接センサーは、機構の特定部分の位置を測定するために産業オートメーションで広く使用されています。 センサー出力からの信号は、コントローラー、周波数変換器、リレー、スターターなどに入力できます。 唯一の条件は電流と電圧が一致することです。

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仕事 誘導センサー。 フラグが右に移動し、センサーの感度ゾーンに到達するとセンサーが作動します。

ちなみに、センサーメーカーは白熱電球をセンサー出力に直接接続することは推奨されないと警告しています。 その理由についてはすでに書きました - 。

誘導型センサーの特徴

センサーはどう違うのですか？

以下に述べるほぼすべてのことは、帰納的だけでなく、 光学センサーと静電容量センサー.

デザイン、ハウジングの種類

主なオプションは 2 つあります - 円筒形と長方形の。 他のケースは非常にまれに使用されます。 ケース素材 – 金属 (さまざまな合金) またはプラスチック。

円筒形センサー直径

主な寸法 - 12mmと18mm。 他の直径 (4、8、22、30 mm) が使用されることはほとんどありません。

18 mm センサーを固定するには、22 または 24 mm のキーが 2 つ必要です。

スイッチング距離（作動ギャップ）

これは、センサーの信頼性の高い動作が保証される金属プレートまでの距離です。 小型センサーの場合、この距離は 0 ～ 2 mm、直径 12 および 18 mm のセンサーの場合は最大 4 および 8 mm、大型センサーの場合 - 最大 20...30 mm です。

接続するワイヤの数

回路に行きましょう。

2線式。センサーは負荷回路 (スターター コイルなど) に直接接続されます。 私たちが家の電気をつけるのと同じように。 設置には便利ですが、負荷の点では気まぐれです。 負荷抵抗が高くても低くても、うまく機能しません。

2線式センサー。 接続図

負荷は任意のワイヤに接続できます。 直流電圧極性を観察することが重要です。 交流電圧で動作するように設計されたセンサーの場合、負荷の接続も極性も重要ではありません。 接続方法を考える必要はまったくありません。 主なことは電流を供給することです。

3線式。最も一般的な。 電源用のワイヤが 2 本、負荷用のワイヤが 1 本あります。 詳しくは別途お伝えします。

4 線式および 5 線式。これは、2 つの負荷出力 (たとえば、PNP と NPN (トランジスタ)、またはスイッチング (リレー)) が使用されている場合に可能です。5 番目のワイヤは、動作モードまたは出力状態の選択です。

極性ごとのセンサー出力の種類

すべてのディスクリート センサーは、キー (出力) 要素に応じて 3 種類の出力のみを持つことができます。

リレー。ここではすべてが明らかです。 リレーは、必要な電圧または電源線の 1 つを切り替えます。 これにより、センサーの電源回路から完全に電気的に絶縁されます。これがこのような回路の主な利点です。 つまり、センサーの電源電圧に関係なく、任意の電圧で負荷をオン/オフできます。 主に大型センサーに使用されます。

トランジスタPNP。 PNPセンサーです。 出力は PNP トランジスタです。つまり、「正」ワイヤが切り替わります。 負荷は常に「マイナス」に接続されています。

トランジスタNPN。出力には NPN トランジスタがあります。つまり、「負」トランジスタがスイッチされます。または、 中性線。 負荷は常に「プラス」に接続されています。

トランジスタの動作原理やスイッチング回路を理解すると違いがよく分かります。次のルールが役に立ちます。エミッタが接続されている場所では、そのワイヤが切り替わります。 もう一方のワイヤは負荷に永続的に接続されます。

以下にあげます センサー接続図これらの違いを明確に示します。

出力状態別センサーの種類（NC、NO）

どのようなセンサーであっても、その主なパラメーターの 1 つは、センサーが作動していない (センサーに影響が及んでいない) ときの出力の電気的状態です。

このときの出力はオン（負荷に電力を供給）またはオフにすることができます。 したがって、彼らは、ノーマルクローズ（ノーマルクローズ、NC）接点またはノーマルオープン（NO）接点と言います。 外国の機器では、それぞれ NC と NO。

