Blog
- Details
- Geschreven door Beheerder Beheerder
- Gepubliceerd: 23 november 2019 23 november 2019
Wisselaandrijving met servo 2.0 - deel 3
Wat nu, alweer een ontwerp voor een wisselaandrijving met een servo? Dat kennen we nu wel. Ja, dat mag dan waar zijn, er is altijd ruimte voor een origineel idee. Wij zijn van mening dat dit een ontwerp is dat wat toe voegt aan het aanbod.
En die 2.0, dat slaat op het feit dat ons eerste idee toch niet was wat we er van hadden gehoopt. Voortschrijdend inzicht heet zo iets met een mooi woord. Waarmee we tevens ook aangeven dat we niet zomaar iets hebben bedacht.
Het uitgangspunt was een makkelijk (na) te bouwen aandrijving, zonder al te veel kosten. En dan ook nog liefst zo bedrijfszeker mogelijk, gemakkelijk te installeren en te configureren.
Micro-schakelaars - 1
Micro-schakelaar perikelen
In het voorgaande deel hebben we de bevestiging van de servo behandeld. Tijd om de micro-schakelaars te behandelen, die gebruikt worden om – in de meeste gevallen althans – het hartstuk van het wissel van spanning te voorzien. Uiteraard alleen wanneer het wissel een metalen hartstuk heeft uiteraard.
Afhankelijk van de situatie dienen de micro-schakelaars zodanig geplaatst te zijn, dat wanneer de wisseltongen netjes aanliggen, het hartstuk van de juiste spanning wordt voorzien. Hiervoor moet een micro-schakelaar op de juiste positie gemonteerd worden, zodat deze door de arm van de servo bekrachtigd kan worden.
Het oude systeem waarvan we bij het begin van deze serie over praatten, had voor de bevestiging een subframe waarop de micro-schakelaars gemonteerd worden. Dit gebeurt met twee schroefjes en moertjes, die door twee horizontale sleufgaten gaan, voor de zijwaartse positiebepaling. Het subframe komt met schroefjes door verticale sleufgaten, zodat de micro-schakelaars hoger of lager gezet kunnen worden.
Dit subframe zit dan ook nog eens met afstandbusjes op het hoofdframe. Deze gehele constructie maakt het afstellen van de micro-schakelaars een uitermate lastige, tijdrovende en vooral onbetrouwbare oplossing. Zeker als de slag van de servo ook nog eens beperkt is tot enkele graden. Al met al redenen om te kijken of het anders kan.
De uitvoering van de micro-schakelaar
Om te beginnen de micro-schakelaar zelf. De bij de bouwkit van de bovengenoemde methode van de servo montage geleverde micro-schakelaars, zijn van een bouwvorm die door diverse fabrikanten geleverd worden. Elk heeft zo zijn specifieke kenmerken maar dat betreft alleen details, zoals de uitvoering van b.v. de aansluitingen en kleur van de behuizing.
De hoofdafmetingen van de micro-schakelaar zijn echter in alle gevallen gelijk. Ze zijn 5 mm dik, 13 mm lang en 6,5 mm hoog. Aan één zijde is een bedieningsarm aangebracht, in de vorm van een kleine, platte, scharnierende hendel. Deze heeft meestal een lengte van ca 14 mm en steekt daarbij iets over aan de andere zijde van de micro-schakelaar.
Hiernaast is een dergelijk exemplaar afgebeeld. In dit geval een type met een tweekleurig huis en platte soldeerpennen.
Verder zijn de micro-schakelaars allemaal uitgevoerd als enkelpolig wisselcontact of omschakelcontact (we zullen deze laatste term verder gebruiken, om verwarring met het schakelen van wissels te voorkomen). Door de hendel in te drukken richting de micro-schakelaar, wordt de onder de hendel liggende kleine drukknop bekrachtigd. Deze laatste zet dan intern het omschakelcontact van de ruststand in de actieve stand.
Vrijwel alle micro-schakelaars van dit type zijn ook elektrisch gelijk. Het midden- of gemeenschappelijk contact bevindt zich bij het draaipunt van de hendel. daarvandaan volgen het actieve contact en tenslotte het rustcontact. In mooie Engelstalige termen heet dat dan COM, NO en NC (afkortingen van resp. common, normally open en normally closed).
