Счетчик витков намоточного станка на attiny2313. Счетчик витков для намоточного станка: принцип работы, схема и сборка

Этот базовый код можно расширять, добавляя новые функции, например, сохранение значений в EEPROM или управление двигателем станка.

Сборка и настройка счетчика витков

Процесс сборки счетчика витков включает следующие этапы:

1. Изготовление печатной платы по разработанной схеме
2. Монтаж компонентов на плату
3. Программирование микроконтроллера
4. Установка платы в корпус
5. Монтаж датчика оборотов на вал намоточного станка
6. Подключение питания и проверка работоспособности

После сборки необходимо провести калибровку счетчика, чтобы убедиться в точности подсчета витков. Для этого можно намотать известное количество витков вручную и сверить с показаниями счетчика.

Преимущества использования счетчика витков

Применение электронного счетчика витков на намоточном станке дает ряд существенных преимуществ:

• Высокая точность подсчета витков, исключение ошибок ручного счета
• Повышение производительности намотки за счет автоматизации процесса
• Возможность точной повторяемости результатов при серийном производстве
• Удобство работы оператора, снижение утомляемости
• Возможность интеграции с другими системами автоматизации

Все это делает счетчик витков незаменимым инструментом для качественной и эффективной намотки катушек и трансформаторов.

Возможные улучшения конструкции счетчика

Базовую конструкцию счетчика витков можно усовершенствовать различными способами:

• Добавление функции реверсивного счета для учета размотки
• Использование более точных датчиков оборотов (энкодеров)
• Внедрение интерфейса для подключения к компьютеру и ведения статистики
• Добавление памяти для хранения пресетов различных намоток
• Интеграция с системой управления двигателем намоточного станка

Выбор конкретных улучшений зависит от специфики применения счетчика и доступных ресурсов. Важно соблюдать баланс между функциональностью и сложностью устройства.

Счётчик витков для намоточного станка на ATtiny13 » Журнал практической электроники Датагор

Случилось так, что припекло мне трансформатор мотать, всё бы хорошо, да станка только не хватает — от тут и началось! Поиск по интернетам дал некоторые возможные варианты построения, но смущало меня то, что подсчёт витков производится опять же механическим счётчиком, добытым из спидометра или старого магнитофона, либо геркон + калькулятор. Хм…

На механику, в плане счётчика, у меня не стояло абсолютно, спидометров на разборку у меня нет, лишних калькуляторов тоже. Да и как сказал тов. Serega с другого ресурса: «Хорошие электронщики, зачастую — плохие механики!». Может я и не лучший электронщик – но механик уж точно паршивый.
Посему решил я сварганить электронный счётчик, а всю механическую часть устройства поручить на разработку семейству (благо отец и брат у меня как раз таки асы по части механики).

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Трансформатор R-core 30Ватт 2 x 6V 9V 12V 15V 18V 24V 30V

Паяльная станция 80W SUGON T26, жала и ручки JBC!

Отличная прочная сумочка для инструмента и мелочей

Хороший кабель Display Port для монитора, DP1.4

Конденсаторы WIMA MKP2 полипропилен

Трансформатор-тор 30 Ватт, 12V 15V 18V 24V 28V 30V 36V

SN-390 Держатель для удобной пайки печатных плат

Панельки для электронных ламп 8 пин, керамика

Прикинув одно место к другому, решил, что 4 разрядов индикаторов мне хватит с головой – это ж не много – не мало, а 10 000 витков.

Набросал схему:

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

и собрал на макетке:

О кнопках сразу не сказал – а куда ж без них! Целых 4 штуки помимо ресета (S1).
S2 – включает режим намотки (режим установлен по умолчанию) – с каждым оборотом оси с катушкой будет увеличивать значение количества витков на 1

Теперь не много по схеме:

Как видим, ничего сверхъестественного в ней нет. Питается всё это безобразие от 5В., ток потребляет что-то в районе 85мА.

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

Кнопки S2-S4 – а-ля матричная клавиатура. «Выходы» кнопок висят на тех же проводниках что и входы регистров, дело в том что после пересылки данных из контроллера в регистры на входах SHcp и Ds может быть сигнал любого уровня, и на содержимое регистров это никак не повлияет. «Входы» кнопок висят на выходах регистров, передача информации происходит примерно следующим образом: сначала контроллер отправляет информацию на регистры для последующей пересылки на индикаторы, затем отправляет информацию для сканирования кнопок. Резисторы R14-R15 необходимы для предотвращения «драки» между ногами регистров/контроллера. Пересылка инфы на индикацию и на сканирование клавы происходит на большой частоте (внутренний генератор в тини13 настроен на 9,6МГц), соответственно как быстро мы не пытались бы нажать и отпустить кнопку, за время нажатия произойдет много срабатываний и соответственно нолик с кнопки побежит на встречу единичке с контроллера. Ну и такая неприятная вещь как дребезг контактов кнопок опять же.
Резисторами R16-R17 подтягиваем нашу клавиатуру к + питания, чтоб во время простоя с выходов клавиатуры на входы контроллера приходила единичка а не Z состояние влекущее ложные срабатывания. Можно было обойтись и без этих резисторов, внутренних pull-up резисторов в МК вполне достаточно, ну да рука у меня не поднялась их убрать – береженного бог бережет.

По схеме вроде бы и все, для заинтересовавшихся привожу список компонентов. Сразу оговорюсь, что номиналы могут отличаться в ту или иную сторону.

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

После проверки работы счётчика на макете, настала пора собрать железку в «законченное устройство». Развел плату, вытравил, запаял детальки и получил следующее:

В законченом варианте кнопка сброса отсутствует — ну некуда мне ее было на плате втыкать, итак места мало, а если зависнет МК, значит обесточу и заново включу. Так же появился диод в цепи питания — защита от переполюсовки. Что касается остальных деталек – то использовал только те, что были под рукой, поэтому тут и SMD и обычные корпуса.

Вот вроде и все, в конце статьи архив со схемой/печаткой прошивкой.
Кстати насчёт прошивки, на плате не предусмотрен разъём для программирования в целях экономии места. Прошивал по SPI протоколу примерно так:

пробовал программаторы, HVProg, AVR910 и USBAsp – все прошили контроллер без проблем. После прошивки имеет смысл нажать кнопку записи, чтоб записать в EEPROM начальные значения. Если этого не сделать, а нажать клавишу чтения то на индикаторах можем увидеть все что угодно — кто знает что там в памяти было раньше?

Конечный результат:

На неподвижной части станка крепим датчик, на ось вращения устаналиваем магнит таким образом, чтоб он при вращении проходил в 3-5 мм от датчика. Ну и пользуемся 🙂
Теперь точно всё, всем спасибо за внимание, а товарищам GP1 и avreal за помощь в разработке, ждем критику 🙂

Файлы

Схема, печатка, прошивка:
🎁doc.rar  128.55 Kb ⇣ 391

Исходники прошивки:
🎁counter-asm.rar  3.62 Kb ⇣ 282

Счетчик витков на МК и LCD от NOKIA 3310 « схемопедия

Что такое счетчик витков? Счетчик витков – это устройство, которое устанавливается на намоточном станке (станок для намотки трансформаторов и катушек индуктивности, см. рисунок)

В некоторых моделях устройств промышленного иготовления есть встроенный механический или электронный счетчик витков, а в самодельных конструкциях радиолюбители сами прилаживают и изготовляют различного рода приспорсобления для подсчета намотанных витков, например как здесь:

Именно для использования в радиолюбительской практике я разработал данное устройство, которое совмещает в себе и устройство для подсчета витков и управление силовым приводом, например сервомотором, вращающим вал с наматываемой катушкой. Устройство не габаритно и не потребляет много энергии, так как собрано на КМОП микроконтроллере, а в качестве элемента индикации применен дисплей от мобильного телефона NOKIA 3310.

Принципиальная схема счетчика витков:

Схема не содержит дефицитных деталей (дисплей от нокиа за дефицитную деталь принимать не могу), и очень проста в управлении. В основном управление осуществляется пятью кнопками, они расположены в правой части схемы.

Печатная плата прибора выполнена на двухстороннем фольгтрованном материале (это может быть стеклотекстолит, гетинакс и т.д.). Она не особо сложна в изготовлении, особенно технологией ЛУТа. Вот ее рисунок:

Она имеет размеры 61мм х 35мм. На плате не изображена контактная площадка для кнопки (датчика) «защита». Провод он нее припаивается непосредственно к ножке микроконтроллера, а резистор R3 монтируется навесным монтажом.

Рассмотрим  функции кнопок  по-подробнее. При нажатии кнопки «установка счета», далее кн. «у.с.», в верхней части экрана высвечивается надпись «col-vo vitkov». Пока вы не введете с цифровой клавиатуры пятизначное число количества наматываемых витков (но не более 12000), устройство не будет реагировать на нажатия других кнопок, кроме кнопки «сброс», но об этом позже. Итак, когда вы ввели пятизначное число, например 10234, на экране будет такая надпись:

Это означает, что прибор готов принимать информацию дальше. После появления такой картинки на дисплее, вы можете просто начать наматывать витки, а можете нажать кнопку «пуск», и прибор запустит электродвигатель, вращающий вал намоточного станка. После достижения введенного вами числа, или при обрыве проволоки  двигатель автоматически отключается, что позволяет вам  в процессе намотки заняться чем то другим, например травлением или сверление платы. Если вам необходимо намотать небольшую катушку аккуратно, то можно использовать устройство просто как счетчик витков, для этого просто не нажимайте кнопок , а сразу наматывайте катушку после включения сего девайса. В данном счетчике также реализована память на пять «намоток». С чем связано столь малое количество запоминаемых чисел, я объясню позже. Для просмотра сохраненных данных необходимо нажать кнопку «просмотр сохранений». Дисплей будет разделен на две части, в низу будут отображаться текущие данные намотки, а вверху – сохраненные ранее данные. Выглядит это так:

Что касается кнопки «сброс», то ее желательно не нажимать без причины, так как ее нажатие производит полный сброс оперативной памяти микроконтроллера, что может быть чревато потерей данных и т. п.

Теперь поговорим о ограничениях и особенностях прибора. Начнем с вопроса об небольшом количестве сохраняемых данных. Итак, существует несколько видов переменных, используемых  в микроконтроллер. Есть переменные типа «string» (значение от -32768 до +32768), а также есть переменные типа «byte»(значение лежит в пределах 0-255).Конечно существуют и другие переменные, но нам нужны только эти. Как известно, для хранений данных  в EEPROM микроконтроллер использует биты , в которые можно записать значение 0-255. Из этого вытекает, что  число, например 11300, записать в одну ячейку памяти невозможно, поэтому я для записи такого длинного числа использовал не одну ячейку памяти EEPROM, а 50. В эти 50 ячеек данные записываются по мере заполнения каждой ячейки, а когда надо считать все число, просто необходимо сложить числа всех 50-ти ячеек. Размер EEPROM в микроконтроллере PIC16F877A составляет 256 байт, из чего следует, что оставив в резерве пять ячеек , мы сможем записать пять больших чисел , используя ячейки блоками по пятьдесят байт. Следующая проблема, или точнее необходимое неприятнгое обстоятельство – медленный ввод с клавиатуры. Это связано с тем, что для точной фиксации положения кнопки микроконтроллеру нужно некоторое время. И последнее не очень удобное обстоятельство – сохранение данных в EEPROM только при нажатии кнопки «просмотр сохранений». В следующем варианте прошивки я устраню этот недостаток.

Теперь о особенностях схемы с точки зрения электроники. Нужно учесть, что питание конструкции составляет 3,3 – 3,7В. Возможен вариант питание микроконтроллера от 5В, а дисплея отдельно от стабилизатора напряжения на вольтаж 3,3В. Но тогда придется включить между дисплеем и портами микроконтроллера резисторы номиналом около 1.2 кОм. Иначе дисплей может выйти из строя.

Кроме того, для правильного функционирования схемы, когда проволока натянута (при намотке) кнопка «защита» должна обязательно быть нажатой (под давлением проволоки), а в случае обрыва, разомкнуть свои контакты. Так же на схеме я подключил двигатель на прямую к порту микроконтроллера НЕ В КОЕМ СЛУЧАЕ ЭТОГО НЕ ДЕЛАЙТЕ! Я это сделал лишь потому, что симулировал работу в PROTEUS. В реале устройство давно сгорело бы! Для подключения двигателя используйте хотя бы самый простой усилитель мощности, хотя бы такой:

Но при этом поставьте транзистор помощнее, иначе он может перегреться.

Замена деталей

В данной конструкции заменить к сожалению ничего не получится, разве что кроме как микроконтроллер PIC16F877A на микроконтроллер PIC16F877. LCD от NOKIA 3310 заменить на практически аналогичный от SIEMENS А55 нельзя, у них различная система команд!

Что касается отладки, то устройство в ней не нуждается, оно начинает работать сразу после вкдючения (сборки). Но если все же что то у вас пошло не так, то действуйте следующим образом: проверьте целостность шин питания, исправность кварцевого резонатора, печатных проводников на плате. Если это не помогло, то попробуте перезалить программу в микроконтроллер, возможно при предыдущем программировании возникла ошибка. Так же используйте заведомо рабочий LCD.

Скачать исходники, прошивку, проект в Proteus и Flowcode

Автор: Евгений Ресин

Стабилизатор с минимальным падением напряжения. Стабилизатор напряжения на полевом транзисторе — схемотехника. Ростех «огражданивается» и покушается на лавры Samsung и General Electric

Давно хотел собрать счетчик витков для ручного намоточного станка. Хотелось сделать устройство с батарейным питанием от двух микропальчиковых батарей, потребляющее мало энергии в рабочем режиме, имеющее простое кнопочное управление-«Сброс», «Вкл/Выкл». Счетчик должен уметь реверсно считать. Иногда приходится отматывать витки, или бывают не штатные ситуации.

В наличии были STM8S003F3P6 и STM8L051F3P6 в корпусах TSSOP-20. Выяснилось что S003 не годится для моей задумки-у нее питания 3-5в, и скорее всего при 50% разряде 3вольтовой батареи микроконтроллер работать не будет. Поэтому выбор пал на STM8L051F3P6. По даташиту питание у нее от 1,8 до 3,6в. В качестве дисплея решено было использовать МT-10T7 Российского производителя МЭЛТ. Данный ЖК был куплен лет 7 назад, с тех пор достойного применения так и не нашел.Выкинуть его было жалко.

Поговорим о датчике.Сначала я использовал интегральные датчики Холла,формирующие логический сигнал на выходе. Достались с платы подводного фонаря. Оказалось, что они перестают срабатывать уже при небольшом числе оборотов. Это меня огорчило. Пришлось изобретать свой велосипед. Решил использовать датчики холла от мотора cd-rom привода и ОУ lm358. Крайне сомнительно была работа этой затеи от 3в. Но попытка не пытка. На мое удивление схема отлично заработала при таком питании.

Схема проще не придумаешь. R5-задает ток через датчики Холла U1,U2. На DA1, сделан усилитель с КУ=50. Сигналы с выходов DA1 не соответствуют логическим уровням STM8,поэтому к его выходам подключены транзисторы Q1,Q2 представляющие преобразователя уровней.Входы микроконтроллеров подтянуты через резисторы к плюсу,поэтому дополнительный огород городить не стал. Зачем на плате предусмотрены элементы С1,С2-уже и не помню.Очевидно собирался бороться с помехами. Транзисторы на самом деле bc817-40. Но и те что на схеме должны работать. Датчики холла hw-101A(маркировка D).

Питание на датчик, и дисплей приходят с вывода PB1 микроконтроллера. Нагрузочной способности для этих целей более чем достаточно.

R1 это перемычка. Номинала 0 Ом у меня не нашлось,поэтому поставил самый мелкий что был.

Максимальное значение для счета это 65535. Кнопка «RESET» используется для сброса показаний счетчика, «ON/OFF» -вкл/выкл устройства.

Печатную плату можно назвать скорее отладочной.

Фото готового устройства.

В качестве датчика оборотов выступает стеклотекстолитовый диск, с приклеенным на нем ниодиевым магнитом диаметром 5мм,толщиной 1мм, и плата с датчиками Холла.Растояние между магнитом и датчиками около 5мм. Половина знакомест на дисплее осталась не задействована. Ни чего умнее не придумал-как показывать там напряжение питания. Контрастности индикатора не достаточно,поэтому пришлось наклонить всю плату под 45градусов. На фото датчик прикреплен скотчем, потом я его прикрепил несколькими витками изоленты. Конструкция получилась не шибко эстетичной, но этого мне вполне достаточно. Сам намоточный станок-ничто иное как старый механизм для перемотки кинопленки.Ни знаю какие манипуляции он был призван производить, но на него надевается бобина с пленкой. Индикатор,батарейный отсек, плата микроконтроллера приклеены к куску текстолита термоклеем.

Потребляемый ток во включенном состоянии 12,8мA , в выключенном 1,71мкА.

Программное обеспечение.

Код написан в среде IAR Embedded Workbench IDE. Микроконтроллер работает от встроенного RC генератора HSI с частотой 16мгц. Подсчетом числа витков занимается таймер общего назначения TIM2. Он имеет 16битный счетный регистр, и возможность работы с экодером(encoder mode). Это существенно облегчает задачу. Достаточно настроить таймер, и забыть. Он сам по себе будет считать значения, и реализовывает возможности реверсного счета. Правда из-за особенностей работы этого режим значения в регистре счетчика- в два раза больше реальных.

Конечно же значения из TIM2 нужно как то извлекать, и выводить на экран. Этим занимается 8битный TIM4, генерирующий прерывания, по которому происходит эта операция. Прерывания приходят каждые 8мс. В обработчик добавлен опрос кнопки «сброс»,и манипуляции по выводу информации от АЦП и TIM2 на экран.

Измерением напряжения батареи занимается АЦП. Вход опорного напряжения, внутри соединен с плюсовым источником питания микроконтроллера. Выбрать внутренний источник нельзя(как это например сделано в AVR). Зато можно измерить напряжение этого самого источника. Напряжение источника VREF измерено на заводе и записано в VREFINT_Factory_CONV byte,его можно считать.

Что бы основной программе не было скучно, она смотрит-не завершено ли преобразование АЦП и на основе 16 выборок вычисляет среднее.

Включение/выключение схемы реализовано на основе внешнего прерывания по нажатию на кнопку. По приходу прерывания меняем переменную, и сидим ждем пока кнопку отпустят.

Если пользователь хочет выключить устройство,то основная программа сохраняет значение счетного регистра TIM2 в ОЗУ. Все не задействованные выводы делает выходами,устанавливает на них нуль. Если этого не сделать у меня ловит помехи. Отключаем источник эталонного напряжения VREF и АЦП и засыпаем. Использован самый экономичный режим halt. Проснется микроконтроллер от нажатия кнопки «On»,по внешнему прерыванию(External interrupts).

Прошивка микроконтроллера.

Это отдельная история. Когда покупал STM32F0 Discovery, думал что программатор на ней умеет шить STM8.Оказалось что нет. Тратить деньги на отдельный программатор не хотелось, а возможности прошивки по USART меня не впечатлила(да и не всё 8битное семейство умеет это).

Область применения

• Питание схем от аккумуляторной батареи
• Сотовые телефоны
• Ноутбуки и карманные компьютеры
• Сканеры штрих-кода
• Автомобильная электроника
• DC-DC модули
• Опорное напряжение в устройствах
• Линейные низковольтные блоки питания

Второй вариант схемы

Эта схема представляет из себя low drop регулируемый блок питания с очень малым падением напряжения на нём. Конечно существует множество других конструкций для регулируемых источников питания, но микросхема MIC2941 имеет ряд преимуществ.

В зависимости от режима работы падение всего 40 — 400 мВ (сравните с 1, 25 — 2 В на LM317). Это означает, что вы можете использовать более широкий диапазон выходных напряжений (в том числе формирование стандартных для некоторых цифровых схем 3.3 В от столь же низкого 3.7 В напряжения (например, 3-х AA или литий-ионный аккумулятор). Обратите внимание, что микросхемы серии MIC2940 работают с фиксированным напряжением выхода, а MIC2941 можно плавно регулировать.

Таблица напряжений MIC294х

Возможности схемы на MIC2941

• Защита от короткого замыкания и от перегрева.
• Входной диод для защиты цепи от отрицательного напряжения или переменного тока.
• Два индикаторных светодиода для высокого и низкого напряжения.
• Выходной переключатель, чтобы выбрать 3,3 В или 5 В.
• На плате потенциометр для регулировки напряжения от 1,25 В до максимального входного напряжения (20V max).
• Высокая точность поддержания выходного напряжения
• Гарантированный ток выхода 1.25 A.
• Очень низкий температурный коэффициент
• Вход микросхемы может выдержать от -20 до +60 В.
• Логически управляемый электронный выключатель.
• И, конечно, малое падение напряжения — от 40 мВ.

Идеальный LDO регулятор

LDO = low dropout = малое минимальное падение напряжения на проходном элементе

Для популярного трёх-выводного интегрального стабилизатора LM317 (datasheet) минимальное падение напряжения, при котором ещё нормируется его работа — 3 Вольта. Причём в документации этот параметр явно нигде не указан, а так, скромненько, в условиях измерений упоминается. В большинстве же случаев подразумевается, что падение на чипе 5 Вольт и более:
«Unless otherwise specified, VIN − VOUT = 5V» .

Баба Яга — против! Жалко терять 3 Вольта на глупом проходном транзисторе. И рассеивать лишние Ватты. Популярное решение проблемы — импульсные стабилизаторы — здесь не обсуждаем по причине того, что они свистят . С помехами можно бороться, но, как известно: кто не борется — тот непобедим! 😉

Идея
Идея данной схемки восходит к одному из многочисленных datasheet «ов на TL431. Вот, например, что предлагают National Semiconductor / TI:

Сам по себе такой регулятор не шибко интересен: на мой взгляд он ни чем не лучше, чем обычные трёхвыводные стабилизаторы 7805, LM317 и тому подобные. Минимальное падение на проходном дарлингтоне меньше 2 Вольт тут вряд ли удастся получить. Да к тому же никаких защит ни по току, ни от перегрева. Разве что транзисторы можно ставить на столько толстые, на сколько душа пожелает.

Недавно мне понадобилось-таки соорудить линейный стабилизатор с минимальным падением напряжения. Конечно, всегда можно извернуться, взять трансформатор с бОльшим напряжением на вторичке, диоды Шоттки в мост поставить, конденсаторов накопительных поболе… И всем этим счастьем греть трёхвыводной стабилизатор. Но хотелось-то изящного решения и с тем трансом, что был в наличии. Какой проходной регулятор может обеспечить падение близкое к нулю? MOSFET: у современных мощных полевиков сопротивление канала может быть единицы милли-Ом.

Простая замена дарлингтона на полевой транзистор с изолированным затвором и индуцированным каналом (т.е. самый обычный MOSFET) в схеме выше — не особо поможет. Так как пороговое напряжение затвор-исток будет Вольта 3-4 у обычных, и всё одно больше Вольта у «логических» MOSFET»ов — чем и будет задано минимальное проходное напряжение на таком стабилизаторе.

Интересно могло бы получиться при использовании полевика, работающего в режиме обеднения (т.е. со встроенным каналом), или с p-n переходом. Но к сожалению, мощные устройства этих типов нынче практически недоступны.

Спасает дополнительный источник напряжения смещения. Такой источник совсем не должен быть сильноточным — несколько миллиАмпер будет достаточно.

Работает это всё очень просто: когда напряжение на управляющем входе TL431, пропорциональное выходному напряжению, падает ниже порогового (2.5V) — «стабилитрон» закрывается и «отпускает» затвор полевика «вверх». Ток от дополнительного источника через резистор «подтягивает» напряжение на затворе, а, следовательно, и на выходе стабилизатора.
В обратную сторону, при увеличении выходного напряжения, всё работает аналогично: «стабилитрон» приоткрывается и уменьшает напряжение на затворе полевика.
TL431 суть устройство линейное, никаких защёлок в ней нету:

Реальность
В схеме реального устройства я всё же добавил защиту по току, пожертвовав пол-Вольта падения в пользу безопасности. В принципе, в низковольтных конструкциях часто можно обойтись плавким предохранителем, так как полевые транзисторы доступны с огромным запасом по току и при наличии радиатора способны выдерживать бешеные перегрузки. Если же и 0.5 Вольта жалко, и защита по току необходима — пишите, ибо есть способы 😉

30 января 2012: 🙂 Работает отлично! При токах нагрузки примерно от 2А и выше — мощные диоды желательно усадить на небольшой радиатор. R8=0; C7=0.1 … 10мкФ керамика или плёнка.

При номиналах R5-R6-R7, указанных на схеме, диапазон регулировки выходного напряжения примерно от 9 до 16 Вольт. Естественно, реальный максимум зависит от того, сколько может обеспечить трансформатор под нагрузкой.
R4 необходимо использовать достойной мощности: PmaxR4 ~= 0.5 / R. В данном примере — двухватник будет в самый раз.

