ELEKTRONIKA

W tej części strony będę publikował najbardziej przydatne informacje z zakresu projektowania i realizacji różnych urzadzeń elektronicznych. Będzie trochę niezbędnej teorii, opisy użytecznych programów, linki do stron zawierajacych ciekawe projekty.

Praktyka

Może zacznę od mojego sposobu na szybkie wykonanie prostej, estetycznej obudowy do urzadzeń elektronicznych. Wykorzystuję do tego obudowy zasilaczy komputerowych. Wiele takich zepsutych zasilaczy można tanio zdobyć np. na pchlich targach. Po zdemontowaniu całości dokonujemy kilku prostych cięć. Używamy do tego piły włosowej z okrągłym brzeszczotem do metalu, małej szlifierki kątowej lub wyrzynarki z brzeszczotem do cięcia metalu. Po oszlifowaniu miejsc cięcia, namoczeniu obudowy w ciepłej wodzie z detergentem, zmyciu zbędnych etykiet, usunięciu pozostałego po nich kleju za pomocą szmatki umoczonej w rozpuszczalniku i dokładnym umyciu, otrzymujemy efekt taki jak na zdjęciu.

Obudowa po wycięciu

Wiercimy teraz niezbędne, brakujące otwory do mocowania płyty czołowej. Przykładamy tak przygotowaną obudowę do płytki grubego laminatu miedziowanego (lub nie) i odrysowujemy zewnętrzny kształt płyty czołowej. Jeżeli chcemy, żeby wystawała trochę poza obrys obudowy, to powiększamy odpowiednio odwzorowane wymiary. Trasowanie cięć najlepiej wykonać najpierw miękkim ołówkiem, a następnie na tej kontrastowej linii, nanosimy ostrym rysikiem właściwą linię cięcia. Tniemy nie pośrodku linii, tylko obok niej. Brzeszczot prowadzimy tak, żeby wytrasowana linia była widoczna i pozostała na docelowym elemencie. Następnie pilnikiem szlifujemy krawędź cięcia do wytrasowanej linii. Wiercimy i wycinamy pozostałe niezbędne otwory na płycie czołowej. Szlifujemy laminat miedziany do połysku, używając papieru ściernego do szlifowania na mokro o gradacji 1000, a następnie do idealnego połysku papierem o gradacji 1500. Po nawierceniu otworów i skręceniu całości otrzymujemy estetyczną obudowę do naszych urzadzeń. Można ewentualnie pomalować ją, lub okleić górną część obudowy okleiną meblową. Jeżeli chcemy wykonać bardziej profesjonalnie płytę czołową, to opracowujemy w programie graficznym i drukujemy widok płyty czołowej, a następnie laminujemy tak otrzymaną naklejkę i przyklejamy butaprenem do płyty czołowej.

Obudowa kompletna


Pokażę od razu mój "mobilny" sprzęt, którego używam do wykonywania obwodów drukowanych. Jest to płyta meblowa, do której przymocowałem imadełko z lupą, stojak pod kolbę lutownicy i stare żelazko z przykręconą blachą aluminiową, służące do wykonywania płytek drukowanych metodą termotransferu.




Do wytrawiania płytek zleciłem wykonanie wąskiego szklanego akwarium (odradzam samodzielne klejenie).

Akwarium do trawienia płytek


Coraz więcej układów elektronicznych będziemy wykonywali z użyciem elementów SMD (ang. Surface Mount Device - element elektroniczny przystosowany do montażu powierzchniowego). Do odważnych świat należy. Zatem zapraszam na stronę http://www.ajawe.pl na bardzo dobry kurs lutowania. Już po wykonaniu pierwszej płytki z elementami SMD będziecie chcieli zapomnieć o elementach przewlekanych.


Katalogi, elementy, części


Instuktarze

Prawidłowy montaż wtyku UC1


Oprogramowanie

Niezbędnym dla elektronika jest program wspomagający projektowanie płytek drukowanych. Z freewerowych programów polecam ExpressPCB. Po zainstalowaniu otrzymujemy dwa moduły - ExpressSCH do rysowania schematów i ExpressPCB do projektowania płytek drukowanych.

ExpressPCB

Instalacja i obsługa programu ExpressPCB


Często potrzebujemy wykonać projekt wraz z rysunkami wykonawczymi obudowy naszych urzadzeń. Opracowałem zatem krótkie streszczenie zasad rysunku technicznego, żeby nasze dokumentacje chociaż po części były z nimi zgodne. Polecam także zainstalowanie programu sketchup. Program ten pozwoli nam na stworzenie trójwymiarowych szkiców projektowanych urządzeń. Jest rewelacyjny, a co najważniejsze - w podstawowej wersji bezpłatny. Sugeruję po zainstalowaniu przejrzeć wszystkie karty samouczka programu (klikamy Pomoc, Samouczki, Wprowadzenie). Następnie proponuję wydrukowanie ściągi (klikamy Pomoc i Karta skróconej instrukcji). W czasie używania programu najlepiej wywołać okno pomocy w html-u. Klikamy Pomoc i SkechUp - Pomoc, a następnie zmniejszamy i przeciągamy okno przeglądarki tak, aby nie zasłaniało nam rysowanych obiektów. Na tej stronie dostępne są filmy instruktarzowe, a tu jest forum pomocy.

Podstawy rysunku technicznego


Do rysowania szkiców dwuwymiarowych polecam program DoubleCAD XT 2.1. Na adres cadprojekt@onet.pl należy wysłać swoje dane celem otrzymania numeru rejestracyjnego.