つまり、センサーのトランジスタ出力について知っておくべき主な点は、出力トランジスタの極性と出力の初期状態に応じて、出力には 4 つのタイプがあるということです。

• PNP いいえ
• PNP NC
• NPN いいえ
• NPN NC

仕事のポジティブロジックとネガティブロジック

この概念は、むしろセンサー (コントローラー、リレー) に接続されたアクチュエーターを指します。

NEGATIVE または POSITIVE ロジックは、入力をアクティブにする電圧レベルを指します。

負論理: コントローラー入力は、グラウンドに接続されるとアクティブになります (論理「1」)。 コントローラS/S端子（ 共通線デジタル入力の場合）は +24 VDC に接続する必要があります。 NPNタイプのセンサは負論理となります。

正論理: +24 VDC に接続すると入力がアクティブになります。 S/S コントローラ端子は GROUND に接続する必要があります。 PNP タイプのセンサには正論理を使用してください。 正論理が最もよく使用されます。

さまざまなデバイスとそれらにセンサーを接続するためのオプションがあります。コメントで質問してください。一緒に考えます。

記事の続き――。 2 番目の部分では、実際の図が示され、説明されます。 実用 さまざまな種類トランジスタ出力のセンサー。

アマチュア無線家の皆さん、こんにちは。 ご検討の対象となっている誘導センサーは、ドアを引きはがす、棚から商品を取り出す、タコメーター、耐火花性液面計、ガソリンエンジンのブレーカーの代わりに、旋削などの自動化要素など、多くの装置で使用できます。コンテナ内の取水バルブから外します...このスキームは古典的なプロトタイプから取られていますが、簡素化されバランスが取れています。 非常にシンプルですが、同時に信頼性が高く、操作の明瞭さが特徴で、製造、セットアップ、さまざまなデバイスへの統合が簡単です。

センサーの概略図

画像をより鮮明に表示するには、PC に保存して拡大してください。

この回路は誘導帰還発振器として構築されています。 要素上の発振回路: L2、C2 は周波数、コイル L1 および静電容量 C1 を設定します。 フィードバック生成を提供します。抵抗: R2、R4 に従ってトランジスタ モードを設定します。 直流そしてそれを安定させます。 高周波デカップリングはチェーン R1、C3 によって提供されます。

重要！ 静電容量 C3 はパルス化する必要があります。 良品質図に示されているとおりの額面と単位。

出力信号整形器は、次の要素の電圧倍増回路に従って作成されます: C4、C5、VD1、VD2、R3、任意の高周波ダイオード、抵抗 R3 は、生成が失敗した場合の出力電圧の必要な低下率に応じて選択されます。 。 コイル間に金属の花びらがあると、発電が中断されます。

プリント基板はガラス繊維ホイルでできており、固定には 2 mm が使用されています。 制限ボスを付けたボルト（またはドロッパーからの塩化ビニールチューブの一部）を挿入し、全体をナットで締め付ける穴、またはベースに切られたネジ山にボルトをねじ込む穴...

プロジェクトのファイルと図面はリンクからダウンロードできます。 コアのないコイル L1 と L2。 L2 には 30 ターンの PEV-1 ワイヤ (0.1 ～ 0.12 mm) が含まれています。 L1 センサーのギャップ距離に応じて、PEV-1 ワイヤ (0.1 ～ 0.12 mm) を 20 ～ 30 回巻きます (実験的に選択されていますが、ギャップは約 2 mm、23 ～ 26 回巻きます)。 コイルは、2 つのボール紙のチークの間にあるマンドレル (1 ～ 1.5 mm の小さなドリル、または針、ワイヤー) に巻き付けられ、接着剤で固定されてマンドレルから取り外され、チークも廃棄されます。 コイルの太さはワイヤの直径の 2 ～ 3 倍で、大量に巻かれます。 完成した両方のコイルはプラスチック製のロッド上に配置され、その後、ポリエチレンまたはフッ素樹脂のガスケットがコイル間に配置されます。 適切な厚さ（ポリエチレン、フッ素樹脂はエポキシ樹脂の硬化に劣ります）。