Ook de positie van de symmetrisch geplaatste bevestigingsgaten is voor dit type standaard. De steekmaat is 6,5 mm en de horizontale hartlijn van de gaten ligt op 1,5 mm vanaf de onderzijde van de behuizing. De steek tussen de aansluitingen bedraagt meestal 5,08 mm (0,2 inch).
Bevestiging micro-schakelaar
De bekrachtiging van de micro-schakelaar wordt door de stelarm van de servo uitgevoerd. Deze zit op de draaiende as van de servo. Zie hiervoor ook de afbeelding in het voorgaande deel van de gemonteerde servo. Wanneer nu de micro-schakelaar zowel zijdelings heen en weer, ten opzichte van de as van de servo en in verticale richting op en neer kan worden vastgezet, laat het zich raden dat van een reproduceerbaar bekrachtigen van de micro-schakelaar geen sprake is.
Zou het niet veel beter zijn, als de hendel op de micro-schakelaar altijd op dezelfde wijze georiënteerd was ten opzichte van de stelarm van de servo? Met andere woorden, de positie van de micro-schakelaar gerelateerd aan de centrale as van de servo.
Een eerste idee was om een tweetal cirkelvormige sleuven te gebruiken. Maar dat zou betekenen dat de micro-schakelaar nog steeds met twee schroefjes miet worden afgesteld. Verder zorgen de twee sleufgaten boven elkaar er voor, of ze nu recht of cirkelvormig zijn, dat de micro-schakelaar nog steeds makkelijk kan kantelen.
Het beste zou een soort montageplaat voor de micro-schakelaar zijn, waar deze vast op is gemonteerd. En dat dit geheel dan in zijn geheel om de centrale as van de servo draaibaar is. Het eerste is eenvoudig uitvoerbaar en de montageplaat kan door één enkele sleuf makkelijk in elke positie worden vast gezet. Dat lost alvast het probleem op van eenvoudige instelling.
Het draait om de servo
Maar hoe maken we deze montageplaat draaibaar om de centrale as van de servo? Daarvoor komt er een beetje meer kijken. Om te beginnen de constructie van de servo.
Hiernaast staat een afbeelding van het type servo dat voor de wisselaandrijving gebruikt wordt. Het hier getoonde merk en type is slechts ter voorbeeld, er zijn veel meer fabrikanten van dergelijke 9 gram servo's.
Die 9 gram slaat op de kracht van de servo, niet het gewicht. De draaihoek kan per uitvoering verschillen. 60, 90 of 120 graden zijn veel voorkomende waarden.
Maar laten we de servo eens nader bekijken. Met name de bovenzijde, rond de centrale as.
Letten we eens op de constructie van de behuizing rond het tandwiel dat met de centrale as is verbonden. Dit is bijna een volledig ronde uitstulping (enkel alleen het rondsel dat het tandwiel aandrijft, steekt hier uit). Zou het met een slimme constructie mogelijk zijn, dit als draaipunt te gebruiken voor de al eerder genoemde montageplaat met micro-schakelaar?.
Om een lang verhaal kort te maken, dat is precies wat wij gedaan hebben. Het heeft even wat tijd gekost om dit uit te werken naar een uitvoerbaar product (waarbij het programma SketchUp Home, gratis voor de hobbyist, een geweldige hulp was), dat door een 3D printer kon worden gemaakt.
A passant werd ook nog iets bedacht om twee mciro-schakelaars te monteren op deze wijze, waardoor het mogelijk werd zowel linksom als rechtsom draaiend een schakelaar te bedienen.
Uiteindelijk ziet deze "montageplaat" er meer uit als een overmaatse vishaak, maar het werkt wel. En dat is het belangrijkste.
Tot zover de montage van de micro-schakelaar in ons ontwerp. In het volgend tweede deel over de micro-schakelaars zullen we uitleggen hoe deze nu werken hoe de instelling gedaan wordt.
Gepubliceerd 23-11-2019
Gecorrigeerd 24-11-2019
