Digital Read Out with magnetic stripes  (μαγνητικές ράβδους)

Το άρθρο αφορά στην περιγραφή της κατασκευής και τοποθέτησης «Μαγνητικών ράβδων μέτρησης σε τόρνο».
Προδιαγραφές :
1) μήκος ράβδου 150mm για τον Υ άξονα
2) μήκος ράβδου 300mm για τον Χ άξονα.
3) ακρίβεια μέτρησης της τάξης 0,001mm
4) μέτρηση σε mm
5) πληκτρολόγιο
6) όσο το δυνατό ελάχιστο κόστος κατασκευής.

Η πρώτη εφαρμογή- κατασκευή και εγκατάσταση μετρικών στον τόρνο μου είχε δύο κύρια σημεία στις προδιαγραφές τις: α) όσο το δυνατό ακρίβεια της τάξης του 0,01mm και β) μικρό κόστος κατασκευής.
Οι δύο αυτές προδιαγραφές οδήγησαν στην εφαρμογή που περιγράφεται στο παρακάτω λήμμα «Μετατροπή του παχύμετρου σε DRO. Ένα μικρού κόστους παχύμετρο αγορασμένο από το ebay.com  περίπου 6$ με ακρίβεια μέτρησης –βαση κατασκευαστή 0.01mm-  ικανοποιούσε τις δύο βασικές προϋποθέσεις προκειμένου να προχωρήσεις και να ολοκληρωθεί η κατασκευή και εγκατάσταση του στον άξονα Υ του τόρνου. Η χρήση του άμεσα έδειξε ότι : χρειαζόταν ίδιο σύστημα να εγκατασταθεί και στον Αξονα Χ. δηλ το όργανο μέτρισης – στην περίπτωση εδώ το παχύμετρο – έπρεπε  να έχει μήκος μεγαλύτερο των 200mm. Η χρήση του ανέβασε κατακόρυφα την παραγωγικότητα  ειδικά στην κατασκευή των σπειρωμάτων. Επειδή η τιμή στον άξονα Υ πρέπει να διπλασιαστεί χρειάζεται μεγαλύτερη ανάλυση στο όργανο μέτρισης ώστε να μπορεί να δίχνει μεταβολές μικρότερες του 0,05 (x2=0,1).
 Η πολύμηνη χρήση του παχυμέτρου είχε ως αποτέλεσμα να μειωθεί η ακρίβειά του. Την ίδια μείωση στην ακρίβεια παρατήρησα και στα άλλα ψηφιακά παχύμετρα που χρησιμοποιούσα στο «χέρι» Αποτέλεσμα της φτηνής κατασκευής του οργάνου.
Eπίσης η χρήση του οργάνου ανέδειξε την απαίτηση  του πληκτρολογίου  για την πρωτοποθέτηση μετρήσεων στο όργανο.

Οiκονομικός απολογισμός.
Τα chip και η ταινία είναι δείγματα από την ams.com
Η πραγματική δαπάνη της εφαρμόγής αυτής είναι περι τα 25 ευρώ
δηλ η αξία μικροεπεξεργαστή πλακετών,αλουμινίου, κουτί και λοιπά μικροεξαρτήματα.
Πλέον την προσωπική εργασία για την κατασκευή των ράβδων περι τις 12 ώρες και
του προγράμματος περι τις 40 ώρες
Για σύνηθη προμήθεια από το εμπόριο οι τιμές διαμορφώνονται
όπως παρακάτω
τα chip αξία 5,6 απο Mouser.com Χ 2 = 11,2
magnet strip με βήμα 2mm έχει 84 E/m από το alliexpress
Στην εφαρμογή το Κυριότερο είναι η κατασκευή των ράβδων.

Το ποιο δύσκολο σημείο της κατασκευής είναι οι ράβδοι. Απλά πρέπει  να είναι όσο το δυνατό ποιο ευθύγραμμοι. Μετά τις πρώτες δοκιμές κατέληξα  στην κατασκευή που περιγράφεται παρακάτω. Το μήκος της ράβδου ορίστηκε στα 400mm με εκμεταλλεύσιμο μήκος τα 300mm επειδή η μετρική ταινία που είχα είχε μήκος 300mm. Κατά την κατασκευή αποδείχτηκε ότι δεν είναι δύσκολο να κατασκευαστεί ράβδος σε μήκος 1200mm . Η μετρική ταινία πωλείται με το μέτρο. Κύριο χαρακτηριστικό της είναι ότι πρέπει να έχει βήμα μαγνήτη τα 2mm .  Περιγράφεται με τον τίτλο DMB-A series magnetic stripe(Pole pitch:2+2mm)  (http://www.aliexpress.com/item/DMB-A-series-magnetic-stripe-Pole-pitch-2-2mm/499646630.html)