箱の十字型のパターンをプレス機から切り出し、底部に 4 つの穴を開け、そこに柔軟な より線コイルの出力の場合、コイルの端をコイルに半田付けし、リーマーを曲げて箱を形成し、粘着テープまたは電気テープで包み、別のプラスチックのピンを通します（その後、プラスチックを取り外して穴を開けます）固定が得られます)、コイルを備えたピンも中心に配置して取り付け、最後にエポキシで充填します。 コイルはフレキシブルリード線で所定の位置にはんだ付けされ、それぞれの位置で発電を得るために段階的に調整され、センサーがその場所に取り付けられ、その隣に発電機ボードがあります。

今日では、そのようなコイルや同様のコイルは、フロッピードライブなど、不要になった、壊れた、または時代遅れのデバイスの多くに見られます。 既製のコイルやセンサーはありますが、いつでも購入できるわけではなく、必ずしも安いわけでもありません。 まあ、特にそれが完成品よりも悪くなく、場合によっては完成品よりもうまく機能する場合、自分でそれを行うことは誰かにとって喜びでもあります。

原付を売却し、装置が入っていたため、完成した装置の写真はありません。 このセンサーが接続されている点火ボード自体も同様です。 現在は、フォーラムに興味がある人からの最も詳細な説明と質問への回答のみが可能です。 しかし、このセンサーを使用した点火は、実際には工業用のものよりも桁違いに優れていました。 実験室テストでの火花は、梱包紙に火を付けることさえありました。 みんなは冗談を言いました - なぜ今ガソリンが必要なのですか？ 古紙の上に乗ってしまうのですね…。 一般的なスキーム素晴らしい、お勧めします！ 記事の著者 - PNP.

記事について議論する ユニバーサル誘導センサー

高電圧 静電容量センサー （以下、センサーと呼びます）は、点火システムの二次電圧の形式をとり、その後それを記録装置の入力の 1 つに送信するためのデバイスです。

センサーは、ホルダー、信号線に電気的に接続された容量性プレート、シールドされたケーブル、およびセンサーを記録機器の入力に接続するための対応するコネクターで構成されます。

以下は次のとおりです。

1. 容量性プレートが爆発性ワイヤの導電性コアに近づくほど、センサー出力の信号が大きくなります。

2. 隣接する爆発性ワイヤーからの電磁干渉の影響が少なくなります。 小さいサイズ容量性プレートが大きくなり、信号線のシールドされていない部分が小さくなります。

4. 容量結合は、高周波振動 (破壊領域) を伝達し、低周波振動 (燃焼領域) を伝達しない微分チェーン (HPF) です。 センサー出力の二次電圧の形状が歪みます。

CD – 爆発性ワイヤーの導電性コアとセンサーの容量性プレート間の静電容量
Rin – 録音機器の入力抵抗
Svh - この場合、実際には何も影響しないため、入力容量は考慮されません。

赤いグラフは元の信号 (方形波 1 KHz、デューティ サイクル 10%、振幅 1 V) を示します。
チャート上で 青い色の微分チェーンの出力で受信した信号を示します。

補償容量を使用しないセンサー出力からの信号

センサー出力での 2 次電圧波形の歪みを除去するには、追加の補償容量を使用する必要があります。これは、センサーコア容量と容量分割器を形成します。

記録機器の入力抵抗を考慮せずに、容量性分割器の透過係数は次の関係によって決まります。 Kp = Sd / (Sd + Sk)。 この関係からわかるように、容量 C の値が大きくなるほど、容量分圧器の出力の電圧値は低くなります。 録音機器の入力抵抗を考慮しない理想的な容量性分圧器の場合、Ck は必要に応じて小さくすることができ、分圧器の出力における信号の形状は入力における信号の形状に正確に対応します。 。

入力抵抗を考慮すると、伝達係数を決定するための関係はより膨大になりますが、Kp の Sk に対する依存性は変わりません。 録音機器の入力インピーダンスは Kp に直接影響を与えず、「導入される歪みの程度」を決定します。

入力抵抗が増加すると、二次電圧波形の歪みが大幅に減少します。 ほとんどの場合、高電圧センサーの接続のみを目的とした特殊な入力を除き、自動診断に使用されるほぼすべてのオシロスコープの入力抵抗は 1 MOhm の範囲内にあります。 したがって、（特殊なアダプタを使用せずに）センサーをオシロスコープの入力に直接接続する場合、Rin も定数として取ることができ、変化するのは Sk のみに制限されます。