Где это может понадобиться
Например: в ламповой технике для питания накальных цепей постоянным током.
Зачем постоянный, да ещё так тщательно стабилизированный ток для питания нитей накала?

1. Исключить наводки переменного напряжения в сигнальные цепи. Путей для просачивания «фона» из накальных цепей в сигнал несколько (тема для отдельной статьи!)
2. Питать накал строго заданным напряжением. Есть данные, что превышение напряжения накала на 10% от номинального может сократить срок службы лампы на порядок. Нормы же допусков для напряжения питающей сети плюс погрешности исполнения трансформаторов и т.п. — 10% ошибки легко набежит.

Для 6-вольтовых накалов необходимо уменьшить R5: 5.6КОм будет в самый раз.

Что можно улучшить
Например, для питания нитей накала полезно добавить плавный старт. Для этого достаточно будет увеличить C4 скажем до 1000мкФ и включить между мостом и C4 резистор сопротивлением в 1КОм.

Немножко окололамповой мифологии
Позволю себе пройтись по поводу одного стойкого заблуждения, утверждающего, будто питание накала «постоянкой» отрицательно сказывается на «звуке».
Наиболее вероятный источник происхождения этого мифа, как водится — недостаток понимания и кривые ручки. Например: один трансформатор запитывает и аноды и накал. Номинальный ток накальной обмотки, скажем, 1А, который до этого питал накал ламп напрямую, и те потребляли чуть меньше этого самого 1А. Всё работало хорошо, может быть фонило чуток. Если теперь некий паяльщик-такелажник, мнящий себя «tube-guru», вдруг запитал те же лампы от той же обмотки но уже через выпрямитель/конденсатор/стабилизатор — всё, хана усилку! Объяснение простое, хотя не для всех очевидное:

1. Во-первых, трансформатор теперь перегружен из-за импульсного характера тока заряда накопительной ёмкости (нужна отдельная статья!) Если вкратце: надо брать транс с номинальным током вторички примерно в 1.8 раза больше, нежели выпрямленный ток нагрузки.
2. Во-вторых — ударные токи заряда накопительных емкостей в источнике питания накала ничего хорошего в анодное питание не добавят.

• Заключение

• Вам было интересно? Напишите мне!

Спрашивайте, предлагайте: в комментариях, или по e-mail (есть в моём профайле). Спасибо!

Всего Вам доброго!
— Сергей Патрушин.

This entry was posted in , by . Bookmark the .

Комментарии ВКонтакте

131 thoughts on “MOSFET + TL431 = Последовательный компенсационный стабилизатор напряжения с минимальным падением ”

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом.

Имеется большая потребность в 5-вольтовых стабилизаторах с выходными токами несколько ампер и с как можно меньшим падением напряжения. Падение напряжения является просто разностью между входным постоян­ным напряжением и выходным с условием, что поддерживается стабилиза­ция. Необходимость в стабилизаторах с такими параметрами можно видеть на практическом примере, в котором напряжение никель-кадмиевого ак­кумулятора, равное примерно 8,2 В, стабилизируется на уровне 5 В. Если падение напряжения составляет обычные 2 или 3 В, то ясно, что длитель­но пользоваться таким аккумулятором невозможно. Увеличение напряже­ния аккумулятора является не лучшим решением, поскольку в этом слу­чае в проходном транзисторе будет бессмысленно рассеиваться мощность. Если бы можно было поддерживать стабилизацию при падении напряжения, например, вдвое меньшем, общая ситуация была бы намного лучше.

Известно, что непросто сделать в интегральных схемах стабилизаторов проходной транзистор с низким напряжением насыщения. Хотя желатель­но управлять проходным транзистором с помощью ИС, сам транзистор дол­жен быть отдельным устройством. Это естественно предполагает примене­ние гибридных устройств, а не полностью интехральных схем. Фактически это скрытое благословение, поскольку позволяет легко оптимизировать на­пряжение насыщения и бета транзистора для достижения намеченной цели. Кроме того, можно даже экспериментировать с германиевыми транзистора­ми, которые по своей природе имеют низкие напряжения насыщения. Дру­гой фактор, который следует учесть, состоит в том, что /7л/7-транзисторы имеют более низкие напряжения насыщения, чем их прп аналоги.

Использование этих фактов естественно приводит к схеме стабили­затора с низким падением напряжения, показанной на рис. 20.2. Паде­ние напряжение на этом стабилизаторе составляет 50 мВ при токе на­грузки 1 А и всего лишь 450 мВ при токе 5 А. Необходимость создания проходного транзистора по существу была стимулирована выпуском ли­нейного интегрального стабилизатора?71123. Кремниевый /?л/7-транзис-тор MJE1123 был специально разработан для этой схемы, но имеется не­сколько аналогичных транзисторов. Низкое напряжение насыщения является важным параметром при выборе транзистора, но важен также высокий коэффициент усиления по постоянному току (бета) для надеж­ного ограничения тока короткого замыкания. Оказалось, что германие­вый транзистор 2iV4276 позволяет получить даже более низкие падения напряжения, но, вероятно, за счет ухудшения характеристики ограниче­ния тока при коротком замыкании. Сопротивление резистора в цепи базы проходного транзистора (на схеме 20 Ом) подбирается опытным путем. Идея состоит в том, чтобы делать его как можно выше при при­емлемом падении напряжения. Его величина будет зависеть от предпо­лагаемого максимального входного напряжения. Другой особенностью

этого стабилизатора является низкая величина тока холостого хода, око­ло 600 мкА, что способствует долгому сроку службы аккумулятора.

Рис. 20.2. Пример линейного стабилизатора, имеющего низкое паде­ние напряжения. Здесь используется гибридная схема, потому что трудно получить низкое падение напряжения, применяя только ИС. Linear Technology Софога!1оп.

Аналогичный линейный стабилизатор с низким падением напряжения другой полупроводниковой фирмы показан на рис. 20.3. Основные характе­ристики остаются теми же самыми — падение напряжения 350 мВ при токе нафузки 3 А. И снова, применение гибридной схемы дает дополнительную гибкость при проектировании. Главное, чем отличаются различные ИС для управления такими стабилизаторами, состоит в наличии вспомогательных функций. Необходимость в них можно заранее оценить применительно к конкретному приложению и сделать соответствующий выбор. Большинство этих специализированных ИС имеют, по крайней мере, защиту от короткого замыкания и перегрева. Поскольку проходной рпр-тршшстор является вне­шним по отношению к ИС, важен хороший теплоотвод. Часто для обеспе­чения дополнительной стабилизации линейный стабилизатор с низким па­дением напряжения добавляют к уже созданному ИИП. Причем, к.п.д. системы в целом при этом практически не изменится. Этого нельзя сказать, когда для дополнительной стабилизации используется обычный интефаль-ный стабилизатор напряжения с 3-мя выводами.

Первым желанием может быть повторение только что описанных двух схем с низким падением напряжения, применяя обычный интег­ральный стабилизатор напряжения с 3-мя выводами и проходной тран­зистор. Однако ток покоя (ток, потребляемый интефальной схемой ста­билизатора, и который не протекает через нагрузку) будет намного выше, чем при использовании специальных схем. Это губит саму идею — не вводить дополнительного рассеяния мощности в системе.

Рис. 20.3. Другая схема линейного стабилизатора с малым падением нап­ряжения. Используется та же самая конфигурация с внешним рпр-транзистором. Выбранная управляющая ИС является лучшей с точки зре­ния требуемых вспомогательных функций. Cherry Semiconductor Соф.

С ПАДЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ 0.05 В

При питании различной аппаратуры от батареек, часто возникает необходимость стабилизировать напряжение и потребляемый ток. Например при создании DVD лазера (смотрите статью на сайте) или светодиодного фонарика. Для этих целей, промышленность уже разработала несколько так называемых микросхем — драйверов, представляющих собой преобразователь низковольтного напряжения со встроенным стабилизатором. Последняя разработка — микросхема LT1308A.

Нисколько не уменьшая достоинства этих драйверов, хочу заметить, что даже в нашем крупном областном центре, такие микросхемы не достанешь. Только под заказ и по цене от 10 уе. Поэтому предлагаю простую, дешёвую но эффективную схему стабилизатора, из радиоаматора 4 2007.

Коэффициент стабилизации около 10000, выходное напряжение выставляем резистором 2.4 к* в пределах 2 — 8 В. При напряжении на входе меньше чем на выходе, регулирующий транзистор полностью открыт, и падение напряжения составляет несколько милливольт. Когда напряжение входа превышает выходное — падение на стабилизаторе составляет всего 0.05 В! Это делает возможным питание свето- и лазерных диодов от двух — трёх пальчиковых батареек. Тем более, что меняя ток нагрузки в пределах 0 — 0.5 А, Uвых меняется лишь на 1 милливольт. Плату для такого простого девайса можно не травить, а вырезать резаком. Для тех, кто не знает, объясню: берём сломанное полотно от ножовки по металлу и затачиваем на наждаке. Далее для удобства держания в руке, обматываем толстым проводом.

Теперь этим инструментом просто процарапываем с усилием медь, как дорожки.

Зачищаем наждачкой, залуживаем, паяем детали, и готово.

От чего приспособить счетчик для намоточного станка. Инструкция по изготовлению намоточного станка. Электронный счетчик витков для намоточного станка

Ознакомившись с рядом опубликованных в журнале конструкций счётчиков различного назначения (например, ), я принял решение разработать свой вариант счётчика витков, в котором использована энергонезависимая память микроконтроллера. В результате удалось создать простой и удобный в работе счётчик витков для намоточного станка, не содержащий дефицитных деталей.

Он способен считать от 0 до 9999 оборотов вала, после чего показания индикатора обнуляются и счёт начинается заново. При вращении вала в обратную сторону индикатор уменьшает показания на единицу на каждый оборот.

Рис. 1

Счётчик состоит из нескольких узлов (рис. 1). Основой конструкции служит микроконтроллер DD1, к которому через токоограничительные резисторы R10—R16 подключён четырёхразрядный светодиодный индикатор HG1. Две оптопары — излучающий ИК диод— фототранзистор (VD2VT1, VD3VT2), — образующие датчик числа оборотов рабочего вала станка, формируют импульсы низкого уровня, по которым микроконтроллер определяет направление вращения и число оборотов вала. Предусмотрена кнопка SB1 для обнуления памяти, а также вспомогательные цепи: R2C2, работающая в составе встроенного тактирующего генератора микроконтроллера, VD1C1, сохраняющая напряжение питания, необходимое для перехода микроконтроллера в режим SLEEP, и R6R8, следящая за напряжением питания счётчика.

Известно, что микроконтроллеры семейства PIC довольно капризны при работе с EEPROM (особенно, когда запись в неё происходит автоматически). Уменьшение напряжения питания может исказить содержимое памяти При работе счётчика линия RB1 (вывод 7) микроконтроллера, к которой подключена цепь R6R8, опрашивается на наличие напряжения питания, и если оно пропадает, то благодаря цепи VD1C1 микроконтроллер успевает перейти в спящий режим, тем самым блокируя дальнейшее выполнение программы и защищая информацию в EEPROM. В процессе счёта микроконтроллер будет сохранять в памяти числа после каждого оборота рабочего вала станка. При каждом очередном включении питания индикатор HG1 отобразит то число, что было до отключения.
Датчик представляет собой небольшую печатную плату (22×22 мм), на которой смонтированы два излучающих диода и два фототранзистора, установленных так, что образуют два оптических канала передатчик—приемник. Оптические оси каналов параллельны, межосевое расстояние — около 10 мм.
На рабочем валу станка неподвижно закреплена шторка в виде диска из жёсткого непрозрачного для ИК лучей материала (текстолит, гетинакс, металл, пластик) толщиной 1…2 мм. Диаметр шторки — 35…50 мм, диаметр центрального установочного отверстия равен диаметру вала. Плату на станке фиксируют так, чтобы шторка, вращаясь вместе с валом, могла перекрывать собой оба ИК луча.
В шторке пропиливают вырез в форме неполного сектора. Угловая ширина и глубина выреза должны быть такими, чтобы при вращении вала шторка обеспечивала кратковременное прохождение ИК излучения сначала только через один канал, затем через оба и, наконец, только через другой, как это схематически проиллюстрировано на рис. 2. Цветом показаны каналы, открытые в той или иной позиции. Такой порядок следования сигналов с датчика даёт микроконтроллеру возможность определять направление вращения рабочего вала станка
.

Счётчик рассчитан на питание от батареи из трёх гальванических элементов АА (R6), но можно использовать любой сетевой блок со стабилизированным выходным напряжением 5 В.
Датчик смонтирован на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертёж платы показан на рис. 3. Токоограничива-ющий резистор R3 припаян со стороны печатных проводников а излучающие диоды и фототранзисторы — с другой.
Остальные детали (кроме батареи GB1 и выключателя SA1) размещены на второй плате, изготовленной из такого же стеклотекстолита. Её чертёж представлен нарис. 4. Все резисторы (кроме R3) на ней размещены со стороны печати поверхностным монтажом, а микроконтроллер, цифровой индикатор, конденсаторы, диод, кнопка SB1 и проволочные перемычки — с противоположной стороны. Микроконтроллер установлен в панель, впаянную в плату.
Плата датчика скреплена с основной двумя скобами, согнутыми из медной лужёной проволоки диаметром 1,2 мм и припаянными к краевым печатным проводникам плат. Для крепления плат к корпусу станка использованы самодельные держатели с ушком для винта, изготовленные из такой же проволоки и также припаянные к основной плате.

Рис. 4

Общий вид одного из конструктивных вариантов счётчика, установленного на намоточном станке, показан на фото рис. 5. Батарея гальванических элементов с выключателем прикреплены к станку сзади.

Для датчика, кроме указанных на схеме, можно использовать излучающие диоды SEP8706-003, SEP8506-003, KM-4457F3C, АЛ144А, АЛ108АМ и другие, а фототранзисторы — SDP8436-003, КТФ102А. Очень хорошо подходят также оптопары от старых шариковых компьютерных манипуляторов — мышей; у излучающих диодов короткий вывод—катод, а у фототранзисторов — эмиттер.
Следует заметить, что лучше использовать фототранзисторы в непрозрачном (чёрном) корпусе — в этом случае вероятность сбоев и ошибок в счёте из-за попадания на фотоприемники световых помех от внешних ярких источников будет минимальна. Если же фототранзисторы, имеющиеся в наличии, прозрачные, на каждый из них следует на деть отрезок чёрной ПВХ трубки с отверстием напротив линзы, а весь датчик закрыть от постороннего света накладкой из чёрной бумаги. Если шторка изготовлена из отражающего свет материала, её рекомендуется покрыть чёрной матовой краской.
Вместо «поверхностных» резисторов можно использовать МЛТ-0,125 или С2-23 мощностью 0,062 Вт. Кнопка SB1 — любая, подходящая по месту крепления на плате. Вместо E40281-L-O-0-W подойдёт цифровой индикатор FYQ-2841CLR.

Программа микроконтроллера разработана и отлажена в среде Proteus, после чего с помощью программатора ICProg загружена в микроконтроллер. После установки микроконтроллера в панель при первом и последующих включениях счётчика индикатор отобразит знак «минус» во всех знакоместах. Примерно через две секунды на табло появятся нули — это признак готовности счётчика к работе.

В программе предусмотрена функция аварийного обнуления памяти на тот случай, когда в неё попадёт ошибочная информация и микроконтроллер «зависает» (такое бывает крайне редко, но быть может). Для возвращения микроконтроллера в рабочий режим нужно выключить питание счётчика, нажать на кнопку «Обнуление» и, не отпуская её, включить питание. Как только табло отобразит нули, можно продолжать работать, но информация о прежнем числе витков будет, разумеется, утрачена.
В налаживании правильно собранное устройство не нуждается.

Понадобилось мне в один прекрасный день намотать катушки, и сразу же возник вопрос как считать витки, а в уме считать не хотелось. Вот и пришла мысль соорудить счетчик из калькулятора.
Для этого понадобился лежавший без дела китайский калькулятор, кнопка, пара проводков и изготовленный из куска пластика кулачек для нажатия на кнопку.

Над так называемым «станком» прошу не смеяться: я катушки наматываю редко, даже не знаю, когда это будет в следующий раз. Поэтому собрал всё на скорую руку и не стал городить что-то грандиозное.
Пара уголков, стержень с резьбой, гайки, шайбы разных размеров — всё это в изобилии в ближайшем магазине крепежа по очень демократичным ценам.
Стержень с каркасом катушки свободно вращается в отверстиях уголков.

Очевидное усовершенствование для регулярного применения — напрашивается геркон вместо механической кнопки и магнит на кулачке. Получим бесконтактный датчик оборотов.

Изготовленный пластиковый кулачок и обнаруженная тактовая кнопка.

Провода подпаиваем к выводам кнопки [=] (их нужно найти и зачистить на калькуляторе),
а другие концы на кнопку.

В итоге получается вот такая конструкция

В работе радиолюбителей и электриков полезны устройства для наматывания медного провода диаметром 1,5 мм на специальную электрическую катушку. В промышленных условиях данный процесс требует скорости и точности. Домашние мастера могут воспроизвести такую технологию. Для этого понадобится самодельный намоточный станок. Для него характерны такие признаки:

• простота создания и эксплуатации;
• возможность использования разных трансформаторов;
• наличие дополнительных функций: подсчет количества проволочных мотков.

Метод работы намоточного станка

Станок для намотки – востребованное оборудование, с помощью которого наматывают трансформаторные однослойные и многослойные катушки цилиндрического типа и всевозможные дроссели. Намоточное устройство равномерно распределяет проволоку обмотки с определенным уровнем натяжения. Оно бывает ручным и автоматическим, и работает по такому принципу:

• Вращение рукоятки задает намотку проводки или кабеля на каркас катушки. Она служит основанием изделия и надевается на специальный вал.
• Проволока перемещается горизонтально благодаря направляющему элементу укладчика.
• Количество витков определяют специальные счетчики. В самодельных конструкциях эту роль может выполнять велосипедный спидометр или магнитно-герконовый датчик.

Ручной прибор для укладки провода довольно примитивный, поэтому редко применяются на производстве.

Намоточный станок на механическом приводе позволяет выполнять сложную обмотку:

• рядовую;
• тороидальную;
• перекрестную.

Он функционирует с помощью электрического двигателя, который задает движение промежуточного вала с использованием ременной передачи и трехступенчатых шкивов. Большую роль при этом играет фрикционная муфта сцепления. Благодаря ей станок работает плавно, без толчков и обрывов проволоки. Шпиндель с закрепленной оправой, на которую надета катушка, производит запуск счетчика. Намоточный станок настраивается с помощью винта под любую ширину катушечного каркаса.

Современные модели оснащены цифровым оборудованием. Они работают посредством специально заданной программы, которая хранит информацию в запоминающем устройстве. Значение длины и диаметра провода позволяет точно определить точку пересечения линий.

Механизм намоточного станка

Станок для намотки классифицируют по группам:

• рядовой;
• универсальной;
• тороидальной намотки.

Каждое изделие имеет индивидуальную конструкцию.

Намоточный станок, выполняющий рядовую укладку проволоки, состоит из таких элементов:

• Механизм намотки имеет вид сварной рамы, которая оборудована двигателем, зубчато-ременной передачей, передней и задней бабкой.
• Механизм раскладки позволяет перемещать длинномерный материал вдоль оси намотки. Это сварная конструкция, по которой двигается каретка с направляющими роликами для провода.
• Модели устройств отличаются друг от друга габаритами и функциональными возможностями.

Стандартная модель прибора для укладки провода несколькими перегибами за один оборот предполагает наличие таких элементов:

• Основной каркас, состоящий из деревянных или металлических стоек, которые занимают вертикальное положение.
• Между опорами расположены две горизонтальные оси: одна предназначена для пластин, другая – для катушки.
• Сменные шестерни, посылающие на катушку вращение.
• Рукоятка, которая вращает катушечную ось. Для ее фиксации используют цанговый зажим.
• Фиксаторы: гайки, винты.

Намотка проволоки на тороидальные сердечники осуществляется посредством специализированного оборудования кольцевого типа:

• Приспособление имеет вид челнока, работающего по принципу швейной иглы.
• Шпуля представляет собой механизм двух пересекающихся колец с вынимающимся сектором, на который устанавливают тороидальный каркас.
• Вращение шпули задает электродвигатель.

Необходимые материалы и комплектация для изготовления

Чтобы собственноручно сделать станок для намотки проволоки на круглый каркас, понадобится несколько деталей.

Станина из листового материала, скрепленного сварочным методом. Оптимальная толщина основания – 15 мм, боковых частей – 6 мм. Устойчивость конструкции обеспечивается ее тяжестью:

• Боковые части прикладывают друг к другу, одновременно просверливают в них отверстия.
• Подготовленные элементы приваривают к основанию.
• В высоко расположенные пробоины монтируют втулки, в нижние – подшипники, которые можно взять из использованного дисковода.
• Крепежные детали с внешней стороны боковин надежно фиксируют крышками.

Важные составляющие конструкции станка – валы:

• Верхний вал диаметром 12 мм держит каркас катушки. Его роль может исполнять аналогичная конструктивная деталь вышедшего из строя матричного принтера.
• На средний вал такого же диаметра опирается устройство подачи длинномерного материала. Перед вводом в эксплуатацию его желательно отполировать.
• Нижний вал является подающим элементом. Его размеры зависят от шага резьбы.

Втулка укладчика диаметром и длиной по 20 мм. Ее внутренняя резьба совпадает с резьбой нижнего вала.

Шкивы – трехступенчатые, выточенные из стали, общей толщиной не более 20 мм. В противном случае придется увеличить хвостовики верхнего и нижнего валов. Каждый блок содержит три канавки с разным диаметром, в зависимости от сечения проволоки. Их ширина определяется пассиками. Такая комбинация обеспечивает большое разнообразие шагов намотки провода.

Устройство укладчика проволоки

Укладка и намотка проволоки осуществляются за счет трех пластин, скрепленных между собой винтами диаметром 20 мм. В верхней части делают небольшое отверстие 6 мм, куда вставляют винт регулировки натяжения:

• В верхнюю и нижнюю часть внутренней пластины монтируют фторопластовую и стальную втулки диаметром и длиной по 20 мм.
• Между наружными элементами вклеивают кожаный желобок толщиной до 2-х мм, необходимый для выравнивания и натягивания проволоки катушки.
• Вверху укладчика монтируют специальный стержень с резьбой или мини-струбцину, которая скрепляет внешние пластины и регулирует натяжение. Расстояние крепления зависит от диаметра провода.
• Для удобства работы конструкцию дополнительно оснащают откидным кронштейном для катушки.

Изготовление счетчика витков

Для определения количества намотанных витков на станке необходим специальный счётчик. В самодельном станке устройство делают так:

• К верхнему валу крепят электромагнит.
• Герметизированный контакт располагают на одной из боковин.
• Выведенные контакты геркона соединяют с калькулятором в том месте, где находится кнопка «=».
• Катушку с проводом размещают отдельно – на другом валу с рычагами, которые поднимают устройство вверх и складывают его внутрь станка.

Благодаря этим элементам, оборудование становится компактным и не занимает много места.

Принцип работы на станке

Трудиться на сконструированном станке несложно. Технологический процесс требует выполнения определенных действий:

1. Верхний вал подготавливают к работе: снимают шкив, задают нужную длину каркаса катушки, устанавливают правый и левый диски.
2. В отверстие верхнего вала вставляют крепежное изделие, центрируют и зажимают каркас специальной гайкой.
3. На подающий вал монтируют нужный шкив для первичной обмотки.
4. Напротив каркаса катушки устанавливается укладчик.
5. Пассик одевают на шкивы кольцом или восьмеркой, в зависимости от вида укладки.
6. Металлический провод заводят под дополнительный вал, укладывают в желобок, закрепляют.
7. Натяжение проволоки регулируют при помощи зажимов, расположенных вверху укладчика.
8. Провод должен плотно наматываться на основу катушки.
9. На калькуляторе фиксируют числовое значение «1+1».
10. Каждый оборот вала прибавляет заданный счет.
11. Если витки нужно отмотать назад, на вычислительном устройстве нажимают «–1».
12. Когда провод достигнет противоположной части каркаса, с помощью цангового зажима меняют положение пассика.

Под разную толщину металлического провода соотносят шкив с шагом намотки.

Случилось так, что припекло мне трансформатор мотать, всё бы хорошо, да станка только не хватает — от тут и началось! Поиск по интернетам дал некоторые возможные варианты станко-построения, но смущало меня то, что подсчёт витков производится опять же механическим счётчиком, добытым из спидометра или старого магнитофона, а также герконы с калькуляторами. Хм …. На механику, в плане счётчика, у меня не стояло абсолютно, спидометров на разборку у меня нет, лишних калькуляторов тоже. Да и как сказал тов. Serega с РадиоКота : «Хорошие электронщики, зачастую — плохие механики !». Может я и не лучший электронщик — но механик уж точно паршивый.