Αγοράζουμε αλουμίνιο με διαστάσεις a)5x30x400  b) 3x15x300.  κατά μήκος της ράβδου Α ανοίγουμε τρύπες Φ4 και με τρυπάνι Φ8 κάνουμε το φρεζάρισμα για το κεφάλι της βίδας Φ4Χ10.Το φρεζάρισμα το κάνουμε και από τις δύο πλευρές. Φροντίζουμε να θαφτεί τοι κεφάλι της βίδας περίπου μισό χιλ Χρησιμοποιώντας παξιμάδια  Τ στερεώνουμε την ράβδο Α στο τραπέζι της φρέζας και την περνάμε με την φρεζοκεφαλή ώστε να γίνει επίπεδη και από τις δύο πλευρές. Δεν μας ενδιαφέρει το πόσο θα κατέβει το τελικό πάχος της ράβδου. Μας ενδιαφέρει το λείο της επιφάνειας που θα προκύψει μια και εδώ θα ψεβδοολισθένει το βαγονάκι που θα έχει το chip του αισθητηρίου.. Προτείνω κατά την επεξεργασία να χρησιμοποιήσετε κοπτικό υγρό ώστε να έχετε καλύτερο αποτέλεσμα.
Κάνουμε την ίδια διαδικασία για την ράβδο Β. επιπλέον με κονδύλι Φ11 Χαράσσουμε ένα αυλάκι σε βάθος 1,5mm Το πλάτος και το βάθος στο αυλάκι, εξαρτάται από την ταινία που θα έχετε αγοράσει. Με την διαδικασία που έχουμε κάνει μέχρι τώρα δεν είναι σίγουρο ότι οι ράβδοι είναι ΕΥΘΕΙΕΣ. Για το λόγο αυτό θα κωλύσουμε τη μια πάνω στην άλλη. Κόλλα epoxy δύο συστατικών που στεγνώνει σε 10 – 15 λεπτά.
Την κόλα την απλώνουμε στη ράβδο Β. και την τοποθετούμε πάνω στην ράβδο Α. Χρειάζεται να ψιλομετακινήσουμε τις δύο ράβδους μεταξύ τους ώστε να φύγει η περίσσια κόλλα που υπάρχει ανάμεσά τους. Τοποθετούμε  το σύστημα των ράβδων πάνω σε επίπεδο και εφαρμόζουμε αρκετή πίεση ώστε να αποφύγομε τυχόν στρέψεις. Εγώ χρησιμοποίησα το τραπέζι της φρέζας .Αν έχετε μεγάλο μήκος ράβδου μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα μάρμαρο. Με τον τρόπο αυτό αποκτούμε ευθείες ράβδους με μεγάλη μηχανική αντοχή.
Αφού τραβίζει η κόλλα καθαρίζουμε τα υπολλείματα  και στερεώνουμε την νέα ράβδο στη φρέζα. Με κονδύλι Φ11 παίρνουμε το πλάι από την ράβδο Β φροντίζοντας ίσα ίσα να ξυρίζουμε και την Α . Χωρίς να λύσουμε την ράβδο από το τραπέζι κάνουμε το ίδιο και από την άλλη πλευρά της ράβδου Β. Έτσι εξασφαλίσαμε το παράλληλο στις πλευρές της Β και το επίπεδο στην Α. Κολλάμε την μαγνητική ταινία. Παίρνουμε φαρδύ σελοτέιπ  20μμ και καλύπτουμε την ράβδο Β κλείνοντας μέσα την μαγνητική ταινία. Έχουμε και άλλη δουλίτσα να κάνουμε προκειμένου να φτιάξουμε τα στηρίγματα της ράβδου στον τόρνο. Κόβουμε αλουμίνιο Φ6Χ10Χ60. θα χρειαστούμε τουλάχιστο 2 tem Στα 5μμ από κάθε άκρο ανοίγουμε σπείρωμα για σκουλικόβιδα Φ6. Το μήκος της σκουλικόβιδας θα καθοριστεί από το πόσο στραβή είναι η πλάτη του τόρνου και πόσο έξω πρέπει να τοποθετηθεί η ράβδος το αισθητήριο που θα είναι πάνω στο support να ολισθαίνει στην επιφάνεια της Στα 30μμ ανοίγουμε την τρύπα που θα περάσει η βίδα στερέωσης Κολλάμε με epoxy σε κάθε άκρο της ράβδου από ένα. Aν η ράβδος είναι μεγάλη και κατά την κρίση μας κολλάμε «αυτιά» σε ενδιάμεσα σημεία της ράβδους. Στη δική μου ράβδο δεν χρειάστηκε.
Όταν βιδώσουμε την ράβδο στο κρεβάτι με τις σκουλικόβιδες θα την φέρουμε παράλληλα στο κρεβάτι και κατά συνέπεια στο support . Καλό είναι οι τρύπες στήριξης να είναι οβάλ ώστε να μπορεί να κινηθεί η ράβδος λίγο πάνω κάτω. Δεν χρειάζεται να γίνει «Αγριο» σφίξιμο. Θα σφίξουμε όσο χρειάζεται να μην κινείται. Μετά θα χρησιμοποιήσουμε κόλλα στιγμής για να ακινητοποιήσουμε τη ράβδο. Μην ξεχνάτε ότι το αισθητήριο ολισθαίνει πάνω στη ράβδο η οποία κρατά την μαγνητική ταινία. Τυχόν κολλήματα ή εμπλοκές του βαγονέτου με το αισθητήριο θα δημιουργούν λάθη στην ανάγνωση δηλ θέλουμε να φτιάξουμε την παραλληλότητα της ράβδου.

