Mieszadło Magnetyczne - zrób to sam (DIY)

[DanielN]

Mieszadło magnetyczne - zrób to sam (DIY)

 

Przeczytanie poradnika zajmie Ci około 15 minut.

 

Nie będzie to poradnik o zrobieniu mieszadła z wentylatora. Na forum są już o tym wątki. Jak szukacie takiego rozwiązania (tanie i solidne), to zachęcam do przeszukania forum i odnalezienia użytkowników, którzy je Wam zrobią. I to w bardzo przystępnej cenie.

 

Zanim zacznę, serdeczne dzięki Dr2 za wyjaśnienie czym jest regulacja obrotów silnika oraz recenzję tego poradnika. Jak zobaczycie uszczypliwe wpisy Dr2, to zachęcam do reagowania. Zawsze miło zobaczyć, że ktoś docenia pracę.

 

Mieszadło magnetyczne potrzebne jest w naszym hobby do efektywnej propagacji drożdży. Mieszadło magnetyczne na wyższych obrotach porządnie natlenia starter i namnażanie jest o wiele szybsze. Na bardzo małych obrotach brettanomyces również będą wdzięczne. Jest to prawdopodobnie najbardziej przydatne narzędzie po tym jak odkryjesz świat drożdży płynnych.  

 

Bardzo często używam małych kolb jako pierwszego lub drugiego stopienia startera. Kolby mają pojemności od 150 ml do 300 ml. W tych najmniejszych muszę mieć bardzo małe obroty. Wir powinien sięgać maksymalnie do połowy wysokości cieczy. Wentylatory z wiatraków są bardzo uciążliwe przy małych obrotach. Również nie lubią takich warunków, bo pracują blisko zwarcia. Często mi się po prostu uszkadzały. Szukałem innego rozwiązania. Kupiłem na dalekim wschodzie mieszadło Inttlab i nie powiem działa świetnie. Na waszą prośbę zajrzałem do środka i to co zobaczyłam wywołało dysonans pozakupowy (ale i tak jest dobrze, bo nie ma chyba tańszego komercyjnego rozwiązania, które po prostu działa). Dlatego kolejne mieszadło (tak jedno to za mało ) zrobiłem już bazując na nowej wiedzy.

 

Wszystkie części i elementy możesz kupić. Nie chciałem stosować podejścia- akurat miałem to wziąłem. Startujemy z tej samej pozycji.

 

Po rozmowie z Dr2 już wiedziałem, że lepiej użyć regulatora PWM zamiast prostej regulacji napięciowej. Po zapoznaniu się z dokumentacją techniczną profesjonalnych modeli mieszadeł wiedziałem, że trzeba celować w obroty od 150 do 1500 obr/min (rpm). Zatem dość szeroko jeżeli chodzi o rozpiętość. A jednocześnie nietypowo bo silniki najczęściej mają obroty o rząd wielkości większy. Przekładnia w domowych warunkach odpada, bez drogich narzędzi trudno będzie ją zrobić. Trzeba było to zrobić trochę inaczej, tutaj inspiracją było mieszadło Inttlab.

 

Ceny, które podaję są zaokrąglone w górę do 50gr. Aby być szczerym, udało mi się to wszystko kupić w dwóch sklepach stacjonarnych i wizycie w dużo powierzchniowym sklepie budowlanym. W sklepach on-line prawdopodobnie będzie taniej.

 

Czego będziesz potrzebował

 

1. Zasilacza 12V, który pozwoli obciążyć się prądem przynajmniej 1A. - 8 zł.
   

2. Gniazdo zasilania. Kup takie mocowane na nakrętkę, otwór łatwiej wywiercić - 1,5 zł. Tutaj uwaga. Występują w dwóch rozmiarach 2.1 i 2.5. Kup kompatybilne z zasilaczem. Poniżej gniazdo DC 2.5/55.
   