Посему решил я сварганить электронный счётчик, а всю механическую часть устройства поручить на разработку семейству (благо отец и брат у меня как раз таки асы по части механики).

Прикинув одно место к другому, решил, что 4 разрядов индикаторов мне хватит с головой — это ж не много — не мало, а 10 000 витков. Управлять всем безобразием будет контроллер, вот только любимые ATtiny2313 и ATmega8 мне показалось совершенно не комильфо пихать в такое плевое устройство, задача простая и решать её нужно просто. Поэтому будем пользовать ATtiny13 — наверное, самый «дохлый» МК из тех, что есть в продаже на сегодняшний момент (я не беру PIC-и или MCS-51 — эти я только запрограммировать смогу, а вот программы для них писать не умею). Ног у этой тиньки маловато, ну дык никто не мешает нам сдвиговые регистры к ней прикрутить! В качестве датчика оборотов решил использовать датчик холла.

Набросал схему:

О кнопках сразу не сказал — а куда ж без них! Целых 4 штуки помимо ресета (S1).

S2 — включает режим намотки (режим установлен по умолчанию) — с каждым оборотом оси с катушкой будет увеличивать значение количества витков на 1
S3 — режим смотки, соответственно, с каждым оборотом, будет уменьшать значение на 1. Максимально смотать можно до «0» — в минус сматываться не будет:)
S4 — чтение сохраненной в EEPROM информации.
S5 — запись в EEPROM текущего значения + режим.

Естественно нужно не забывать нажать на кнопку смотки если собираемся сматывать витки, иначе они будут приплюсовываться. Можно было повесить вместо 1 датчика холла — 3 штуки или валкодер и изменить программу контроллера таким образом чтоб он сам выбирал направление вращения, но думаю в данном случае это лишнее.

Теперь не много по схеме:
Как видим, ничего сверхъестественного в ней нет. Питается всё это безобразие от 5В., ток потребляет что-то в районе 85мА.

С датчика холла TLE4905L (можно попробовать и другой воткнуть, я выбирал по принципу «что подешевле и есть в наличии») сигнал поступает на контроллер, генерируется прерывание и изменяется текущее значение, в зависимости от выбранного режима. Контроллер отсылает информацию на сдвиговые регистры, с которых она, в свою очередь, отправляется на семисегментные индикаторы либо на клавиатуру. Семисегментники применял с общим катодом, у меня был сразу квартет в одном корпусе, но желающим никто не мешает прикрутить 2 сдвоенных или 4 одиночных соединив параллельно аноды. Точка на индикаторах не используется, соответственно вывод H (dp) висит в воздухе. Работают индикаторы в динамическом режиме, поэтому сопротивления в R3-R9 номиналом меньше расчётных. На транзисторах VT1-VT4 собраны драйверы для индикаторов. Можно было применить и специализированные микросхемы типа ULN2803, но решил на транзисторах, по той простой причине, что у меня их скопилось — «как грязи», некоторым из них лет больше чем мне.

Кнопки S2-S4 — а-ля матричная клавиатура. «Выходы» кнопок висят на тех же проводниках что и входы регистров, дело в том что после пересылки данных из контроллера в регистры на входах SHcp и Ds может быть сигнал любого уровня, и на содержимое регистров это никак не повлияет. «Входы» кнопок висят на выходах регистров, передача информации происходит примерно следующим образом: сначала контроллер отправляет информацию на регистры для последующей пересылки на индикаторы, затем отправляет информацию для сканирования кнопок. Резисторы R14-R15 необходимы для предотвращения «драки» между ногами регистров/контроллера. Пересылка инфы на индикацию и на сканирование клавы происходит на большой частоте (внутренний генератор в тини13 настроен на 9,6МГц), соответственно как быстро мы не пытались бы нажать и отпустить кнопку, за время нажатия произойдет много срабатываний и соответственно нолик с кнопки побежит на встречу единичке с контроллера. Ну и такая неприятная вещь как дребезг контактов кнопок опять же.

Резисторами R16-R17 подтягиваем нашу клавиатуру к + питания, чтоб во время простоя с выходов клавиатуры на входы контроллера приходила единичка а не Z состояние влекущее ложные срабатывания. Можно было обойтись и без этих резисторов, внутренних pull-up резисторов в МК вполне достаточно, ну да рука у меня не поднялась их убрать — береженного бог бережет.

По схеме вроде бы и все, для заинтересовавшихся привожу список компонентов. Сразу оговорюсь, что номиналы могут отличаться в ту или иную сторону.

IC1 — микроконтроллер ATtiny13, можно применить с литерой V. Распиновка для варианта в SOIC-е такая же как на схеме. Если у кого то возникнет желание применить в корпусе QFN/MLF — тому даташит в руки.
IC2-IC3 — 8-ми разрядные сдвиговые регистры с защелкой на выходе — 74HC595, на макете я использовал в корпусах DIP на плате в готовом устройстве в SOIC-е. Распиновка одинаковая.
IC4 — цифровой однополярный датчик холла TLE4905L. Обвязка по даташиту R2 — 1k2, C2-C3 по 4n7. При установке датчика на станок проверить на какую сторону магнита он реагирует.
C1, C4 и C5 — конденсаторы фильтрующие питание, я ставил по 100n, должны быть установлены, как можно ближе к питающим выводам микросхем.
R1 — резистором подтягиваем ногу ресет к питанию, 300Ом — и далее. Я ставил 1k.
R3-R9 — токоограничительные резисторы для индикаторов. 33 Ом — 100 Ом, чем больше сопротивление, тем соответственно тусклее будут светить.
R10-R13 — ограничивают ток в цепях баз транзисторов. На макете стояли по 510 Ом, в плату вкрутил по 430 Ом.
VT1-VT4 — КТ315 с любыми буквенными индексами, можно заменить на КТ3102, КТ503 и аналоги.
R14-R15 как писалось выше для предотвращения «драки», думаю можно поставить от 1k и выше, но не задирать выше 4k7. При R16-R17 равных 300 Ом, суммарное сопротивление последовательно соединенных резисторов, не должно превышать 5k, в ходе моих экспериментов с повышением сопротивления выше 5k появлялись ложные срабатывания кнопок.

После проверки работы счётчика на макете, настала пора собрать железку в «законченное устройство».

Плату разводил в SL, причем развел скорее всего не оптимально — подгонял под имеющиеся детали, лень мне было на рынок ехать покупать другие. В общем развел, напечатал на прозрачной односторонней пленке Lomond для черно-белых лазерных принтеров. Печатал в негативе, в 2х экземплярах. Негатив — потому как собирался ПП делать с помощью пленочного фоторезиста, а он в свою очередь NEGATIVE. А в 2х экземплярах — чтоб при совмещении получился максимально непрозрачный слой тонера. Нет у меня желания ещё и балон с аэрозолем TRANSPARENT 21 покупать.

Совмещаем фотошаблоны, выставляя «на просвет», чтоб идеально совместились отверстия закрепляем обычным степлером — к этой процедуре нужно подойти ответственно, от неё во многом зависит качество будущей платы.

Теперь надо подготовить фольгированный текстолит. Кто-то трет его мелкой шкуркой, кто-то ластиком, а я, в последнее время, предпочитаю следующие варианты:
1. Если медь не шибко засрата окислами, достаточно её протереть тампоном смоченым в нашатырном спирте — ох и вонючая херня доложу я Вам, не нравится мне это занятие, но зато шустро. Идеально медь блистеть после этого не будет, но окислы спирт смоет и плата протравится.
2. Если же медь загажена порядочно, я её полирую войлочным кругом. Вешаю его на дрель и вуаля. Особо тут усердствовать не надо, пасту ГОИ я не применяю, для последующей протравки достаточно только войлочного круга. Быстро и эффективно.
В общем подготовили — фото выложить не могу, блистит зараза как зеркало и ничего не видно на фотке, фотограф из меня тож паршивый.

Ну да ладно, далее будем накатывать фоторезист.
Надо признать что фоторезист у меня уже вышел и срока годности и к плате собака липнуть отказывается, поэтому приходится предварительно плату греть. Я грею феном, но можно и утюгом. Хорошо бы конечно для этих целей ламинатор иметь, но:
— бабла мне на него теперь жалко
— когда бабла было не жалко было тупо лень:)

На горячую плату накатываем фоторезист, не забыв снять защитную пленку. Стараемся это делать максимально аккуратно, чтоб между платой и фоторезистом небыло воздушных пузырей. Бороться с ними потом — отдельная жопа. Если же пузыри все-таки появились, прокалываю их иглой.
Накатывать можно при любом освещении и не заниматься хернёй вспоминая любителей-фотографов, главное в нашем деле отсутствие солнечных лучей и других источников ультрафиолета.
После накатки, прогреваю плату горячим утюгом через газету, этим лечятся проколотые пузыри, ну и фоторезист прилипает намертво.

Далее накладываем шаблон на плату, здесь плата двухсторонняя, потому шаблон будет с обеих сторон платы. Кладём этот «бутерброд» на лист оргстекла и прижимаем воторым листом сверху. 2 листа нужны для того, чтоб после засветки одной стороны, можно было аккуратно перевернуть плату не сдвинув фотошаблон.
Засвечиваем с другой стороны. Я пользуюсь вот такой лампой:

Засвечиваю с растояния где-то 150мм в течении 7 минут (расстояние и время подбираются экспериментально).

Далее готовим слабый щелочной раствор — чайная ложка кальцинированной соды на пол литра воды. Температура воды — не принципиальна. Размешиваем чтоб растворилась вся сода. Для рук этот раствор не опасен, на ощупь как мыльная вода получается.

Снимаем с нашей платы защитную пленку и кидаем в раствор, после чего активно кисточкой начинаем тереть — но особо не нажимаем, чтоб не посдирать дорожки. Можно конечно и не тереть, но тогда есть вариант смываться фоторезист будет:
— долго
— смоется всё
а нам не то не другое не подходит, посему трем.
получаем что-то похожее:

Промываем плату водой, раствор не выливаем — он нам ещё пригодится. Если в процессе проявки платы какие-то дорожки всёж отслоились либо воздушные пузыри дорожки подпортили, необходимо эти места подретушировать цапонлаком либо специальным маркером. Далее травим плату. Я пользую хлорное железо.

После травления опять промываем плату водой и кидаем обратно в щелочной раствор, чтоб смыть более не нужный фоторезист. Часика хватает.

Далее лудим. Для маленьких плат или шибко ювелирных пользуюсь сплавом Розе, для таки вот плат — тупо паяльником с плоским жалом размазываю олово по плате. Плату в этом случае имеет мысл покрыть флюсом, я пользуюсь обычным спирто-канифольным.

Кому-то может показаться что дорожки вышли не шибко ровными — дорожки вышли ровными:) это издержки метода лужения паяльником, олово не равномерно ложится.

В законченом варианте кнопка сброса отсутствует — ну некуда мне ее было на плате втыкать, итак места мало, а если зависнет МК, значит обесточу и заново включу. Так же появился диод в цепи питания — защита от переполюсовки. Что касается остальных деталек — то использовал только те, что были под рукой, поэтому тут и SMD и обычные корпуса.

На неподвижной части станка крепим датчик, на ось вращения устаналиваем магнит таким образом, чтоб он при вращении проходил в 3-5 мм от датчика. Ну и пользуемся:)

Теперь точно всё, всем спасибо за внимание, а товарищам GP1 и Avreal за помощь в разработке.

Счётчик витков для намоточного станка

Когда-нибудь мотать трансформаторы вручную надоедает, и вот ты уже криво пилишь досочки бывшего шкафа для постройки намоточного станка. Станки эти бывают разными: с ручным приводом или с электрическим, с укладчиком витков и без. Но все их объединяет одно: необходимость счётчика витков. Это прекрасное дополнение позволит с комфортом наматывать многовитковые обмотки, как то, например, сетевые — под 1000 витков или первички выходных трансформаторов — под 3000. Хороший счётчик должен уметь считать в обоих направлениях: если ты решишь смотать часть витков, он должен вычесть их из подсчитанного количества. А если ты решишь мотать понемногу каждый день, то нужно бы запоминать, сколько уже намотал, чтобы потом продолжить с этого же места. Ну, и, разумеется, вся конструкция должна быть простейшей, на самых доступных деталях.

Как думаешь, быстро ли мы нашли такую? Правильно, нет. Конечно, понаделано всякого на атмегах с двухстрочными ЖК-дисплеями, но это же не бортовой компьютер! К тому же, некоторые счётчики витков просто не умеют считать назад.

И вот, наконец, нужная конструкция была найдена! Её придумал и воплотил Владимир, страница с авторским описанием:

Счётчик построен на распространённом микроконтроллере PIC16F628A. Четыре разряда количества витков отображаются семисегментным индикатором. Таким образом, можно мотать до 9999 витков, что актуально при намотке выходных трансформаторов. Имеются две кнопки: сброс и запоминание. В качестве датчиков используются два геркона. На валу станка необходимо просто прикрепить магнит.

В авторском варианте используется индикатор с общим катодом какой-то неведомой распиновки. Нам пришлось переделать как плату, под более широкий индикатор, так и прошивку, под индикатор с общим анодом. Но авторский вариант был проверен в симуляторе, работает хорошо.

У этого счётчика есть одна особенность: он считает при скорости не менее одного изменения состояния герконов за пять секунд. Поэтому если ты медленно и аккуратно что-то подматываешь, то есть шанс, что он этот виток не посчитает. Но вероятность такого невелика, так что можно пользоваться.

Вероятно, конструкцию можно переделать с герконов на оптику, если кому нужно, или даже на механические контакты — дребезг подавляется программно.

Схемы 4 х разрядных счетчиков витков. Запоминающий реверсивный счётчик витков — Готовые устройства — Каталог статей — Микроконтроллеры

Счётчик витков для намоточного станка

Когда-нибудь мотать трансформаторы вручную надоедает, и вот ты уже криво пилишь досочки бывшего шкафа для постройки намоточного станка. Станки эти бывают разными: с ручным приводом или с электрическим, с укладчиком витков и без. Но все их объединяет одно: необходимость счётчика витков. Это прекрасное дополнение позволит с комфортом наматывать многовитковые обмотки, как то, например, сетевые — под 1000 витков или первички выходных трансформаторов — под 3000. Хороший счётчик должен уметь считать в обоих направлениях: если ты решишь смотать часть витков, он должен вычесть их из подсчитанного количества. А если ты решишь мотать понемногу каждый день, то нужно бы запоминать, сколько уже намотал, чтобы потом продолжить с этого же места. Ну, и, разумеется, вся конструкция должна быть простейшей, на самых доступных деталях.

Как думаешь, быстро ли мы нашли такую? Правильно, нет. Конечно, понаделано всякого на атмегах с двухстрочными ЖК-дисплеями, но это же не бортовой компьютер! К тому же, некоторые счётчики витков просто не умеют считать назад.

И вот, наконец, нужная конструкция была найдена! Её придумал и воплотил Владимир, страница с авторским описанием:

Счётчик построен на распространённом микроконтроллере PIC16F628A. Четыре разряда количества витков отображаются семисегментным индикатором. Таким образом, можно мотать до 9999 витков, что актуально при намотке выходных трансформаторов. Имеются две кнопки: сброс и запоминание. В качестве датчиков используются два геркона. На валу станка необходимо просто прикрепить магнит.

В авторском варианте используется индикатор с общим катодом какой-то неведомой распиновки. Нам пришлось переделать как плату, под более широкий индикатор, так и прошивку, под индикатор с общим анодом. Но авторский вариант был проверен в симуляторе, работает хорошо.

У этого счётчика есть одна особенность: он считает при скорости не менее одного изменения состояния герконов за пять секунд. Поэтому если ты медленно и аккуратно что-то подматываешь, то есть шанс, что он этот виток не посчитает. Но вероятность такого невелика, так что можно пользоваться.

Вероятно, конструкцию можно переделать с герконов на оптику, если кому нужно, или даже на механические контакты — дребезг подавляется программно.

Во многих устройствах бытовой техники и промышленной автоматики сравнительно недавних лет выпусков установлены механические счетчики. Они продукцию на конвейере, витки провода в намоточных станках и т. п. В случае выхода из строя найти аналогичный счетчик оказывается непросто, в отремонтировать невозможно ввиду отсутствия запасных частей. Автор предлагает заменить механический счетчик электронным.

Электронный счетчик, разрабатываемый на замену механическому, получается слишком сложным, если строить его на микросхемах малой и средней степени интеграции (например, серий К176, К561). особенно если необходим реверсивный счет. А чтобы сохранить результат при выключенном питании, необходимо предусмотреть резервную батарею питания.

Но можно построить счетчик всего на одной микросхеме — универсальном программируемом микроконтроллере, имеющем в своем составе разнообразные периферийные устройства и способном решать очень широкий круг задач. Многие микроконтроллеры имеют особую область памяти — EEPROM . Записанные в нее (в том числе во время исполнения программы) данные, например, текущий результат счета, сохраняются и после отключения питания.

В предлагаемом счетчике применен микроконтроллер Attiny2313 из семейства AVR фирмы Almel. В приборе реализован реверсивный счет, вывод результата с гашением незначащих нулей на четырехразрядный светодиодный индикатор, хранение результата в EEPROM при выключенном питании. Встроенный в микроконтроллер аналоговый компаратор использован для своевременного обнаружения уменьшения напряжения питания. Счетчик запоминает результат счета при отключении питания, восстанавливая его при включении, и аналогично механическому счетчику снабжен кнопкой обнуления показаний.

Схема счетчика представлена на рисунке. Шесть линий порта В (РВ2- РВ7) и пять линий порта D (PDO, PD1, PD4-PD6) использованы для организации динамической индикации результата счета на светодиодный индикатор HL1. Коллекторными нагрузками фототранзисторов VT1 и VT2 служат встроенные в микроконтроллер и включенные программно резисторы, соединяющие соответствующие выводы микроконтроллера с цепью его питания.

Увеличение результата счета N на единицу происходит в момент прерывания оптической связи между излучающим диодом VD1 и фототранзистором VT1, что создает нарастающий перепад уровня на входе INT0 микроконтроллера. При этом уровень на входе INT1 должен быть низким, т. е. фототранзистор VT2 должен быть освещен излучающим диодом VD2. В момент нарастающего перепада на входе INT1 при низком уровне на входе INT0 результат уменьшится на единицу. Другие комбинации уровней и их перепадов на входах INT0 и INT1 результат счета не изменяют.

По достижении максимального значения 9999 счет продолжается с нуля. Вычитание единицы из нулевого значения дает результат 9999. Если обратный счет не нужен, можно исключить из счетчика излучающий диод VD2 и фототранзистор VT2 и соединить вход INT1 микроконтроллера с общим проводом. Счет будет идти только на увеличение.

Как уже сказано, детектором снижения напряжения питания служит встроенный в микроконтроллер аналоговый компаратор. Он сравнивает нестабилизированное напряжение на выходе выпрямителя (диодного моста VD3) со стабилизированным на выходе интегрального стабилизатора DA1. Программа циклически проверяет состояние компаратора. После отключения счетчика от сети напряжение на конденсаторе фильтра выпрямителя С1 спадает, а стабилизированное еще некоторое время остается неизменным. Резисторы R2-R4 подобраны так. что состояние компаратора в этой ситуации изменяется на противоположное. Обнаружив это, программа успевает записать текущий результат счета в EEPROM микроконтроллера еще до прекращения его функционирования по причине выключения питания. При последующем включении программа прочитает число, записанное в ЕЕРРОМ, и выведет его на индикатор. Счет будет продолжен с этого значения.

Ввиду ограниченного числа выводов микроконтроллера для подключения кнопки SB1, обнуляющей счетчик, использован вывод 13, служащий инвертирующим аналоговым входом компаратора (AIM) и одновременно — «цифровым» входом РВ1. Делителем напряжения {резисторы R4, R5) здесь задан уровень, воспринимаемый микроконтроллером как высокий логический При нажатии на кнопку SB1 он станет низким. На состояние компаратора это не повлияет, так как напряжение на входе AIN0 по-прежнему больше, чем на AIN1.

При нажатой кнопке SB1 программа выводит во всех разрядах индикатора знак «минус», а после ее отпускания начинает счет с нуля. Если при нажатой кнопке выключить питание счетчика, текущий результат не будет записан в EEPROM, а хранящееся там значение останется прежним.

Программа построена таким образом, что ее легко адаптировать к счетчику с другими индикаторами (например, с общими катодами), с другой разводкой печатной платы и т. п. Небольшая коррекция программы потребуется и при использовании кварцевого резонатора на частоту, отличающуюся более чем на 1 МГц от указанной.

При напряжении источника 15 В измеряют напряжение на контактах 12 и 13 панели микроконтроллера относительно общего провода (конт.10). Первое должно находиться в интервале 4…4.5 В, а второе — быть больше 3,5 В, но меньше первого. Далее постепенно уменьшают напряжение источника. Когда оно упадет до 9… 10 В, разность значений напряжения на контактах 12 и 13 должна стать нулевой, а затем поменять знак.

Теперь можно установить в панель запрограммированный микроконтроллер, подключить трансформатор и подать на него сетевое напряжение. Спустя 1,5…2 с нужно нажать на кнопку SB1. На индикатор счетчика будет выведена цифра 0. Если на индикатор ничего не выведено, еще раз проверьте значения напряжения на входах AIN0.AIN1 микроконтроллера. Первое должно быть больше второго.

Давно хотел собрать счетчик витков для ручного намоточного станка. Хотелось сделать устройство с батарейным питанием от двух микропальчиковых батарей, потребляющее мало энергии в рабочем режиме, имеющее простое кнопочное управление-«Сброс», «Вкл/Выкл». Счетчик должен уметь реверсно считать. Иногда приходится отматывать витки, или бывают не штатные ситуации.

В наличии были STM8S003F3P6 и STM8L051F3P6 в корпусах TSSOP-20. Выяснилось что S003 не годится для моей задумки-у нее питания 3-5в, и скорее всего при 50% разряде 3вольтовой батареи микроконтроллер работать не будет. Поэтому выбор пал на STM8L051F3P6. По даташиту питание у нее от 1,8 до 3,6в. В качестве дисплея решено было использовать МT-10T7 Российского производителя МЭЛТ. Данный ЖК был куплен лет 7 назад, с тех пор достойного применения так и не нашел.Выкинуть его было жалко.

Поговорим о датчике.Сначала я использовал интегральные датчики Холла,формирующие логический сигнал на выходе. Достались с платы подводного фонаря. Оказалось, что они перестают срабатывать уже при небольшом числе оборотов. Это меня огорчило. Пришлось изобретать свой велосипед. Решил использовать датчики холла от мотора cd-rom привода и ОУ lm358. Крайне сомнительно была работа этой затеи от 3в. Но попытка не пытка. На мое удивление схема отлично заработала при таком питании.

Схема проще не придумаешь. R5-задает ток через датчики Холла U1,U2. На DA1, сделан усилитель с КУ=50. Сигналы с выходов DA1 не соответствуют логическим уровням STM8,поэтому к его выходам подключены транзисторы Q1,Q2 представляющие преобразователя уровней.Входы микроконтроллеров подтянуты через резисторы к плюсу,поэтому дополнительный огород городить не стал. Зачем на плате предусмотрены элементы С1,С2-уже и не помню.Очевидно собирался бороться с помехами. Транзисторы на самом деле bc817-40. Но и те что на схеме должны работать. Датчики холла hw-101A(маркировка D).

Питание на датчик, и дисплей приходят с вывода PB1 микроконтроллера. Нагрузочной способности для этих целей более чем достаточно.

R1 это перемычка. Номинала 0 Ом у меня не нашлось,поэтому поставил самый мелкий что был.

Максимальное значение для счета это 65535. Кнопка «RESET» используется для сброса показаний счетчика, «ON/OFF» -вкл/выкл устройства.

Печатную плату можно назвать скорее отладочной.

Фото готового устройства.

В качестве датчика оборотов выступает стеклотекстолитовый диск, с приклеенным на нем ниодиевым магнитом диаметром 5мм,толщиной 1мм, и плата с датчиками Холла.Растояние между магнитом и датчиками около 5мм. Половина знакомест на дисплее осталась не задействована. Ни чего умнее не придумал-как показывать там напряжение питания. Контрастности индикатора не достаточно,поэтому пришлось наклонить всю плату под 45градусов. На фото датчик прикреплен скотчем, потом я его прикрепил несколькими витками изоленты. Конструкция получилась не шибко эстетичной, но этого мне вполне достаточно. Сам намоточный станок-ничто иное как старый механизм для перемотки кинопленки.Ни знаю какие манипуляции он был призван производить, но на него надевается бобина с пленкой. Индикатор,батарейный отсек, плата микроконтроллера приклеены к куску текстолита термоклеем.