Το βαγονάκι που θα έχει την πλακέτα με το αισθητήριο έχει ύψος 15μμ και μήκος 40. το πλάτος 40 ή όσο είναι το πλάτος της κάτω ράβδου Αφού κατασκεύασα την πλακέτα και κόλλησα το chip πάνω μέτρησα τις διαστάσεις που προέκυψαν και άδειασα το βαγονάκι από το εσωτερικό τελείως. Χρησιμοποίησα ετρλόν λευκό από την πάνω πλευρά είναι επίπεδο και από την κάτω έχει αυλάκι διαστάσεων  που έχουν προκύψει από τις διαστάσεις της ράβδου Β. Στο αυλάκι οι αιχμές πρέπει να κοπούν φάλτσο ώστε να μην σφηνώνει μέσα στις ακμές της ράβδου. Στην πλακέτα κολλήσετε απευθείας το καλώδιο Για να τοποθετήσετε την πλακέτα κάντε το εξής : Καλύψτε με σελοτέιπ το αυλάκι. Τοποθετήστε το βαγονάκι πάνω στη ράβδο. Καλύψτε το chip που είναι κολλημένο πάνω στην πλακέτα με σελοτέιπ. Βάλτε την πλακέτα μέσα στο βαγονάκι και πιέστε ελαφρά ώστε να πατήσει το chip πάνω στην ταινία. Βάλτε κόλλα για να στερεώσετε την πλακέτα. Αφού τραβήξει η κόλα σηκώστε το βαγονάκι. Αν έχει χυθεί κόλα αφαιρέσετε τα υπολλοίματα. Μην αφαιρέσετε το σελοτέιπ από την πλακέτα Αποτελεί κάλυμμα και προστασία το chip από τα λάδια και τα γρέζια. Το βαγονάκι τώρα πρέπει να κινείται ελεύθερα πάνω στη ράβδο. Μπορεί να έχει λίγο τζόγο, αυτό που μας ενδιαφέρει είναι να ολισθαίνει πάνω στην ταινία.
Φτιάξτε το κάλυμμα του από αλουμίνιο 3μμ και στερεώστε το με βίδες Φ3 στις γωνίες. Σε αλουμίνιο κόψετε ένα Τ με διαστάσεις οριζόντιας γραμμής ίσο με το πλάτος του βαγονέτου και ύψος  από το support μέχρι το βαγονέτο πάνω στη ράβδο.
Αφού στερεώσετε και ευθιγραμήσετε τη ράβδο τοποθετήστε το βαγονέτο και μετά στερεώστε το Τ στο support ώστε η ευθεία του Τ να ακουμπά στο βαγονέτο. Κωλύστε με κόλλα στιγμής. Με τον τρόπο αυτό έχετε φτιάξει τη σύζευξη support με τη ράβδο.

Επόμενο βήμα η κατασκευή του πληκτρολογίου. Υπάρχουν έτοιμα πληκτρολόγια στην αγορά. Εγώ ήθελα να φτιάξω τη διάταξη των πλήκτρων και τα σύμβολα όπως τα είχα φανταστεί. Επίσης μου άρεσε η ιδέα να έχω φωτιζόμενο πλήκτρα π.χ. στο Χ2, στην αναστροφή των αξόνων κτλ. Αρχικά έφτιαξα την πλακέτα με 20 πλήκτρα. Εβαλα 6χ6χ7 διακοπτάκια. Εκοψα ένα τετράγωνο από κόντρα πλακέ 4μμ και στη θέση κάθε διακόπτη άνοιξα μια τρύπα 7μμ Εβαλα από κάτω ένα φύλλο μπλάσα 2μμ ώστε να φτάσω στα 6μμ με αποτέλεσμα να φαίνεται κάθε διακόπτης 1μμ πάνω από το κοντρα πλακέ. Σχεδίασα στο CorelDraw την επιφάνεια με τα πλήκτρα και τα τύπωσα σε φωτογραφικό χαρτί 120 γραμμαρίων. Το κόλλησα πάνω στο γείσο του κόντρα πλακέ. Από πάνω έβαλα ένα φύλο διαφάνεια για projector ώστε να γινει αδιάβροχο. Ετσι έχω klicking πληκτρολόγιο αδιάβροχο και ανθεκτικό στα λάδια, δικιά μου διάταξη και λογότυπα στα επιμέρους πλήκτρα.

Final_magneticPanel-bigl

P1010070

P1010071

P1010072

P1010073

P1010075

P1010076

P1010077

P1010078

P1010079

P1010080

P1010081

P1010082

P1010083

P1010084

P1010085

P1010086

P1010087