Tacómetro para torno.

[mpaniaguam]

Para solucionar algunos trabajitos sencillos utilizo, pese a mi incapacidad manifiesta en las artes mecánicas, un pequeño torno chino, el tan denostado MTB 3000 de Einhell; como ya se ha comentado varias veces en este foro quiza no sea la mejor herramienta del mundo en cuanto a precisión y robusted, pero es lo que hay y para lo que yo soy capaz de hacer creo que suficiente, al menos de momento.

Una de las carencias de este torno, y de algunos hermanos mayores y mejores es la falta de un tacómetro incorporado que nos de una idea de la velocidad con la que trabajamos, asunto que en algunos trabajos puede ser de importancia. Algunos hilos de este foro comentan la posibilidad de hacer algo al respecto, de manera que me he puesto a ello y le he acoplado esta pequeña maravilla.



Ahora puedo saber a que velocidad voy, lo que para nada implica que mejoren con ello mis habilidades con la máquina.



Como puede apreciarse en la segunda foto, el aparato es sencillo pero contiene a mi juicio todo lo necesario para el caso.

En resumen sus caracterísitcas son las siguientes: 1.- Muestra la velocidad del cabezal directamente en RPM, con capacidad de 0 a 9.999 RPM y con precisión de 1/60 de revolución. 2.- Tiene un segundo modo de trabajo en el que puede contar revoluciones absolutas con un margen directo de 0 a 9.999 revoluciones y mediante una truculencia puede llegar a 19.999, más que suficientes para trabajos de bobinado en los que es muy útil utilizar el torno si no se tiene una bobinadora. 3.- Se integra en la máquina sin hacer ninguna modificación funcional o estructural en la misma, es decir, si lo quito el torno queda exactamente igual que estaba. 4.- Minimo coste, está hecho por completo con chatarra reciclada el único elemento que puede valorarse en coste es el circuito impreso utilizado y los componentes para el grabado del mismo. 5.- Se integra bien en la máquina sin estorbar o anular ninguna de las funciones originales.

Ahí queda para que le echeis un vistazo, pero si el tema despierta el suficiente interés no tengo inconveniente en despanzurrarlo por completo paso a paso par que pueda ser copiado por cualquiera o para servir de orientación a algún trabajo similar.

Un saludo

[Rafa]

Hola.

Despanzurralo que te lo quiero fusilar, me vendria muy bien, po favoooon!!!!

[antigravitic_systems]

es sencillo,destripas una calculadora y sacando un par de conexiones de la tecla "=" las llevas a un contacto magnetico encapsulado, son como unas ampollitas de cristal con 2 mini constactos en su interior, después necesitas un imán de neodinium que pegarás al plato, cronometro en mano para saber las revoluciones por minuto y sabiendo la circunferencia del plato que rueda con un sencillo calculo ya lo tienes listo.

[mpaniaguam]

El más mínimo deseo del Rafa es cómo una orden para mí. Desnudemos al protagonista, pero ordenadamente por si en algún momento se engancha alguien que piense que es demasiado complicado para él, vea que no es tan fiera la bestia como la pintan y se anime.

Algunas aclaraciones previas: lo que se propone aquí es la descripción de algo que ya está hecho, pensado y diseñado para solucionar un problema. Problema que podría haberse solucionado de doce mil formas distintas, unas mejores y otras peores, pero que no tiene caso entrar aquí en discutirlas; si alguien cree que debe originarse un debate sobre pros y contras o elucubraciones varias está en su derecho, pero recomiendo que para tal caso abramos otro u otros hilos y dejar éste exclusivamente para lo que nos ocupa, con lo que al final todo resultará más claro y más digerible.

Procuraremos aprovechar para ser todo lo didácticos que podamos, para que todo el mundo entienda lo que se trata, y el que esté en disposición y pueda aprender algo pues mejor que mejor.

Si a consecuencia de este hilo alguien se anima y se pone manos a la obra puede contar con mi ayuda en todo lo que pueda, es decir que por mi parte, dentro de lo razonable y en la medida de lo posible a nadie dejaré con el culo al aire.

