智能家居：3D打印低成本DIY一台迷你数控绕线机

猪倒大兄 · 发表于 2025-5-31 13:48:20

这是几年前制作的一个小玩意。

因为本人对智能家居的兴趣，买了群晖安装了Home-assistant，折腾ESPhome，手上好多淘宝的便宜电源模块，ESP8266/ESP32模块，

花费不多的情况下基本把家里弄了简单的智能化，比如楼顶水塔水位感应，停水时自动切换水塔进水（农村供水不太稳）制作动机：多次被家人从被子里叫出来打开水阀，

还有阳台花草瓜果定时浇水，家里老旧空调电器改手机/苹果手表控制，等等消遣时光的东西。

有点离谱就挺二的做了个苹果手表启动汽车的玩意：《智能玩具——"本田思域"：when civic met siri》https://club.autohome.com.cn/bbs ... 6e4/79634603-1.html

还有定时蚊香（日落前1小时打开，持续3小时，一瓶蚊香水这样弄可以用一个夏天），

回家时开路灯避免车辆剐蹭大门之类，还有婴儿容易流鼻血（查询资料是开空调后室内太干燥）做了个湿度控制半夜自动打开加温器的玩意等等，还有改装壁挂风扇改无刷顺带可以手机控制之类的。

但以上的设备使用3-5年后陆续有终端失效，很多都是电源稳定性出了问题，如果想解决的话需要自行设计电源，顺带可以JLC打板更紧凑一些，这就涉及了电源的核心部件：变压器的磁芯和线圈。

手绕的变压器线圈就像狗啃，哪怕小心绕好一只，但0.24线径绕几十圈，做20个可能就把耐心消耗完了，成品磁芯和线圈也貌似不太好买，因此后面做了这个玩意专门制作我需要规格的变压器。

主控板用的ESP-12F没用ESP32，后续发现ESP8266无法同时驱动液晶屏和2个步进（步进运行很慢很卡顿），

如果换ESP32应该是没问题的，后面通过直接在homeassistant日志读取反馈也可以使用ESP-12F，比方说我设置了线径/行程/圈数都可以在日志看到并确认，这样一来倒省了液晶屏，不过就无法脱机使用了。

整个小机器打算安装在一块木板上，这是一根M8的螺丝，两头车掉螺纹，留下轴承位和连轴器位置，螺母用的是M8的黄铜螺母，将来可以嵌入3D打印件内，

这个部件的作用是为了整齐的把漆包线绕在线轴骨架上需要进行往复运动，边轴器是左边那个为了抵消安装时电机和轴的偏差。

把步进电机座打印好嵌入滚珠轴承，安装在木板上：

继续安装，有3D打印机确实很方便，设计好的东西坐等变成实物就行，加了个光电位置传感器，配合程序开机的时候自动运行到零点位置待机。

这个是漆包线支架，加入了轴承，后续还要加上阻尼，不然有时候它转得比步进还快。。。

组装得差不多了，开始边运行边调试程序，这个程序也不算太复杂，给它提供行程、线径、圈数三个关键数据就可以开始运行了，

原理就是根据线圈骨架行程限制，加上线径，计算得出回程点，也就绕圈一层就往回走，一直绕到指定圈数，中间无需再人工干预。

输入采用旋转编码开关，配合自编的一个小菜单完成三个值的输入，和输出一起本来是想在液晶屏上直观显示的，
但出现了开头说的问题，驱动液晶屏就导致步进运行卡顿，没有细究原因，直接改成print到homeassistant日志观察，一样是可以实时反馈输出输出和运行状态的，就没改ESP32了。
这是绕好的第一个线圈。

测试可以用后，一口气绕了一堆线圈备用。

包上玛拉胶带，做好一些线圈半成品：

然后磁芯也需要改改做出气隙，做了个磁芯磨制专用夹具：

万能磨刀机果然很万能，也可以磨磁芯：

这是磨好的效果：

拿出便宜货电感表，再弄个成品1.5mh磁芯校对一下，以便确定这么久没用了表是不是还是好的：

貌似还可以，打印了一个无感的塑料夹子，把线圈装上，测量读数（预期是1.8mH）：

好了，线圈和磁芯都涂上胶水夹上夹子丢一边，这就就算做好成品变压器了，再算算EE13磁芯+骨架0.25一套，自制的玩意就是很省钱啊！

拿出之前JLC打好的板子（芯片用的东科DK106）焊上变压器，5V开关电源完成了，后续就可以紧凑小巧的整合到智能家居电路板上了。

mhtlov · 发表于 2025-5-31 13:57:05

一直没搞懂

邪恶海盗 · 发表于 2025-5-31 14:13:51

有家伙就是好，为了吃个饺子专门造了个磨面机...

