Modelová točňa

Pán Jozef Drlička spracoval model točne skutočne vynikajúco, skladám mu touto cestou poklonu. Ja som sa zameral predovšetkým na mechanickú a elektronickú, resp. riadiacu časť. V nasledujúcich vetách sa pokúsim stručne opísať konštrukciu a princíp...Som veľmi zvedavý na vaše reakcie, pripomienky, ďalšie návrhy, skratka konštruktívnu kritiku. Keďže som študent a nedisponujem miliónmi na účte, čo je pri tomto koníčku dosť dôležité, prioritou bola pre mňa predovšetkým minimálna cena. Prevažná väčšina súčastí je z vyradených zariadení.

Úvod:

Na zjednodušenom nákrese obr.3 môžete vidieť, že rotujúca koľaj je posadená na motorčeku z „harddisku“, ktorý ma veľmi praktickú konštrukciu, jemný a presný chod. Hriadeľ posadený na motorčeku má veľký priemer, tzn. je nosný. Ak je konštrukcia rotujúcej koľaje dostatočne pevná, nie sú potrebne kolieska a koľaj po obvode jamy .Tato koľajnička teraz nadobúda len esteticky charakter, nemá žiadnu funkciu. Pri väčšine konštrukcií, ktoré som doteraz videl je tato obvodová koľajka zároveň napájacou dráhou pre rotujúcu koľaj. Ja som sa to rozhodol nahradiť samostatnou sústavou vodivých dráh a zberačov, ktoré sú zakrytované tzn. chránené voči prachu. Týchto dráh je tam 5…2 pre napájanie koľaje a 3 pre napájanie farieb návesti. Aretácia je riešená bezvôľovým závitovým prevodom, tzn. staticky moment krokového motora nedovolí neželanému pootočeniu koľaje.

Riadenie: Každú koľaj reprezentuje jedno tlačidlo a príslušný štrbinový snímač. Stlačením tlačidla koľaje a určením smeru sa točňa rozpohybuje, do chvíle kým nedostane signál od príslušného snímača. Otáčanie je možne zrušiť stop tlačidlom a voliť opäť. Farby semafóriku sa menia s 2s oneskoreniami v závislosti od stoja a pohybu točne. Elektronika momentálne dokáže spracovať max 8 koľají, avšak keď sa nad tým zamyslíme, koľaje sú zvyčajne protiľahlé tzn. priebežne cez točňu. To nám prináša výhodu že pri 8 snímačoch, môžeme postaviť dvojnásobný počet koľají - 16 a to myslím že stačí.

Mechanická časť:

Na obr. č. 1 a 2 je kompletný zostavený konštrukčný návrh mechanickej časti vytvorený pomocou programu Autodesk Inventor v. 10.

Zostavenie: Základ a zároveň nosnú konštrukciu všetkých statických častí celého zariadenia tvorí „základová doska“, vyrobená z bakelitovej platne hrúbky 5mm (obr. 3). Prevažná väčšina súčastí je z vyradených zariadení. Na zjednodušenom nákrese obr. 3 je možné vidieť, že rotujúca koľaj je posadená na motorčeku z „harddisku“, ktorý ma veľmi praktickú konštrukciu, jemný a presný chod. Motor však nie je použitý ako pohon, z jeho predošlej aplikácie vyplýva, že je stavaný na vysoké otáčky a nie je schopný presného polohovania potrebného pre túto aplikáciu. Tvorí vynikajúce otočné uloženie pre rotujúce časti. Ďalšou statickou časťou konštrukcie je „podstavná doska snímačov“ (obr. 4), ktorá udržuje potrebný počet snímačov v správnej nastavenej polohe odpovedajúcej príslušnej snímanej koľaje. Posúvaním snímačov v rozsahu „ovality“ upevňovacích dier (obr. 4) je možné presne za kalibrovať koľaje proti sebe. 

Hriadeľ posadený na motorčeku ma veľký priemer tzn. je nosný (obr. 6). Ak je konštrukcia rotujúcej koľaje dostatočne pevná nie sú potrebne kolieska a koľaj po obvode jamy.Tato koľajnička teraz nadobúda len esteticky charakter, nemá žiadnu funkciu. Pri väčšine konštrukcií, ktoré som doteraz videl je tato obvodová koľaj zároveň napájacou dráhou pre rotujúcu koľaj. Ja som sa rozhodol nahradiť systém obvodovej koľaje samostatnou sústavou vodivých dráh a zberačov obr. 5 a obr. 8, ktoré sú v závere zakryté tzn. chránené voči prachu.

Na „doske vodivých dráh“ je 5 medených prstencov...2 pre napájanie koľaje a 3 pre napájanie farieb návesti . Zmena polarity v závislosti od uhla pretočenia koľaje o viac ako 180° alebo resp. otočenie koľaje medzi pravou a ľavou časťou koľajiska s pohľadu točne, je riešené prerušením vodivých častí v dvoch protiľahlých miestach obr. 9, pričom jednotlivé pol prstence sú vzájomne prepojené do kríža. Prechod zberačov prerušenou oblasťou spôsobí požadované prepólovanie. Aretácia je riešená bezvôľovým závitovým prevodom, tzn. staticky moment krokového motora obr. 10 nedovolí neželanému pootočeniu koľaje. obr. 7. 

Elektronická časť:

Riadenie: Každú koľaj reprezentuje jedno tlačidlo a príslušný štrbinový snímač . Stlačením tlačidla koľaje a určením smeru sa točňa rozpohybuje, do chvíle kým nedostane signál od príslušného snímača. Otáčanie je možne zrušiť stop tlačidlom a voliť opäť. Farby semafóriku sa menia s 2s oneskoreniami v závislosti od stoja a pohybu točne.

Elektronika momentálne dokáže spracovať max 8 koľají, avšak keď sa nad tým zamyslíme, koľaje sú zvyčajne protiľahlé tzn. priebežne cez točňu. To nám prináša výhodu že pri 8 snímačoch, môžeme postaviť dvojnásobný počet koľají - 16 a to myslím že stačí.

Doska plošného spoja vytvorená s podporou programu EAGLE :

Vyrobená a osadená doska elektronickej časti riadenia točne:

Záver:

Uvedený príspevok sa zaoberá popisom predovšetkým mechanickej časti. Ale pôvodný účel tejto práce, bolo zadanie z predmetu programovanie. Mojou úlohou bolo vytvoriť nejakú úlohu pre mikroradič AT89S52. Rozhodol som sa, že uvedené rozbory prepošlem vám. Možno bude moje riešenie točne niekomu inšpiráciou a možne nie, ale prečo to neskúsiť. V prípade záujmu nejakého nadšenca pošlem DPS spracovaný v Eagli a samozrejme hex súbor programu, zoznam súčiastok atď.