Las preguntas, dudas o comentarios ceñidos al tema los contestaré en este hilo, los que no estén directamente relacionados, como ya dije antes, mejor abrir otro hilo.

Y como siempre, en cuanto un moderador estime que debe apagarse la luz pues se apaga y aquí paz y después gloria. Espero que haya suerte y no se nos cuele alguno de los virus a los que desgraciadamente estamos tan acostumbrados en este Foro y nos lo eche todo a perder.

Un saludo.

[mpaniaguam]

Nous Començon.- EL PROYECTO.

A fuer de didácticos conviene empezar por identificar lo que aquí comenzamos como un ‘proyecto’. Como todo proyecto bien enfocado éste debe comenzar a partir de unas ‘Especificaciones Generales’. Estas consisten en una relación de las expectativas que el cliente que encarga el proyecto propone para satisfacer sus necesidades y a las que el diseñador y constructor debe dar respuesta satisfactoria para poder dar por concluido el proyecto.

En nuestro caso las Especificaciones Generales son las siguientes:

Proponemos un aparato que nos diga la velocidad de giro del cabezal de nuestro torno directamente en Revoluciones por Minuto (RPM) con una precisión de al menos +/- 1 RPM.
Que tal aparato, a voluntad del operador, en lugar de la velocidad cuente las vueltas completas que da el cabezal a partir de un momento dado.
Que el margen de medida de velocidad cubra al menos la velocidad máxima del torno (en el caso del MTB 3000 son 2500 RPM siendo algo generoso), y en número de vueltas pueda contar al menos hasta 10.000.
Que el torno no tenga que sufrir ninguna modificación de importancia, dicho de otro modo que pueda conservarse la garantía del mismo por parte del fabricante.
Que no se degrade en absoluto la operatividad de la máquina, ni en cuanto a manipulación ni en cuanto a prestaciones.
Que el coste sea mínimo, a ser posible 0€.
Que se integre amigablemente en los controles de la máquina (vamos, que no estorbe).

Aunque parezca una pijada es importante comenzar todos nuestros proyectos con un listado parecido a este puesto en negro sobre blanco para minimizar el riesgo de dispersarnos por el camino y lo que es muy importante para poder dar por finalizado cada proyecto y que no quede como nos suele pasar en la pila de proyectos inacabados navegando por los rincones de nuestro taller.

De momento lo dejamos así. Continuará.

[joliva68]

este es mi tacómetro:

http://youtu.be/-RNZvVH4hr8

[mpaniaguam]

Muy chuli el video JOLIVA, muchas gracias.

Un saludo.

[mpaniaguam]

Primera continuación

Especificaciones Técnicas.- A partir de las Especificaciones Generales, un buen proyectista desarrollará una ingeniería de diseño que normalmente comienza por elaborar unas Especificaciones Técnicas enfocadas a dar solución al problema propuesto. Son una especie de pinceladas gruesas que sirven de base o boceto para la ingeniería de detalle (en forma gráfica solemos llamarlo Diagrama de Bloques). En nuestro caso unas especificaciones técnicas que grosso modo pueden llevarnos a una solución razonable pueden ser las siguientes:

Un sensor captador del giro del cabezal.
Un display numérico con capacidad para representar hasta el número 9999, no necesita signo.
Los pulsadores e interruptores necesarios para que el operador controle su funcionamiento.
Un sistema de control que efectúe los cálculos necesarios a partir de las señales del sensor, gobierne las presentaciones del display, interprete las órdenes del operador y genere los avisos auxiliares que se necesiten.
Una fuente de alimentación que partiendo de la propia alimentación del torno suministre las tensiones necesarias para todo el aparato.
Los elementos auxiliares necesarios para incorporar los elementos anteriores físicamente en el propio torno (soportes, cajas, etc.).

Puesto en forma gráfica dibujamos un diagrama de bloques tal que este:




Y a partir de aquí lo utilizaremos como guía para ir completando el diseño.

Aunque parezca un coñazo esta manera de proceder paso a paso se la recomiendo encarecidamente a los principiantes dado que la experiencia nos dice que es el camino más seguro para llegar a un resultado feliz.

De momento para no aburrir lo dejamos aquí…

Un saludo.

