.: Rubriky
plus 1) Poezie a próza
plus 2) Hudba
plus 3) Galerie
mínus 4) Film
mínus 5) Divadlo
plus 6) Věda a technika
plus 7) Mozaika (ostatní)
plus 8) Projekty POSTŘEHU

 .: Chci...
... se stát autorem
... znát lidi kolem Postřehu
... sponzorovat Postřeh
... vložit/upravit článek
Boží Dar
 .: Free MP3 album!
Vinylová budoucnost 2008 Vinylová budoucnost 2007

 .: Články podle data
<<  Říjen  >>
PoÚtStČtSoNe
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 31     

 .: Online
Stránku si právě čte 17 lidí.
 .: Informace
magazín Postřeh
ISSN 1803-5639
Národní knihovna ČR:
001686222
TOP 15, Fotogalerie
Chata v České KanaděChataUbytování velkých skupinPenzion v Jižních ČecháchPenzion v KunžakuRybařeníJižní ČechyPenzion StrmilovKomorníkChata u rybníka KomorníkaUbytování Česká KanadaKomorníkUbytování v Jižních Čechách
 .: Login

Jméno (přezdívka)
Heslo


Registrace nového čtenáře

Logická sonda

Histes - Elektrotechnika - 14. 08. 2009 - 10870 přečtení

PT042_maly.jpgVývoj stavebnic ve společnosti Tipa i přes současnou ekonomickou krizi  pokračuje na plné obrátky dál. Po více než dvou letech představujeme další zařízení vyrobené v levné edici, která má za cíl umožnit  školám a kroužkům pro potřeby výuky a soutěží nakoupit za rozumný peníz levná, ale užitečná heblata. Tentokrát na Postřehu představíme stavebnici logické sondy, která slouží pro zjištění logických hodnot signálu v různých zapojeních. Signalizace je jednoduchá – v případě, že (+) a (–) přeblikavá, nenachazí se na měřicím hrotu žádá logická hodnota. Když svití pouze (–), tak to znamená, že na měřicí hrot je přivedená log. 0. Naopak, když svítí pouze (+), je na měřicí hrot přivedena log. 1. Autoři: Adam Remeš, Richard Vacula, http://stavebnice.tipa.eu


Stavebnice je nízkorozpočtová a neřadí se do standartní série společnosti Tipa. Proto je plošný spoj jen vyvrtán a nalakován, bez pocínování, nepájivé masky, potisku součástek. Zařízení je přesně šité na míru elektrotechnickým soutěžím, kdy je třeba něco levného a dobře otestovatelného. Díky své příznivé ceně však přiláká i další spektrum zákazníků.

Popis zapojení

  PT042_schema.jpg

Impulsem k samotnému vývoji stavebnice bylo, jak už jinak v mém případě (Richard), než využití nalezených zobrazovačů. U digitronů to byly stovky kusů, u těchto tesláckých displejů se jedná o tisíce. Zobrazují jedničku, (+) a (-). Po spoustě zběsilých nápadů (např. binární hodiny, trojbarevné elektrické kuličkové počítadlo) přišel jeden rozumný. Adam navrhl využití pro logickou sondu. Plus bude znamenat log. jedničku, mínus log. nulu. Při samotném vývoji jsme trochu narazili a pochopili, proč většina sond je tak složité konstrukce. Co se zdá v prvé chvíli jednoduché, může po čase překvapit mnohými nástrahami. Většina volně dostupných zapojení funguje na principu, že přiložíme měřicí hrot a zobrazí se nám log. hodnota. Jenže i po odejmutí hrotu zůstává naměřená hodnota stále aktivní. Pokud jsem tedy měřil log. 1 a příště ji změřím zase, nevím, jestli se jedná pouze o hodnotu z minula, nebo aktuální měření. Tyto sondy využívají sledovače se zpětnou vazbou. My však chtěli za málo peněz hodne muziky, přičemž tento cíl se zdál stále méně splnitelný. Hradla se musí vždy nějak zatížit, jinak by se rozkmitala. Ale toto trvalé zatížení zase znamená trvalé zobrazování jedné logické hodnoty a případně její přehození, pokud přijde silnější signál. Spása v podobě pomocné logiky z diod taky nepřišla, protože diody uzavřely dělič napětí a na měřicím hrotu se nám objevila poloviční hodnota napájení. Pak se podařilo sondu navrhnout s trnazistorem a pár diodami, což však znamenalo vyšší zatížení měřeného obvodu. V tu chvíli však přišel spásný nápad. Co takhle jednoduše "vykolejit" astabilní multivibrátor z provozu? Pokud nebude hrot zatížen, bude na displeji přeblikávat (+) a (-), při přiložení se oscilace zastaví a zobrazí změřená hodnota. Realizace v praxi přinesla ovoce a při měření jsme zjistili maximální proud protékající hrotem při měření 7 mikro Ampér. A už byl splněn plán - málo peněz - hodně mu.. vlastně blikání :-).

