Elektro-Windex?

Hei!

Fikk for en tid tilbake tilbudet om å overta et Windex-prosjekt. Det har jeg takka nei til (4-5000t med bygging). Men i prosessen med å finne ut av dette ser det ut til at jeg kanskje blir involvert i et eller to windex-prosjekter likevel. Jeg har fått tilbudet om å kjøpe en Windex om 2-3 års tid. Forutsettning for et evt. kjøp er at jeg syr sammen en elektroløsning til Windex.

Windex 1200C

Windex 1200C som jeg var medeier i tidligere

Jeg ser for meg en løsning som består av følgende komponenter:

  • Motor: FES sin 30kW motor (veier 12kg, original windexmotor veier 17).
  • Propell : Han som har windexen bygger propellene vi trenger. Han er komposittingeniør og gjør ikke annet hele dagen enn å bygge mer eller mindre eksperimentelle ting i kompositt.
  • Motorkontroller: Den som FES har (som sikkert er to generasjoner bedre når dette blir aktuelt)
  • Batteri: Her er utfordringen. Windexen har veldig lite lett tilgjengelig plass. Så jeg har begynt å se på noe ala Tesla sin løsning med å bruke 18650 celler og en hel haug av dem. Dette gir noen utfordringer på batteri-monitoring osv.

Dagens FES batteri består av 28 celler i serie, komplett pakke gir ca 100V under belastning. Og kan levere ca 200A (20kW peek), 120A kontinuerlig (12kW). Dette er delt opp i to store tunge firkanta klumper. Det er bare å glemme å få plass i en windex. Og det er kanskje litt lite energi tilgengelig også. Skissen nedenfor viser hvordan jeg akkurat nå ser for meg en løsning.

IMG_2689[1]

Jeg ser for meg at det er to hovedveier å gå for å lage en slik batteripakke med mange celler.

  1. Lage mange pakker med 28-30 celler i serie som parallellkobles. (Ikke direkte, men ved hjelp av «ideele dioder»).
  2. Lage mange pakker som hver har en boostconverter som leverer strøm ut på en felles høyspennings linje (slik som på skissa).

Fordelen med den siste løsningen er at man er mer robust mot celler som svikter. Fordelen med den første er at man slipper alle disse ikke fullt så effektive boost-converterne. Felles for begge er at man trenger et Battery Mangement System (BMS), og en batteriladerløsning.

Så litt om hvorfor man skulle ønske å bruke så mange små celler. Det handler rett og slett om å kunne får til god kjøling på cellene. De store cellene til FES er mer utsatt for overopphetning enn disse 18650 cellene. Rett og slett for at det er mer overflate pr. enhet med energi som er lagret.

Hvor stor er en slik 18650 celler?, Jo den er 18*65mm, derav navnet.

Hvor skal man putte noe slikt i en Windex? Jeg vil foreslå vingen. Men hvor gjennomførbart det er med å installere noe slikt etter at wingen er ferdigbygget aner jeg ikke. Kanskje man må bygge ny vinge for å få en fullgod løsning? Thomas kan sikkert designe en vinge til oss. Men det er nå litt mas med å få bygget noe slikt da.

Det er også en mulighet for at jeg kan komme til å bidra litt på det windex-prosjektet som jeg ble tilbudt å kjøpe . Men ingen av alternativene er uansett aktuelle før om 2-3 år.

Planen min nå er å begynne med å lage en 6-cellers batterimodul (som jeg også kan benytte i dykkerlykta mi). Og så gjøre meg noen erfaringer med denne før jeg tegner videre på en løsning som enten har en høyspenningutgang eller som har flere celler i serie.

Jeg er meget interesert i alle mulig forslag til hvordan en slik løsning (batteri, motor, motorkontroller osv.) kan gjøres.