注記！
単に 10 MΩ の抵抗を介してセンサーをオシロスコープの入力に接続すると、入力抵抗が増加し、それに応じて 2 次電圧波形の歪みが減少しますが、同時にチャネル入力パスの伝達係数も低下します。約10倍に減少します。 伝達係数を低下させずに入力インピーダンスを高めるには、入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低い中間バッファ (リピータ - 最も単純なアダプタ) を使用する必要があります。
現在の SD (正確には不明) と Rin (通常 1 MOhm) の場合、Sk の値は次の妥協点に基づいて選択されます。
1. Sk が低いほど、容量性分圧器の出力の電圧振幅が大きくなります。
2. Sk が大きいほど、二次電圧波形の歪みの度合いは小さくなります。

実際には、容量分圧器の出力における電圧の「振幅」がバックグラウンドノイズから十分に区別されるまで、Sk の値を増やすことができます。

接続位置 SK: ケーブルの始点 (容量性プレートに近い) またはケーブルの終点 (記録機器の入力に近い) - センサーからの信号の形状と振幅には実質的に影響しません。出力。

赤いグラフは、オシロスコープの入力に接続された高電圧センサーと Sk = 3.3 nF から受信した信号を示し、青のグラフは、容量性プレートのすぐ隣に接続された高電圧センサーと Sk = 3.3 nF から受信した信号を示します。 ご覧のとおり、信号の形状はほぼ同じで、振幅は使用されるコンデンサの公称値 +/- 20% の範囲内で変化します。

直径約 10 mm の円の形の容量性プレートを備えた同じセンサーによって記録された二次電圧のオシログラムの例 さまざまな意味 Sk、DIS コイル 2112-3705010 を備えたスタンド上 (屋外での放電のため、二次電圧の形状が通常とはわずかに異なります)。

Sk = 470pF。 燃焼領域は大幅に低下しますが、破壊振幅は 5 ボルトに達します。

Sk = 1.8 nF。 燃焼領域も大幅に低下し、破壊振幅は 2 ボルトに減少しました。

Sk = 3.3 nF。 燃焼領域はあまり低下せず、破壊振幅は 1 ボルトに減少しました。

Sk = 10 nF。 燃焼領域は実質的に低下しませんが、破壊振幅も 0.4 ボルトに減少しました。

見てわかるように、Sk = 10 nF では、二次電圧の形状は実質的に歪みがなく、ノイズは非常にわずかです。

比較のために、アダプターを使用しない場合と特殊な点火アダプターを使用する場合の、同じ爆発性ワイヤーから取得した二次電圧のオシログラムを示します。

赤いグラフは、オシロスコープの入力に直接接続された高電圧センサー (Sk = 10 nF) から受信した信号を示しています。 青いグラフは、「ネイティブ」ポストロフスキー爆発物センサーが接続されているポストロフスキー アダプターから受信した信号を示しています。

ご覧のとおり、両方の信号の形状はほぼ同じですが、中間アンプを含むアダプターからの信号の振幅は 3 倍大きくなります。

注記！
容量性センサーを使用するすべてのアダプターは二次電圧の形状を歪めますが、高い入力抵抗と十分な C があれば、導入される歪は非常にわずかです。

最も単純なケースでは、容量性プラーは任意のものです。 金属製の物体爆発性ワイヤーの隣に配置されます。 容量性プレートの役割は、ワニ口クリップ、爆発性ワイヤーに巻かれたホイル、コインなどです。

実際には、高電圧容量性センサーとして、次の要件を満たす設計を使用することをお勧めします。
1. 高度な故障保護
2. 隣接する爆発性ワイヤーからの電磁干渉の影響を受けにくい
3. センサーを高圧線に素早く接続できる便利な設計

爆発性静電容量センサーの設計例:

20x70 mm のブリキ板を曲げて、爆発性ワイヤーにしっかりと押し付けます。

基本的に、同じプレートは単独でのみ使用されます。

「洗濯バサミ」タイプのBBセンサー。

Bosch の設計の 1 つに類似した BB センサー (1 個あたり 7 ドルで提供)。

例として、ボッシュの上記の設計に基づく爆発物センサーの製造プロセスを考えてみましょう。

センサーを作成するには、次のものが必要です。

1. 前述のBBセンサーハンドル。

2. シールド ケーブル 1 ～ 3 m。ハード同軸ケーブルよりもはるかに使いやすいため、ソフト マイク ケーブルを使用することをお勧めします。 ケーブルの特性インピーダンスは 50 または 75 オームですが、調査対象の信号はすべて低周波領域にあるため、問題にはなりません。