Потребляемый ток во включенном состоянии 12,8мA , в выключенном 1,71мкА.

Программное обеспечение.

Код написан в среде IAR Embedded Workbench IDE. Микроконтроллер работает от встроенного RC генератора HSI с частотой 16мгц. Подсчетом числа витков занимается таймер общего назначения TIM2. Он имеет 16битный счетный регистр, и возможность работы с экодером(encoder mode). Это существенно облегчает задачу. Достаточно настроить таймер, и забыть. Он сам по себе будет считать значения, и реализовывает возможности реверсного счета. Правда из-за особенностей работы этого режим значения в регистре счетчика- в два раза больше реальных.

Конечно же значения из TIM2 нужно как то извлекать, и выводить на экран. Этим занимается 8битный TIM4, генерирующий прерывания, по которому происходит эта операция. Прерывания приходят каждые 8мс. В обработчик добавлен опрос кнопки «сброс»,и манипуляции по выводу информации от АЦП и TIM2 на экран.

Измерением напряжения батареи занимается АЦП. Вход опорного напряжения, внутри соединен с плюсовым источником питания микроконтроллера. Выбрать внутренний источник нельзя(как это например сделано в AVR). Зато можно измерить напряжение этого самого источника. Напряжение источника VREF измерено на заводе и записано в VREFINT_Factory_CONV byte,его можно считать.

Что бы основной программе не было скучно, она смотрит-не завершено ли преобразование АЦП и на основе 16 выборок вычисляет среднее.

Включение/выключение схемы реализовано на основе внешнего прерывания по нажатию на кнопку. По приходу прерывания меняем переменную, и сидим ждем пока кнопку отпустят.

Если пользователь хочет выключить устройство,то основная программа сохраняет значение счетного регистра TIM2 в ОЗУ. Все не задействованные выводы делает выходами,устанавливает на них нуль. Если этого не сделать у меня ловит помехи. Отключаем источник эталонного напряжения VREF и АЦП и засыпаем. Использован самый экономичный режим halt. Проснется микроконтроллер от нажатия кнопки «On»,по внешнему прерыванию(External interrupts).

Прошивка микроконтроллера.

Это отдельная история. Когда покупал STM32F0 Discovery, думал что программатор на ней умеет шить STM8.Оказалось что нет. Тратить деньги на отдельный программатор не хотелось, а возможности прошивки по USART меня не впечатлила(да и не всё 8битное семейство умеет это).

Сайт находится в тестовом режиме. Приносим извинения за сбои и неточности.
Просим Вас писать нам о неточностях и проблемах через форму обратной связи.

В число наиболее простых и тем не менее очень нужных технологических приспособлений, самостоятельное изготовление которых под силу даже малоопытным радиолюбителям, входит ручной намоточный станок. Это — стальной вал с резьбой М6, вращающийся в двух стойках; на одном его конце укреплена рукоятка для вращения. Стойки привинчены к массивному основанию. Чтобы не считать самому число оборотов вала — число витков обмотки, — обычно станок оснащают механическим счетчиком. Однако удобный миниатюрный счетчик оборотов с возможностью обнуления показаний был и остается дефицитом. Альтернативой механическому счетчику может служить электронный, описанный в этой статье. Предлагаемый реверсивный электронный счетчик собран на девяти КМОП-микросхемах (К561ТЛ1, 4 х К561ИЕ14, 4 х К176ИД2), транзисторе КТ315Б и четырехразрядном ЖК-индикаторе ИЖЦ5-4/8. Датчик импульсов вращения выполнен на основе двух герконов, замыкающихся при прохождении вблизи них постоянного магнита, закрепленного на поводке, установленном на валу станка. Устройство считает число оборотов вала от 0 до 9999. Даны чертежи печатных плат, на одной из которых монтируют ЖК индикатор, а на другой — все остальные детали счетчика.

Вариант 1: ATmega8 + Nokia 5110 LCD + питание 3V

В схеме используются Atmega8-8PU (внешний кварц частотой 8MHz), Nokia 5110 LCD и транзистор для обработки импульсов от геркона. Регулятор напряжения на 3,3V обеспечивает питание для всей цепи.

Все компоненты были смонтированы на макетной плате, включая разъемы для: ISP — программатора (USBAsp), 5110 Nokia LCD, питания (5V, подаваемого на 3. 3V — регулятор), геркона, кнопки сброса и 2-контактный разъем, используемый для считывания полярности обмотки двигателя привода станка, чтобы знать, увеличивать или уменьшать счетчик.

Назначение разъемов:
J1: Питание. На разъем поступает 5V и дальше на стабилизатор L7833 для получения напряжения 3,3V, используемого ATmega8 и LCD.
J2: Разъем для ЖК-дисплея, идущий на Nokia 5110 LCD.
J3: Геркон. Вход импульсов для подсчета микроконтроллером.
J4: Разъем полярности. Он должен быть подключен параллельно обмотке двигателя. Схема слежения была расчитана для 12-вольтового двигателя, но ее можно применить под другое напряжение двигателя, регулируя номиналы делителей напряжения, образованные R3-R4 и R5-R6. Если двигатель подключен к прямой полярности, на PD0 будет высокий лог. уровень, если двигатель подключен к обратной полярности, то на PD1 будет высокий лог. уровень. Эта информация используется в коде для увеличения или уменьшения счетчика.
J5: Сброс счетчика. При нажатии кнопки, произойдет обнуление счетчика.
Разъем ISP: это 10-контактный разъем для программатора USBAsp AVR.

Схема устройства

Фото готового устройства

Вариант 2: ATmega8 + 2×16 HD44780 LCD + питание 5V

Некоторые из моих читателей попросили сделать вариант счетчика в котором используется дисплей 2×16 HD44780 (или меньший вариант 1×16). Для этих дисплеев требуется напряжение питания 5V, поэтому стабилизатор на 3,3V не актуален.

Схема устройства

Биты конфигурации микроконтроллера для обоих вариантов: LOW — 0xFF, HIGH — 0xC9.

Волшебный круг с ATtiny2313

1. Свойства
2. Оборудование
3. Крепление
4. Программное обеспечение

В этом случае включение работает с 256 ступенями возрастания интенсивности, выключение с одинаковым количеством ступеней с уменьшением интенсивности. Назовите это мягким включением и выключением. Двойная скорость в этом случае означает уменьшение количества этапов до 128, очень высокая скорость означает 64 этапа. Чтобы не надоело всегда одна и та же скорость, вы можете немного смешать эти скорости, чтобы никто не спать.

Регулировка интенсивности осуществляется четырьмя каналами ШИМ в ATtiny2313, где четыре выходных контакта PWM OCR0A, OCR0B, OCR1A и OCR1B двух таймер/счетчики TC0 и TC1 переключаются. Каждый выходной контакт управляет между двумя и четыре светодиодных катода. Это приводит выходные контакты к их электрическим ограничениям. а активное низкое напряжение составляет 0,88 В (при активном включении четырех светодиодов). Поскольку каждый выходной контакт анода должен управлять только одним светодиодом, их активный высокий уровень напряжение на 0,3 В ниже рабочего напряжения.

Последовательности отображения хранятся в таблице во флэш-памяти, могут быть изменены на ваш личный вкус, поэтому каждый подарок-устройство имеет индивидуальный дизайн и уникальный.

2.1 Часть контроллера

Прилагается интерфейс ISP6, который позволяет программировать устройство в система. К сожалению, мой древний AVR-ISP-MkII не работает на 3,3 В. рабочее напряжение. Либо он неисправен, либо напряжение программирования слишком низкое. Другой программатор работал нормально. Если вы столкнулись с подобными проблемами, отключите 33 Ом тремя перемычками во время программирования.

2.2 Блок питания

В качестве регулятора использован LM317, регулируемый 10-ступенчатым потенциометр от 1 кОм до выходного напряжения 3,3 В. Конечно, вместо этого вы можете использовать стабилизатор на 3,3 В, если у вас есть один.

Если используется источник питания 5 В, резисторы, управляющие светодиоды должны быть увеличены до 180 или 220 Ом.

LM317 вырабатывает максимум 600 мА тепла, поэтому либо вы может не использовать или использовать только небольшой радиатор. При повышенных токах светодиодов теплоотвода 20°C/Вт достаточно.

Это напряжения с потреблением 130 мА.

Все конденсаторы рассчитаны на 35 В, поскольку трансформатор производит очень высокое напряжение, когда нагрузка не подключена (компенсация внутреннего сопротивления 22,7 Ом на катушку). Без под нагрузкой катушки 7,5 В выдают более 16 В после исправление. Особенно танталовые конденсаторы этого не выдерживают перенапряжение.

Программное обеспечение для расчета напряжения питания может быть найденный здесь

3.1 Часть контроллера

Вот так выглядит плата после припайки светодиодов.

3.2 Монтаж блока питания

Так выглядит блок питания. Типовая табличка трансформатор наоборот, видимо поэтому он было так дешево.

3.3 Установка в коробку

4.1 Структура программного обеспечения

После инициализации программа работает с прерываниями. Для этого прерывание CompareA таймера/счетчика TC0 используется, который срабатывает после каждого полного ШИМ фаза. Затем процедура обслуживания прерывания устанавливает сравнить значения всех четырех каналов ШИМ со значением в реестре rPwm. Тогда этот регистр либо увеличивается (флаг bFall = 0) или уменьшается (флаг bFall = 1). Если флаг bFast на одно увеличение и уменьшение на один дополнительный шаг, если флаг bVeryFast один, выполняются два дополнительных шага.

Если регистр rPwm переполняется (bFall=0) и если флаг bUpOnly установлен, rPwm перезапускается с нуля. Если bUpOnly=0, тогда устанавливается bFall.

Если счетчик rPwm достигает нуля (bUpOnly=0 и bFall=1) или при переполнении (bUpOnly=1) флаг bСтарт будет установлен. Этот флаг обрабатывается вне процедура обслуживания прерывания: следующие три светодиодных анода комбинации считываются из таблицы и записываются к трем портам направления. Все светодиоды, которые должны быть в следующем периоде имеют установленный бит направления и портпин становится высоким.

Этапы обработки описаны в следующей главе.

4.2 Этапы обработки

1. Первый байт: Флаги: Флаги могут быть обычными (0), только вверх (бит 0 = 1), двойная скорость (бит 1 = 1) или четырехкратная скорость (бит 1 и 2 = 1).
2. Второй байт: Биты направления для порта D (с бит 6 всегда установлен).
3. Третий байт: Биты направления для порта B (с биты 2, 3 и 4 всегда установлены).
4. Четвертый байт: биты направления для порта A.

• 0xFF: конец таблицы, перезагрузка с начала,
• 0xFE: повторите следующие записи во внешнем петля, количество повторений закодировано в второй байт, начальный адрес копируется в X регистры,
• 0xFD: повторите следующие записи во внутреннем петля, количество повторений закодировано в второй байт, начальный адрес этой последовательности записывается в регистры Y,
• 0xFC: конец внешнего цикла повторения, если далее требуется повтор адрес восстанавливается из X, если после n повторений выполнение продолжается после текущего адреса.
• 0xFB: Конец внутреннего цикла повторения, если далее требуется повторение адрес восстанавливается из Y, если нет, выполнение продолжается на следующем адрес.

экв X0=1843200 ; 00.1C.20.00
.equ Xall=67075840 ; 03.FF.7F.00

 

.set сХ = Х1
.db Байт1(сХ),Байт2(сХ),Байт3(сХ),Байт4(сХ)
.set сХ = Х2
.db Байт1(сХ),Байт2(сХ),Байт3(сХ),Байт4(сХ)

 

.установить сХ = X1_2
.db Байт1(сХ),Байт2(сХ),Байт3(сХ),Байт4(сХ)

 

Просто добавляются флаги bUpOnly, bFast и bVeryFast к этой константе, например. очень быстрое включение/выключение светодиода 2:

.set cX = cVeryFast+X2
.db Байт1(сХ),Байт2(сХ),Байт3(сХ),Байт4(сХ)

 

.db cRepeat1,4 ; Начните внешнее повторение, количество = 4
.set сХ = Х1
.db Байт1(сХ),Байт2(сХ),Байт3(сХ),Байт4(сХ)
.set сХ = Х2
.db Байт1(сХ),Байт2(сХ),Байт3(сХ),Байт4(сХ)
.установить сХ = Х3
.db Байт1(сХ),Байт2(сХ),Байт3(сХ),Байт4(сХ)
.db cNext1,0 ; Повторить внешний цикл три раза

 

При необходимости разворот Tables.ods в формате Open-Office позволяет проектировать и рассчитывать комбинации. Лист Bit_Tab это позволяет. Просто

• добавить имя константы в столбец A,
• запишите 1 во всех ячейках от L1 до L13 для каждого Светодиод, который должен гореть, и
• скопируйте результат определения в столбец S и вставьте его в файл const.inc,
• добавить константу в таблицу процессов,
• собрать magic_circle_v1.asm.

4.3 Скачать

Предохранители менять не нужно.

Развлекайтесь с мягким поворотником.

Похвала, порицание, сообщения об ошибках, критика, брань и неквалифицированный спам Пожалуйста, через страница комментариев ко мне.

©2017 http://www.avr-asm-tutorial.net

Знайте, когда пописать с ATtiny! (badum tss) — DigitalJunky

Этот проект родился из очень распространенной проблемы: этаж нашего офиса оборудован одной ванной комнатой, которую не видно с каждого стола. Возникает ненужное движение туда-сюда, когда кто-то идет в ванную только для того, чтобы обнаружить, что она занята.

Решение ? Простая система мониторинга ванной комнаты, состоящая из двух устройств:

• Излучатель , размещенный на внутренней стороне двери ванной комнаты для наблюдения. Инфракрасный датчик направлен на ручку замка. На ручку наклеен кусок черной ленты. Идея заключается в следующем: когда дверь открыта, металлическая поверхность ручки обращена к датчику и отражает изрядное количество ИК-излучения. Когда дверь заперта, часть ручки с лентой теперь обращена к датчику. Поскольку лента черная, количество отраженного ИК-света уменьшается: мы знаем, что дверь заперта. Мы используем модуль радиоизлучателя для отправки значения, считанного с датчика, на приемник. Небольшой микроконтроллер Atmel ( ATtiny85 ) действует как мозг системы. Устройство работает от 4 батареек типа ААА и переводится в спящий режим на 5 секунд каждый раз при отправке показаний для экономии энергии.
• Приемник используется для удаленного отображения статуса занятости ванной комнаты. Он построен на том же микроконтроллере, что и эмиттер. Радиочастотный приемник снимает показания с излучателя. В зависимости от полученного значения мы загораем светодиод RGB зеленым или красным цветом. Это устройство работает на настенной бородавке, так как светодиод постоянно включен.

Оба устройства оснащены выключателем ВКЛ/ВЫКЛ.

Список компонентов

Компоненты были выбраны таким образом, чтобы проект скважины был максимально дешевым. Вот почему радио было сохранено как средство связи, а также объясняет, почему ATtiny был так уместен. Использование стандартных проектных ограждений также позволяет снизить затраты.

Примечание : на рисунке не показаны те же самые компоненты, что и в списке. Если вы сомневаетесь, доверяйте списку, а не картинке.

Тестирование схемы

Первое, что нам нужно сделать, это протестировать наши компоненты по отдельности, чтобы убедиться, что все работает правильно.

Первоначальная настройка

Поскольку вы следуете этому руководству, вы, вероятно, уже привыкли загружать код в Arduino. Но в этот раз немного по-другому, так как нам нужно прошить сам чип ATtiny. Очевидно, вы не можете использовать USB-кабель напрямую, как мы делаем с Uno.

Следуйте этому руководству, чтобы прошить ваше устройство и протестировать его с помощью знаменитого блинк-скетч.

Теперь, когда вы следовали руководству, вы должны знать о пакетах ядер. Здесь все становится грязным. Чтобы использовать одну из требуемых библиотек, нам нужно установить определенный пакет ядра на (очень) конкретную версию Arduino. И чтобы добавить сложности, скетч ISP, который мы загружаем в Arduino, служит мостом между компьютером и ATtiny, должен быть получен из еще одной версии Arduino.

Итак, приступим. Вы не прогадаете, если выполните следующие шаги:

1. Загрузите версию Arduino IDE 1.0.0 и 1.6.0 . Будьте осторожны, не 1.0.1 и не 1.6.2. 1.0.0 и 1.6.0 . Будет меньше дергать волосы, если вы не ошибетесь.
2. Загрузите базовый пакет для Arduino 1.0 и настройте его, следуя процедуре, описанной в руководстве.
3. Загрузите и установите библиотеку Manchester для Arduino IDE 9.0203 1.0.0 . Эта страница с веб-сайта Arduino поможет вам в этом, если это необходимо.
4. Загрузите и установите библиотеку Neopixel для Arduino IDE 1.0.0 .
5. Загрузите пример скетча ArduinoISP из Arduino IDE 1.6.0 в Arduino, используемый в качестве моста .
6. Подключите Arduino к ATtiny, следуя схеме fritzing в руководстве. В Tools -> Board выберите ATtiny85 @ 8 МГц (внутренний генератор; BOD отключен) .
7. Загрузите свой скетч в ATtiny из Arduino 1.0.0 IDE.

Еще не потеряли? Давайте двигаться дальше.

Радиочастотный излучатель/приемник + Arduino

Использование Arduino поможет нам упростить отладку схемы, если что-то пойдет не так. Только когда мы убедимся, что наши компоненты исправны, мы начнем использовать ATtinys.

Базовая связь

Отправка данных через Bluetooth не сильно отличается от использования последовательного соединения. Вы просто отправляете что-то внутрь, и оно выходит с другой стороны без изменений. С РФ дело обстоит совсем иначе. Очень сложно получить нешифрованную информацию на принимающей стороне, поэтому забудьте о простом использовании println() .

Будем надеяться, что великие умы работали над решением подобных проблем до нас и нашли очень эффективные решения. Одним из них является манчестерская кодировка. Главным преимуществом манчестерского кодирования является тот факт, что сигнал синхронизируется сам по себе. Это сводит к минимуму частоту ошибок и оптимизирует надежность.

Мы будем тестировать модули, используя два Arduino. У вас может не быть доступа к двум разным микроконтроллерам, и в этом случае вы можете использовать ATtiny напрямую для проверки своей настройки (но не забудьте использовать правильные номера контактов).

Схема проста: мы просто подаем питание на оба модуля и используем развязывающий конденсатор на 330 мкФ на стороне приемника. Этот конденсатор фильтрует паразитные сигналы в линии питания и значительно улучшает прием.

Загрузите этот код в устройство излучателя , а этот код — в приемник. Эмиттер просто увеличивает счетчик каждый раз, когда выполняется его основной цикл. Значение счетчика отправляется с помощью библиотеки Manchester получателю, который распечатывает его в Серийная консоль . Оба устройства используют встроенный светодиод в качестве индикатора состояния связи.

Добавление ИК-датчика

ИК-датчик состоит из двух частей: ИК-светодиода и фототранзистора, реагирующего на определенную длину волны. Светодиод подключается как любой другой: последовательно с токоограничивающим резистором.

Мы используем конструкцию для подтягивания для подключения датчика. Помните, что датчик — это просто фототранзистор: ИК-свет, воздействующий на него, создает небольшой ток на затворе, вызывая протекание большего тока между коллектором и стоком. Это означает, что когда на датчик не подается свет, он в основном действует как резистор с почти бесконечным сопротивлением.

Что теперь происходит со значением, измеренным на аналоговом выводе? Когда на датчик не подается свет, его сопротивление велико, и ток течет на аналоговый вывод: он считывает высокое напряжение (5v или 1023 в аналоговом выражении) — это , подтянутое к .
Когда датчик начинает получать ИК-излучение, его сопротивление уменьшается, и через него начинает течь ток: через аналоговый контакт протекает меньший ток, и измеряемое значение уменьшается.

Загрузите следующий код в микроконтроллер эмиттера. Это вариант последнего: вместо отправки значения счетчика мы отправляем показания с аналогового вывода.

Добавление антенны

Возможно, вы заметили, что мы пропустили один контакт на каждом ВЧ-модуле: контакт Антенна . Вы можете увеличить радиус действия системы, подключив к ней кусок провода.

Как выбрать длину провода? Следуя формуле, конечно!

Пусть L будет длиной провода, f — частотой радиосигнала, который мы передаем, а c — скоростью света.

λ = c/f

λ = 299’792’458/315’000’000

λ = 0,9516

L = λ/4

L = 0,2378м = 23,78см. Сделайте свои тесты, чтобы увидеть, что лучше всего подходит для вас: тип провода, спиральный или нет и т. д.

Переключение на ATtiny85

Теперь, когда у нас есть основы, мы можем начать работать с нашими крошечными микроконтроллерами.

ATtiny + Neopixel

Мы начнем с проверки того, что библиотека Neopixel хорошо работает с ATtiny. Хороший повод выложить внешний блок питания с помощью разъем питания , регулятор напряжения и настенная бородавка . Мы используем стабилизатор напряжения, потому что для работы нашей схемы требуется 5 В, тогда как настенная бородавка обеспечивает выходное напряжение 12 В.

Соберите схему на макетной плате.

Загрузите соответствующий код, используя метод, описанный в руководстве. Ваш Neopixel должен запустить красивую радужную анимацию.

Схема эмиттера

Начнем с тестирования эмиттера, чтобы по-прежнему можно было использовать Arduino на стороне приемника и печатать входящие сообщения для целей отладки. Это соответствует первой диаграмме Фритцинга.

Вы можете использовать тот же код, что и раньше, поскольку он включает номера контактов для ATtiny. Как и прежде, вы должны увидеть значение, считанное с датчика, на последовательной консоли приемника.

Когда вы закончите свои тесты, перейдите к окончательной версии схемы эмиттера.

Схема немного другая: вместо того, чтобы подключать катоды ИК-датчика напрямую к земле, мы подключаем их к выводу ATtiny. Таким образом, мы можем контролировать питание, подаваемое на датчик: когда вывод ATtiny установлен на **HIGH**, ток не течет, поскольку датчик подключен к двум положительным дорожкам. Когда вывод установлен на **НИЗКИЙ**, он действует как приемник, и ток может течь от датчика к земле.

Загрузить финальную версию кода эмиттера.

Что он делает Он реализует **спящий механизм**, чтобы мы могли экономить как можно больше энергии на устройстве, поскольку оно работает от батарей. После каждого активного цикла устройство засыпает примерно на **10 секунд**. Мы больше не используем светодиод состояния в целях энергосбережения. Когда устройство просыпается для активного цикла, оно **включает** питание для ИК-датчика, снимает **показания** и отправляет их **25 раз**. Мы делаем это, потому что в зависимости от условий радиочастотная связь может быть очень слабой, поэтому мы хотим убедиться, что сообщение получено, прежде чем снова перейти в спящий режим. Затем питание отключается путем установки контакта приемника датчика в положение HIGH, и устройства переходят в спящий режим примерно на 10 секунд.

Цепь приемника

Время перейти на полную ATtiny! Тут ничего сложного: ATtiny заменяем на Arduino на стороне приемника и добавляем проверенный ранее Neopixel.

Знак того, что мы приближаемся к концу, вы можете загрузить окончательный код в приемник. Он использует полученное значение ИК-датчика, чтобы зажечь светодиодный индикатор состояния зеленым или красным .

Если получилось, поздравляем, самое сложное позади!

Окончательная сборка

Резьба корпусов

Давайте подготовим наши корпуса, чтобы они были готовы к установке соответствующих компонентов.

На излучателе нам нужно место только для:

• ИК датчика,
• переключатель ВКЛ/ВЫКЛ.

А на приемнике мы хотим:

• круглое отверстие в передней панели будет использоваться для рассеивателя света светодиода состояния,
• доступ к выключателю ВКЛ/ВЫКЛ,
• место для разъема питания,
• небольшой разрез, чтобы антенну можно было развернуть снаружи.

Сделайте необходимые замеры и используйте вращающийся инструмент (или любой другой инструмент, к которому у вас есть доступ и который подойдет для этой работы), чтобы сделать необходимые вырезы в корпусах.

Излучающее устройство

Пайка схемы

Теперь мы можем сделать ее более постоянной. Разогрейте паяльник и соберите компоненты. Эта принципиальная схема поможет визуализировать цепи, которые вам нужно сделать.

Мы начнем с излучателя, потому что нам придется откалибровать некоторые значения в коде приемника, как только излучатель будет размещен на двери. Для калибровки мы будем печатать значения с приемника, поэтому рекомендуется пока сохранить эту часть проекта на макетной плате, чтобы вы могли легко подключить ее к Arduino.

