并不简单！从电路到成品，制作PPR电动螺丝刀

亲爱的混蛋

一共需要三个楼层：
1楼：起因与成品展示
2楼：电路设计
3楼：制作过程

早在13年我在论坛兑换了我人生中的第一套22合一螺丝刀。这个螺丝刀由于种种原因，最终命运多舛，在2016还是17年挂了。
前几天收拾东西发现了它，决定重新拯救一下。本来我使用精密批头的机会很少，所以坏了好几年没管。这次决定做一个电动的，不能浪费这22个批头不是:giggle:




做之前考虑到了两种方案，一种是最简单的电池+切换开关直接驱动电机，论坛里搜索了下，基本上DIY都是这个方案。
另外一个方案就是高压电机+专业驱动+电池升压+电池保护+电池充电+电量指示全套。


既然自己DIY，又没什么限制，就决定使用后者方案。如果是低压电机，完全可以使用充电宝芯片搞定，一颗芯片直接带充电升压电量指示。
我选用的是高压电机，就要比低压电机麻烦些。起码升压到12v，又要效率，又要稳定，又要低噪声，这种芯片很贵，而且集成其他功能就需要3颗芯片，体积就不会小了。



新疆偏僻，路远时长，收到后发现上下盖的链接塑料断了
于是用铁丝重新固定好。这算是这个螺丝刀第一次受伤吧:sweat:



接下来没用几次，发现套筒钢珠没了，这也是当时的通病，这算是第二次受伤吧
在16还是17年来的，我忘记了，内六角套筒损坏了，这次是第三次受伤，也彻底损坏了:unhappy:



虽然套杆质量不好，但是批头质量好，趁着这次找出来，决定做一把电动螺丝刀。
自己DIY最麻烦的就是外壳了，金属的不好加工，退而求其次，使用PPR水管制作:giggle:


下面看成品，这是第一版，接下来还有第二版，第三版。
第二版决定做一把体型小，小扭矩的，就像成品那种。
第三版决定做大扭矩，具有电子电子扭矩设定的。

这是第一版，第一版就是测试板，主要用来验证电路参数，外观使用了PPR，也就不能追求什么美观了。

正反转触动开关，使用船型开关按压的部分作为机械传递，下面是触点开关，松手停止。
按 I  是反转，按  O  是正转



电源总开关，电路我是使用的1s锂电池升压到12v，有8ma待机电流，因此使用一个开关杜绝漏电。


电量指示与充电指示


满点4个led亮，使用了专业芯片，具有精准指示的效果



4mm套筒，DIY而来


手持状态




电量指示
4led






下图是工作状态，可以看到套筒的晃动。
这是因为选用的电机波箱输出轴晃动造成的

下面是实用效果













对于普通非精密安装来说效果可以了

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亲爱的混蛋

接1楼，确定好了方案：1s锂电池+电池保护+充电+升压+电机驱动+高压电机的方案，那就动手。
首先选择电机，翻遍了淘宝，选择了370金属波箱减速电机。
我对电机不是很懂，看中了这个电机是因为卖家的描述：金属波箱，贵金属电刷，宽电压工作。
很多低压电机转速太慢，2s钟一圈或者1s钟一圈，这种速度还不如手拧呢，成品都是200+/分钟，这样才有效率。
另外金属波箱，我个人感觉会抗造一点。










对于这个电机，9v与12v之间是个合适电压，我设定是10.8v。经过实际测试，工作电流是150ma，堵转电流是500ma。

电机选定了，就是选择驱动芯片了。首先看淘宝里销量高额驱动芯片。最后选择了A4950。同样功能，这个芯片比其他的贵5毛，但是口碑好很多，特别是电机堵转保护。
所以，我使用的是小型直流电机驱动芯片为A4950.