[mpaniaguam]

A seguir…

El siguiente paso en nuestro proyecto consiste en ir rellenando de detalle cada uno de los bloques de nuestro diagrama principal, ateniéndonos lo mejor que podamos a las especificaciones originales. Sin perder de vista por supuesto la idea de conjunto ya que al final todas las fases del proyecto deben encajar armónicamente en un único dispositivo.

Primer vistazo al captador: Cuando se van a ir aportando detalles a cada parte del conjunto es muy recomendable ir planteando qué lugar físico va a ocupar y cómo resolverlo, hay que tener en cuenta el tamaño y la forma de los componentes que se van aportando, donde situarlos, como fijarlos, etc. no vaya a ser que al final nos encontremos con que tenemos que sujetar las cosas con cuerda o cinta aislante o apilarlas como una escultura abstracta para soportar un cenicero.

Para captar el movimiento del cabezal, la técnica actual nos ofrece un montón de soluciones, aquí en lugar de ingeniería hay que a portar un poquito de intuición y experiencia para elegir el más adecuado; por muchas razones que no voy a aburriros desgranando vamos a optar por el ubicuo sensor óptico y la máscara de sombra. El sensor óptico como todos sabemos consiste en un conjunto formado por un LED emisor de infrarrojos acoplado a un fotodiodo o fototransistor a través de una ranura por la que puede introducirse un objeto que interrumpa o deje pasar el rayo de luz que acopla al sensor. Como placa de sombra vamos a utilizar un disco provisto de 60 ranuras en su periferia que serán las que pasando por la ranura del sensor interrumpirán el haz de luz 60 veces por cada revolución completa del disco.

¿ Porqué esta elección?, necesitamos captar el giro del cabezal, podríamos intentar afrontarlo por la parte delantera (la zona de trabajo), pero fácilmente caeríamos fuera del punto siete de las Especificaciones Generales (que no estorbe), por lo tanto nos armamos con la llave allen de turno y desmontamos la tapa posterior del torno. Tras varios vistazos, pensadas, rascones de cabeza y todo lo demás llegamos a la conclusión de que lo más práctico parece ser aprovechar el propio eje del cabezal y un hermoso espacio libre, pequeño pero suficiente, que queda en la parte superior izquierda de la caja de mecanismos. Como una imagen vale más que mil palabras en las fotos que siguen puede verse donde queda colocado el mecanismo que aún no hemos diseñado.





El sensor fotoeléctrico, para cumplir con el punto sexto de las Especificaciones Generales, lo buscamos en nuestro almacén de chatarra, seguramente los encontraremos a puñados procedentes de ratones, impresoras, escáneres o casi cualquier aparato electrónico que hayamos desarmado o tengamos esperando desguace. El del tacómetro que nos ocupa procede de una impresora. Una vez en nuestra mano, con un poco de maña y una lámina de aluminio preparamos un soporte en L con las perforaciones necesarias para por un lado sujetar el sensor y por el otro fijarlo al torno mediante el propio tornillo de sujeción de la placa de engranajes, como puede verse en la foto. Yo utilicé las propias pestañas del sensor para fijarlo al soporte pero si el que tú utilizas no las tiene pues lo pegas al aluminio con epoxi o con lo que tengas a mano.

El disco de sombra lo más seguro es que tengamos que hacerlo ya que resulta muy improbable que encontremos en la chatarra algo que se adapte perfectamente a lo que necesitamos. Para nuestra fortuna, al menos en el torno MTB 3000, el eje hueco del cabezal dispone de una tuerca para ajuste de la holgura axial de los cojinetes y una contratuerca para fijar dicho ajuste lo que nos pone a huevo fijar el disco entre ambas de forma tal que el apriete de la contratuerca sirve de sujeción del disco.

Las dimensiones del disco son de 60 mm de diámetro exterior y 27,5 mm de diámetro interior que coincide con el diámetro exterior del eje del cabezal. Cada uno debe reajustar estas dimensiones para su caso particular, el exterior debe ser tal que no roce con la tapa del torno y el interior debe ajustarse a la rosca del eje del cabezal con muy poca holgura para no tener problemas de descentrado. ¿De qué hacemos el disco?, podemos utilizar plástico de cualquier tipo, aluminio, latón o lo que tengamos a mano; lo importante es que tenga rigidez suficiente con un espesor no mayor de 1,5 o 2 mm.

