Jak powszechnie wiadomo, mamy już realnie dwucyfrową inflację, a co za tym idzie na rynku podzespołów radiotechnicznych zaczynają się cenowe anomalia. Amatorzy budowy zestawów głośnikowych za pojedyncze cewki do zwrotnic muszą płacić po kilkadziesiąt złotych podczas gdy za podobną kwotę można przecież kupić całą szpulę drutu nawojowego. Nie pozostaje zatem nic innego jak wykonać cewki we własnym zakresie. Są tutaj jednak trzy problemy:
1) Pomiar indukcyjności wymaga mostka RLC a to wydatek rzędu kilkuset złotych.
2) Zależność pomiędzy liczbą zwojów a indukcyjnością cewki jest nieliniowa.
3) Duży wpływ na indukcyjność ma nie tylko liczba zwojów ale także staranność nawijania. Jeśli zwoje poprzeskakują to przy tej samej liczbie zwojów na pomiarach wyjdą nam rozbieżne wyniki indukcyjności.
W tym artykule postaram się jednak przedstawić proste i tanie rozwiązanie tego problemu. Na dobry początek powinniśmy zaopatrzyć się w ręczną nawijarkę cewek FY-130 produkcji chińskiej (można ją kupić np. na AliExpressie):
https://www.youtube.com/watch?v=U8Gl1OwPwT0
Posiada ona metalową przekładnię a także bezstykowy licznik obrotów działający z dokładnością do 1/10 obrotu z możliwością zliczania zwojów do przodu i do tyłu.
W następnej kolejności można wykonać sobie z płyt paździerzowych mechanizm odwijający drut nawojowy ze szpuli. Płyty można dociąć na pile w Bricomarche i połączyć je kątownikami. Wał ze szpulą osadzamy na dwóch łożyskach i dodatkowo na prętach budowlanych montujemy układ trzech łożyskowanych kółek służących do prostowania drutu podczas nawijania.
Oprócz szpul z drutem nawojowym będziemy potrzebowali także karkasów. Są one bez problemu dostępne w Tonsilu:
https://www.skleptonsil.pl/korpusy-cewek,c230.html
Ich wymiary gabarytowe są następujące:
Na tej nawijarce da radę nawinąć tylko cewki na karkasach L12, L13, L14 i L15 i musimy je rozwiercić wiertłem fi 10 mm. Cewki na karkasach L11 sobie darujemy ponieważ to są malutkie cewki do filtrów GDWK i one akurat nie są drogie. Nas interesują głównie te grube cewki do GDN-a na karkasach L14 i L15 ponieważ one są najdroższe.
To i tak w niczym nie przeszkadza bo nikt przecież nie będzie przykręcał tych karkasów do płyty zwrotnicy mosiężnymi śrubami i nakrętkami (nie mogą być stalowe ponieważ będą zachowywać się jak miniaturowy rdzeń i zwiększać indukcyjność cewek) i w dzisiejszych czasach karkasy klei się do płyty zwrotnicy klejem na ciepło albo mocuje opaskami zaciskowymi z tworzywa sztucznego.
Oryginalna nawijarka do tych cewek jest duża, ciężka i droga. Proponowane małe amatorskie stanowisko mieści się w zasadzie na biurku i można je łatwo przenosić. Warto też przytwierdzić nawijarkę do biurka ściskami stolarskimi ze względu na duże wartości naprężeń występujące podczas nawijania. Jedyną różnicą jest sposób mocowania cewki podczas nawijania. Oryginalnie karkasów cewek nie trzeba rozwiercać ponieważ z jednej strony opierają się o zabierak a z drugiej przytrzymuje je konik z kłem. W przypadku nawijarki FY-130 zabierak musimy dorobić samodzielnie (nie ma go w zestawie) i dodatkowo karkasy cewek będą obracały się przewleczone przez pręt z gwintem M10 i będą dociśnięte do zabieraka nakrętką.