3. センサーをオシロスコープまたはイグニッションアダプターに接続するためのコネクター BNC-FJ / BNCP / FC-022 アダプター F / F チューブ用 BNC ソケット (コネクターは さまざまなメーカー/販売者によって呼び方が異なります）。

BNC-M/FC-001/RG58/Fコネクタ

注記！
F コネクタとケーブルを購入するときは、ケーブルの直径とケーブルに巻き付けるコネクタの直径の対応に注意してください。そうでない場合は、ケーブルの絶縁体の一部を切り取って直径を小さくする必要があります。ケーブルにテープを巻き付けて直径を大きくします。
4. グランド/シールドグランド/ケーブルグランド PG-7 インチネジ付き

5. 直径9～10mmの容量性プレート「パッチ」

「子豚」はブリキから切り出すか、特別なパンチを使用します (8 mm のパンチを使用するのが最適です。フレアした後、直径が 9 mm をわずかに超える「子豚」が得られます)。

適切な直径の押しピンを「ヒール」として使用することもできます。

6. 補償容量は、50 ボルトの電圧に対して公称値が 2.2 nF ～ 10 nF の無極性 (できればセラミック) コンデンサです (1 kV コンデンサを使用する場合は、高電圧ワイヤが故障した場合に備えます)。 、それでも燃え尽きます）。 1206 または 0805 パッケージでは、出力コンデンサと平面コンデンサの両方を使用することができます。

製造手順：

1. シールドケーブルから編組までの絶縁体を 12 ～ 13 mm の部分で取り除きます。 下の三つ編みの部分 剥がされた絶縁体外側に回し、ケーブルに沿って均等に置きます。 信号線の絶縁体を10～11mmの部分で取り除き、錫メッキを施します。

2. コネクタ F をケーブルにしっかりと固定し、折り曲げられた編組の部分にしっかりと接触するように、ケーブルにねじ込みます。 この場合、信号線は BNC-FJ コネクタの中心ピンと確実に接触するように、F コネクタから十分に突き出す必要があります。

3. BNC-FJ コネクタを F コネクタにねじ込みます。 その後、信号線とBNC-FJコネクタの中棒との接触の有無、ケーブル編組とBNC-FJコネクタのシールドとの接触の有無（テスターで判定）、信号線の接触の有無を確認してください。そしてケーブル編み込み。

4. PG-7 グランドがある場合は、まずナットを緩めてケーブルに取り付けます。

5. ケーブルの反対側の絶縁体と編組を 3 ～ 5 mm の部分で取り除きます。 信号線の絶縁体を2～3mm程度剥がします。 容量性プレートを錫メッキ信号線にはんだ付けします。

必要に応じて、信号線と編組の間に補償容量をはんだ付けしてください。

6. 信号線の一部と半田付けされた補償容量を電気テープで包み、容量性プレートがぶら下がったり、電気テープの端で押されたりしないようにします。 その後、容量性プレートにグリスをたっぷりと塗布します。

固体オイルは誘電率を「改善」し、燃焼領域のジャンプを排除します。

赤いグラフは、グリースなしで爆発物センサー (Sk = 3.3 nF) から受信した信号を示しています。 青いグラフは、固体油を使用した爆発性センサー (Sk = 3.3 nF) から受信した信号を示しています。 グリースを使用しないと、燃焼面積が 20 ～ 30% 増加することがあります。

7. 容量性プレートがセンサー キャップの底部に当たるように、爆発物センサーのハンドルを配置します。 次に、PG-7 グランドを使用してケーブルをクランプするか、絶縁テープで固定します (この場合、センサーは誤ってセンサー ハンドルからケーブルを引き裂かないように、細心の注意を払って取り扱う必要があります)。