Recordemos que necesitamos hacerle 60 ranuras (¿porqué 60? Ya lo veremos a su debido tiempo). Para ello podemos proceder de varias maneras, por ejemplo podemos partir de un CD transparente (los que se usan como tope en algunas cajas de CDs o DVDs vírgenes), dibujar con AUTOCAD o similar el disco con 60 franjas negras de un centímetro de largo distribuidas regularmente por la periferia a escala 1:1 e imprimirlo sobre etiqueta adhesiva transparente, luego se pega sobre el disco de plástico, se recorta el sobrante y voi la, tenemos nuestro disco de sombra. Otro procedimiento pudiera ser utilizar plástico opaco o metal para hacer el disco, preparar una plantilla por el método anteriormente descrito solo que en este caso la pegatina no necesariamente tiene que ser transparente, y guiándonos por ella recortar cuidadosamente las 60 ranuras. Por último el método que yo utilicé consiste en utilizar un trozo de placa de circuito impreso virgen, con substrato de fibra de vidrio dada su excelente estabilidad y facilidad de mecanizado, utilicé una plantilla por el procedimiento ya descrito pero añadiendo en el extremo interior de cada ranura una marca de centrado para perforar pacientemente un agujero de 1,5 mm en el fondo de cada ranura; luego hice los cortes para quitar el material sobrante de modo que fueran tangentes a estos agujeros con lo que resolví el problema de retirar el material sobrante de cada ranura sin esfuerzo.



Puede verse aquí el sensor fotoeléctrico y un disco de prueba hecho con plástico transparente y una etiqueta adhesiva con las ranuras dibujadas en ella, como he explicado el disco utilizado en realidad no es este si no el fabricado a partir de una placa de circuito impreso, más complicado de hacer pero más robusto.



Esta es la plantilla para mecanizar el disco.

Con esto queda resuelto desde el punto de vista mecánico el primer bloque de nuestro esquema. Daros cuenta que seguimos cumpliendo con las Especificaciones, no cuesta un duro (salvo si utilizamos placa de circuito virgen y la tenemos que comprar), no estorba puesto que va cerrado en la caja de engranajes, o sea que ni se ve, y no necesita ninguna modificación del torno, una vez montado se puede desmontar y el torno vuelve a su estado original.

Seguiremos si Dios quiere.

[mpaniaguam]

Y seguimos: Le toca el turno al Display.

Como en el caso del sensor no me cabe duda de que debe existir no menos de un centenar de propuestas distintas para elegir como display para el proyecto, sin embargo la suerte está echada y vamos a utilizar uno a base de módulos LED de 7 segmentos; razones: excelente visibilidad, tamaños a elegir y facilidad de manejo. Es importante que la visibilidad y el tamaño sean buenos porque el tornero no debe distraerse de su trabajo para comprobar de un vistazo la velocidad; imaginemos que tenemos que dejar la faena para ponernos unas gafas o iluminar el display con una linterna cada vez que queremos comprobar una lectura, no parece muy elegante.

Como tenemos que ser capaces de mostrar números enteros positivos hasta un máximo de 9999, bastará con tener cuatro dígitos de 7 segmentos, no necesitamos signo ni punto decimal, pero si están presentes tampoco estorban, con no utilizarlos todo en orden. Con esta referencia comenzamos la búsqueda en la chatarra, seguro que algo utilizable aparece por ahí, de no ser así tampoco son tan caros en las tiendas del ramo.

En el caso del modelo que estamos siguiendo la suerte ha estado de mi lado y en mi rincón de Diógenes apareció entre otros modelos un display de cuatro dígitos proveniente de un antiguo TV, montados en un pequeño circuito impreso que incluía a su vez el fotodiodo receptor del mando a distancia. Desechado el tal diodo y analizado el contenido del circuito constato que en la plaquita se integra la circuitería mínima necesaria para el control primario del display, trabajo que me ahorro, pero no os preocupéis que se explicará en qué consiste tal circuitería para que el que no tenga la suerte de disponer de uno igual lo pueda fusilar sin problemas.