Способ организации процесса пайки зависит от вас. Я лично начал с того, что припаял «свободные» элементы (переключатель ВКЛ/ВЫКЛ, ИК-датчик и держатель батареи) к небольшому кусочку печатной платы вместе с их соединительными проводами. Затем я перешел к основной печатной плате, начав с разъема MCU и линии RF-излучателя. Я припаял пассивные компоненты, провода и антенну. Наконец я подключил переключатель и датчик к основной плате.

Сборка

Время собрать все воедино.

Сначала закрепите ИК-датчик и переключатель в прорезях, которые мы сделали для них в корпусе. Для этого можно использовать немного горячего клея.

Затем поместите держатель батареи и основную плату в корпус.

Наконец, сверните антенну и найдите для нее место. Если вы испытываете трудности с диапазоном ваших устройств, вы можете попробовать позволить ему вывешиваться из корпуса. В этом случае я хотел, чтобы излучающее устройство было как можно более дискретным, поэтому я засунул внутрь антенну.

Наше первое устройство готово к развертыванию. Давайте еще раз рассмотрим, как он определяет, заперта или не заперта дверь.

Устройство размещается так, чтобы ИК-датчик был обращен к ручке замка. Кусок черной ленты наклеивается на ручку таким образом, чтобы при ее фиксации лента была обращена к датчику, изменяя отражательную способность ручки. И наоборот, когда дверь не заперта, незаклеенная часть ручки обращена к датчику.

Как это переводится с точки зрения показаний с аналогового вывода эмиттера? Когда дверь заперта, датчик обращен к черной поверхности, поэтому фототранзистор практически не получает света. Его сопротивление высокое: аналоговое показание тоже высокое (около 1023 Ом). Когда дверь не заперта, незаклеенная часть ручки отражает некоторое количество света от ИК-светодиода датчика обратно на нее. Сопротивление фототранзистора снижается: значение, считываемое с аналогового вывода, падает.

На изображении справа видно, как луч ИК-света отражается ручкой, так что понять концепцию несложно.

Приемное устройство

Как я упоминал в предыдущей части, нам нужно сделать одну вещь, прежде чем припаивать радиочастотный приемник. Подключите его к Uno и загрузите тестовый код приемника, чтобы распечатать значения, полученные от эмиттера, в последовательную консоль.

В финальном скрипте приемника нужно установить два значения: закрытый отражатель и открытый отражательный . Они соответствуют значению, возвращаемому ИК-датчиком, когда дверь заперта или разблокирована. Эти значения зависят от нескольких факторов (нормальная отражательная способность вашей ручки, расстояние между датчиком и ручкой и т. д.), поэтому вам необходимо протестировать вашу конкретную настройку и установить значения соответственно.

Когда вы удовлетворены своими настройками, вы можете перейти к следующей части.

Схема пайки

Здесь ничего нового. Припаиваем «свободные» компоненты, а также основную плату. Однако есть одно отличие: пока не припаивайте внешние компоненты к основной печатной плате, так как нам нужно выполнить дополнительную работу с корпусом.

Изготовление рассеивателя света

Вы на собственном опыте убедились, что свет неопикселя слишком яркий, чтобы его можно было использовать как есть. В коде его можно затемнить, но тогда он не будет виден издалека, что тоже нехорошо.

A дешевый 9Решение 0321 — использовать горячий клей в качестве рассеивателя света. Как полупрозрачный и легко управляемый пластик, он является хорошим кандидатом для решения нашей проблемы.

Вот когда пригодится масляный спрей: см. горячий клей, в конце концов, клей (Да!). Поэтому, если вы попытаетесь расплавить горячий клей практически на любой поверхности, он, очевидно, прилипнет к ней, и вам будет очень трудно отделить его, когда он остынет.
Распыление масла на поверхность, которая будет соприкасаться с клеем, поможет избежать этого. Не повторяйте мою ошибку: не покупайте масло со вкусом масла, иначе ваша мастерская будет вонять (если только вы не планируете потом съесть свой светорассеиватель)!

Идея следующая:

• использовать керамическую пластину или относительно свободную поверхность, сбрызнуть ее маслом,
• поместите корпус внутрь лицом к себе,
• как можно быстрее и плавнее нанесите первый слой горячего клея на отверстие светорассеивателя, сделанное в корпусе (вы хотите налить клей быстро, потому что это даст более однородный результат),
• примерно через полминуты поместите неопиксель в центр и слегка надавите, чтобы он приклеился к клею,
• подождите еще 2 минуты и добавьте немного клея на заднюю часть неопикселя (это нужно для того, чтобы дорожки на печатной плате были должным образом изолированы, так как позже там будет довольно много элементов,
• снова подождите несколько минут и осторожно отделите корпус от пластины (если клей все еще немного мягкий, продолжайте ждать, пока он не затвердеет).

Я рекомендую вам заранее провести тесты, чтобы определить оптимальное количество масла, толщину диффузора, время ожидания и т. д.

Сборка

Давайте закруглимся!

Соедините разъем питания и выключатель с корпусом, используя немного горячего клея.

Затем припаяйте соединения к основной печатной плате и намотайте провод — или нет: опять же вам, возможно, придется оставить его свисающим из корпуса в зависимости от диапазона, который вы пытаетесь достичь.

И вуаля! Все готово, пора использовать ваши устройства с пользой и избавить ваших коллег от ненужных походов в туалет!

• Похожие проекты
  • Occupus: технология удаленной осведомленности о присутствии в ванной комнате
  • Ocupado: датчик присутствия в туалете, подключенный к Интернету
  • Датчик для женского туалета Loftwork проект
• Прошивка ATtiny
  • Руководство по подключению программатора Tiny AVR от Sparkfun.
  • Как запрограммировать ATtiny85 с помощью Arduino Uno.
  • Программирование ATtiny с помощью Arduino 1.6
• Радиосвязь
  • Приемопередающий модуль RF 315/433 МГц и Arduino
  • Прохождение модуля KLP/KLPA
  • Отправка беспроводных данных с одного ATtiny85 на другой
• Манчестерская библиотека
  • Сайт библиотеки Arduino в Манчестере
  • Библиотека Arduino Manchester github
  • Настройка Arduino IDE 1.0 и 1.6 для библиотеки ATtiny и Manchester
  • Библиотека Manchester не будет компилироваться для ATtiny85 на stackexchange

ATtiny2313 | Атмель | Биты и детали

Поверьте нам, эти проекты вам понравятся.

Сегодня, 4 февраля, Facebook отмечает свое 11-летие. Чтобы отметить это событие, мы решили порыться в Интернете, пытаясь найти несколько отличных небольших проектов. Хотя некоторые из них относятся к старшему поколению, ни один из них не восходит ко временам TheFacebook.com. (Помните это?)

LikeLight

Созданный Мэттом Ридом, метко названный LikeLight , несомненно, взбудоражит любого пользователя Facebook, который любит кликать. Свет не только выглядит великолепно, но и загорается всякий раз, когда кто-то нажимает кнопку «Нравится» на вашей странице в Facebook. Для создания света Создатель сначала использовал собственное программное обеспечение LEGO Digital Designer, воссоздав печально известную иконку «Нравится» на своем Mac. После того, как светильник был спроектирован и кирпичи заказаны, Рид приступил к созданию светильника с нуля. Помимо пластиковых строительных блоков, проект питается от Arduino Uno (ATmega328), который был подключен к некоторым светодиодам. С небольшим кодированием работа была завершена. Большой палец вверх за хорошо выполненную работу!

The Poking Machine

Как следует из названия, Poking Machine — это носимое устройство, разработанное Джаспером ван Лоененом и Бартоломеусом Траубеком, которое физически тыкает вас всякий раз, когда вас ткнули в Facebook, независимо от того, где вы находитесь. Гаджет построен на базе ATtiny2313, сервопривода, аккумулятора и модуля Bluetooth, который подключается к телефону Android и позволяет отслеживать входящие импульсы. Электронные компоненты размещены в вырезанной лазером коробке, которую можно носить на руке.

Счетчик лайков

Независимо от того, представляете ли вы малый бизнес, стремящийся продемонстрировать свое присутствие в Facebook, или просто активный пользователь социальных сетей, желающий продемонстрировать свою популярность в общежитии, этот проект Skolti Lab сделал это возможным. Используя Arduino Uno (ATmega328), Arduino Ethernet Shield, Arduino LCD Keypad Shield, USB-кабель и кабель RJ45, любой теперь может создать устройство, которое раскрывает фанатскую базу своей страницы, не рискуя смутить обновления Facebook.

Панель управления Facebook

Недавно команда Smart Atoms разработала настраиваемый интеллектуальный тикер, который отслеживает все, что важно для вас, в режиме реального времени. Взламываемый гаджет, получивший название LaMetric , подходит как для дома, так и для офиса благодаря своей многогранной функциональности и стильному дизайну. Три элегантные сенсорные кнопки в верхней части устройства позволяют пользователю переключаться между элементами, а изящный форм-фактор позволяет размещать его в любом месте. LaMetric также может синхронизироваться с Интернетом через сопутствующее приложение как через Wi-Fi, так и через Ethernet. Между тем, три виджета позволяют подключить тикер к чему-либо в Интернете, включая ваши последние обновления и сообщения Facebook, каждое из которых предоставляется в виде уведомлений, на которые пользователь может ответить, просто нажав на его верхнюю часть посередине. кнопка.

Motorized Facebook Thumb

Разработанный Тобиасом Сонном, Motorized Facebook Thumb (MFT) – это подключенное к Интернету устройство , которое прослушивает события, достойные симпатии, для конкретного человека или страницы. Всякий раз, когда человек в любой точке мира лайкает страницу Университета Карнеги-Меллона в Facebook, загорается MFT и раздается звук. Детали устройства, смоделированные в Rhino, были изготовлены из акрила с помощью лазерной резки, а подставка вырезана из фанеры. MFT питался от Arduino Uno (ATmega328), небольшого шагового двигателя, нескольких синих светодиодов и Arduino Ethernet Shield.

Реквизиты Подтяжка лица

Реквизиты Facebook — это мощный механизм для компаний, предоставляющий скидки постоянным клиентам, но немногие компании — и еще меньше клиентов — осознали это. Вот почему рекламное агентство Red Pepper разработало систему распознавания лиц на основе ATmega328, которая, проходя мимо, регистрирует посетителя в его местоположении. Одновременно пользователь будет уведомлен через смартфон о специальной сделке, основанной на его истории лайков.

FaceBox

Instructables   Пользователь aashby1 искал инновационный способ поделиться фотографиями в Facebook для рождественской вечеринки, которую он устраивал, прекрасно зная, что посетители не захотят отнимать слишком много времени. в брать и помечать свои изображения в Интернете. Проект, в котором используется ATmega328 и зеркальная камера, позволяет гостям просто сделать снимок и сразу же поделиться им со своими друзьями одним нажатием кнопки. Более того, FaceBox также можно подключить к телевизору или монитору компьютера, чтобы фотографии можно было демонстрировать на протяжении всей вечеринки, а также он оснащен программным обеспечением для фотобудки, которое может распечатывать изображения, отправлять их по электронной почте или отправлять текстовые сообщения.

Лампа Facebook

Лампа Facebook — это светодиодная RGB-подсветка, которая предупреждает вас в случае уведомлений Facebook, изменяя свой цвет или переходя от одного оттенка к другому. Лампа, построенная на основе ATmega328, подключается к ноутбуку через USB и управляется специальным программным обеспечением, которое синхронизирует и извлекает информацию из учетной записи пользователя Facebook.

Flike

Французский стартап Smiirl объединился со Sculpteo для разработки Fliike , напечатанного на 3D-принтере счетчика Facebook, который буквально сидит на вашем прилавке — или на вашем столе, или на витрине. Гаджет легко подключается к стене и подключается через Wi-Fi, что позволяет владельцам бизнеса отображать и легко убеждать клиентов стать его поклонниками. Между тем, Flike состоит из полиамидного материала, что позволяет владельцам настраивать свое устройство, полируя и окрашивая гаджет в 11 различных цветов.

Кнопка «Нравится»

Создатель Марио Клингеманн решил создать экспозицию для фестиваля UAMO в Мюнхене, стремясь создать самореферентное произведение искусства, показывающее, как многим людям оно нравится. Хотя сама кнопка может быть не связана с Facebook, установка продемонстрировала, насколько большой культурной иконой уже стала социальная сеть, и тот факт, что большинство людей сразу поймут, как ее использовать. Проходящие мимо просто нажимали кнопку примерно на секунду или около того, что затем добавлялось к окончательному счету проекта. На аппаратном уровне он содержит Arduino, которая заботится о постоянном хранении количества нажатий кнопок, а также управляет дисплеем.

Facebook Flagger

Вдохновленный старомодными почтовыми ящиками, Колин Карпфингер создал совместимый с Arduino Facebook Flagger , который уведомляет пользователя компьютера о новом уведомлении. Как только приходит сообщение или обновление статуса, над экраном появляется флажок с помощью сервопривода. По завершении флаг снова опускается.

Нравится:

Нравится Загрузка…

«Электронная часть игры имеет несколько функций. Во-первых, это вызов чисел, который выполняется путем воспроизведения записей чтения [Макапуфа]: «один», «два», «три», … «двенадцать», «три-», «подросток» и так далее». 9Команда 0320 Hack A Day объяснила в недавнем сообщении в блоге.

«Эти данные передаются через контакт на ATtiny через небольшой усилитель в динамик. После этого код — это просто отслеживание положения игроков на доске, ведение счета и генерация случайных чисел».

Макапуф говорит, что потратил менее 4 долларов на детали, что делает вышеупомянутый проект еще более впечатляющим.

Как обсуждалось ранее в разделе Bits & Pieces , высокопроизводительный микроконтроллер ATtiny2313 на основе RISC-архитектуры с 8-разрядным AVR с низким энергопотреблением оснащен флэш-памятью ISP 2 КБ, EEPROM ISP 128 Б, внутренней SRAM 128 Б, универсальным последовательным интерфейсом (USI) , полнодуплексный UART и debugWIRE для встроенной отладки.

MCU поддерживает пропускную способность 20 MIPS на частоте 20 МГц, работая в диапазоне 2,7–5,5 В. Выполняя мощные инструкции за один такт, устройство достигает пропускной способности, приближающейся к 1 MIPS на МГц, — точно балансируя энергопотребление и скорость обработки.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Как собрать твердотельную катушку Тесла

Как собрать твердотельную катушку Тесла

Если вы здесь, чтобы узнать, как построить SSTC, вы попали на нужное место! Добро пожаловать!

Проектирование и изготовление твердотельной катушки Тесла (катушка Тесла питание от транзисторов вместо разрядника) нетривиальная задача. Однако основной механизм и работа SSTC не слишком сложный. Основная проблема при построении SSTC заключается в том, чтобы тот факт, что строитель должен иметь хорошее понимание и опыт работы с электроникой, и иметь некоторое тестовое оборудование (требуется осциллограф) для отладка, которой может не быть у многих новичков. Есть также несколько тонких, но важных вещей, на которые следует обратить внимание. о которых обычно трудно найти информацию.

В отличие от катушек Теслы с искровым разрядником или вакуумных ламп, создание SSTC не так просто, как копирование схематический. Когда я начал создавать SSTC несколько лет назад, я обнаружил, что трудно найти информацию о том, как его построить и на что обращать внимание за. Большинство tesla-coilers, благодаря их собственным успехам в намотке и ошибок, выработали интуитивное понимание нюансов SSTC конструкции и, возможно, счел их не достойными особого упоминания. Это побудило написать эту страницу — основное практическое руководство по Твердотельные катушки Тесла . Надеюсь написать полезный и лаконичный документ, предназначенный для начинающего намотчика, который, возможно, построил искровой разрядник Катушка Тесла раньше, и хочет перейти к транзисторным катушкам Тесла.

Я задокументирую это руководство через построение очень простого Solid. Катушка Тесла штата — SSTC 2 — , которую я разработал, чтобы она была простой, компактной и производила хорошие результаты. Я попытаюсь объяснить некоторые из моих дизайнерских решений. Кроме того, я хотел посмотреть, что я могу приготовить в одни насыщенные выходные в школе! Результат на фото справа (и на самом деле потребовалось 2 выходных, чтобы завершить… но это не так уж плохо, я надеюсь!)

Вас также могут заинтересовать мои предыдущие катушки Теслы с искровым разрядником, Катушка Тесла 1 и Катушка Тесла 2. Кроме того, ознакомьтесь с моим первым SSTC 1 вместе с моим новее DRSSTC 1, DRSSTC 2 и DRSSTC 3 катушки — более мощный вариант SSTC.

Спасибо за посетив мою страницу и если у вас есть какие-либо вопросы, хотите поделиться своими проекты, или чувствуете, что мои проекты вдохновили вас каким-то образом или другой, не стесняйтесь, напишите мне по электронной почте на loneoceans[at]gmail(dot)com. я бы с удовольствием услышать о ваших проектах тоже. Кроме того, если вы обнаружите какие-либо ошибки в моей записи, не стесняйтесь, напишите мне! Если эта страница была полезна, не стесняйтесь поделиться им с другими тоже!

Я был бы признателен за любой кредит, если вы решите использовать любой дизайна/кода для собственных проектов. Удачи! Наконец, я бы хотел бы поблагодарить многих людей, особенно Стива Уорда, Бэйли и Филипп, с которым у меня было очень много разговоров и который помогал мне писать это руководство.

Содержание страницы

1. Введение
2. Компоненты SSTC
3. Конструкция катушки выходного дня
4. Результаты и СМИ
5. Кредиты и ссылки

SSTC 2 Окончательные спецификации (05 ноября 2013 г.)

— Вход 120 В переменного тока (+-170 на первичной обмотке)
— 249 кГц Резонансная частота
— Полумост Fairchild HGTG30N60A4D IGBT
— 3,5″ x 6,25″ вторичный с 34 AWG (~975 витков)
— 4,56 x 0,65 дюйма, 6 витков первичной обмотки, 14 AWG
— Вторичная обратная связь по току (ферритовый трансформатор 50:1)
— 8″ x 1,9″ штампованный алюминиевый тороид
— Прерыватель — от 0 до 1500 мкс, от 1 до 254 Гц через ATtiny85
— Длина искры до воздуха ~ 9 дюймов (22,5 см) (05 ноября 2013 г. )

Чтобы увидеть больше видео и изображений катушки в действии, прокрутите вниз до Полученные результаты!

 10 октября 2013 г.

Введение

Прежде чем я начну, хорошо бы иметь общее представление как работает катушка Тесла. В этом отношении, Википедия предоставляет хороший рассказ и обзор. Кроме того, предостережение — если кто-то из вас больше опытные намотчики найдут ошибку в моем описании, почувствуйте бесплатно, чтобы уведомить меня, чтобы я это исправить! 🙂 Наконец, если вы серьезно любитель, у которого нет осциллографа, я бы сказал, что это обязательно купить себе прицел, чтобы действительно вырасти инженером! Вы можете возьмите старый аналог подешевле менее чем за 100 долларов в наши дни, и вы он действительно понадобится для отладки вашего SSTC.

Катушки Тесла

Катушка Тесла представляет собой резонансный трансформатор с воздушным сердечником. способны генерировать чрезвычайно высокие напряжения. Его конструкция относительно просто, но теория немного сложнее. ключевой концепцией катушки Теслы является ее резонансное свойство , где Резонансный контур резистор-индуктор-конденсатор (RLC) находится под напряжением резонансной частоты, развивая очень высокие напряжения.

Катушка Тесла состоит из двух концентрических катушек, электрически не связаны друг с другом. Первичная катушка обычно состоит из нескольких витков толстой проволоки и имеет форму от соленоида в плоскую спираль. Эта катушка обычно подключается к какому-либо конденсатор, образующий первичную LC-цепь (если вы не знакомы с схемы RLC, не стесняйтесь просматривать Википедию для краткого ознакомления). Вторичная цепь состоит из длинной катушки провода, обычно от нескольких сотен до тысяч витков, намотанных на трубу, и размещенных концентрически в середине катушки.

План игры: Для обычный SSTC , мы сосредоточимся на создании какой-то схемы
заряжать энергией вторичная катушка на ее резонансной частоте.

* Обратите внимание, что операция SSTC немного отличается от катушек Теслы с искровым зазором или более новой модели с двойным резонансом. Твердотельные катушки Тесла, в которых первичная цепь также колеблется на резонансной частоте, аналогичной вторичной катушке. В обычном SSTC, первичный контур нерезонансный. *

Как работает SSTC?

Проще говоря, обычная твердотельная катушка Теслы (SSTC) — это просто источник питания. усилитель, возбуждающий первичную катушку на резонансной частоте вторичная катушка. Как уже упоминалось, вторичная цепь представляет собой катушку провода, один конец которого заземлен, а другой конец соединен с каким-либо верхней нагрузки (металлический объем) в верхней части трубы. Эта верхняя нагрузка обычно имеет форму тороида (выглядит как пончик). Тороид обеспечивает своего рода емкость на вторичку, его форма хорошо служит в управление электрическим полем, а также выглядит круто! Однако другие формы, такие так как сферы также распространены. Эта емкость верхней нагрузки (обычно небольшая, на порядок пФ — можно рассчитать) и вторичная обмотка последовательно цепь L (индуктор) C (конденсатор) с резонансной частотой описано:

Соотношение L и C также определяет добротность системы (что влияет на селективность или насколько узок ее резонансный пик является). Подумайте о резонансной частоте, как если бы цепь была похожа на свинг, который, естественно, хочет качаться с определенной скоростью. Наша цель затем найти способ управлять этой первичной катушкой во вторичной резонансная частота.

Способ, которым мы достигаем этого, заключается в переключении питания на первичной обмотки на резонансной частоте вторичной. Мы делаем это по создание высоковольтная прямоугольная волна через первичную катушку с использованием схема инвертора. Эта схема бывает двух распространенных форм — полумостовая или полная. мост. Напряжение в сети (120 или 240 В переменного тока в зависимости от того, где вы живете) выпрямляется и хранится в большом шинном конденсаторе (от нескольких сотен до тысяч мкФ), а инвертор работает для создания переменного тока прямоугольной формы. по первичке. В результате получается синусоидальный ток в первичная катушка из-за того, что она работает в резонансе.

Далее нам нужно узнать, что такое резонансный частота есть. Чтобы определить правильную частоту для возбуждения катушки, можно использовать внешний генератор (требуется настройка) или с обратной связью можно берется из вторичной или первичной обмотки для автоколебаний.

*примечание* DRSSTC отличается от этого добавлением 9Конденсатор первичной обмотки 0630 включен последовательно с первичной обмоткой. Цель здесь вместо этого нужно не только управлять вторичной обмоткой в ​​резонансе, но и управлять первичный на той же резонансной частоте. Теперь, как инвертор переключает первичку, ток остается синусоидальным, но растет. Кроме того, из-за резонанса первичное напряжение также увеличивается от линейное напряжение до нескольких кВ. Это дает первичному лучше Сопротивление соответствует вторичной цепи. Ток также увеличивается до несколько сотен (до тысяч) ампер. Благодаря этому второму резонансу этот вариант SSTC известен как Двойной резонансный SSTC. результат намного больше искры на выходе!

Когда вторичная катушка приводится в резонанс, большое на катушке возникает напряжение. На примере качелей, если мы продолжим подавая «толчки» на правильной резонансной частоте, качание становится выше и выше. Точно так же на верхней нагрузке возникает большое напряжение, что в конечном итоге приводит к электрической ионизации и пробою воздуха, образуя искры.

Имея общее представление о том, как работает SSTC, давайте посмотрим, как мы можем заставить все части работать вместе.

Части SSTC

Давайте разберем SSTC на фундаментальные строительные блоки. Это три основные части системы.

1. первый это низковольтное логическое управление и драйвер затвора . Эта часть создает сигналы для управления нашим инвертором (половина или полный мост). В этой схеме мы находим способ генерировать правильную частоту либо с помощью обратной связи, либо с помощью внешнего осциллятор, а затем создать соответствующие сигналы для управления нашим транзисторы в инверторе.
   

2. Второй инвертор высокого сетевого напряжения сам, который приводит в движение первичную катушку. Эта схема обрабатывает большие токов, а также состоит из нашей системы выпрямления (от сети на большой конденсатор), а также комплект большой мощности транзисторы. MOSFET использовались в SSTC, но IGBT стать популярным выбором.
   

3. Последняя схема вторичная катушка , которая в основном состоит только из катушки и верхней нагрузки и электрически изолирован от двух предыдущих схемы.
   

4. Вождение SSTC в непрерывном режиме потребляет большое количество энергии и нагревает транзисторы существенно. Следовательно, SSTC в наши дни часто имеют прерыватель , который представляет собой небольшой контроллер, включает и выключает драйвер ворот. Этот позволяет пользователю контролировать рабочий цикл SSTC. прерыватель управляет шириной импульса , которая является длительность включения инвертора (обычно от 10 до 300 мкс в DRSSTC и до нескольких мс в SSTC), а перерывов в секунду .

Мы подробно рассмотрим эти части в следующий раздел.