その結果、オシロスコープのアナログ入力 (Ck がある場合) または論理入力 (Ck なし) のいずれかに直接接続できる高電圧容量センサーが得られます。

いつものように、まず理論をもう少し深く掘り下げてみましょう。

誘導センサーは、金属物の位置を監視するために設計された非接触センサーです。 その動作は、エアギャップのサイズが変化するとインダクタンスが変化するというエアギャップを備えたチョークの特性に基づいています。

この回路では、コイルが発振回路の一部であることがわかり、その発振周波数 (および結果として生じるインダクタンス) は、コイルと強磁性体の間の距離に依存します。 インダクタンス (または振動の振幅) を測定することにより、コイルと強磁性材料の間の距離に関する結論を導き出すことができます。

この原理は誘導型近接センサーで使用されます。 簡略化した機能図は次のようになります。 ジェネレーターはコイル内に振動を生成します。振動の振幅がしきい値を超える (または下回る) と変化すると、トリガーがトリガーされ、出力に論理 0 (または設定に応じて 1) が送信されます。

1. ジェネレーターは物体と相互作用する電磁場を生成します。
2. トリガーによりロジック出力の状態が切り替わります。
3. 包括的な保護により、センサーを極性反転や電源干渉から保護します。
4. キー回路はセンサー出力信号を生成します
このようなセンサーは、工作機械業界や自動車業界などの業界で非常に広く使用されています。

なぜそのようなセンサーが必要だったのでしょうか? ちょっとした背景。
2011 年から 2012 年にかけて (正確にどれくらい前だったかは覚えていませんが)、新しい有望なスタートアップ企業が Kickstarter に登場しました。それは、Makibox 3D プリンターでした。 その約束は単純に天文学的でした。200 ドル (2012 年に一瞬!) で、完全に機能し、見栄えも良く、加熱テーブル付きの 3D プリンターが手に入るというものでした。 彼らは送料を価格に含めることを約束した。 最も近い競合製品の価格は約 800 ～ 1000 米ドルです。

写真で見ると彼は本当にゴージャスに見えました。 それからキックスターターではよくある歌が始まりました - 納期の1年遅れ、価格の値上げなど。 私は本当に幸運だったのです、なぜなら... 私は最前線にいたのですが、支払い日からほぼ 2 年後、最初と最後のバッチでプリンターを 350 ドル (つまり価格は値上がりしました) で 4 ロールのプラスチック (「覚えていません」の補償) とともに受け取りました。何"）。 プラスチックのことを考えると、かなり良いものになりました。 その後、会社は倒産し、何千人もの投資家は何も残されませんでした。

マキボックスが動作しているビデオもあります。 以下は、最初の発売と、印刷することさえできなかった最初の詳細のショットです。

問題が一気に押し寄せ始めた。 プリントヘッド (ホットエンド) は、99% の確率で動作開始から 5 分以内にプラスチックで詰まりました。数日間の実験の後、プリンターの設計は押出機 (プラスチック ロッド供給システム) で覆われました。非常に考えが悪く、薄っぺらいので、製品はあらゆる方向に歩き、うごめきました。

この冒険に参加できたことを今でも非常にうれしく思っていると言わざるを得ません。 まず第一に、私は自分が何に夢中になっているのかを知りました。 そして私の場合、リスクを取る価値はありました。 次に、設計上の欠陥をすべて排除することで、3D プリントのあらゆる側面とニュアンスを完全に理解しました。

プリントヘッドは別の E3D v.5 に交換されました。 押出機は新しく印刷され、構造の剛性を向上させるために多くの作業が行われました。 そしてプリンターが印刷を開始しました。

しかし、設計上の欠陥を完全に排除することは不可能であり、通常のプラスチックで作られたナットが回転することで、悲しみが生じ、プリンターの寿命が近いうちに避けられないことがわかりました。

そして、自分でプリンターを作ることにしました。 プリントヘッドを動かす技術を選びました。

Z 軸に沿った部品の形状の歪み (ぐらつき) を排除するために、テーブルの垂直送りがベルト上で行われるようにしたいと考えました。 私の頭の中には、プリンターテーブルを「地平線に」合わせるという問題にどのようにアプローチするかについての考えもありました。