Amiga 3000

I ferien hentet jeg hjem min Amiga 3000. Det er en orginal A3000/25 med 52MB haddisk. Desverre har klokkebatteriet lekket ut noe gugge som har etset bort endel av jordplanet der batteriet var montert. Kan ikke se at noe mer er skadet. Nytt batteri er bestilt. Planene er å i første omgang få den til å fungere. Og så har jeg litt lyst til å lage noen småprosjekter som jeg aldri hadde guts til å gjøre når Amiga var the shit. Da mangla jeg både penger og kunnskap til å tørre plugge inn ting jeg hadde laget selv. Og jeg hadde heller ikke tilgang til noe særlig med utviklingsresuser som godt loddeutstyr, billig kretskortproduksjon osv. Har bestilt noen små gadgets til den. En SCSI-SD-kort overgang. Og en USB-floppydisk overgang. Dette gjør at jeg kan benytte billige moderne laggringsmedium fremfor steinalder harddisk og floppy.

Har byttet klokkebatteri og en av IC-soklene. Og renset den ICen (Paula for kjennere). Men har enda ikke fått liv i maskina. Neste steg er å ta en runde med multimeter og finne de plassene hvor banene er etset bort. Så ikke helt i mål riktig med en gang. Men har selvfølgelig ikke gitt meg. Det er mye god elektronikk-design gjemt i en Amiga. Det er rett og slett moro å lese skjema og prøve å finne ut av hvordan denne er bygget opp.

Z-akse og VFD-styring

Z-aksen lever! Fikk dreid den siste delen, montert og testet Z-aksen. Den bare fungerer rett og slett. Veldig lite støy og meget fin gange på denne kombinasjonen av motor og steppermotorstyring. Steppermotordriveren er av en annen type enn de for X og Y aksen. Har tidligere også benyttet den på X-aksen og der fungerer den bedre enn den som er til X-aksen.

Så var det å få styring av VFDen opp og kjøre, ingen stor sak, men det passa fint å få dette på plass nå. Laga et interfacekort med noen optokoblere og en liten PWM->10V overgang. Masse trøbbe pga en idiotfeil i .hal fila (konfigurasjon av alle inn og utgangspinner). Fikk knota dette til så ser det meste ut til å fungere. Har planer om å utvide med en pickup på turtall. Da kan jeg har en PID som justerer for å holde konstant turtall uansett belastning.

Men denne spindelen er alt for treg til å frese endel av materialene jeg vil frese. Dvs skum og Alu med små freser. Så det blir nok å kjøpe en spindel fra Ebay når det nærmer seg jul. Enn så lenge så regner jeg med å klare meg med å enten kjøre litt sakte, eller å montere en liten brakett for dremelen.

Ny fres?

Det er bare å innse det. Det morsomste prosjektet til dags dato var å lage fresemaskinen min.

Den har blitt brukt en god del, men i det siste har den stått stille. En liten analyse  har avdekket litt av grunnen.

  1. Mer unger.
  2. En nesten tilsvarende fres tilgjengelig på jobb.
  3. Vanvittig mye griseri.

Det første punktet var høyst reelt mens yngstejenta var veldig liten, men nå har hun rundet 3, og muligheten for litt hobbyprosjekter har bedret seg igjen.

Fresen på jobben gjør forsåvidt det den skal. Den har litt større XY vandring, men mindre Z vandring. Liten vandring på Z aksen er et av punktene jeg irriterer meg over.

Så kommer vi til det siste punktet. Når jeg freser inni den bittelille bua mi, så blir det spon over alt. Virkelig over alt. Det er umulig å holde det noenlunde rent der inne. Dette er vel i grunnen det største problemet.

Vel, hva skal vi så gjøre?

Bygge en ny selvfølgelig…. Hva annet.

Vel, kanskje da. Jeg driver å tegner på en nå, så får vi se hvordan det går.

Planen før den nye fresen er følgende.

  1. Mindre X-Y Arbeidsområde (300mmx200mm)
  2. Mye større Z-vandring. 300mm mot 160mm på den gamle (130mm på jobben)
  3. Hybrid av aluminium og epoxygranitt. Det siste vil markant dempe vibrasjoner, noe som vil bedre finish og minske støy.
  4. Fullstendig beskyttelse av skinner og kuleskruer så disse ikke sauses inn i spon og griseri.
  5. Kabinett som holder alt av spon inne.
  6. Avtrekk fra kabinettet som pumper ut damp fra smøremiddel.
  7. God belysning.
  8. Alt av elektriske og mekaniske deler skal være skjult i konstruksjonen. Dvs steppermotorer, endestoppbrytere og slik skal skjules. Detter er primært for å beskytte mot spon.