3. Przetwornica Step-Down, mój model jest oparty o LM2596. Przetwornica jest układem który pozwala z bardzo małymi stratami obniżać napięcie za pomocą potencjometru. Przetwornica posłuży do permanentnego zmniejszenia napięcia, co zwolni maksymalne obroty silnika, koszt przetwornicy to 4.5 zł. Jak kupisz silnik 12V o obrotach w granicach 2000 obr/min, są niestety trudno dostępne, to możesz przetwornicę pominąć. Z drugiej strony dzięki przetwornicy możesz kupić silnik 6V - 9V i zmniejszyć napięcie do wymaganego. Zasilacze 6V i 9V są sporo droższe od tych 12V. Szybkie przypomnienie oznaczeń: IN od Input oznacza wejście, OUT to Output czyli wyjście.
   

4. Regulator PWM. Służy do zmiany obrotów przy zachowaniu większego momentu w porównaniu do sterowania napięciowego. Koszt tego układu to około 14 zł. PWM (ang. Pulse-Width Modulation), spolszczając, oznacza modulację szerokości impulsów. Upraszczając, działanie takiego układu polega na wysyłaniu pełnego napięcia z wejścia na wyjście ale w impulsach. Potencjometr służy do określenia jak szeroki (ile czasu ma trwać) ma być impuls. Skutkiem takiej modulacji długości impulsu jest zmiana obrotów silnika.
   

5. Obudowa uniwersalna - 8 zł. Wszystko zamontowałem w obudowie Z4A, ma wymiary 159x139x59. Jak masz miejsce do przechowywania to możesz kupić większą.

 

6. Wyłącznik. Podobna uwaga jak przy gnieździe zasilającym. Kup taki montowany na nakrętkę. Otwór łatwo wywiercić. Mój model kosztował 5 zł, wyglądał tak, że musiałem go mieć. Prawda jest taka, że nada się każdy inny. Ceny zaczynają się od 1.5 zł
   
    

7. Metr przewodu dwużyłowego - 1 zł. Nie jest to konieczne, ale warto by jedna żyła była czerwona druga czarna. Czerwoną łączymy plusy (+) a czarną (-). Minimalizujesz ryzyko pomyłki.

8. Silnik. Silnik kupiłem na popularnym serwisie aukcyjnym. Szukałem modelu 1800 - 2000 obr/min, ale ty były za drogie. W końcu kupiłem trochę szybszy 2700 obr/min i maksymalnym napięciu pracy 12V. Mój model ma obudowę typu MT83. Silnik montuje się dwoma śrubkami M2. Kosztował mnie z dostawą 13.5 zł. Mała uwaga MT83 oznacza obudowę a nie konkretny model. Zwracaj uwagę na parametry.
   

 

9. Magnesy walcowe 20mm x 3mm, dwie sztuki, polaryzacja na podstawach (na górze N na dole S) - 7 zł. Magnesy świetnie trzymają się na kleju dwuskładnikowym. Są też droższe modele z otworem wewnątrz.
   

10. Cyna z topnikiem w fiolce, 10g w postaci 3m drutu - 2 zł

 

Dodatkowe zakupy w sklepie budowlanym

1. Paczka śrubek z nakrętkami 25 sztuk 2mm x 8mm (2 śrubki do mocowania silnika musiałem skrócić, bo były za długie) - 3 zł. Małe silniki prawie zawsze są montowane na śrubki 2 mm. Zwróć na to uwagę przy zakupie silnika. Jak będą inne to kup takie by pasowały.

2. Profil/kątownik PVC 15mm x 15mm x 1000mm, zapłaciłem prawie 4 zł. Przy odrobinie wprawy można go ciąć nożyczkami.
   

3. Śruby 5mm x 60mm, 4 sztuki. Długość śrub powinna być nieznacznie mniejsza jak wysokość pudełka, wtedy nawet ciężka kolba zaprze się na nich nie dotykając górą obudowy do wirujących magnesów. Dodatkowo 12 nakrętek, 20 podkładek. Wszystko to było na wagę i zapłaciłem około 1 zł.

4. Klej dwuskładnikowy. Wziąłem ten najtańszy. Klej dwuskładnikowy ma kilkanaście minut wiązania i jesteś w stanie przesuwać magnesy zanim zwiąże maksymalnie w celu ich wycentrowania - 3 zł.

