Dainiaus webaz – elektronika ir ne tik !

Čia buvo vienas iš tų projektų kurie privalo pasisekti… Vienžo, pradžia kaip ir visada, paprasta – pusbrolis paprašė padėti jo kaimynui su kiemo apšvietimu. Apšvietimas pajungtas nuo automatuko, kieme prismaigstyta žibintų. Kada nori įjungi, kada nori išjungi… Bet taip nepatogu. Norėtųsi, kad įsijungtų sutemus. Kaip ir paprastas dalykas – statom DIN foto relę prie automatuko ir džiaugiamės. Jo, gerai būtų… O vietos paskirstymo dėžėj tai nėra. Nu visai nėra. O norisi padaryti gražiai, be jokių papildomų dėžučių, kasinėjimo darbų ir panašiai. Ir dar priedo užduotis pasunkėjo – kaip ir gerai, kad uždega šviesą sutemus, bet klausimas – kam ją deginti visą naktį? Niekam juk to nereikia. Reiškia reikia, kad kažkas ją išjungtų po nustatyto laiko tarpo. Taigi, ties šita vieta techninė užduotis kaip ir aiški – prietaisiukas, kuris sutemus įjungs šviesą, o po nustatyto laiko tarpo ją išjungs. Ir po to sutemus vėl įjungs. Ir taip toliau :). Visgi tą padaryti būtų paprasta su mikrovaldikliu, bet visada yra „bet” – programavime nesu stiprus, o kol išmoksiu praeis per daug laiko. Arduino nesiūlyti © :). O kol „graužiu” programavimo vadovėlius – sumečiau tokią analogišką schemutę.

Dar naujiena – sumastėm tą visą prietaisiuką paslėpti kiemo žibinto vamzdyje. Diametras nežinomas, taigi reiks daryti ilga ir ploną PCB. Pagal galimybes. Bet pradžiai apie schemą, kaip visada, iš kairės į dešinę. Du pinai, 230VAC pajungimui (fazę dar ir permetam į relės kontaktus). Toliau 230VAC > 12VDC maitinimo blokas IRM-10-12. Gamintojas Meanwell, aprašymas čia. Tokio dar nesu naudojęs, tai bus įdomu pažaisti. Reiktų pasakyti, kad Meanwell maitinimo šaltiniai nėra visai pigūs, bet patikimi, gero stabilumo, prikimšti įvairių apsaugų. O šitas dar ir mažiukas – 45,7 x 25,4 x 21,5 mm. Tik va LBRą teko darytis pačiam. Ok, važiuojam toliau. Schemos pagrindinę dalį galima būtų dalinti į dvi dalis – reaguojančia į apšvietimą ir atjungiančią apkrovą po nustatyto laiko. Kaip visada, kažką projektuodamas schemą darau universalią, pritaikomą ne vien ten kur dėsiu veikti pradžioje. Taigi, pirmoji dalis sudaryta iš PH1, R8, R2, Q2. C2 skirtas išlyginti pro Meanwell’o maitinimo blokelį prasprūdusius trukdžius. Nominalas ne kritinis, svarbu įtampa ne mažesnė. PH1 ir R8 sudaro varžinį daliklį. Nustačius kokią nors potenciometro varžą jos atžvilgiu fotorezistoriaus A1060 12 varža gali būti didesnė arba mažesnė. Pavyzdžiui, potenciometro varža 300K. Apšvietus fotorezistoriaus varža pasidaro labai maža, dešimčių omų eilės (ar mažiau, priklausomai nuo fotorezistoriaus). Tuomet tranzistoriaus Q2 baze srove neteka, kad būtų lengviau įsivaizduoti – bazė būną prijungta prie žemės, taigi jokios srovės negali būti. O įkišus fotorezistorių į tamsią vietą (ne, ne ten 😀 į sandėliuką ar panašiai), jo varža tampa didelė, gali būti šimtų kiloomų ar gigaomų eilės. Vėl, kad lengviau būtų įsivaizduoti galima sakyti, kad tranzistoriaus bazė atjungiama nuo žemės ir lieka prijungta tik prie R8, kuris nustatytas ties 300K varža. Ir tik pyst – tranzistoriaus baze pradeda tekėti srovė. Ji nedidelė, nes apribota potenciometro ir bazės rezistoriaus R2 varžos, bet to užtenka, kad atsidarytų tranzistorius. O tas visas pamirštas, tyliai tupintis kamputyje kondensatorius C1 – sukuria šiokią tokią histerezę, prilaiko atidarytą bazę, kol išsikrauna. Taigi, atsidaręs tranzistorius prie minuso prijungia LEDuką ir taimeriuką. LEDukas – diagnostikai, nebūtinas, bet man patinka, kai viskas mirksi ir pypsi :). O tuo pačiu parodo, kad yra taimerio maitinimas. Lyrinis nukrypimas – pradžioje norėjau naudoti seną gerą 555 taimerį. Bet skaičiavimai parodė, kad ilgom (o reikia valandos ar kelių) trukmėm jis nėra tinkamas, reikia realiai didelių kondensatorių, o ir stabilumas/tikslumas gerokai nuplaukia. Teko ieškoti pakaitalo. Puse ausies girdėjau, kad būna taimerių, kurie kaip ir 555 skaičiuoja savo laiką, bet prieš tai patys padaugina jį iš nustatyto daugiklio, taip žymiai pratęsdami suveikimo laiką. Pirma papuolusi „po pele” mikroschema – CD4541D. Texas Instruments kūrinys, kurio aprašymas yra čia. TI lyg ir galvoja nutraukti šitos mikrės gamybą… Patariu gerai pasiskaityti aprašymą, nes aš to nepadariau ir privėliau klaidų į PCB. Nedidelių, bet žioplų. Bet dabar jau viskas pataisyta. Trumpai apie mikrės kanopėles. 1, 2 ir 3 kontaktai naudojami RC generatoriukui prijungti. Nuo jo dažnio priklausys veikimo laikas, o dažnį galima suskaičiuoti pagal tokią formulę:

4 ir 11 kontaktai NC – niekur neprijungti. 5 ir 6 – Auto ir Master resetai, naudojami kai reikia perkrauti skaičiavimą, įjungiam tik automatinį režimą jungdami tas kanopėles į GND. 7 koja – maitinimo pliusas, 14 maitinimo minusas (GND). 8 – išėjimas, su neblogais sugebėjimais. Bet aš vistiek jį „pastiprinau” papildomu tranzistoriumi Q3. 9 kontaktas – va čia padariau tą klaidą, kažkaip praleidau, kad prijungus prie GND išėjimas bus invertuotas, tai yra bus išjungtas nustatytą laiką, o po to įsijungs. Nedidelis pakeitimas ant PCB ir 9 koja gavo maitinimo pliusą, ir išėjimas patapo teisingas – įjungta kol skaičiuoja, po to išjungia. 10 koja nustato darbo režimą – pajungus prie GND suveiks vieną kartą, prijungus prie VCC (maitinimo pliuso) kartos suveikimą. 12 ir 13 kontaktai naudojami nustatyti laiko daugikliui. Štai ir viskas, paprasta, bet genialu :).

Kaip apskaičiuoti laiką ar reikalingus rezistorius jeigu žinomas laikas ? Pasinaudojus aukščiau esančia formule. Kad būtų lengviau čia yra Excel’io failiukas, kuriame aš skaičiavau laikus. Keisti reikia tik geltonai pažymėtus langelius (varža Omais, talpa Faradais). Taigi, remiantis skaičiavimais, minimalus laikas esant nustatymui A1 B0 – 15 sekundžių, maksimalus prie to pačio nustatymo būtų 2,7 minutės (2 minutės ir 42 sekundės). Maksimalus laikas būtų esant nustatymui A1 B1 – 11 valandų 32 minutės ir 7 sekundės. Visus tarpinius rezultatus galima nesunkiai apskaičiuoti aukščiau minėto failiuko pagalba.

Apie schemą tiek, toliau seka PCB gamyba. Aš naudojuosi http://www.seeedstudio.com paslaugomis. Kainuoja nedaug (5 PCB su siuntimu apie 50 Lt), kokybė gera ir pagamina greitai. Nors yra ir kitų gamintojų. sukurpta PCB atrodo taip:

Eagle schema, PCB ir LBRai yra čia.

Tobulinimas… Chm, pirmu žingsniu norėtųsi atpiginti prietaisiuką. Tą padaryti būtų galima nenaudojant impulsinio MeanWell maitinimo bloko, kaina sumažėtų tikrai daug. O apie tai kada nors bus atskiras straipsniukas :).

Posted in: Elektronika by Dainius /