二○二五年五月三十一日

茶壹杯 · 发表于 2025-5-31 14:36:03

这种专用的数控机器完全独立自足是应该首要考虑的，是否联网只是锦上添花而已

没有显示屏会有点不方便，其实茶觉得主控没必要在8266和ESP32上选择
用ESP32有点牛刀杀鸡的感觉

douzi707 · 发表于 2025-5-31 15:11:06

3D打印太实用了，馋

zhangqiangzi · 发表于 2025-5-31 15:19:48

本帖最后由 zhangqiangzi 于 2025-5-31 15:48 编辑

往复运动的步进电机用这个有着浪费了，那种三块多的就行。看我用来改密码门锁的步进电机。
https://www.mydigit.cn/thread-524325-1-1.html

猪倒大兄 · 发表于 2025-5-31 15:31:14

邪恶海盗发表于 2025-5-31 14:13
有家伙就是好，为了吃个饺子专门造了个磨面机...

0.12线径绕168匝，这是苦力活啊，假设我要做20个变压器，要绕3000多圈，哪受得了，必须得机器来干。

xyz_1234 · 发表于 2025-5-31 16:25:34

光讲这变压器线圈，自己绕的也不见得比成品模块里的工厂量产元器件整齐阿

「……使用3-5年后陆续有终端失效，很多都是电源稳定性出了问题……」
统计过故障原因么？
易想到的，高温导致电解电容、半导体管损坏；市电线路上常有高压尖峰，主芯片、开关管损坏；长期潮湿，潮气侵入半导体器件管脚而损坏。

wjqok · 发表于 2025-5-31 16:39:18

手艺不错啊！

dang · 发表于 2025-5-31 19:10:44

全能型选手，果真会玩

xiaohui888 · 发表于 2025-5-31 19:27:04

变压器线圈匝数如何计算的呢！！

猪倒大兄 · 发表于 2025-5-31 22:25:29

茶壹杯发表于 2025-5-31 14:36
这种专用的数控机器完全独立自足是应该首要考虑的，是否联网只是锦上添花而已

没有显示屏会有点不方便 ...

对我来说首要问题是解决有/无的问题，这个机器很小巧放桌面手边上，开电脑设置好参数它就开始绕，绕好了剪线放上骨架，重新按一下启动，2分钟后又可以收一个。

一开始我也以为8266没问题，但是快完成了才发现8266不能同时驱动液晶屏和步进，也搜不到可以参考的例程，但是机器可以用也懒得推倒用ESP32重来了。

猪倒大兄 · 发表于 2025-5-31 22:35:02

xyz_1234 发表于 2025-5-31 16:25
光讲这变压器线圈，自己绕的也不见得比成品模块里的工厂量产元器件整齐阿

「……使用3-5年后陆续有终端失 ...

我手上很多3-6元区间的AC-DC 5V1A模块，拆过成品变压器记录过参数，
其实这种低端的变压器厂家绕得也不整齐，有些还不如我这个小机器的，
芯片也是打磨的不好查型号，其它电容电阻也是杂牌寿命未知。
总的来说便宜的电源模块出问题几率大，明纬的电源是很好又太贵。
另外特定参数的成品变压器比较难买，定制的话50个厂家不理你，我也用不了这么多。
所以自己设计解决有无的问题咯，顺便买点品牌电容电阻降低点故障率。

banguangan · 发表于 2025-5-31 22:41:40

想弄个绕线机绕焊锡，大卷转小卷

猪倒大兄 · 发表于 2025-5-31 22:47:50

xiaohui888 发表于 2025-5-31 19:27
变压器线圈匝数如何计算的呢！！

第一个办法选电源芯片型号时选择有厂家手册的，按手册里的初级，次级线径匝数买成品变压器，或者自行绕制。
二是问AI，“你提到的是一个 EE13 磁芯、输出为 5V / 1A（即5W）的小功率变压器。EE13常用于开关电源（特别是隔离式，如反激、正激等）中，计算其初级、次级线圈匝数和线径需要一些假设与设计目标。下面我将以反激式变压器设计为例，详细说明计算方法。。。。。。”
三是像我这样买书瞎琢磨，其实最后我是用的办法一