 

Sumując, łącznie wychodzi około 70 zł. Pamiętaj, że zaokrągliłem ceny w górę do 50 gr i kupowałam w sklepach stacjonarnych. Jeżeli znajdziesz sklep on-line, gdzie podobny koszyk wyjdzie taniej proszę daj znać w wiadomości prywatnej.

 

Zauważ też, że nie uwzględniłem w kosztorysie mieszadełka. Niestety w polskiej dystrybucji te są po prostu drogie. Swoje kupiłem w Chinach, za 2 sztuki zapłaciłem z kosztami przesyłki w granicach 10 zł (jak sprawdzałem online, w Polsce cena za sztukę jest prawie dwukrotna). Więcej o mieszadełku możesz poczytać w części drugiej poradnika poświęconego starterom. Jak wiesz gdzie w rozsądnej cenie w Polsce kupić, to proszę odezwij się w wiadomości prywatnej.

 

Narzędzia (zakładam, że masz albo możesz pożyczyć).

1. Lutownica

2. Wiertarka/wkrętarka oraz wiertła 2 mm, 5 mm, 8 mm (na gniazdo zasilania, włącznik, potencjometr od PWM).

3. Szczypce uniwersalne, ale wolę mówić kombinerki.

4. Nóż z ostrym czubkiem (będzie służył jako punktak i gratownik po wierceniu)

5. Piłka do metalu (szybko i łatwo tnie profil, potrzebna też była do skrócenia 2 śrubek, możesz używać też nożyczek)

6. LInijka i ołówek (do odmierzania dystansów i znaczenia).

 

Zasada działania układu i jak to połączyć

 

Na linii zasilania zamontuj włącznik. Do gniazda zasilania podłącz przetwornicę Step-Down (czerwony przewód z gniazda zasilania do IN+, czarny do IN-). Przetwornica pozwala obniżyć napięcie dalszego układu. Silnik będzie pracował wolniej, ale nadal będzie wystarczająco ‘silny’. Wyjście przetwornicy podłącz z wejściem sterownika PWM (czerwony przewód  OUT+ z IN+ regulatora, czarny OUT- z IN -). Do wyjścia regulatora PWM podłącz silnik (czerwony przewód MOTOR/OUT+ do ‘plusa’ silnika, czarny analogicznie do minusa). I to by było na tyle.

Warto cynować końcówki kabli. Lutowanie oraz wkręcanie przewodów w gniazda będzie łatwiejsze. Myślę że poniższy rysunek więcej mówi jak opis.

 

Na panelach wywierć otwory pod gniazdo zasilania, potencjometr regulatora oraz wyłącznik. Rozmieść wg uznania. W swoim mieszadle gniazdo zasilania umieściłem na tylnym panelu, a wyłącznik i regulator na przednim..

 

Trudność jaką napotkałem to to, że regulator jest montowany za pomocą otworów w płytce (na gwincie potencjometru byłoby łatwiej). Użyłem profilu/kątownika, który przymocowałem do spodu obudowy. Do kątownika dokręciłem regulator, znalazło się też miejsce na przetwornicę.

 

 

Silnik z magnesami podwieszony jest na 4 śrubach (na każdej śrubie są 3 nakrętki i 4 podkładki. Najniższa nakrętka i dwie podkładki mocują śrubę do spodu obudowy. Profil jest zamontowany pomiędzy dwoma nakrętkami i podkładkami. To pozwala na płynną regulację wysokości silnika i w efekcie wysokości magnesów  Silnik trzyma się również na profilu, przeciętym wzdłuż kąta.

 

Zwróć uwagę na śruby M5 - to na nich zawieszony jest silnik z magnesami. Te dwie mniejsze śrubki, jest to mocowanie wspomnianego wcześniej profilu. Do tego profilu przykręcony jest regulator i przetwornica (za pomocą śrubek M2)

 

Najwięcej trudności sprawiło mi przymocowanie magnesów do wrzeciona silnika. Koniec końców zrobiłem to bardzo prostym sposobem. Z kątownika odciąłem dwa kawałki o szerokości magnesów (20mm). Następnie przykleiłem magnesy klejem dwuskładnikowym. Tak, że na jednym płaskowniku był magnes w polaryzacji N-S a na drugim S-N (przyciągają się, co ułatwia pracę). Obrazowo wygląda to tak na ilustracji poniżej.