Zpátky k samotnému zapojení. Hradla IC1A a IC1B tvoří astabilní multivibrátor - jeho chod je vyřazen přiložením měřeného napětí (signálu). Displej DIS1 je se společnou anodou - jednotlivé segmenty tedy budíme zemí neboli log. nulou. Stabilizátor 78L02 zabezpečuje, že na anodu displeje nebude přivedeno napájení vyšší než 2V, které plně dostačuje pro jeho svit (vyšší než 3V by znamenalo destrukci). Pokud na hrot přivedeme log. 0, oscilace skončí, představme si pro lepší přehlednost, že C1 a R2 v zapojení vůbec nejsou (ty tvoří spolu s hradly astab. multivibrátor). Vidíme náhle pouze 4 hradla NAND zapojené jako invertory, tedy pokud bude na vstupu log. 0, na výstupu se objeví log. 1. 

Na hrotu tedy máme přivedenou log. 0, která se nám skrze odpor R1 (který zvyšuje vstupní impedanci, aby docházelo k co nejmenšímu zatížení měřeného obvodu) dostává na vstup prvního invertoru IC1A. Na jeho výstupu (pin 3) je negace vstupu, tedy log. 1, kterou vedeme na vstup dalšího invertoru IC1B. Na jeho výstupu bude zase negace vstupu, tedy log. 0. Výstup IC1B je připojen na katodu segmentu (-) displeje DIS1 a zároveň na paralelně spojené invertory IC1C a IC1D. Na katodu segmentu (-) je tedy přiváděna log. 0 (což je v podstatě GND) potřebná k rozsvícení segmentu (-). Nesmíme opomenout další invertory C a D, na jejichž výstupu a i katodě segmentu (+) je nyní log. 1 (tedy kladné napájecí napětí "+"). K rozsvícení displeje však potřebujeme log. 0 (GND)a proto svítí pouze segment (-). Naopak pokud přivedeme na hrot log. 1, za IC1B bude také jednička, která však nerozsvítí segment (-), ale za IC1C a IC1D již bude potřebná log. 0 a na displeji se tak vykreslí znaménko (+).

Možná by od zvídavého začínajícího elektrotechnika přišel dotaz, proč jsou zapojena hradla IC1C a IC1D paralelně. V praxi se tím snižuje výstupní impedance (snažíme se vytvořit z výstupu hradla tvrdší zdroj, který "utáhne" třeba více LED diod). U nás jsou hradla propojena pouze proto, že bylo jedno v pouzdře integrovaného obvodu navíc, tak ať se nefláká, bez zatížení vstupů nerozkmitává a neruší ostatní při práci.

Sonda je při tomto oscilačním zapojení možná trochu legrační, blikající, ale také velmi citlivá. Schválně zkuste, kolik lidí je potřeba propojit pomocí rukou do série s měřenou log. hodnotou, aby přestala měřit. Jak takovou legraci realizovat? První člen řetězu se bude držet hrotu, poslední uchopí do ruky buď kladný nebo záporný pól napájení sondy (kladný zobrazí '+' a záporný '-'). Zkoušejte pochopitelně pouze do 17,5 V stejnosměrných. Při vyšších hazardech se nejdřív odvaří sonda a pak by mohlo dojít i na Vás. 

Konstrukce a oživení

Nezapomeňte připájet propojku dříve, než ostatní součástky. Po důkladné kontrole a očištění spoje od kalafuny připájete k pájecím ploškám „+“ a „–“ napájecí vodiče (možno zakončit krokodýlky či jinými konektory), kterými budete do sondy přivádět min. 3,3 a max. 17,5 V ze stejného zdroje napětí, kterým je napájené i měřené zapojení – pokud chceme, aby sonda log. hodnoty vyhodnocovala vždy správně, je identický zdroj napájení nutný. Veškeré potřebné údaje naleznete přímo na obrázku s rozmístěním součástek. Rozpis součástek pro tuto miniaturu není potřebný. 
 