テーブルの水平性を詳しく見る必要があります。 これはレビューのテーマに直接関係しており、高品質の印刷にとって非常に重要です。 通常、すべてのテーブルは 3 点または 4 点で調整可能なスプリング サスペンション システムを介して取り付けられます。

そして、印刷する前に、プリントヘッドをテーブル上で長時間かつ粘り強く駆動し、調整ネジを回して、最も均一で正確に指定されたギャップ（通常は0.2〜0.3 mm）を達成し、高温（80°）にする必要があります。 -90度）テーブル。 正直に言うと、この作業は最も面白くて刺激的なものではなく、火傷する可能性があります。 そして、なぜなら 振動や加熱、冷却により設定が定期的に失われる場合は、この手順を定期的に繰り返す必要があります。 さらに、この手順は非常に重要です。理想的なギャップや「水平線」は存在しません。パーツは部分的または完全にテーブルに貼り付けられません。つまり、印刷中に剥がれたり、ひどい湾曲になったりすることになります。

検索と思考により、私はオープンソース (無料配布) の設計にたどり着きました。 私がそれに惹かれたのは、私の願いをすべて 1 つのボトルに組み合わせたものでした。これが CoreXY、ベルト上の垂直テーブル フィード、そして私たちのレビューの主人公であるテーブルの校正に使用される誘導センサーです。

このプロジェクトは「オープン」であるため、あらゆる種類の代替改善やトリックを提供する愛好家の大規模なコミュニティが存在します。 OpenSCAD の作業に数日費やした後、設計パラメータを決定し、必要な部品をプリントアウトし、足りないものを中国に注文しました。

電子機器、加熱テーブル、ステッピング モーターは MakiBox の寄付者から譲り受けたものです。 歯付きベルト用の 3 つのプーリー、ベルト自体、誘導センサー、およびいくつかのベアリングを注文するだけで済みました。 どれも20ドル以下で買えました。

これでプリンターが組み立てられました。

価格とデザインを最適化することで一石二鳥を実現しました。 最初のウサギは沈黙です。 リニアベアリングを使用した 3D プリンターが動作すると聞いたことがありますが、騒音が大きいです。 ガタつきがあり、硬化されたリニアガイドが必要です。

そして私が追いかけた二番目のウサギは代償でした。 それでも、ベアリング 12 個とアクスル 6 個にはコストがかかります。

そして、私はウサギに追いついたと言わなければなりません。 アクスルには、分解したインクジェット プリンターから未硬化の直径 8 mm のアクスルを取り出し、ベアリングには、オイルを充填したカプロロンからプレーン ベアリングを機械加工しました。 プリンターの軸には何の費用もかかりませんでしたが、カプロロンに 280 ルーブルを費やしましたが、まだ 3 ～ 4 セット残っています。 メカニックはほとんど静かに動作します。 もちろん、ステッピング モーターの「音」については何もすることができませんが、これは 2 つの悪のうち小さい方です。

そして最後に、私たちのレビューの主人公です。 ネットワークとは別にセンサーの写真を撮ります。なぜなら... あなたのものはすでに 3D プリンターに接続されています

そしてこれが私のマシン上にあります

誘導センサーは何をするのですか? 3D プリンターのファームウェア (私は Marlin を使用しています) には、プリンター ベッドのキャリブレーション方法を説明するセクションがあります。 センサーからテーブルまでの距離を測定する点を4点指定できます。

そうすれば、すべてが非常にシンプルになります。 センサーはこの 4 点を通過し、テーブルを昇降させてセンサーとテーブル間の距離を測定します。 これらの点におけるベッドとプリントヘッドの間の距離は、（センサーとベッドの間の距離）−（センサーとプリントヘッドの間の距離）として定義される。

その後、これらすべての値が 3D プリンターのファームウェアによって考慮され、印刷が開始されます。

Repetier Host プログラム ウィンドウでの情報交換プロトコルは次のようになります。

G28 – ホーミングコマンド (軸に沿った初期位置の決定)。 プリンターは、軸リミットセンサーに接触するまでプリントヘッドを駆動します。
G29 - これはまさにオートレベリングです。 4点歩行
以下は作業の結果、4点の測定値の偏差の計算、および印刷時に必要な修正です。