A4950芯片的特点：1，耐压40v
                            2，电流3.5A
                            3，具有过流保护以及电流设定
                            4，淘宝里好评率很高




我们查看A4950手册，发现真的比国产芯片手册详细，这份layout图很实用，可以有效避免自己layout引起的噪声干扰问题。当然螺丝刀对这个干扰无所谓:titter:
这个芯片可以对驱动电流进行编程，自己设定驱动最大电流。因此可以根据这个功能，我们自己设计成电机力矩设定，这个在第三版中会具体发出来。
现在很多国产芯片使用量很大，但是我们业余DIY不差那5毛，还是要选择一个抗造的芯片。ps：DIY不省钱，成品最划算

电池保护，可以直接使用保护板，也可以自己DIY，为了方便整洁，我使用后者，把保护板集成到主板上，这里我使用的是DW系列，根据自己使用场景不同，有很多型号，比如DW01，06，07等。考虑到电机堵转时电流比较大0.5*10.8=5.4w，更好的保护电池，要用外置mos方式。我用了WD01+2个mos。更改电流检测电阻额可以很好的控制电流输出大小。




下面是DW01的电路图。





电量指示我使用的是HM1160

HM1160具有4led指示，最低电压3.1v，适合1s电池电量指示。单节锂电池最低放电电压为2.75v（天津新能源电池公司PACK文件），能量最高在3.6-7-8v（根据电池不同而不同），所以在3v下没什么能量输出而且可能会损伤电池，这个芯片指示电量很实用。

我们来看下这个芯片具体介绍













升压芯片是最不好找的，以前DIY过2s电池升压板，看手册说也支持1s升压，但是实际测试有啸叫，并且待机电流达到了100ma。
因此选择了TI的TPS61088  实际测试待机只有8ma电流，支持输出电流编程，最大为10A，在3v升压9v 3A输出时效率为91%，这个数据没理由选择其他了。


芯片引脚图




官方原理图



官方layout图




芯片选择完毕，开始layout








画完，发送给板厂制作。

亲爱的混蛋

等了几日，pcb到货


拆包装，切割


切割好


焊接芯片，还好，没掉面子










3.5*4.5 26脚 一次成功


继续焊接其他






测试输出正常


焊接电机驱动，设定保护电流为500ma


充电使用的是4056


电量显示


整体焊接完毕


电池仓












测试正常


电源设定


待机情况


焊接好电机，测试


焊接前测试堵转，500ma




焊接电池


安装好电池


电量显示测试正常




硅胶固定









整体电路完成


充电测试正常





测试正反转



下面是重点，4mm套筒不好找，这里我买了黄铜连接杆，4mm套筒


本来想用这个套筒，奈何硬度太高，我的模型台钻打不动，放弃




于是用黄铜连接杆，发现5mm太松，固定后影响进度，另外使用丝锥固定太麻烦，不方便更换
用4mm的吧，需要再加工，下面是加工图，手动加工精度太差，放弃



最后买了一把4元包邮的螺丝刀，铝合金套筒，这个就好加工了



去下套筒


切掉原来固定位置



打孔，打3mm攻丝固定






准备15cm   ppr， 两个堵头，一共5元



堵头原来还是热熔的，只好用模型台手动铣一圈方便安装




放入机芯，对应开孔


取用船型开关上部分做机械传动






切下来的塑料片做固定






安装电源开关


安装上盖前测试




修理上盖





打孔




使用硅胶补洞





完成啦










测试：











原来这个22合一已经跟了我6周年了，时间真快。昨天仿佛还在用诺基亚，今天电脑都很少开机了。珍惜当下时光吧。



本贴完:victory:在论坛里DIY电动螺丝刀中，这篇帖子应该算是最复杂的了，电路原理也是最全的，该踩的坑我都帮你踩完了，如果觉得还行，请多打赏:handshake:期待第三版电子扭矩螺丝刀与大家见面:victory:

lorn丁

这是直播前的节奏。前面的我都不关心，最后图那种多来几张:lol:

zshuntao

可别烂尾了哦:shocked:

our420

等楼主更新

xiaochun0209

抢座准备围观

水色天空

15分钟过去了

wyf7056

直播？前排围观

hejie127

哎啊，预测帖子要火，前排留名等待观看

zfq7431

PPR管机身？围观

tyuka

占楼备用

aacyxjz

确实好沧桑的螺丝刀，
看完了前面，板子话得很有意思，圆弧开槽哈哈

mhtlov

这顿操作，高级了

xiaoqi233

电路图看不清哦，能否上传大图或PDF

壹的一万次方

电路板做的真漂亮，金工嘛，还得努力:lol:

挣钱买刀

好好的设计被外壳毁了

llff

你要笑死人呀。

2545889167

电路板很精致 就是开关太大了

擎穹

其实你可以考虑一下3D打印外壳，板都是你设计的，已经有原装配图了，再自己建模设计一个外壳难度就很小了。把壳子的文件发给我或者别的有3D打印机的坛友，这边打好，再发实物给你，那外观效果就很好了。