 

 

Przy mocowaniu magnesów niezwykle ważne jest ich wycentrowanie, aby zminimalizować drgania i wibracje. Wrzeciono jest między dwoma ścianami kątowników. Dwie śrubki ściskają wrzeciono. Siłę ścisku musisz dobrać z wyczuciem inaczej plastikowy profil zacznie się mocno wyginać.

 

 

Złożenie tego mieszadła zajęło mi 5 godzin. Złożenie drugi raz, już bez popełniania błędów i główkowania co z czym, połowę tego czasu. Zatem nasuwa się refleksja. Co prawda koszt jest o jakieś 25% w porównaniu z gotowym dobrze wyskalowanym mieszadłem Inttlab. Ale czy poświęcony czas to rekompensuje. Czas zarówno pracy jak i oczekiwania na przesyłkę z Chin.

 

Reasumując. Jeżeli nie potrzebujesz niskich obrotów to świetnie nadają się do tego mieszadła robione przez użytkowników z forum. Jak możesz wydać trochę więcej i poczekać to kup. I w końcu. Jak jesteś majsterkowiczem, to zdecydowanie warto zrobić je samemu.

 

Powyższy układ sterujący jak najbardziej się to nadaje do sterowania wiatrakiem. Zamiast silnika podłączasz wiatrak (najlepiej niskoobrotowy taki około 2200 obr/min i jak masz to większej mocy). Tylko proszę nie klej bezpośrednio magnesu na rotor. Zaburza to mocno pracę silnika. Użyj dystansu. Świetnie do tego się nadają oprawki na kolimatory ledów. W miejsce kolimatora pasuje magnes o średnicy 20mm. Oprawka kosztuje 1zł za sztukę i wygląda tak:

 

 

A tak wygląda mieszadło w pracy

 

Dziękuję. W przypadku pytań jestem do dyspozycji.

Edytowane 26 Listopada 2017 przez Daniel / Gruby Stefan
Poprawki stylistyczne i merytoryczne

[wariat]

Sam jakiś czas temu myślałem o czyms podobnym przy czym chyba jeszcze bardziej po taniości bo zamiast tego pr0 cudactwa od PWM myślałem po prostu o NE555 z potencjometrem do regulacji szerokości impulsu i mosfetem na wyjściu. Jak kiedyś w końcu zapragnę własnego mieszadła magnetycznego to pewnie spróbuję i zobaczę co z tego wyniknie.

[DanielN]

21 godzin temu, wariat napisał:

Sam jakiś czas temu myślałem o czyms podobnym przy czym chyba jeszcze bardziej po taniości bo zamiast tego pr0 cudactwa od PWM myślałem po prostu o NE555 z potencjometrem do regulacji szerokości impulsu i mosfetem na wyjściu. Jak kiedyś w końcu zapragnę własnego mieszadła magnetycznego to pewnie spróbuję i zobaczę co z tego wyniknie.

@wariat rozumiem, że można to zoptymalizować :), ale nie każdy z nas posiada wystarczającą wiedzę z dziedziny elektroniki. Zgadzam się z Tobą, konstrukcja nie jest optymalizowana kosztowo a pod kątem prostoty połączeń. Jak pewnie zauważyłeś użyłem tylko gotowych modułów, które są dobrane tak, że wytrzymają nawet ze sporo mocniejszym silnikiem. Cała reszta to łączenie przewodów i trochę prac technicznych.

 

Jak już będziesz miał potrzebę mieszadła i skonstruujesz własny układ sterowania to mam nadzieję, że się podzielisz schematem. Być może znajdziesz też lepszy i łatwiejszy sposób na mocowanie magnesów na wrzecionie.