Создание музыки с помощью SSTC

Теперь с помощью прерывателя мы можем создать разнообразие режимов для вождения SSTC! Например, я мог бы установить свой прерыватель для включения катушки Тесла на частоте 200 Гц с примерно 10% рабочий цикл. Это означает, что мы включаем катушку тесла на 500 мкс, 200 раз в секунду. Каждый импульс производит искру и связанный с ней «бзз». звук. Если мы будем издавать этот звук 200 раз в секунду, мы получим нота на 200 Гц (хотя и довольно резкая). Мы можем варьировать это частоты и производить разные ноты (вы можете думать об этом как ФМ)! Сегодня это основа для большинства музыкальных катушек Теслы.

Второй способ более сложен и не обсуждаться далее здесь. Но основной принцип заключается в том, чтобы запустить SSTC в непрерывном режиме (без прерывателя, поэтому на всех время), но модулируйте входное напряжение инвертора с помощью огибающая музыки (представьте себе, что это AM)! Это позволяет большая достоверность выходной мощности. Следовательно, искра, которая созданный растет и сжимается в зависимости от входной мощности, создавая волны давления воздуха, которые звучат как музыка.

Компоненты твердотельной катушки Тесла

Давайте теперь обсудим более подробно основные структурные элементы SSTC. Я объясню это через дизайн фактических SSTC . Прежде чем я построю катушка, давайте сначала немного подумаем о дизайне:

Инвертор мощности

Целью инвертора является производство квадратного Волна переменного тока на первичной обмотке.

Поставка автобусов

Источник питания шины, как он назван, питает питание на вход инвертора. Обычно это исправляется сети переменного тока, который можно просто хранить в большом электролитическом конденсатор. Во время переключения инвертор получает питание от этого конденсатор (от нескольких десятков до сотен ампер на короткое продолжительность включения), который заводится в первичную катушку. Конденсатор важен для обеспечения этого большого потребляемого тока. В Кроме того, мы не хотим, чтобы напряжение слишком сильно падало во время импульс, поэтому нам нужен большой конденсатор. Типичные значения начинаются примерно с 1000 мкФ. Несколько сотен мкФ отлично подходят для небольших катушки.

Поскольку я сейчас нахожусь в Соединенных Штатах, у меня есть для работы с сетевым напряжением 120 В переменного тока. После исправления это всего около 170 В постоянного тока, что дало бы мне +-85 В в полумосте конфигурация. Тем не менее, запуск основного на более высоких напряжение производит большие искры! Чтобы увеличить напряжение, подаваемое на мой шины, я использовал простую схему удвоения напряжения, которая по существу производит 120V * 2 * (Sqrt 2) вольт постоянного тока (около 340 В постоянного тока). Он подается на два конденсатора 250 В 1000 мкФ (в серия), обеспечивающая емкость шины 500 мкФ при 500 В (заряженный до 340 В постоянного тока). Не забудьте добавить стабилизирующие резисторы к конденсаторам. сделайте устройство безопаснее! Резисторы на 100К должны помочь.

Конфигурация

Возможны две компоновки инвертора — полумост или полный мост.

Основным преимуществом полумоста является простота и меньшее количество деталей. Однако преимущество А. Полный мост в два раза больше напряжения на первичной и следовательно, максимально возможная мощность. В этой катушке был полумост. выбран для простоты и компактности, но это может быть легко расширено на полный мост. Поскольку у меня есть удвоитель напряжения, который делает мою шину 340 В постоянного тока, моя первичная обмотка показывает +-170 В.

Одна важная вещь, которую следует отметить в физическом конструкция моста минимизирует паразитную индуктивность . Это достигается путем физического нахождения любых выводов или проводов как можно ближе друг к другу. вместе, насколько это возможно. Потому что большие токи будут течь в наш мост, переключение может вызвать большие всплески напряжения, если наши индуктивность слишком велика. Для решения этой проблемы я использовал Печатная плата с ламинированной шинной структурой для моего полумоста. Проверить мой SSTC 1 для того, как я сделал это с помощью проводов вместо. Держите конденсатор шины как можно ближе к транзисторам, и убедитесь, что транзисторы установлены на радиаторе.

Дополнительные сведения, на которые следует обратить внимание, включают добавление суббер конденсаторы к IGBT (пленочные конденсаторы, установленные физически близко к IGBT — они предназначены для поглощения переходные пики высокого напряжения и, таким образом, обычно оцениваются около 1 кВ и от 1 до 6 мкФ — я не включил их в свой проект из-за схема с низкой индуктивностью моего моста. Кроме того, добавление Transient Подавители напряжения на CE IGBT (или DS MOSFET) — обычно используются двунаправленные ТВС типа 1,5КЕ220 (последовательно, если требуется) и максимально снизить индуктивность шины. как можно меньше скачков напряжения. Ходовые транзисторы нет более 2/3 их удельного номинального напряжения является хорошей практикой также.

Выбор транзистора

SSTC традиционно питались от полевых МОП-транзисторов. (металлооксид-полупроводниковый полевой транзистор) вместо более распространенный биполярный транзистор. В обычном биполярном транзистор, малый ток базы используется для управления большим ток эмиттер-коллектор. Таким образом, BJT приборы с током. Однако в операции SSTC, где мы могут коммутироваться значительные токи (от нескольких десятков до сотен Ампер) на высоких частотах нам потребуются большие токи (на порядка нескольких от 0,1 до 1А) для переключения нашего транзистора, делая это очень сложно.

МОП-транзистор — это устройство, работающее от напряжения, в котором малое напряжение затвора переключает большой ток сток-исток. Они очень хороши в качестве переключателей благодаря высокому сопротивлению сопротивление во включенном состоянии и требует только небольшого тока затвора для включения (в основном заряжая небольшой конденсатор в затворе, чтобы включить его на). Их высокая скорость переключения идеально подходит для SSTC. Однако, МОП-транзисторы более чувствительны к статическому электричеству и стоят дороже.

В последние годы спрос на электроэнергию электроника (например, инверторные приложения, такие как электромобили) стал свидетелем появления нового типа транзистора, изолированного Биполярный транзистор с затвором (IGBT), который сочетает в себе простой характеристики управления затвором МОП-транзисторов с сильноточным и низкое напряжение насыщения BJT. 2R — существенный при коммутации больших токов. Тем не менее IGBT имеет постоянное падение напряжения, как диод (на самом деле увеличивается с логарифмом тока), мощность рассеянный больше похож на IV, значительно меньше. Следовательно, в то время как МОП-транзисторы хороши для высокочастотного слаботочного переключения, IGBT лучше для более низкой частоты и сильного тока переключения, делая их популярным выбором в сообществе Tesla Coil.

Эта конструкция должна работать со стандартными МОП-транзисторами. например, IRFP260 (200 В, 46 А), IRFP460 (500 В, 20 А) или FCA47N60. (600В 47А). Для их использования требуются быстродействующие безынерционные диоды. параллельно, чтобы проводить ток в противоположном направлении. Эти обратные диоды используются для уменьшения обратного хода, что является внезапный скачок напряжения, наблюдаемый на индуктивной нагрузке, когда ее напряжение питания внезапно снижается или исчезает.

Из-за низкой стоимости быстрых IGBT с включены диоды свободного хода, такие как HGTG20N60A4D (600В 40А) или FGA60N65SMD (650В 60А) или хорошо известная серия Warp2 от International Rectifier. (например, IRGP50B60PD1) отличный выбор. Однако, У меня было несколько IGBT HGTG30N60A4D , и я решил использовать их в этом SSTC.

Подробный обзор нашего транзистора 30N60

Взглянув на техническое описание 30N60s, мы видим, что они фактически рассчитаны на работу 18А на частоте 200 кГц (390В). Если мы посмотрим на текущее время нарастания / время задержки / падение Время и т. д., все это в сумме составляет 225 нс. Общее правило заключается в том, чтобы время переключения не превышало 10% каждого цикла. Поскольку транзисторы должны переключаться каждые полпериода, мы получаем с максимальной частотой около 222 кГц. Для надежных работы, мы постараемся оставаться около или ниже этой частоты по указанному 18А . Обратите внимание, что многие катушки Тесла заканчиваются запуск транзисторов на более высоких частотах и ​​уйти с Это. Например, у знаменитых IRGP50B60 есть эмпирическое правило. рабочая частота <276 кГц, но известно, что они работают до до 300А при 400кГц. Однако это снижает надежность.

Наконец, обратите внимание, что 30N60 имеют импульсный текущий рейтинг 240А, что здорово — мы будем приближаться или даже превышение этих импульсных значений в режиме DRSSTC! Эти дней, однако, производители, как правило, пропускают фактические импульсные рейтинг и просто оцените импульсный рейтинг транзистора в два раза рабочего тока. Поскольку SSTC, как правило, управляют транзисторы в течение длительного времени или даже непрерывно (по сравнению с несколько десятков из нас в DRSSTCs), мы постараемся уложиться в непрерывные спецификации для надежности.

Драйвер инвертора

С нашим инвертором мы должны найти способ правильно включать и выключать их. Здесь наш водитель приходит. Его цель состоит в том, чтобы переключить инвертор в правильную частота, поэтому мы достигаем резонанса. Он также должен быть мощным достаточно, чтобы быстро зарядить затворы наших IGBT.

Привод ворот

Управление затворами этих транзисторов требует мощный драйвер затвора, который может обеспечить здоровенный ток. Считать затвора как маленький конденсатор, который нужно зарядить прежде чем он переключится. Мы хотели бы, чтобы ворота были включены, как как можно быстрее. К счастью, есть специальные МОП-транзисторы. микросхемы управления затвором, которые делают все это за нас. Наиболее часто используются полевые транзисторы Texas Instruments UCC27321 и UCC27322. драйверы, популяризированные разработками Стива Уорда и теперь используемые везде. они одиноки канальные инвертирующие и неинвертирующие драйверы, с 9Вождение возможность с булавкой включения. Разрешающий контакт важен для нам, если мы хотим простой способ управлять драйвером через наш прерыватель. Следовательно, койлеры Tesla обычно используют UCC2732x. вместе, чтобы создать сигнал +-Vcc (обычно 12 В или более) для управления ворота.

Чтобы еще больше упростить ситуацию, я вместо нашел и использовал UCC27425, который сочетает в себе инвертирующий и неинвертирующий драйвер все в одна 8-контактная микросхема! Это также приходит с собственным включением. Недостатком является его меньшая мощность (4А), но это нормально для маленькой катушки.

Изоляция привода (трансформатор привода затвора)

Управление транзисторами — простое упражнение для инженер-энергетик, но сложнее для любителя. Мы не можем просто подключить выход драйвера к БТИЗ. Они должны быть электрически изолированы друг от друга. Существуют два основных варианта — отдельный драйвер для каждого IGBT. подключается через оптопары или небольшой трансформатор управления затвором. К преимуществам оптоизоляторов относятся точный контроль и минимальные помехи сигнала, но требуют дополнительных компонентов и сложность. С другой стороны, GDT намного проще. , дает хорошие результаты и значительно дешевле. GDT — очевидный выбор. Обратите внимание, что есть только *некоторые* случаи, когда можно использовать GDT (т. е. нельзя включить или выключить для увеличенное время в отличие от оптического управления).

Будьте осторожны при изготовлении собственного ГДТ. Его нужно аккуратно намотать на подходящий ферритовый сердечник, и правильно изолировать. лучший способ проверить, подходит ли сердечник, — это намотать несколько тестовых обмотки на сердечнике, подключите один конец к генератору сигналов (прямоугольная волна) на планируемой частоте катушки и размахе выходы с помощью осциллографа, чтобы убедиться, что сигналы приходят выглядит более-менее квадратным. На приведенных выше фотографиях левый на фото показан прицел при прямом подключении к моему сигналу генератор. На правом фото показан результат моего завершенного GDT. Обратите внимание, что вы не может просто использовать любой тороид, который вы найти как GDT! Это должен быть подходящий ферритовый материал (не железные сердечники), и единственный надежный способ убедиться, что он будет работать это сделать тест, который я сделал выше, так что вам нужен прицел и сигнал Генератор как минимум.

Я веду первичную часть своего GDT с +-12В. Однако для того, чтобы открыть затворы моих IGBT как можно быстрее, я хочу погонять их на более высоком напряжении 18В. Следовательно, моя первичка ГДТ намотана 8 витками и вторичные обмотки имеют 12 витков, чтобы обеспечить повышение на 1,5 В. Сканирование с помощью осциллографа показывает, что это работает (см. выше, с указанием единиц измерения)! Выше фото моего готового ГДТ.

Для защиты ворот полезно добавить что-то вроде стабилитронов/ТВС на 22 или 33В через затвор и источник для защиты затвора в случае скачков напряжения. я пропустил их в моем дизайне для этой катушки.

Генератор частоты

Генератор частоты задает частоту первичная катушка, и она должна быть в состоянии быть отрегулирована для работы на резонансная частота вторичной обмотки. Самый очевидный способ заключается в использовании внешнего генератора частоты, такого как ТЛ494 , что было сделано на SSTC первого поколения в начале 2000. Однако на практике это малоэффективно. Когда искра производится в верхней части вторичной обмотки, имеет собственный емкость, и это снижает общую резонансную частоту схема. Это выводит катушку из строя.

Обычный метод использования просто требует вертикальный провод размещается в нескольких сантиметрах от катушки, около 15 см в длину. Он действует как антенна, улавливая небольшой синусоидальный ток. Использование диодов Шоттки (диоды с низкое прямое падение напряжения и, следовательно, быстрое) для фиксации сигнала на землю и +Vcc, чтобы не поджарить микросхему привода (германиевая диоды типа 1N60 тоже подойдут) получаем прямоугольный сигнал на вход нашего драйвера. Следовательно, катушка самонастраивается. Этот метод представляет собой самый простой и удобный способ и является что использует мой SSTC 1. Недостаток это несколько привередливое позиционирование антенна.

Другой метод — получение обратной связи с помощью небольшой трансформатор тока на вторичной обмотке. Это намотав около 50 витков провода на небольшой ферритовый сердечник с вторичным проводом, проходящим через это кольцо на наземная сторона. Необходимо позаботиться о том, чтобы обеспечить правильное фазирование, которое просто выполняется путем изменения направления вторичный провод, если фазировка неверна. Я считаю, что это более надежно, чем антенна, и устраняет необходимость в хрупком проводе, торчащем из драйвера. Таким образом, я использовал использование вторичной обратной связи по току. Точно так же диоды Шоттки ограничивают выход. Результат трансформатор тока питается от двух логических инверторов (74HC14 или аналогичный), который очищает сигнал драйвера Mosfet.

Существуют и другие методы, но они выходят за рамки рамки этой страницы 🙂

Прерыватель

Прерывателем может быть любая цепь, дающая 1-битный сигнал (вкл. или выкл.) драйверу. Есть много способов может быть реализовано (или, как уже упоминалось, не реализовано вообще). Возможно, наиболее популярным способом является использование двух 555-таймеров вместе. один работает в нестабильном режиме, а другой — в моностабильном. По изменяя подключенные резисторы, можно изменять длительность импульса и частота. См. мой SSTC 1, который использует такой прерыватель для более подробной информации. Результат прерыватель обычно представляет собой какой-то логический сигнал (обычно 0 В для 0 и 5V для 1), и это можно подать прямо в наш привод контакт включения чипа.

Однако, особенно при работе с большими мощными Катушки Тесла (где длина искры может сделать катушку очень опасно находиться рядом), часто полезно контролировать SSTC издалека, необходимость использования внешнего прерывателя питается от батареи с проводом, идущим к катушке (экранированный Обычно используется кабель RCA). Для еще более безопасной работы (и значительно уменьшая помехи от радиочастот, производимых Tesla Катушка), оптоволокно может использоваться для передачи сигнал. Таким образом, прерыватель может быть полностью электрически изолированы от катушки Тесла. Это было реализовано в моем DRSSTC 1 используя стандартный пластиковый оптоволоконный кабель, и мой DRSSTC 2 с использованием многомодового ST 62,5 мкм оптоволоконный интерфейс.

Для простоты, элегантности и компактности я прерыватель решили интегрировать прямо в SSTC на этот раз, так как он будет в экранированной коробке. Я также использовал микропроцессор ATTiny85 для выдавать сигналы прерывателя вместо стандартного 555 таймер. Это экономит мне кучу места на моей печатной плате, так как вместо имея две микросхемы 555 и кучу конденсаторов и резисторов, я нужен только один 8-контактный микроконтроллер! Два потенциометра обеспечивают переменный выходной сигнал от 0 до 5 В, который подается на АЦП ATTiny. Это напряжение считывается и позволяет мне контроль ширины импульса и частоты, примерно от 1 Гц до 254 Гц, с шириной импульса около 10%, ограниченной 1,5 мс (пользовательская регулируемый).

Два контакта ATtiny используются для измерения напряжение с двух потенциометров. Они имеют 10-битную точность. (из 5). Используя значения, я масштабирую ширину импульса и частота. Один выход идет непосредственно к драйверу MOSFET UCC через резистор 5к, а другой выход просто зажигает индикатор ВЕЛ.

Строительство

2013 

Вторичная и первичная катушки

Вторичная катушка

В SSTC есть несколько вещей, на которые следует обратить внимание при проектировании вторичной обмотки: мы хотим иметь хорошее сцепление, но не слишком сильное, чтобы дуга перекрывалась (от от первичного к вторичному или скачкообразные искры на вторичном), и мы хотим увеличить нашу первичную индуктивность, чтобы уменьшить ток намагничивания (но не слишком большой, так как больше ток = больше искры). Уравнение ниже дает L для соленоида. 92)
l = длина рулона в метрах (м)

В результате большинство SSTC имеют «короткие» вторичные цепи, т.е. небольшое соотношение сторон от 1: 1,5 до 1: 3 (по сравнению с 1: 4 до 1: 6 для обычных SGTC) и цилиндрические первичные (хорошо для высокой связи). Кроме того, они обычно довольно толстые. в диаметре (это увеличивает первичная индуктивность, потому что первичная обмотка обычно намотана плотная обмотка вокруг вторичной обмотки). Из уравнения Индуктивность катушки с воздушным сердечником, как указано выше, мы видим, что увеличение витки увеличивают L до квадрата, а увеличивая диаметр катушки также увеличивает индуктивность на квадрат (поскольку площадь увеличивается на квадрат линейного размера).

Кроме того, мы хотим управлять нашей первичной катушкой с подходящей скоростью. частота — слишком высокая и у нас проблемы с нашим инвертором транзисторы, так как они не любят, когда их переключают слишком быстро. Слишком низкий и размер нашей катушки становится физически слишком большим.

Это краткое описание того, как я спроектировал свою вторичную катушку. Во-первых, я выбрал свою частоту примерно в 250 кГц. Если вы помните краткий анализ в Выбор транзистора выше, мы обнаружили, что мы должны держать ниже 222 кГц, как правило, большой палец. Однако, слишком низкая резонансная частота требует физического катушка большего размера, поэтому необходимо сделать баланс … Затем я знал, что у меня есть дополнительная труба из ПВХ диаметром 3,5 дюйма. У меня также была связка провода 34AWG, который занимает около 159 витков на дюйм. С намоткой 7 дюймов (или соотношение 1:2), я получить примерно 1100 оборотов. Это дает мне резонансную частоту 371,27 кГц. Добавив сверху тороид размером 8 на 2 дюйма, я опускаю резонансный частоту до 251 кГц. Намотка 6 дюймов дает 272 кГц. Следовательно, я могу просто намотать катушку примерно на 6-7 дюймов с AWG34 на вторичном 3,5-дюймовом и добавить небольшую верхнюю нагрузку.

Сделав расчеты, я приступил к намотке катушки. я намотанная эмалированная медная магнитная проволока (34 AWG) на трубке из ПВХ 7 x 3,5 дюйма на длину 6,25 дюйма. Это было сделано вручную, как показано выше, и потребовалось всего около полутора часов с небольшими перерывами между ними. Причина, по которой намотчики используют магнитную проволоку, заключается в ее тонкости. изоляция, которая позволяет получить максимальное количество витков на единицу длины. С 9Скорость заполнения 8%, это должно дать мне около 970 повороты. Вместе с алюминиевым тороидом 8 x 2 дюйма, JavaTC дает мне расчетную вторичную резонансную частоту 256,99 кГц со вторичным Q 168.

Вот скриншот моего Моделирование JavaTC. Результаты взяты с 3,5 «x 6,25″ вторичная обмотка AWG 34, что дает мне около 972 оборота примерно 98+% заполнения, с 10 витками вторичной обмотки 3,7″ x 1,25» x 10 витков AWG 14 и тороид 8 x 2 дюйма. Обратите внимание на добавление первичная катушка не меняет резонансную частоту и другие параметры . Это также показывает (в масштабе), как будет выглядеть конечный продукт!

*обновление — изготовлена ​​новая первичная катушка, подробнее см. ниже *

Наконец, акриловые диски были вырезаны и склеены вместе. формировать торцевые заглушки, которые затем прикреплялись к вторичной обмотке с помощью два маленьких винта 2-56 на колпачок. Наконец, катушку отдали. несколько слоев полиуретанового лака на масляной основе. Я использовал Minmax Clear Gloss. полиуретан, но подойдет любой тип лака. Помните, что несколько тонких слоев всегда лучше, чем один. толстый (и сохнет намного быстрее!).

Были просверлены по три отверстия с каждой стороны вторичной обмотки. с резьбой для установки винтов 2-56, которые затем удерживают торцевые заглушки место. Наконец, каждый конец провода был заделан пайкой. на короткую медную полоску, приклеенную скотчем к торцевым заглушкам. Последний фото вверху справа показывает, как я прикрепляю его к опорной плите, с полосой заземления, соединяющей заземляющий провод с вторичная катушка. Общее сопротивление всех соединений от верхней нагрузки до земли сети чуть более 200 Ом.

Первичная обмотка

Для первичной катушки это делается путем простой намотки нескольких витков. толстого провода (>=14AWG) в основании вторичной обмотки. Для нормальный SSTC, нам обычно нужна хорошая связь и много поворотов уменьшить ток намагничивания. Около 6 до 9 оборотов должны помочь, но обороты до 20 также распространены. Поэкспериментируйте и посмотрите, какие дает наилучший результат при подходящем установившемся токе и минимальный нагрев инвертора.

Одним важным замечанием является то, что важно добавить блокировку постоянного тока . конденсатор последовательно с первичной обмоткой инвертора выход. В полумостовой конфигурации можно использовать два конденсатора. последовательно через + и — шины, с одним концом первичный подключен к выходу моста, а другой к середина полумоста. Этот конденсатор должен быть небольшим. доля импеданса моста (Vout / Iout) и должна быть устанавливается значительно выше резонансной частоты. Типичные значения диапазон от 1 до 6,8 мкФ, и обычно это пленочные конденсаторы.

Обратите внимание, что реактивное сопротивление X_c конденсатора обратно пропорционально пропорциональна емкости, поэтому довольно большая блокировка постоянного тока крышка (вместо, скажем, резонансного конденсатора для DRSSTC, которые находятся на порядка десятков нФ) имеет относительно низкое реактивное сопротивление. округ Колумбия блокирующий колпачок исходит из конструкций импульсных источников питания, где насыщение трансформатора может разрушить транзисторы из-за высокого токи. Аналогично, без конденсатора, если один транзистор фиксируется слишком долго, это вызывает короткое замыкание между конденсаторы шины через транзистор, что может привести к потенциальная смерть вашего моста. Специально для полумостов, любых Дисбаланс постоянного тока также может добавить постоянный ток смещения без конденсатор.

Тем не менее, многие люди построили катушки без блокировки постоянного тока. кепка, да и не надо особо для маленьких катушки. Тем не менее, они могут спасти положение в некоторых неожиданных ситуациях. обстоятельствах и относительно дешевы, поэтому целесообразно добавить один. Я использовал металлизированную полипропиленовую пленку MKP 4,7 мкФ. конденсатор последовательно с моим первичным (вы должны использовать хороший качественный полипропиленовый конденсатор — я использовал 4,7 мкФ, потому что он у меня был под рукой, но любой конденсатор около этого значения должен быть в порядке).

05 ноября 2013 г. 

* Обновленная первичная обмотка *

Если вы просмотрите некоторые из более ранних фотографий катушки, обратите внимание что он использовал какой-то тонкий синий провод (7 витков). я узнал что в то время как это дало хорошие искры до 8,3 дюйма, муфта казалась быть слишком высоким, вызывая случайные проблема вторичных гоночных искр, особенно если была острая точка прорыва. не используется. Поэтому я решил построить немного лучшую первичную катушку.