そしていつものように、追加コンポーネントのアセンブリをプリンター自体で印刷します。 フィラメントスプールホルダーをプリントしました。

そしていつものように 短いビデオ誘導センサーの動作とプリンターテーブルレベルの自動校正。

まとめ。 3D プリンターの所有者の生活を大幅に楽にしてくれる非常に安価なデバイスです。 購入することを強くお勧めします。

頑張って、趣味をたくさん楽しんでください！

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交流および脈動電磁場は、変圧器、チョーク、電気モーター、リレーによって生成されます。 交流電流等 それらの検出、兆候、平均評価については、 さまざまなデバイス、誘導センサーを含むものなど。

電気センサーの動作原理 磁場磁石がインダクタに近づくか磁界に導入されたときにインダクタ内で発生する起電力 (EMF) を記録することで構成されます。 ここでの物理現象は、ファラデーの電磁誘導の法則に厳密に従っています。

誘導電磁界センサーの応用 - ファインダー 隠し配線、短絡ターンのインジケーター、変圧器とディスプレイの周囲の磁場のメーター、科学実験（図3.63、a...m）。

米。 3.63。 誘導電磁界センサーを MK に接続するためのスキーム (最初):

a) /4/ は、50 Hz の産業用ネットワークの低周波磁場センサーです。 ヘッドフォンのコイルで構成されていますが、イヤーパッドや金属膜はありません。

b) /4/ は、テレビ (15.625 kHz) または VGA モニター (31.25 kHz) の水平変圧器の動作を研究するための超音波周波数磁場センサーです。 センサー コイルには、200 x 10 mm のフェライト ロッドに巻かれた PEV-0.23...0.31 ワイヤが 50 回巻かれています。 コンデンサ C/ は、コイルのインダクタンス /4 7 との共振が達成されるまで選択されます。

c)/4/ は、たとえば無線送信機の近くで発生する無線周波数場の磁気成分のセンサーです。 タスクに応じて、従来の DV、SV、または HF ラジオのフェライト アンテナが使用されます。

d) 電圧サージは誘導センサーで発生する可能性があるため、特にバッファ要素 VD1、VT1 を使用した MK 入力の保護が必要です

e) 誘導変位センサー。 金属棒が TI 変圧器のコイルに挿入されると、二次巻線の 50 Hz AC 信号が増加します。

米。 3.63。誘導電磁界センサーをMKに接続するためのスキーム

（継続）'。

f) コンピュータディスプレイ/受像管からの電磁放射の記録装置 (I, = 10 mH)、蛍光灯 (L, = 35 mH)、 電子レンジ(L = 120 mH)。 コイルL/1200ターンのPEV-0.315ワイヤーが巻かれています。 金属ボルト 6×25mm;

g) MK は、外部磁石がセンサー インダクターに接近する回数を >4/(点線で表示) としてカウントします。 高精度の抵抗器を使用することをお勧めします。

h) Analog Devices の特殊な DAI チップ上のアンプ/コンプレッサーを介して 2 コイル ギター ピックアップ LI を接続します。 この回路は汎用性があり、エレキギターだけでなく信号のコンパディングにも使用できます。

i) センサー L1 からの信号は、カットオフ周波数 3...4 kHz のアクティブ ローパス フィルター DAL2 を通過します。 ゲインは抵抗 R5 によって設定されます。 要素 G/. / 平均 +2.5 V の電圧を生成します。

米。 3.63。 誘導電磁界センサーとMKの接続図

（エンディング）：

j)L1 は統合された誘導センサー (Speake & Co Llanfapley) であり、磁場の影響下で出力信号 OUT の周波数を変化させます。 DAチップ！ PLL (抵抗器 R6 によって校正) に基づく周波数電圧コンバータとして機能します。 l) 誘導センサー LI は、モーターの近く、またはモーターに電力を供給する配線の近くに取り付けられます。 ピックアップのピーク電圧が10mVであるのに対し、感度は100mAの電流を検出するのに十分です。 デバイスの消費電力が低いため、小型の「3 ボルト」リチウム電池を使用して MK に電力を供給できます。

l) 「センサー」コイル L1 は、自動車エンジンの点火プラグ内で火花が形成されるときに発生するインパルスを受け取ります。 対称性を保つために、回路は R1 と R2、R4w R6 に等しくなるように選択されます。