Konstruksjonen er relativt tradisjonell, dvs en enkel søyle der Z-aksen beveger seg, og et X-Y bord under. Vekten kommer til å ende opp på ca 110kg der mesteparten ligger i basen og søylen. Med arbeidsområdet på XYZ = 300x200x300mm vil maskinen kunne pakkes inn i et kabinett som er ca 950mm bredt, 600mm dypt, og ….. høyt nok. Dette planlegger jeg å bygge av alu-profiler, kryssfiner og plexiglass.

Selve designet av fresen er i veldig stor grad styrt av hvordan jeg ser for meg at jeg skal kunne lage den. Dvs hvilken muligheter jeg har ifm støping, maskinering av deler osv. Det krever en del planlegging for å kunne få tilstrekkelig presisjon på de rette stedene. I tillegg må man ta hensyn til hva man kan få tak i av deler som man ikke kan lage selv. Det mest vriene å få tak i (hittil) er belger for å beskytte aksene mot spon. De fleste dyre komponentene skal jeg gjenbruke fra den gamle fresen.

Vel, her er et render av 3D modellen så langt. Kommer noen flere oppdateringer når jeg har laget mer ferdig. Foreløpig er det mange deler som mangler, samt at mange av delene ikke har fått alle skruehullene sine. Med litt flaks kan jeg starte å bygge mot høsten, men først skal jeg pusse opp kjøkken.

k-mill_01

5 akset CNC på skrivebordet

Denne var ganske morsom

http://www.pocketnc.com

Absolutt verdt et besøk på den siden. De lager en 5 akse CNC fres som veier litt over 10kg og får plass på et vanlig skrivebord.

Litt mer Fusion360

Her er en video jeg tok av en 3D adaptiv fresebane. Total dybde er 8mm, det første passet er 5mm og det andre er 3mm. Det kommer et par finish pass etter også som jeg ikke filmet.

Fusion 360

Nå har jeg brukt et par uker på et flott CAD verktly som heter «Autodesk Fusion 360 Ultimate». Dette er et ganske tungt CAD verktøy som har mer eller mindre alle funksjoner man forventer av en profesjonelt parameter-drevet CAD verktøy. Når det er sagt, så har det fremdeles en del småkjipe bugs her og der, men utviklingsteamet er ganske bra på ballen. All lagring er Cloud basert, noe som er både bra og ikke. Krever litt tilvenning.

Men for å starte med det aller beste. For hobbybruk og start-ups med omsetning under $100000 er det gratis. Virkelig gratis, ingen begrensninger. Som hobbybruker får du den gromeste versjonen som koster $1200 i året. Ellers kan man betale $300 i året for en litt mer begrenset versjon.

Så er det den andre fantastiske tingen med dette programmet. Det inneholder en utgave av HSM Works 2.5D og 3D CAM. Dette er så fantastisk at jeg nesten ikke kan tro det. Denne CAM pakken går i ring rundt alt annet som er tilgjengelig for hobbybrukere. Stort sett er man nødt til å nøye seg med en halvbra CAM til par hundre dollar som er laget av en enkeltperson. I Fusion jobber man direkte på 3D modellen man har tegnet, fult integrert i tegneverktøyet. I tillegg kan den lage skikkelige verktøybaner av den mer avanserte sorten. Såkalt HSM verktøybaner.

Jeg testet nettopp på et aluminiumstykke, og forskjellen går i veldig stor grad på hvor agressive kutt man kan gjøre. En bra CAM sørger for at verktøyet treffer emnet på en slik måte at belastningen blir så jevn og liten som mulig. De billige CAM-pakken moser pare fresen rett inn i,  bråstopper inn i hjørner, og gjør masse rart som har en tendens til å knekke fresepinner.

Mens jeg tidligere med en 3mm pinnefres funne kutte ca 1.2mm dypt med mating på ca 1200mm/min, så kunne jeg nå kutte 5mm dypt med 1600mm/min.

Jeg kommer ennå ikke over at jeg får tilgang til dette både lovlig og gratis.