Zabierak kompatybilny z karkasami L12, L13, L14 i L15 trzeba dorobić sobie w narzędziowni:
W zależności od rodzaju wykorzystywanego karkasu wkręcamy w niego dwie śruby M3x8, które przenoszą moment obrotowy z wrzeciona na karkas za pośrednictwem dwóch otworów w karkasie.
Karkas L15 dokręcamy do zabieraka nakrętką. W przypadku mniejszych karkasów możemy to zrobić za pośrednictwem wydrążonego stożka, który stanowi element fabrycznego wyposażenia nawijarki FY-130.
W przypadku gdy mamy do nawinięcia dużo cewek, kręcenie korbą może okazać się uciążliwe. Dlatego proces nawijania można usprawnić dorabiając w narzędziowni adapter:
Z jednej strony adapter dokręcamy do ściętego wału wrzeciona (ale z pominięciem multiplikatora 6:1, potrzebujemy przełożenia 1:1) a z drugiej strony montujemy redukcję z kwadratu 3/8 cala na sześciokąt:
Sześciokąt wkręcamy we wrzeciono wkrętarki i nawijamy na pierwszym biegu żeby mieć odpowiednie obroty i maksymalny moment obrotowy jaki zapewnia nam wkrętarka:
Z uwagi na to, że najtrudniejszą częścią zabawy z cewkami jest szacowanie liczby zwojów potrzebnej do nawinięcia cewki powietrznej o wymaganej indukcyjności w oparciu o mój zeszyt konstruktorski stworzyłem tabelę z danymi najczęściej nawijanych cewek:
Na jej podstawie można sobie w Excelu wyrysować funkcje wielomianowe, które pozwolą na aproksymację wymaganej liczby zwojów. Zawsze najlepiej nawinąć trochę więcej zwojów i później odwijać mierząc indukcyjność aż do uzyskania oczekiwanej wartości.
I tutaj właśnie zaczyna się #hotCOILchallenge!
Zabawa będzie interaktywna ponieważ zapraszam Państwa do rozwijania tej tabeli o kolejne dane nawojowe. W tabeli niektóre karkasy są często wykorzystywane do nawijania dużej ilości rozmaitych cewek a na innych (np. L15) robi się przeważnie tylko kilka odmian grubych cewek do filtracji GDN-ów. Chodzi o to aby uzyskać jak największą liczbę rozmaitych kombinacji średnic drutu nawojowego, liczby zwojów i indukcyjności bo wtedy łatwiej będzie dla każdego karkasu powykreślać funkcje wielomianowe, które ułatwią szacowanie liczby zwojów w przypadku cewek o nietypowych danych nawojowych.
Do pomiaru indukcyjności użyłem mostka RLC Hantek 1833C:
Literatura na temat cewek:
[1] Borowski H.:
„Cewki do odbiorników”
Wydawnictwa Komunikacyjne, Warszawa 1960
[2] Dobrski J.:
"Nawijanie cewek przyrządów elektrycznych"
Państwowe Wydawnictwa Techniczne, Warszawa 1960
[3] Maruszewska M.:
„Radiomechanika”
Państwowe Wydawnictwa Szkolnictwa Zawodowego, Warszawa 1958
[4] Podjapolski A.:
„Jak nawinąć transformator”
Wydawnictwa Komunikacyjne, Warszawa 1956
[5] Raabe Z.:
„Amatorska nawijarka cewek”
Elektronika Praktyczna, Warszawa 2000
Korzystając z okazji zapraszam do zapoznania się z moją najnowszą książką pt. "Wprowadzenie do projektowania układów zwrotnic zestawów głośnikowych. Poradnik praktyczny.":
https://www.youtube.com/watch?v=BOeuOzC1GBU
https://www.youtube.com/watch?v=PiIsqFnYZGQ
https://www.youtube.com/watch?v=Gw5Ggn8SnNc
Wywiady z autorem:
https://www.youtube.com/watch?v=9HaiOeq7LMI
https://wrzesnia.info.pl/pl/11_wiadomos ... onsil.html
Pozdrawiam T.Ł.