[wariat]

Żeby nie było. Ja nie krytykuję! Super to zrobiłeś, po prostu przy okazji podzieliłem się pomysłem jaki pojawił mi się w głowie (kilka tygodni temu) jak zrobić sobie mieszadło po taniości. Nawet nie wiem czy by zadziałało ale myślałem o czymś z grubsza takim:

 

http://everycircuit.com/circuit/5099722781229056

(trzeba mieć chrome żeby to zobaczyć w przeglądarce, albo telefon z androidem i tam apkę everycircuit, a jak nie to załączam obrazek)

 

i dalej jakiś MOSFET czy nawet zwykły tranzystor do załączania wiatraka sterowanego PWM tym sygnałem.

[DanielN]

@wariat nawet do głowy mi nie przyszło, że krytykowałeś :). Każde ulepszenie jest po prostu w cenie. Jakbyś kiedyś miał chwilę, to proszę podziel się rysunkiem płytki (super by było jakby to była płytka uniwersalna).

Jeszcze jako ciekawostka. Innym ciekawym podejściem do mieszadła magnetycznego, stosowanym w profesjonalnych modelach jest użycie cewek (w zasadzie elektromagnesów) ułożonych w gwiazdę. Rotorem jest samo mieszadełko w środku tej gwiazdy. Plus takiego rozwiązania jest taki, że nie ma części mechanicznych, jest ciche i bardzo niskie. Minus - skomplikowany układ sterowania i większe zapotrzebowanie na energię.

[vmario]

@DanielN Zbudowałem podobną konstrukcję rok temu i sprawdza się znakomicie. Składa się zasadniczo z wentylatora z magnesami neodymowymi, regulatora PWM, włącznika i zewnętrznego zasilacza wtyczkowego. Koszt całości nie przekracza 100PLN.

 

 

Większość części kupiłem w sklepie AVT, gdzie znalazłem moduł regulatora PWM taki sam, jak Twój (mimo, że wówczas nie trafiłem na Twój wątek). Tam też znalazłem  wentylator 80×80×25, który dobrałem pod kątem głośności, rozmiaru (pod obudowę Z1P) i obrotów (2600RPM). Do tego dodałem plastikowe tuleje dystansowe i zasilacz impulsowy 12V/1,5A. W sklepie budowlanym dokupiłem wkręty do metalu z nakrętkami. Całość można bez problemu złożyć w jedno popołudnie. Efekt bez zastrzeżeń, choć na maksymalnych obrotach rdzeń nie nadąża za mieszadłem.

 

[DanielN]

@vmario potrzebowałem mieszadła, które jest w stanie mieszać w kolbie 50ml, gdzie jest 20ml płynu. Tam muszą być małe obroty. Nie udało mi się znaleźć takiego wentylatora, który by miał odpowiedni moment na niskich obrotach. Dlatego użyłem silniczka.

Jeżeli chcesz mieć silny chwyt mieszadełka, to kup magnesy okrągłe 20mm x 3mm oraz dwie oprawki do kolimatorów soczewek LED (1zl sztuka). Magnesy fajnie wchodzą w te oprawki. A podniesienie ich powoduje kulturalną pracę wentylatora. Oprawki lepiłem na klej dwuskładnikowy do rotora. Warto też kupić wentylator łożyskowany (ball) ma bardzo małe 'bicia', łatwiej wycentrować i posłuży lata. Obroty jakich potrzebujemy to kilkaset RPM, doliczając opory najczęściej wystarcza wentylator 1200-1800rpm, ale taki większej mocy. Mi te tanie wentylatory na niskich obrotach przepalały się. Pewnie temu że lepiłem duże magnesy na rotor

 

A z innej mańki, przy obecnych cenach elektroniki i cenach gotowych mieszadeł na Ali, własne mieszadło opłaca się robić pod warunkiem, że Ci to sprawia radość, lub już masz dużo gotowych części :). Też nie ukrywam, że moje mieszadło radzi sobie o wiele lepiej na bardzo małych obrotach w porównaniu do tego z Ali. A jakbym miał drukarkę 3D, to bym sobie wydrukował i oparł na przekładni łożyskowej. Czasem się zastanawiam czemu posiadacze takich drukarek jeszcze nie oferują wydruków 'kadłubów'. Pewnie koszt wydruku jest duży, względnie czasochłonny. Chociaż można, by było to ograć na zasadzie trzpienia, łoża silniczka i oprawek na łożyska, skróciłoby to pewnie czas druku i ilość materiału. Pomysł trochę 'pożyczony' ze starszego typu mieszadeł profesjonalnych.