Я разработал и вырезал лазером несколько акриловых держателей для первичных катушки, так что она сформировала структуру диаметром около 4,56 дюйма вокруг вторичной обмотки. катушка. Это было помещено немного ниже начала вторичная катушка и использует провод 14 AWG для 6 витков , что дает высоту намотки 0,65 дюйма. JavaTC возвращает связь около k = 0,25 или около того (полные результаты показано выше), с первичной индуктивностью 7.412uH. вторичка имеет резонансную частоту 252кГц . Фотография ниже показаны новые основные опоры! Для справки, старый первичный имел связь ближе к 0,28 и индуктивность ~8,5 мкГн.

Из этих значений можно определить реактивное сопротивление первичной обмотки. рассчитывается как X_L = 2pi * f * L = 11,74 Ом . Поскольку округ Колумбия блокирующий колпачок имеет низкое реактивное сопротивление (мы его проигнорируем) и предполагая, что первичное сопротивление пренебрежимо мало, при 169 В (120 * sqrt 2) от пика к пику прямоугольной волны на первичной обмотке, мы должен увидеть пиковый ток около 14,4 ампер! Этот увеличенный ток по сравнению со старой первичной обмоткой должен давать большие искры.

Итак, насколько хорошо теория согласуется с реальным миром? я зацепил трансформатор тока на 300 витков (на конце 47R резистор) и измерил ток первичной обмотки осциллограф (фото выше). Судя по осциллограмме, устойчивое состояние ток показывает максимум 2,23 В (это был 10-кратный пробник). Это означает ток 0,0474А. через резистор, или 14.23А через первичку — это соответствует тому, что мы ожидали от наших расчетов.

Обратите внимание, что пиковый ток достигает примерно 30 А (27,9 А, как видно из в этом сигнале) перед загрузкой стримера на вторичном, но установившийся ток остается около 15А независимо от длина ширины импульса. Если вы помните наш краткий анализ в выбор транзистора часть выше, вы можете видеть, что это на самом деле в пределах или, по крайней мере, близко к рейтингу наш IGBT (18 А при 200 кГц) и должен успешно работать в течение длительного времени. время :). Всегда хорошо, чтобы катушка работала в соответствии со спецификациями — что-то трудно сделать в DRSSTCs!

Для тех из вас, кто проектирует свои собственные первичные катушки, полезно определитесь с током, на котором вы хотите работать (все, что ниже 30A должно быть хорошо для надежной работы или даже 50А для хорошо теплоотвода транзисторы) и добавлять/удалять витки, убедившись, что муфта не поднимается слишком высоко и не вызывает скачков искр на вторичный.

Тороид

Раньше я делал свои собственные тороиды из воздуховодов и алюминиевой фольги, но также добились хороших результатов с самодельными тороидами из пенопласта. обернутые фольгой, а также алюминиевые тороидальные воздуховоды. Однако, Решил купить дешевый штампованный тороид. Он измеряет примерно 1,9″х 8″.

Я также провел некоторое время на токарном станке, шлифуя его, чтобы удалить некоторые следы, оставшиеся от штамповки. Это дало моему тороиду красивая алюминиевая отделка. По моим расчетам, эффективная емкость верхней нагрузки составляет всего около 8,3 пФ. общая резонансная частота около 250 кГц (это ближе к 308 кГц без тороида). Наконец, была добавлена ​​острая точка прорыва. Это была просто проволока, обрезанная под углом, чтобы получить заостренный наконечник.

Корпус и коробка

Часть вдохновения для проекта возникла, когда друг мой выбросил испорченный компьютерный блок питания. Оно пришло в красивой черной коробке с входным разъемом питания IEC, заземлением и хороший большой вентилятор все интегрировано. Я решил работать в ограничения этого поля для моего SSTC. Цель состоит в том, чтобы создать очень простая модульная катушка, которую я могу легко транспортировать и быстро.

Коробка ограничивала размер моих компонентов. быть. Одна вещь, с которой мне пришлось пойти на компромисс, — это размер радиатора. для IGBT. Чтобы компенсировать это, я добавил два разъема, к которым можно было подключить два вентилятора. Этот большой поток скорость в сочетании с моим низким рабочим циклом должна быть достаточный.

Наконец-то я захотел сделать что-то вроде этикетки для моей катушки Теслы!

Это было просто сделано путем небольшого травления на запасном куске печатной платы. метка + метки BPS и PW для двух потенциометров. Этот красиво получилось и этикетка крепится к коробке через два латунных винта 2-56. Нанесли тонкий слой лака этикетка для предотвращения окисления меди в будущем. Окончательно, обратите внимание на вырезанную лазером платформу для рулонных форм, а также удобное отверстие в коробке для заземляющего и первичного проводов перейти в. Платформа также позволяет принимать большие 120 мм вентилятор, обеспечивающий охлаждение всего змеевика.

Силовой мост (полумост)

Мой первоначальный план состоял в том, чтобы выгравировать мою собственную печатную плату для изготовления инвертора. Однако, поскольку это будет осуществляться внутри компании, сложно сделать двухстороннюю печатную плату, что необходимо в создание моста с малой индуктивностью. К счастью, я наткнулся на несколько старых печатных плат, созданных моим друг Бэйли. Несколько месяцев назад Бэйли работал над небольшим одноплатный DRSSTC, и осталось несколько запасных плат старой ревизии над. Удобно, что секция инвертора была физически отделена из раздела драйвера. Поэтому я разрезал печатную плату пополам и использовал стороне инвертора для установки шинных конденсаторов и IGBT. Этот мы надеемся, что схема с низкой индуктивностью избавит от необходимости добавлять громоздкие пленочные снабберные конденсаторы и ТВС.

Здесь вы можете увидеть, как макет выглядит внутри блок питания. Одна сторона с умывальником и двумя электролитические конденсаторы — это полумост с ГДТ установлен на место. Правая сторона — плата управления, преобладают два небольших 12-вольтовых трансформатора. Все плотно подходит, но работает хорошо. Радиатор для двух ТО-247 транзисторы немного маловаты, но большой вентилятор на верх коробки + и дополнительный небольшой вентилятор внутри, вкупе с мой низкий рабочий цикл должен помочь сохранить прохладу. Помните, что цель этого проекта состояла в том, чтобы все было просто и компактно, но вам, вероятно, следует добавить больший радиатор для вашей катушки.

Драйвер

Схема драйвера была просто собрана на перфорированной плате и соединены проводами и перемычками. Я решил не травить свой на этот раз собственную печатную плату, потому что подключение таким образом должно быть простым достаточно для небольшой цепи. В конце концов, он использует только три чипа — прерыватель ATtiny, UCC и Hex Inverter (который, вероятно, мог излучаться)! Логическая сила приходит от небольшого трансформатора 120 В на 12 В, который является двухполупериодным исправлены и отрегулированы с помощью 7812 и 7805. Большое количество на логическую шину добавлена ​​емкость фильтра. Отдельный трансформатор обеспечивает 12 В для двух компьютерных вентиляторов, используемых для охлаждения электроника.

Выше фото более-менее готового драйвера (без чипсы еще). Большую часть доски занимают два небольших Трансформаторы EI30 от 120 В до 12 В переменного тока, рассчитанные якобы на 1,5 ВА каждый. левый трансформатор имеет два 3-контактных разъема Molex для удобства подключения. связи с болельщиками. Обратите внимание, что выход выпрямляется два мостовых выпрямителя и имеют собственные фильтрующие конденсаторы. Эти две цепи являются отдельными.

Другая шина 12 В постоянного тока с фильтром регулируется микросхемой 7812 и соединена цепью. с 7805 для моей шины 5 В с ATtiny и 74HC14 инвертор ИС. Выход ATtiny85 подается на вход драйвер MOSFET UCC (через синий резистор). Два других 3-контактные разъемы в верхней части платы идут к потенциометрам. Впоследствии был добавлен еще один заголовок для вторичного ввода в 74HC14 для обратной связи. Наконец, блокировка низкого напряжения также была добавлены впоследствии (да, все они прекрасно помещаются на доске).

После небольшой дополнительной работы все компоненты заполнены.

Обратите внимание на два светодиода — один прямо припаян к плате, а другой служит светодиодным индикатором питания. Второй подключен к второй выход ATTiny85 и обеспечивает визуальную индикацию вывод сигнала прерывателя. Наконец, 50-витковая вторичная также виден трансформатор тока. Нижняя часть печатной платы выглядит немного грязно, но работает хорошо. Схема была протестирована тщательно и с первого раза сработало хорошо 🙂 без проблемы!

Плата была вставлена ​​в корпус (держится двумя винты) и вставил. Еще несколько на что следует обратить внимание — я использовал относительно толстый пластиковый лист в качестве надежной изоляционной прокладки между нижней частью печатной платы и металлический корпус. Кроме того, вы можете обратите внимание на однополюсные и кнопочные выключатели, установленные на перед коробкой. Это было предназначено для управления прерывателем сигнала, но впоследствии я их удалил для простоты. Превращение потенциометр частоты на 0 автоматически включает прерыватель выключенный. Все это управляется через Программирование ATTiny85. Наконец, привет светодиоду Aqua (он действительно вживую выглядит зеленее)

Собираем все вместе

Когда все части готовы, пришло время собрать их вместе.

Выше показан SSTC 2 с надежно защищенным вторичным и верхней загрузкой. на месте (вместе с грязным верстаком!). Пришло время проверить катушку!

Код схемы и прерывателя

И в награду за то, что дочитали до сюда, вот схема весь SSTC 2 для справки! Я пытался сделать это как максимально простым и понятным, но вы должны сделать убедитесь, что вы понимаете каждый компонент схемы, прежде чем строить ее.

Эта схема была изменена по сравнению с оригинальными проектами Стива. Схема Уорда SSTC 5, чей вклад в катушку Теслы сообщество было огромным. Первоначальный дизайн использовал обратная связь антенны и два драйвера UCC Mosfet для GDT, а также прерыватель 555. Я заменил прерыватель на программируемый Вместо этого микроконтроллер ATtiny. Наконец, больше вдохновленный Бэйли и SSTC Zrg, я заменил двойные UCC на один UCC драйвер, способный к двойному инвертированию и неинвертированию, позволяет упростить схему еще больше. Дополнительное пониженное напряжение блокировка используется для безопасности, но может быть опущена.

Я считаю, что эта схема настолько проста, насколько это возможно. все еще в целом достаточно надежен. Я также добавил столько примечания к схеме. Схема регулирования напряжения может быть упрощенный с одним трансформатором. Для обратной связи вы можете использовать любая обратная связь (антенная, вторичная и т. д.), а 0,1 нФ крышка фильтра также может быть опущена, так как она вводит некоторые задержка в цепи обратной связи. Если бы я снова вставил его, я бы поставить его перед инверторами 7414 прямо на выходе Вместо КТ.

Теперь финальная часть головоломка — код прерывателя. Я представил это здесь для вас использовать. Не стесняйтесь редактировать его в соответствии с вашими потребностями! Файл находится в формате Arduino .ino и был разработан для программирования в ATtiny85/45 micro с использованием внутренних часов 8 МГц и с использованием Ардуино как программатор интернет-провайдера. Скачать последнюю версия 0.63 здесь.

Для тех из вас, у кого нет Arduino, вы можете скачать Arduino IDE, скомпилируйте код и запишите . hex-код нормальный способ. Если у вас нет опыта работы с микроконтроллер, можно просто собрать стандартную схему 555 (подробности см. на моей странице SSTC 1) или любой другой прерыватель твой выбор.

Если этот проект был чем-то полезен, буду рад услышать от вас и результаты вашей катушки! Наслаждайтесь и будьте в безопасности!

Результаты

Середина октября 2013 г. 

Проверка катушки – предварительные испытания

Когда все компоненты готовы, пришло время проверить катушку! Я все еще не закончил с моей фактической вторичной катушки, поэтому я использовал временную вторичную катушку , лежащую вокруг цех. Его размеры 12 x 2,5 дюйма, калибр 34AWG. 6-витковый 3,5 дюйма первичная обмотка использовалась с тороидом 6×1,5″ + 7×2,5″, в результате чего резонансная частота примерно 300-350кГц.

Не рекомендуется тестировать катушку на полную мощность. Сначала питание, поэтому я подключил катушку к источнику постоянного тока. Обратите внимание на два переключателя перед блоком управления, которые я использовал для подключить/отключить выход ATtiny85 от UCC. Это оказалось быть плохой идеей, потому что вход UCC становится высоким, когда он не подключен = режим CW, но может быть легко решен с помощью подключение к земле через выключатель. Вместо этого я удалил переключатели и изменил мою программу ATtiny85 на выключение, когда ручка BPS повернута в положение 0. Это упрощает управление катушка. Катушка начинает колебаться при напряжении около 20 В постоянного тока, и я проверил все до 90 В постоянного тока на шине. катушка сделана маленькая искры и генерировали очень сильное радиочастотное поле вокруг катушки, которые могут ощущаться в виде ощущения жжения-покалывания при касание металлического предмета в непосредственной близости от катушки. Катушка работающий!

Первый свет!

Первый раз, когда Катушка Тесла производит искры, обычно рассматривается как «Первый-Свет» и считается знаменательное событие от Tesla Coilers! После рассвета, обычно нужно будет немного настроить, но дело в том, что катушка делает искры, как правило, хороший показатель того, что основной компоненты работают корректно. Это фото фиксирует это момент!

Здесь катушка работает на относительно низком BPS (около 50–100 Гц) с шириной импульса около 400+ мкс. входное напряжение составляет всего около 80 + В постоянного тока через мост, что является намного меньше, чем 340 В постоянного тока, которые он увидит в конечном итоге. Вот, просто около 2,5 — 3 «искры. Кроме того, катушка работает с отдельный вторичный от того, который я буду использовать (это 12″ x 2,5-дюймовая катушка 34AWG с 6-витковой первичной обмоткой на 3,5-дюймовой форме, с двумя небольшие тороиды, доводящие резонансную частоту до 300+кГц). Во время этого теста моя вторичная катушка все еще не была завершен еще.

Испытание катушки — с фактической первичной и среднее

После нанесения лака на мою настоящую вторичную обмотку высох, пришло время проверить! Как и прежде, я начал с обмотки 10 витков провода в качестве первичной обмотки вокруг основания вторичный (обратите внимание на лист ПВХ между ними в качестве изоляции) и подключил мой мост к источнику питания 0-100 В постоянного тока. Катушка подпрыгнула в жизнь легко, но было ясно, что, когда я поднял напряжение более 80В, у меня начались пропуски (т. е. прерыватель пошлет сигнал, но катушка не будет колебаться).

Это заставило меня попробовать различные методы, включая добавление дополнительных оборотов обратной связи на мой вторичный трансформатор обратной связи, но это не решило моих проблем. Как последняя отчаянная попытка разберусь в чем дело, удаляю вторичный отзыв и используйте антенну с неизолированным проводом — это сработало отлично!

Однако обратите внимание на настройку выше, что моя катушка работал с электроникой снаружи. Оказалось, что провод заземления от основания моей вторичной обмотки к блоку управления был 906:30 улавливает помехи от первичной обмотки моей Теслы. Катушка , вызывающая недостоверную обратную связь. Это делает смысла, потому что выше определенного порога напряжения в моем первичный, ток будет достаточно большим, чтобы произвести значительное помехи в моем проводе заземления. Эта проблема была решена размещение провода заземления внутри заземляющего корпуса . Катушка затем очень счастливо работает от вторичного базового тока, и это то, что я использовать в моем окончательном дизайне.

Затем я переключился на вариак для ввода в мой мост, и медленно провернул мощность. Выше около 100 В переменного тока, У меня на вторичной обмотке стали появляться небольшие проблески. намек на [1] недостаточную изоляцию, [2] слишком сильную связь и [3] небольшая асимметрия в катушке. Чтобы решить [1], я добавил второй слой утепления с использованием акриловой формы. Для [2] я уменьшил количество витков с 10 до 7, а для [3] попробовал сделать катушку более симметричной. В идеале у меня было бы немного больше расстояние между первичной и вторичной обмотками.

Сделав все это, собрал все обратно вместе в корпус и испытал его на полной мощности. Катушка работает и работает отлично!

Результаты

Я позволю фотографиям больше говорить!

Выше показана катушка сразу после сборки. вместе. Он производит чуть более 7,5-дюймовых искр в воздух, что не плохо, учитывая, что вторичная обмотка всего 6,25 дюйма. Верно теперь прерыватель катушки работает от 1 Гц до ~ 500 Гц с 1000 мкс максимальное время включения и максимальный рабочий цикл 20%. На фото выше показаны катушка работает с импульсами 1000 мкс (вход 120 В переменного тока).

Радует, что катушка собралась быстро и как и планировалось, и я доволен производительностью. я должен быть в состоянии чтобы получить еще большие искры, но при более высоком напряжении, но целью проекта было сделать небольшой, надежный демо-катушка в выходные. На самом деле проект занял 2 выходные, но я думаю, что это стоило дополнительных усилий, чтобы сделать вещи выглядят красиво. Это также соответствовало всем моим целям дизайна, в результате чего компактная, портативная и надежная катушка Тесла, подходящая для демонстраций. Здесь SSTC 2 производит искры размером около 8 дюймов с временем включения 1000 мкс.

На данный момент нет планов делать доп. модификации катушки, за исключением, возможно, настройки с помощью код прерывателя и, возможно, снижение общего рабочего цикла до Максимум 10%, но с увеличением максимальной ширины импульса до 2 мс. А пока я надеюсь, что эта страница была полезна в вашем стремлении создать свой собственный СТС :).

01 ноября 2013 г. 

Я сделал несколько небольших изменений в прерывателе код. Катушка теперь работает от 1 до 254 Гц и длительность импульса от 0 до 1,5 мс для более толстых и огненных искр. Я также обновил код прерывателя, который доступен для скачивания выше.

Теперь я счастлив сказать, что катушка Выполнено! Некоторые заключительные замечания включают в себя то, что он по-прежнему нуждается в от точки прорыва до прорыва, иначе муфта кажется стать слишком большим, что приводит к случайным гоночным искрам на вторичный, но это происходит довольно редко, если я не использую острая точка разрыва. С острым концом все в порядке. Полагаю это легко исправить, просто сделав первичную катушку очень немного шире, а не прямо на вторичную катушку. Удаление одного витка также, вероятно, поможет. Лучшая длина искры до эфир на сегодняшний день сейчас 8,3 дюйма !

05 ноября 2013 г. 

Окончательные результаты с новой первичной катушкой

Как уже упоминалось выше, я решил добавить немного настоящие первичные стойки для уменьшения муфты, а также будут позвольте мне устранить необходимость в несколько грязном пластике наматывается на вторичную обмотку. За счет увеличения диаметра первички, мне удалось уменьшить количество витков с 7 до 6, что позволяет немного увеличить первичный ток из-за его меньшая индуктивность при уменьшении связи для надежного операция.

С новой первичной катушкой все выглядит немного аккуратнее, и длина искры теперь официально просто колеблется около 9 дюймов ! Он также вспыхивает счастливо без супер-острая точка отрыва без вторичных гоночных искр и успешно работает при первичном токе 15А.

Катушка также прекрасно освещает большие лампочки с очень любопытным искрообразованием в системе низкого давления. среда внутри обычной лампочки. Напоследок несколько обзорных фото катушки в низкочастотном режиме и более высоких импульсных повторениях.

Слева вы видите катушку, работающую на низкой частота импульсов около 2 Гц, 1,5 мс на пакет. Это производит несколько горячих и толстых искр. Второй показывает работу на частоте 200 Гц, но только несколько сотен нас за очередь. При этой мощности катушка действительно очень громко, и звук резонирует в комнате и индуцирует значительное РЧ в металлических предметах в помещении, что может ощущаться в виде радиочастотных ожогов при прикосновении. ..

Наконец, на приведенных выше фотографиях показана катушка в действия вокруг лампочек — передается беспроводная энергия! На данный момент я буду понравилось объявить проект успешным! Пришло время перейти к следующему проекту. 🙂

25 октября 2013 г. 

Хеллоуинское издание!

Я думал, что Хэллоуин не за горами. может быть забавной идеей попробовать заменить тороид на тыква! Я просмотрел несколько супермаркетов, пытаясь найти правильная тыква — около 8 дюймов в диаметре, и довольно плоская, как тороид. К сожалению, я, похоже, не смог найти любой поблизости, поэтому я купил кабачок вместо тыквы. Затем я вставил два маленьких провода сверху и снизу тыква, с нижним соединенным со второстепенным и верхним как точка прорыва.

Работает! Тыква (сквош) хорошо работает в качестве тороид. Надеюсь, я найду тыкву, более похожую на тороид другой день. Всем счастливого Хэллоуина!

Кредиты

Этот проект был вдохновлен великими катушками Теслы. много других людей:

• Однодневный SSTC 5 Стива Уорда как источник вдохновения для изготовление этой катушки за один уик-энд
Простая полумостовая конструкция SSTC
• ZRG, в которой использовался один УКЦ вместо обычной 3732х пара микросхем
• Крошечный проект Тесла Бэйли Ванга, крошечный Катушка Тесла 900 кГц намного меньше этой и очень симпатичная
• Много отличных катушек Тесла и форумов по высокому напряжению на Интернет, который дал мне ценный совет
• И всем, кто так или иначе мне помог.

Скоро будет больше!

Вернуться на главную
(c) Гао Гуанъянь 2014
Контактное лицо: loneoceans [at] gmail [dot] com

Sales — SSTC 4 Boards

лабораторий лонеоушенс | SSTC 4 PCBs (временная страница-заполнитель)

Разводка печатной платы для SSTC 4 v1.0.

Катушка Теслы с одной печатной платой SSTC 4 была разработана как полнофункциональная универсальная платформа Solid State Tesla Coil для создания компактного мощная полномостовая катушка на одной печатной плате!

Эта версия была разработана в качестве улучшения по сравнению с моей полумостовой платформой SSTC 3, и основывается на нем со многими улучшениями. Полный мост позволяет значительно большую выходную мощность по сравнению с полумостовым. Платформа SSTC 4 была разработан в первую очередь для запуска от сети с синусоидальной рампой (с линейным изменением режим’), но может быть легко преобразован в обычную работу SSTC с добавлением шинный колпачок, а также в DRSSTC с добавлением емкостного конденсатора. Доска был разработан, чтобы его можно было легко паять вручную.

Некоторые выдающиеся функции SSTC4 включают:

• Проверенная производительность на основе полумостовой платформы SSTC 3
• Компактная площадь основания и монтажные отверстия для точной установки и монтажа почти в все корпуса блоков питания ATX (или собрать собственный корпус!)
• Многослойная топология Full-Bridge для самой низкой шины индуктивность, принимая 4 ваших любимых IGBT TO-247 или MOSFET
• Надежный Дискретный двухтактный Драйвер МОП-транзистора
• Коммерческие GDT для простой сборки и высокой производительности
• Большой радиатор на полном мосту
• Обратная связь общего назначения, позволяющая антенну, первичный ток, вторичный Текущая или прямая Вторичная обратная связь
• Логический преобразователь на печатной плате с переключателем для easy двойного напряжения (120 В). или вход 240 В переменного тока) операция!
• Сменные прерыватели/контроллеры, такие как GPU на материнской плате — совместим с SSTC 3
• Защитная защита, продувочные резисторы, Регулируемая блокировка пониженного напряжения , Предохранитель (5 x 20 мм)
• Добавьте один резонансный конденсатор и конденсатор внешней шины, чтобы преобразовать его в DRSSTC (имеет для отключения при нулевом токе!)
• Добавлены лепестковые разъемы для легкого внешнего подключения

SSTC 4 также был разработан с демонстрационной простой дочерней платой прерывателя, которая имеет режим стаккато через микроконтроллер ATtiny (вместо кучи дискретные компоненты), а также встроенный приемник ST-Fiber для использования с вашими любимыми контроллер оптического прерывателя.

Текущая последняя версия — v1.1 (март 2016 г.).

Набор печатных плат

Я отправил небольшую партию печатных плат для этого проекта катушки, и у меня осталось несколько остатков. По многочисленным просьбам решил предложить их для продажи. Эти доски должны быть отличная отправная точка для более продвинутых любителей SSTC. Ниже показаны передняя и задняя части основной печатной платы, а также платы демонстрационного контроллера.

В этот набор входят следующие предметы, которые я разработал специально для этого проекта:

• Катушка Tesla-On-A-Board SSTC 4 основной Печатная плата (незаселенная плата)
• Заполненная плата прерывателей двойного назначения Staccato / Fiber с заменой, как показано выше

Поскольку этот набор представляет собой набор макетной платы, я , а не , смогу предоставить дополнительные поддержка для вас, чтобы использовать доски, и у вас должно быть хорошее количество опыт работы в СНТ. Это усовершенствованный проект т. Для получения дополнительной информации вы можете увидеть мой СНТЦ 2, СНТЦ 3 и SSTC 4 страницы для подробное описание того, как я их использовал, включая схемы и многое другое. Операция должна быть довольно простой для опытного моталки.