En la foto puede verse la plaquita por las dos caras, todos los componentes salvo los displays se encuentra en la cara inferior, son del tipo de montaje superficial, pero como veremos a continuación no presentan ningún misterio, y son justamente lo que tendría que hacerse para gobernar el display, de modo que lo más juicioso es reutilizarlo al completo.

Los displays son dos módulos dobles de ánodo común y color rojo, y extrañamente el módulo de la derecha está montado al revés de manera que los puntos decimales se encuentran en la parte superior de cada dígito, lo que para mi diseño no presenta ningún inconveniente, al contrario, ya que están ahí decido darles una utilidad práctica: servir de pilotos indicadores del modo de trabajo, pero esto ya lo veremos con más detalle a su debido tiempo.

Con objeto de simplificar el control de este tipo de display lo normal es gobernarlos en modo multiplexado, me explico, dado que son cuatro dígitos a gobernar, y cada uno de ellos dispone de 8 leds necesitaríamos gobernar 32 líneas de control, lo que resulta a todas luces excesivo. Recurriendo al multiplexado lo que realmente hacemos es unir los cátodos correspondientes a los segmentos homólogos de cada dígito y controlar por separado cada uno de los cuatro ánodos comunes, con lo que el número de líneas de control queda reducido a 12, cifra mucho más manejable que la anterior. El truco consiste en alimentar los cátodos correspondientes para que se encienda el número que queremos ver en el primer dígito y simultáneamente el ánodo del primer dígito y solamente este, con lo cual solamente se encenderá este primer dígito mientras que los demás permanecen apagados; se mantiene esta situación durante un breve tiempo, pero suficiente para que la retina vea el número y seguidamente desconectar todas las líneas y repetir el proceso con el segundo dígito, luego el tercero y por fin el cuarto, y a partir de aquí vuelta a empezar. Haciéndolo con tiempos adecuadamente planificados el ojo percibe los cuatro números perfectamente dibujados cada uno en su lugar y sin ninguna sensación de parpadeo.

Hasta aquí suena todo muy bien, pero ¿cómo demonios nos arreglamos para controlar todo este lío de señales?, evidentemente dado que no parece una tarea sencilla lo más sensato es olvidarnos de ello por el momento y dejarle esta tarea al bloque de control. Lo que por un lado nos tranquiliza pero por otro nos añade el problema de comunicar 12 señales del display con la unidad de control, para evitarlo vamos un paso más allá y añadimos un circuito adicional para facilitar aún más la interconexión entre ambos bloques: un registro de desplazamiento de ocho bits con entrada serie y salida paralelo, es el integrado que se observa en la foto junto con algunos transistores y resistencias, se trata de un 74164.

El circuito dispone de un par de entradas de datos serie (solo necesitamos una), una entrada de reloj, una entrada de borrado y 8 salidas. Su funcionamiento es sencillo, mientras no esté activa la entrada de borrado, cada vez que se produzca un pulso en su entrada de reloj el circuito copia la salida de cada uno de sus ocho flip-flops internos en la entra del siguiente, excepto la salida del octavo que se pierde en el vacío, y la entrada del primero que se copia de las entradas de datos serie. Con lo que actuando con inteligencia podemos cargar los ocho datos que necesitamos para los segmentos del display utilizando solamente dos líneas, una para enviar el estado de cada segmento y la otra para enviar los ocho pulsos de reloj para cargarlos ordenadamente en los registros. Utilizaremos una tercera línea para borrar el contenido de los registros antes de cada envío de datos, no sería estrictamente necesaria pero es conveniente para evitar problemas de sincronización.

En resumen, con tres líneas conseguimos controlar los ocho segmentos de cada dígito, sumando a esto las cuatro líneas de control de los ánodos comunes de cada dígito concluimos que son necesarias 7 líneas de intercambio de datos entre la unidad de control y la unidad del display.

Y aquí lo dejamos por ahora, veremos luego el detalle de la circuitería eléctrica de todo este lío del display…