 

Dygresja, jak już się chwalimy to wczoraj skręciłem to:

O krok bliżej do odpalenia nowej zabawki.

 

 

Edytowane 2 Maja 2019 przez DanielN

[WojtekGaaD]

Dla składających samodzielnie: warto przetestować wiatraczek na 24V i zwykły stabilizator z regulacją LM317 + zasilacz na 12V. Kręci bardzo fajnie od niskich obrotów nie przekraczając granicy gubienia mieszadła. Czas czekania na przesyłkę z Chin zmotywował  mnie do samoróbki a testy z wiatrakami na 12V i AC 230 V skutkowały problemami zarówno w dolnym jak i górnym zakresie obrotów dodatkowo magnesy zakłócały pracę wiatraków dosyć skutecznie. Teraz mieszadło bez problemu daje radę z kolbą 0,5l jak i 3l. Teraz powoli można zacząć budować bank drożdży ?

 

[Marchelli]

[mention=19356]vmario[/mention] potrzebowałem mieszadła, które jest w stanie mieszać w kolbie 50ml, gdzie jest 20ml płynu. Tam muszą być małe obroty. Nie udało mi się znaleźć takiego wentylatora, który by miał odpowiedni moment na niskich obrotach. Dlatego użyłem silniczka.
Jeżeli chcesz mieć silny chwyt mieszadełka, to kup magnesy okrągłe 20mm x 3mm oraz dwie oprawki do kolimatorów soczewek LED (1zl sztuka). Magnesy fajnie wchodzą w te oprawki. A podniesienie ich powoduje kulturalną pracę wentylatora. Oprawki lepiłem na klej dwuskładnikowy do rotora. Warto też kupić wentylator łożyskowany (ball) ma bardzo małe 'bicia', łatwiej wycentrować i posłuży lata. Obroty jakich potrzebujemy to kilkaset RPM, doliczając opory najczęściej wystarcza wentylator 1200-1800rpm, ale taki większej mocy. Mi te tanie wentylatory na niskich obrotach przepalały się. Pewnie temu że lepiłem duże magnesy na rotor
 
A z innej mańki, przy obecnych cenach elektroniki i cenach gotowych mieszadeł na Ali, własne mieszadło opłaca się robić pod warunkiem, że Ci to sprawia radość, lub już masz dużo gotowych części . Też nie ukrywam, że moje mieszadło radzi sobie o wiele lepiej na bardzo małych obrotach w porównaniu do tego z Ali. A jakbym miał drukarkę 3D, to bym sobie wydrukował i oparł na przekładni łożyskowej. Czasem się zastanawiam czemu posiadacze takich drukarek jeszcze nie oferują wydruków 'kadłubów'. Pewnie koszt wydruku jest duży, względnie czasochłonny. Chociaż można, by było to ograć na zasadzie trzpienia, łoża silniczka i oprawek na łożyska, skróciłoby to pewnie czas druku i ilość materiału. Pomysł trochę 'pożyczony' ze starszego typu mieszadeł profesjonalnych.
 
Dygresja, jak już się chwalimy to wczoraj skręciłem to:

O krok bliżej do odpalenia nowej zabawki.
 
 

Podeslal bys linka gdzie znalezc takie gniazdka?

Wysłane z mojego H9436 przy użyciu Tapatalka

[DanielN]

52 minuty temu, Marchelli napisał:

Podeslal bys linka gdzie znalezc takie gniazdka?

Wysłane z mojego H9436 przy użyciu Tapatalka
 

Wpisz gniazdko tablicowe. Przykładowo https://allegro.pl/oferta/gniazdo-tablicowe-230v-gs-niebieskie-gniazdko-6327858383