Цены

Продам КОМПЛЕКТ из двух плат за 65 долларов США . В том числе:

— Один незаселенный СНТЦ 4 v1.1 Плата. Поставляется со стандартной зеленой отделкой HASL и был электрические испытания на заводе-изготовителе
— Заполненная, собранная и запрограммированная демонстрационная плата контроллера, как показано на рисунке выше. При желании вам нужно будет поставить свои собственные потенциометры и разъемы Molex. Подробнее см. ниже.

Этот набор позволит вам быстро приступить к работе!

Текущий запас — Последняя версия v1.1 доски. Все платы SSTC 4 распроданы. Замена прерывателя модули по-прежнему доступны по цене 20 долларов каждый. Нет запланированных будущих заказов один раз полностью распроданы! (июль 2016 г.)

Доставка в любую точку США будет осуществляться через USPS Priority Flat Rate для 7,50 долларов США. Также отправим в любую точку мир. Связаться с loneooceans [at] g mail [точка] com для запросов.
Для получения дополнительной информации об использовании, включая схемы, см. мой СТТК 4 стр.

SSTC 4 Основная плата — Спецификация

Многие из используемых деталей довольно общие (например, различные резисторы, обходные конденсаторы). Этот список разбит на несколько разделов с соответствующими Номера деталей Mouser.com . Не стесняйтесь менять компоненты в соответствии с вашими потребностями. твои нужды. Компоненты также должны быть легко доступны на Digikey, Farnell, Element14, электроника RS и т. д.

Блок питания

1. Переключатель 120–240 В — 611-L202011MS02Q
2. 120/240В — Логический трансформатор 12В — ВПП12-400 (рекомендуется к печатной плате с помощью винтов M3)
3. IC1 — Регулятор напряжения 7805 TO220 Пакет
4. IC2 — 7812 Регулятор напряжения TO220 Пакет
5. B1 — Мостовой выпрямитель — 625-DF06S-E3
6. C1, C3 — 25 В 330 мкФ — 667-EEU-FR1E331
7. C2a, C2b — 25 В 150 мкФ 661-EKYB250E151MF11D

Силовая электроника

1. Q1, Q2, Q3, Q4 — TO-247 / 264 IGBT / MOSFET x 4 — выберите свой любимый транзистор!
   > Рекомендуется: IRFP460, FCH043N60, FCh204N60, ​​HGTG20N60A4D, FGh50N60SMD, FGA60N65SMD, IRGP50B60PD1, ФГХ60Н60СМД
2. R1, R2, R3, R4 — резисторы затвора — рекомендуемые 5R -20R, 1206 SMD, или заменить на свой в зависимости от вашего транзистора
3. Д1, Д2, Д3, Д4 — FM5819
4. TV1, TV2, TV3, TV4 — 15 В SMB TVS Двунаправленный — ТПСМБ15КА
5. R15 — стандартный выпускной резистор 100 кОм, 2 Вт
6. C11 — Пленочный конденсатор 2,2 мкФ (колпачок блокировки постоянного тока) — 80-Р46КР422000М2М
7. C12 — Пленочный конденсатор 1 мкФ или 1,5 мкФ (пусковой колпачок) — 75-МКП1848К51090ДЖК2
8. B2 — Мостовой выпрямитель GBU2510-G 25A 1000 В (требуется радиатор, если работает высокий рабочий цикл, добавить свой )
9. F1 — Стандартный предохранитель 5 x 20 мм + держатель предохранителя (10–15 А) рекомендуется) — 693-0031. 8201
10. Радиатор — 2 x 588-C40-058-VE ( нужно коснуться и просверлить отверстия самостоятельно , рекомендуется винты M3/M4 или 4-40/6-32)
    Система C40 также поставляется с блокирующими кулачками, но я обнаружил, что они несколько сложно использовать. Не стесняйтесь экспериментировать с ними самостоятельно.
11. Силпады TO-247 — x4
12. Вентилятор — 40 мм x 40 мм x 10 мм, 12 В — 108-ASB0412VHA-AF00 (требуется 4 крепежных винта M3 к радиатору)
13. C15B опционально, используется, если C12 не установлен — Крышка местной шины — 18 мм x 7,5 мм ЛС, напр. 220 мкФ 400 В — 661-EKXJ401ELL221MM5
    Рекомендуется также для большего конденсатора внешней шины ~1000 мкФ (подключение через прямая пайка или лепестковые клеммы)

Логика и управление затвором

1. GDT1, GDT2 — Импульсная электроника GDT — P0584NL
2. IC7A, IC7B — Двойные МОП-транзисторы — FDS8958Б
3. IC6 — UVLO — 700-DS1233Z-5 — Банка не учитываться, если UVLO не требуется
4. IC5 — Драйвер затвора — UCC27425
5. IC4 — Флип-флоп SN74HCT74D
6. IC3 — Инвертор SN74HCT14D
7. Д11, Д10, Д16, Д17 — FM5819
8. D14, D15 — Стабилитрон 5,1 В — SMBJ5338B-TP
9. C4 — 1206 Колпачок 0,1 мкФ — VJ1206Y104JXBTW1BC
10. C5 — 1210 Крышка 2,2 мкФ — C3225X7R1h325K
11. C6 — 1206 Крышка 1,0 мкФ — C1206C105K5RACTU
12. C7, C8, C9, C10 — Крышка 4,7 мкФ — GRM31CF51h575ZA01L
13. R14 — PR01000101001JR500
14. R5 — 15 Ом — CRCW121015R0JNEAH
15. R16 — для версии 1. 0: опечатки — используйте обычные 20 тыс. резистор, см. ниже.
    R16 — Для версии 1.1: просто используйте резистор 0805 20 кОм для поверхностного монтажа
16. CT1 — Дополнительно — Трансформатор тока CST 2061A

Общие/общие части

1. LED1 — красный, SML-LXT0805SRW-TR
2. R6/7 — (для версии 1.1 и выше) — триммер 50kR 3 мм Потенциометр — TC33X-2-503E
3. R6 — (только v1.0) 4.3kR 0805 Резистор для поверхностного монтажа
4. R7 — (только v1.0) 5.1kR 0805 Резистор для поверхностного монтажа Отрегулируйте R6 и R7 на ~ 5,5 В на VCC UVLO!
5. R8, R9 — 560R 0805 Резистор для поверхностного монтажа
6. R10 — 51kR 0805 Резистор для поверхностного монтажа
7. R11 — Светодиодный резистор — от 470 до 1 кОм 0805 Резистор для поверхностного монтажа
8. R12, R13 — 1 кОм 0805 Резистор для поверхностного монтажа
9. C13, C14, C16, C17 — 0,1 мкФ 0805 Керамический конденсатор SMD
10. Д9, Д12, Д13 — LS4148 Диоды

Разъемы, разъемы и переключатели

1. SV1 — стандартная 8-контактная розетка с шагом 0,1 дюйма для прерыватель
2. Лепестковые выступы — x8 — 571-624091
3. SIG SW — Переключатель для управления прерывателем
4. Светодиод SIG — ваш любимый светодиод для сигнала прерывателя
5. Вентилятор 12 В — 3-контактные разъемы Molex с шагом 0,1 дюйма (x2) и штекерные разъемы (x2)
6. 2-контактные разъемы Molex с шагом 0,1 дюйма (x2) и вилочные разъемы (x2)
7. Соответствующие обжимные штифты Molex (10 шт. )
8. Перемычки — 151-8011-E (x1)
9. Вилка с наружной резьбой, шаг 0,1 дюйма (x1)
10. Винтовые соединители Phoenix 0,2 дюйма (x1)
11. … и один старый блок питания ATX, чтобы положить его внутрь :-), или сделать свой собственное дело

Ошибки

На платах SSTC 4 v1.0 имеется единственная ошибка, требующая добавления один дополнительный резистор 20k. Версия v1.1 и выше исправляет этот с новым 0805 размещение резистора.

Обычный резистор 20к (R16) можно легко впаять в имеющиеся переходные отверстия Р9 и Р14. В оригинальной плате этот резистор отсутствовал, что привело к катушке возникают трудности с запуском колебаний. Добавление резистора генерирует начальный «импульс» из сигнала прерывателя, который инициирует импульс обратной связи. После этого вступает в действие обычный сигнал обратной связи. Это исправление применяется только для плат версии 1. 0.

Демонстрационная плата Staccato и двойная оптоволоконная прерыватель

SSTC 4 был разработан для запуска различных эффектов, но в первую очередь для запуска в линейный режим, такой как SSTC 3. Для быстрого запуска был сделан демонстрационный прерыватель. Чтобы уменьшить количество частей, аналоговое стаккато прерыватель был обновлен, чтобы использовать только оптопару + небольшой Atmel микроконтроллер (ATtiny45/85). Вход прерывателя SSTC 4 имеет ту же цоколевку. как SSTC 3 для совместимости.

Обратите внимание на 8-контактный разъем 0,1 дюйма. вилки шага должны быть установлены на стороне , противоположной стороне плата для подключения к основной плате. Все компоненты промаркированы и могут быть заполняется следующим образом на схеме. Эта доска позволяет как стаккато работа, а также оптический ввод через стандартный оптический приемник ST OPF2412 , и может использоваться, скажем, с оптическим MIDI-контроллером, который я использую на своем DRSSTC. катушки. Операция выбирается через 2-контактные разъемы, где только один (либо FBR, либо MICRO) можно перепрыгнуть с помощью перемычки в любое время.

Все резисторы и конденсаторы имеют размер SMD 0805. Распиновка для 8-pin соединение платы выглядит следующим образом:

1. КОНТАКТ 1-ЗЕМЛЯ
2. Сигнальный вход (логика 5 В HC, HI = ON)
3. 12 В переменного тока
4. 12 В переменного тока
5. Земля
6. 5 В постоянного тока
7. Земля
8. 12 В постоянного тока

PW и BPS должны быть подключены к внешним потенциометрам 10k. Стандартный 0,1 дюйма можно использовать заголовки пека molex. Любителям предлагается поэкспериментировать со своими собственными прерыватели. 🙂
Собранные и запрограммированные платы для продажи НЕ включают потенциометры — вам нужно будет поставить свои собственные 10k горшки (x2), заголовки (при желании), а также как ваш собственный оптоволоконный приемник, если это необходимо.

Дополнительная спецификация для демонстрационного контроллера

1. 3 3-контактных фиксирующих разъема 0,1 дюйма — 3-641215-3
2. 3 3-контактных разъема 0,1 дюйма — 22-01-3037
3. 9x обжимные клеммы Molex — Обжимные клеммы Molex 2759
4. 1x оптоволоконный приемник — OPF 2412T
5. Потенциометр 2x 10k — P160KNP-0QC20B10K

Для получения дополнительной информации, включая код .HEX для микроконтроллера, см. моя страница SSTC 4.

DRSSTC Преобразование

SSTC 4 можно преобразовать в операцию DRSSTC. Для этого маленький 1/1,5 мкФ Крышка (C12) должна быть заменена шинным конденсатором большего размера (например, 18 мм x 7,5 мм LS). конденсатор 400 В 220 мкФ), с некоторой дополнительной внешней емкостью шины (например, 1000 мкФ). 400В с внешней крышкой). Его можно подключить через входные разъемы V+ и V- на правый край доски. Держите провода как можно короче (и скручивайте провода вместе) для минимизации индуктивности шины. В качестве альтернативы посадочные места для C15A также можно использовать.

Затем C11 следует заменить резонансным накопительным конденсатором, который можно вне борта. Это будет зависеть от вашей основной конфигурации и геометрии катушки.

Первичную обратную связь можно использовать, установив CST206-1A (100 витков) или аналогичный Трансформаторы на 200 и 300 витков (модели 2А и 3А).

Наконец, убедитесь, что для операции DRSSTC используется правильный прерыватель, который потребуются гораздо более короткие импульсы. В качестве альтернативы демонстрационная карта прерывателя можно использовать с оптоволоконным входом от обычного контроллера DRSSTC.

Сборки сообщества

В этом разделе представлены некоторые сборки, которые я получил от любителей, которые хотели поделиться тем, что они создали на платформе SSTC 4! Фотографии ниже их создателями и воспроизведены здесь с разрешения.

Наклонный DRSSTC вентилятора катушки

Выше показана катушка Coilfan, которую он назвал катушкой «сковорода для выпечки». характеризуется интересной формой верхней нагрузки и воспроизведен здесь с его разрешение. До сих пор ему удавалось добиться действительно превосходной производительности до 25 дюймов в длину с использованием платы SSTC 4 и демо-прерывателя стаккато. катушка настроена на работу в двойном резонансе. Очень впечатляющая производительность и действительно показывает, на что способна платформа SSTC 4.

SSTC Станислава 4

Станислав создал очень хорошо работающую катушку с платой SSTC 4, используя 60N60 IGBT и работает в режиме SSTC при 230 В переменного тока и на частоте примерно 350 кГц и вторичная токовая обратная связь. В результате получаются удивительно большие искры! Выше показывает ход его катушки и несколько фотографий в процессе сборки.

Спасибо, что поделились и отлично поработали со сборками!

СНТЦ 4

Для справки, вот плата SSTC 4 V1.0, заполненная и установленная в ATX корпус блока питания. Обратите внимание на небольшой радиатор, установленный на мостовом выпрямителе B2. а также прерыватель, подключенный к двум 10k горшкам, установленным на корпусе. Один переключатель и светодиод обеспечивают индикацию сигнала. Установка, как показано ниже, была разработана для работать как линейный SSTC и, следовательно, использует только небольшой пленочный конденсатор 1 мкФ в качестве «автобусная кепка». Также виден опечатанный резистор R16, как описано выше. Окончательно, обратите внимание, что эта катушка использует прямую вторичную обратную связь. Также можно использовать вторичный ТТ или первичный ТТ (в режиме DRSSTC) для обратной связи.

См. мой SSTC 4 страница для более подробной информации о моей сборке с этой катушкой. С нетерпением жду, что Вы можете придумать эту доску!

Назад в лаборатории лонеоушен. (обновлено в июле 2016 г.)

Удивительный мир микроконтроллеров!

Этот сайт возник из-за необходимости знать, как все работает, и в данном случае хотел изучить и понять интерфейс wordpress. com. В то же время использую эту возможность для обучения, чтобы создать краткое справочное руководство для документирования моих микроконтроллеров на базе Arduino / ATtiny. Беспроводная метеостанция, анемометр, флюгер, датчик температуры, дождемер/диапазонный декодер (любительское радио), эксперименты с автоматическим CW IDer. .

Обратите внимание: этот сайт содержит смешанный контент:
Firefox 14+ автоматически перенаправляет сайты с http на https без предупреждения. Это вызывает проблемы на сайтах со смешанным контентом. Некоторые функции на этом сайте, такие как виджет метеостанции в правом столбце, не будут отображаться, если не включен смешанный контент. Чтобы отобразить смешанный контент в Firefox, прочитайте это, чтобы отключить смешанный контент в Firefox, прочитайте это.

Аттини

• • Удаленный наружный блок беспроводной метеостанции ATtiny
  • Беспроводная метеостанция ATtiny с удаленным серийным ЖК-дисплеем

Ардуино

• • Регистратор данных веб-сервера беспроводной метеостанции Arduino
  • Беспроводная метеостанция Arduino Удаленный последовательный ЖК-дисплей
  • Метеостанция Arduino Анемометр Флюгер

Радиолюбитель

• • Радиолюбитель Автоматический CW IDer ATtiny/на базе Arduino
  • Ham Radio Tiny IBM PS2 Keyboard CW Keyer Интерфейс на основе ATtiny
  • Ham Radio ICOM Yaesu Band Decoder Arduino / ATtiny на базе
  • Отключение радиолюбителей – Автоматическое отключение питания переменного тока от сети
  • Преобразователь уровня радиолюбителей ICOM CI-V / RS232 в TTL
  • Любительская радиостанция ICOM IC756 PRO – II – III / PS125 Модификации вентилятора
  • Соединитель тройника подачи центрального радиолюбителя для дипольных антенн
  • Радиолюбитель 20/40-метровая короткая спиральная дипольная антенна
  • Любительская радиостанция 20/40 м Короткая коаксиальная дипольная антенна-ловушка
  • Радиолюбитель 40/20/15 м полуволновая веерная дипольная антенна
  • Радиолюбительский балун 2,5:1 для рамочной антенны Skywire
  • Радиолюбительская сеть согласования 1:64 (балун) для антенны с оконечным питанием
  • Радиолюбитель miniVNA PRO Установка / Примечания для пользователя

Пульт радиолюбителя

• • Простой пульт радиолюбителя
  • Дистанционное радиолюбительское радио Зачем управлять радиолюбительской станцией удаленно
  • Дистанционное радиолюбительское радио через WebRTC Audio / Raspberry Pi
  • Дистанционное управление любительским радио через Yaesu PCC / Raspberry Pi
  • Ham Radio Remote Base Web Audio API/сервер Node. js
  • Радиолюбительская удаленная база HTML5 Audio / Node.js Server
  • Радиолюбительская удаленная интернет-база через Raspberry Pi
  • Дистанционная база радиолюбителей Комплексное решение
  • Радиолюбительский радиоинтерфейс удаленного базового аудиоинтерфейса

Твердотельный усилитель LDMOS (SSPA)

• • Твердотельный усилитель радиолюбителей LDMOS (SSPA) Источник питания

Малиновый Пи

• • Raspberry Pi Ham Radio Питание Pi от источника питания постоянного тока 13,8 В
  • Дистанционное управление Raspberry Pi Ham Radio через Yaesu PCC / Raspberry Pi
  • Raspberry Pi Ham Radio Remote Base Web Audio API/сервер Node.js
  • Raspberry Pi Ham Radio Remote Base HTML5 Audio / Node.js Server
  • Raspberry Pi Ham Radio Удаленная интернет-база через Raspberry Pi
  • Дистанционная база Raspberry Pi Ham Radio Комплексное решение
  • Raspberry Pi Stream Live Ham Radio/Police Scanner Audio
  • Raspberry Pi Ham Radio AA6E Tiny Python Panadapter
  • Сервер Raspberry Pi Bind9 DNS/DDNS (динамический DNS)
  • Погодная станция Raspberry Pi / ATtiny 433 МГц, радиочастотная связь
  • Raspberry Pi Установите Nginx, PHP, MySQL и uWSGI для Python cgi
  • Изображение Raspberry Pi слишком большое для SD-карты того же размера
  • Raspberry Pi Stretch Настройка точки доступа WiFi / точки доступа
  • Экран Raspberry Pi 4 гаснет, а затем переходит в режим энергосбережения

Кабельные модемы-маршрутизаторы

• • Маршрутизатор NETGEAR R7000, соединенный мостом со шлюзом Comcast Xfinity ARRIS TG1682G
  • Маршрутизатор с кабельным модемом NETGEAR C6900, активируемый с помощью Comcast Xfinity
  • NETGEAR No-IP Setup Free Dynamic DNS на маршрутизаторах с кабельным модемом

Разное

• • Как БЕСПЛАТНО продлить лицензию на радиолюбительство через Интернет
  • Как запрограммировать ATtiny из Arduino ISP с помощью файла . hex
  • Как спроектировать/изготовить прототип (PCB) печатной платы

Беспроводная метеостанция

Беспроводной метеосервер

Wireless LCD Display

Vane Anemometer

3 Cup Anemometer

Solar Radiation Shield

RS232 Level Converter

CI-V Band Decoder

CW-IDer Reminder

Raspberry Pi / ATtiny Радиочастотная связь с метеостанцией 433 МГц – ( Завершено )
Raspberry Pi Stream Live Ham Radio/Police Scanner Audio – ( Завершено )
Raspberry Pi Ham Radio Internet Remote Base Server/Client – ​​( Завершено
Радиолюбитель Автоматический CW IDer На базе ATtiny/Arduino – ( Завершено )
Радиолюбитель ICOM CIV to Yaesu BCD Band Decoder На базе ATtiny/Arduino – ( Завершено )
Беспроводная метеостанция ATtiny/Arduino На базе ATtiny/Arduino – ( Завершено )

Изучение возможности использования ATtiny для преобразования потока данных метеостанции 433 МГц в последовательные данные для Raspberry Pi. Нажмите здесь

Изучение возможности потоковой передачи в прямом эфире Ham Radio, Police Scanner, Microphone Audio с сервера потокового аудио Raspberry Pi. Щелкните здесь. , приемопередатчики Kenwood Ham Radio. Нажмите здесь

8 ноября 2014 г.:  Встроенный автоматический идентификатор CW радиолюбителя ATtiny/Arduino На основе Amtel ATtiny85. Время от времени работал над эскизом , тестировал схему на прототипе макетной платы. Теперь осталось только доделать тестирование в эфире.

15 ноября 2014 г.: Проведены испытания прототипа КВ автоматического CW Keyer / IDer / ID Reminder на IC756 PROIII, и все работает должным образом.

16 ноября 2014 г.: Опубликована еще одна схема, показывающая, как можно настроить ATtiny85 HF Automatic CW Keyer / IDer / ID Reminder. На схеме Rev4 показаны дополнительные командные кнопки, «Отправить идентификацию станции», «Помощь по настройке усилителя», «Включение/выключение идентификации станции», «Включение/выключение вентилятора» и PTT трансивера. В настоящее время тестируется прототип Rev4 на трансивере IC756 PROIII. Питание 13,8 В пост. тока, микрофонный вход, PTT и GND обеспечиваются через дополнительный (1) один штекер Din на задней панели трансивера. Чтобы активировать таймер идентификации, просто нажмите кнопку микрофона, светодиод идентификации начнет пульсировать, когда таймер идентификации активен, после 9 секунд.минут, светодиод ID будет продолжать гореть, показывая, что пришло время идентифицировать станцию. Напоминание об идентификаторе автоматически идентифицирует станцию ​​и сбрасывает таймер идентификатора, когда вы говорите по радио. Если вы слушаете радио, напоминание об идентификаторе будет ждать, пока в следующий раз не будет нажата кнопка микрофона для идентификации станции, а затем сбросит таймер идентификатора. Если кнопка микрофона не будет нажата в течение 5 минут после того, как индикатор ID перестанет мигать, таймер ID автоматически выключит индикатор ID и сбросит таймер ID, готовый к следующему QSO.

22 ноября 2014 г.: Тестирование прототипа Rev4 проходит очень хорошо, звук CW звучит очень хорошо на SSB, отрегулирован уровень звука для идентификации станции с низким фоном. Опубликована схема крошечного напоминания / таймера с батарейным питанием. Все еще работаю над эскизом , см. страницу Ham Radio Automatic CW IDer Arduino / ATtiny.

26 ноября 2014 г.: Немного похожее отвлечение: Ham Radio Tiny IBM PS2 Keyboard CW Keyer Interface Основанный на ATtiny. Приобрел Elecraft KX3 и заинтересовался встроенной опцией PSK. Просматривая руководство пользователя KX3 (Режимы передачи данных) прочитал, что KX3 поддерживает работу с данными через компьютер и специальное программное обеспечение. Поэтому запустил справочное руководство по программированию K3 и KX3 и обнаружил, что команда (KY) будет отправлять ДАННЫЕ клавиатуры через порт RS232, но существует ограничение в 24 символа. Вернувшись к руководству пользователя KX3, прочитайте, что KX3 может преобразовывать CW из разъема CW KEY или манипулятора KXPD3 в данные FSK D и PSK D. Поскольку KX3 может декодировать CW, PSK31 (PSK D) и RTTY (FSK D) на дисплее. Решил создать Tiny IBM PS2 Keyboard CW Keyer Interface на базе ATtiny.

12 декабря 2014 г.: Работал над скетчем PS2 CW Keyer , все отлично работает на Arduino UNO, но включает в себя так много отличных опций, что при переносе на Attiny85 не хватило оперативной памяти. Так что придется удалить некоторые опции в версии ATtiny85.

  Дата   Время   Вольт   Падение   Час   Восход   Время   Вольт   Зарядка
24.02.14 10:30 4,14 В 0,00 В 00 10:30 17:49 4,12 В -0,02 06
25.02.14 06:35 3,75 В 0,37 В 12 09:30 19:19 3,96 В +0,21 10 

 Тест только солнечной панели
  Резистор   Напряжение   Ток  ( Ампер )  Мощность  ( Вт )
Открытый 7,72 0,24 1,85
268 7,60 0,03 0,22
120 7,42 0,07 0,51
Солнечная панель со схемой зарядного устройства, аккумуляторная батарея не подключена
Открытый 7,70 0,24 1,84
268 7,37 0,03 0,22
120 7,21 0,07 0,50
Солнечная панель с цепью зарядного устройства с подключенным аккумулятором
Открытый 6,06 2,83 17,14
268 5,83 0,03 0,17
120 5,78 0,05 0,28
Солнечная панель со схемой зарядного устройства для зарядки аккумуляторной батареи 5 В
  Нагрузка   Напряжение   Ток нагрузки   Ток зарядки 
Открыт 6. 21
268 5,98 0,03  0,16 
120 5,91 0,05  0,13