PT042.jpg   PT042_souc.jpg   PT042_dps.jpg
Autor:
Adam Remeš
Richard Vacula  
První série:
9.2009
Napájecí napětí:
3,3V - 17,5V
Proudový odběr:
max. 15 mA
Rozměry DPS:
12,4 x 60,3 mm
Vstupní impedance:
>100k
Levná edice
 
Stavebnice bude v prodeji na www.tipa.eu od října 2009. Hledejte na eshopu pod označením PT042. Předpokládaná koncová cena 30,- Kč včetně DPH. 


Pro ohodnocení článku musíte být registrovaným čtenářem  [Akt. známka: 0 / Počet hlasů: 0]

 
Informační e-mail Upozornit emailem     Vytisknout článek Vytisknout článek

Komentáře na Facebooku:

Komentáře na Postřehu:
Komentář ze dne: 15.08.2009 16:03:01     Reagovat    Nový komentář
Autor: [Hill] - Hill
Titulek:
Dobrý nápad, taková zapojení mám rád. Jen je mi divné, že taková geniálně jednoduchá konina nenapadla někoho už dřív.
Líbí se mi i možnost použít normální sedmisegmentovou číslicovku a pomocí matice z diod ji naučit zobrazovat znaky L a H.
Má to samozřejmě jednu nevýhodu - jednotlivé jehlové impulsy se poznají nanejvýš podle narušeného rytmu blikání. Slouží to zkrátka přednostně k indikaci ustáleného stavu, což asi většinou stačí a ta jednoduchost a blbuvzdornost ostatní nevýhody kompenzuje nebo přinejmenším omlouvá.
Zkrátka to chválím.

  
Komentář ze dne: 16.08.2009 10:11:58     Reagovat    Nový komentář
Autor: neregistrovaný - Histes (@)
Titulek: Re:
Ano, Hille, mé ego zaplesalo, když přišel nápad, který ještě nikdo jiný neměl. Ano, slouží to k jednoduchému měření - na měření datových toků už dnes stačí port LPT a program v počítači, který nám pak log. stavy vykreslí na obrazovku. Jiný student dělal USB zvukovou kartu, nesvítila mu LED dioda indikující stav PLAY. Měnil diody, neustále měřil spoje, byl zabřednut do datasheetu. Pak jsem přišel, vzal sondu a zjistil, že SMD zvukový procesor nemá jednu nožku zapájenou - ač na první pohled to vypadalo na krásný uhlazený spoj. Já osobně jsem tedy sondu už využil. Díky za reakci.

Komentář ze dne: 22.10.2009 17:07:57     Reagovat    Nový komentář
Autor: neregistrovaný - Vrata (@)
Titulek: JOoooo
Super napad s tim oscilatorem!!! to je na nobelovku!!!!
Jen skoda ze se vyuziva jen toho +/- .. 4 diody navic a mohlo by to umet 1/0

Mam 2 pripominky:

1) Carodejnice leta na kosteti.. Ne na koštěti (najit s^ a t^ na francouzke klavesnici... to je mazec...)

2) Czechia - TO JE HROZNY!!!!!! Jsme furt v Czech Republic!! A doufam ze jeste budem... :)

  
Komentář ze dne: 25.10.2009 18:40:16     Reagovat    Nový komentář
Autor: [Hill] - Hill
Titulek: Re: JOoooo
Vezmu to od konce: když sem můžou přispívat z Rakouska a ze zemí za Louží i s diakritikou, protože si českou klávesnici nainstalovali, nebude to u francouzské klávesnice o tolik těžší. A udělej to - jsme na literárním serveru a jistá minimální úcta k rodnému jazyku by tu měla být zákonem.
Proto opravuji nobelovku a nějaká ta chybějící písmenka.



 .: Služby & akce PT




 

 

(c) Postřeh team 2001 - 2009        postaveno na českém opensource redakčním systému phpRS

 

fotografie

|

grafika

|

hudba

|

literatura

|

umění

|

galerie

|

poezie

|

gramodeska

|

ars polyri

|

věda

|

elektro

|

technika

|

radio

|

bastlení

|

konstrukce

|

schémata

optimalizace PageRank.cz