Obliczanie średnicy drutu nawojowego
Obliczanie indukcyjności cewek powietrznych jednowarstwowych
Obliczanie indukcyjności cewek powietrznych jednowarstwowych w ekranie
Obliczanie indukcyjności cewek powietrznych wielowarstwowych
Zestaw programów do projektowania zasilaczy impulsowych

http://www.dl5swb.de/html/software_for_amateur_radio.htm
http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/filterpro.html
Program do projektowania filtrów - AADE Filter Design And Analysis
RF Simulatar - RFsim99
Kalkulator cewek na rdzeniach toroidalnych - mini Ring Core Calculator 1.2
Kalkulator/przelicznik - mini dB Calculator 1.3.2
Program do odczytu kodów kolorowych rezystorów - R Color Code 1.0
Programy firmy ABACOM: Program do projektowania płytek drukowanych - Sprint-Layout 5.0
(na dole strony link do darmowego programu odczytującego pliki *.spl) Program do rysowania schematów - sPlan 7.0
(na dole strony link do darmowego programu odczytującego pliki *.spl)

Program do projektowania płyt czołowych - FrontDesigner 3.0
Biblioteki do programów firmy ABACOM



Teoria

Obliczanie transformatorów

Polecam wykorzystanie poniższego nomogramu, ale podaje także teoretyczne wzory obliczeniowe.

Nomogram do obliczania transformatorów

  • Określamy moc całkowitą transformatora uwzględniając jego sprawność
    • dla transformatorów o mocy do 100 VA wg. wzoru
      P0 = 1,2(Iwt1Uwt1 + Iwt2Uwt2 + ...)
    • dla transformatorów o mocy 100-1000 VA wg. wzoru
      P0 = 1,1(Iwt1Uwt1 + Iwt2Uwt2 + ...)
  • Znajdujemy wyliczoną moc na osi P0 nomogramu i odczytujemy wymaganą powierzchnię przekroju rdzenia S. Przekrój rdzenia S w cm² możemy obliczyć również teoretycznie ze wzoru

    S = 1,25 * SQR(P0)

  • Łączymy wyznaczony punkt z punktem na osi indukcji B, odpowiadającym 10000 Gausów (przyjęta najbardziej optymalna indukcja rdzenia dla transformatorów małej mocy).
  • Przecięcie z osią N/U określa liczbę zwojów na wolt n0.
  • Liczbę zwojów na wolt n0 możemy obliczyć również teoretycznie ze wzoru
    n0 = 45/S
  • Obliczamy liczbę zwojów uzwojeń
    • dla transformatorów o mocy do 100 VA wg. wzoru
      nwtórn = 1,05 * n0 * Uwtórn
      npierw = 0,95 * n0 * Upierw
    • dla transformatorów o mocy 100-1000 VA wg. wzoru
      nwtórn = 1,025 * n0 * Uwtórn
      npierw = 0,975 * n0 * Upierw
      gdzie n0 - odczytana liczba zwojów na wolt, a współczynniki uwzględniają spadki napięć na rezystancjach uzwojeń.
  • Z wykresu d odczytujemy średnicę drutów nawojowych dla poszczególnych uzwojeń w zależności od wymaganego maksymalnego prądu uzwojenia. Średnicę zaokrąglamy w górę do najbliższej dostępnej średnicy drutu. Średnica drutu wynika z dopuszczalnej gęstości prądu g = Imax/s, wynoszącej 2A/mm². Przy dobrym chłodzeniu transformatora dopuszczalne jest zwiększenie obciążenia do 3A/mm2. Po kilkugodzinnej pracy temperatura transformatora nie powinna przekraczać ok. 60oC. Teoretycznie średnicę drutu w mm wyliczamy z uproszczonego wzoru

    d = 0,8 * SQR(Imax)
Jeżeli chcemy oszacować parametry posiadanego transformatora, to po przekształceniu powyższych wzorów otrzymujemy

P0 = 0,64 * S2
Imax = 1,56 * d2

w przypadku bardzo dobrego chłodzenia transformatora

Imax = 2,34 * d2

   Nomogram do obliczania transformatorów


Informacja, która może się przydać w technice wysokich napięć. Napięcie przebicia powietrznych kondensatorów zmiennych wynosi (z dużym marginesem bezpieczeństwa) ok. 1.5kV na 1mm odstępu elektrod. Dla orientacji, w USA przyjmuje się:

  • 0.023" (0.58mm) - 500V
  • 0.032" (0.81mm) - 1200V
  • 0.045" (1.14mm) - 2000V
  • 0.075" (1.90mm) - 2500V
  • 0.100" (2.54mm) - 3300V
  • 0.125" (3.17mm) - 4000V

Często do określenia bezwzględnej miary poziomu napięcia sygnału używamy miary decybelowej. Zakłada się, że 0dBV odnosi się do 1V wartości skutecznej napięcia. Analogicznie 0dBm odpowiada mocy sygnału wynoszącej 1mW, wydzielonej na obciążeniu 50 om w przypadku sygnałów w.cz. albo 600 om w przypadku sygnałów o częstotliwościach akustycznych.

  • 0dBm = 0,22V (na 50 om)
  • 0dBm = 0,78V (na 600 om)


Opis technik dźwiękowych kina domowego
Bezpośrednia synteza cyfrowa DDS


Pliki dla uczniów Zespołu Szkół Elektrycznych we Włocławku

Kliknij na ten link aby przejść do strony z plikami