Litavimo sotelės modifikavimas

Prieš kelias savaites sugedo mano lituoklis, taigi reikėjo nusipirkti naują. Pirkti tokio pačio pigaus nesinorėjo, dėl jau ankščiau aprašytų problemų. Tačiau normalūs gana brangiai kainuoja, ir daugelis yra ne su termopora, o su RTD matavimo elementu. Pamąstęs, nusprendžiau tiesiog pasikeisti kaitinimo elementą turimam lituokliui. Nusipirkau ebay'juj patį pigiausia kaitinimo elementą, už 1.99$. Na ir neseniai jis atėjo.

Tačiau greitai supratau, kad šis elementas, taip pat su RTD, o ne su termopora. Geriau pagalvojus tai tapo nebe problema, reikėjo tik padaryti keletą modifikacijų schemoje. Išmatavau operacinio stiprintuvo išėjimo įtampą, kai termopora įkaitusi iki ~315C (panaudojau termoporą nuo multimetro) - apie 1.3V. Tada įdėjau naują kaitinimo elementą į lituoklį, ir padavęs 24V užkaitinau iki maždaug 320C, RTD varža prie tokios temperatūros - 150 omų, kambario temperatūroje - 50 omų. Tada pasinaudojus šiais duomenimis, omo dėsniu ir paprasta opamp'ų taisykle (Jeigu naudojamas grįžtamas ryšis, opamp'as visada stengsis keisti išėjimo įtampą taip, kad abiejų įėjimų įtampos būtų lygios, daug geriau paaiškinta čia.) paskaičiavau rezistorių vertes.

Schemos modifikavimas

Uždėtas naujas elementas.

Beliko sukalibruoti, tai padariau labai lengvai. Pastebėjau, kad su šiuo elementu, priešingai nei ankščiau, nebeplaukioja rodoma temperatūra. Be to beveik nėra to šuolio į priekį, ir užkaista žymiai greičiau. Seniau iki 320C užkaisdavo per 1:50, o rodydavo, kad per 22s, dabar iki 320C užkaista per 48s, o rodo, kad per 38s. Likau labai patenkintas!

Rotary encoders naudojimas

Egzistuoja toks dalykas kaip rotary encoders (Rotaciniai enkoderiai?). Lemona juos vadina skaitmeniniais potenciometrais, ir tame yra truputis tiesios. Jie panašūs į potenciometrus, ir turi 3 išvadus, tačiau veikia visiškai skirtingai. Enkoderiai, juos sukant, išduoda skaitmeninius signalus. Jie patogūs naudoti todėl, kad yra prasisukantys, t.y. į vieną puse galima sukti kiek nori. Taip pat juos labai patogu jungti prie mikrovaldiklio. Nusprendžiau su jais pažaisti, ir nusipirkau 10vnt iš ebay'jaus už maždaug 2.5$.

 Jungimas paprastas - vidurinė koja į GND, kitos dvi kojos - tai A ir B. Ant A ir B užkabinami pull-up rezistoriai. Dabar, jei pajungsime oscilografą prie A ir B kojų ir pasuksime, pamatysime tokį vaizdą.

Geltonas - A, Mėlynas -B

Kaip matote, gauname du vienodus signalus tik pasislinkusius. Jei enkoderį suksime į kitą pusę, signalas gausis toks pats, tik iš kitos pusės. T.y. jeigu dabar kai A leidžiasi B būna 0V, tai sukant į kitą pusę, kai leisis B bus 5V. Žinant šį principą, labai lengva parašyti programą.

Parsisiųsti. Principas toks pats. Padarytas falling pertraukimas ant vieno iš dviejų kojų (A arba B). Falling reiškia, kad suveikia kai lygis keičiasi iš aukšto į žemą. Tada tikrinama ar kita koja tuo metu buvo aukštam ar žemam lygyje, ir pagal tai sprendžiama, ar pasukta pagal, ar prieš laikrodžio rodyklę.
Problema ta, kad programa nuskaito tik 1/4 visų būsenų. Tačiau man tai tik privalumas, nes pasukus rankenėlę vieną kartą (sukant jaučiasi toks tarsi treškėjimas, vienas kartas - tai vienas "stepas"), pereinama per visas 4 būsenas. Todėl jei nuskaitinėjant visas būsenas, pasukus vieną kartą, poz vertė pasikeistų per 4 vienetus.

Kita problema yra ta, kad kaip ir mygtukuose, enkoderiuose persijungiant būsenai atsiranda triukšmas, ir mikrovaldiklis tai gali interpretuoti kaip keletą pasukimų. Todėl juos reikia taip sakant "debouncinti".
Šis procesas gali būti dviejų rūšių : programinis, arba hardwarinis. Aš dažniausiai renkuosi hardwarinį, nes programavimas yra mano silpnoji pusė. Tam aš pasinaudojau tokia schema :

Viską sujungiame ir bandome

Rezultatai

Išbandžiau ir galiu pasakyti, kad veikia labai sklandžiai, neperšoko nei vieno skaičiaus - man tikrai labai patiko. Manau, kad tikrai naudosiu juos projektams, kur reikia ką nors reguliuoti, pvz.: laboratorinis maitinimo šaltinis. Dar vienas geras dalykas kurio nepaminėjau - šie enkoderiai turi integruotus mygtukus. Galima paspausti pačia ašį. Nuo savo oscilografo nusižiūrėjau, kad labai patogu ant tų mygtukų padaryti skalės keitimą. Pvz. jei reikia tikslaus nustatymo, paspaudi mygtuką, ir pereinama į mV reguliavimą, paspaudi dar kartą - grįžtama į V.

Intel Galileo

Viskas prasidėjo, prieš maždaug tris mėnesius, kai elektronika.lt portale užtikau šią temą. Microsoft'as vykdė tokią akciją - nemokamai dalino Intel Galileo plokštes. Tereikėjo užsiregistruoti, parašyti kokios turi patirties programavime, ir aprašyti keletą idėjų, ką tu nuveiktum su Intel Galileo.
Nusprendžiau ir aš pabandyti laimę, užsiregistravau. Kiek prisimenu parašiau dvi idėjas: 1. Namų automatizavimo sistema 2. EEG įrenginys, sekantis akių judėjimą miegant, ir pagal tai nustatantis ar subjektas sapnuoja, na, o kadangi dabar ant bangos IoT, tai prirašiau dar, kad jungiamas prie interneto :). Man atrašė, kad duos žinoti jeigu turės daugiau plokščių, nes kaip supratau tuo metu jau nebedalino. Na pagalvojau, kad nieko neišėjo, ir kažkaip apie tai pamiršau.

O štai po mėnesio gavau el.laišką, kad buvau buvau atrinktas, ir man nusprendė atsiųsti šią plokštę. Tai man buvo didžiulė staigmena, nes seniai buvau praradęs viltį :). Dar po savaitės gavau laišką, kad siunta išsiųsta, ir fedex siuntos sekimo kodą. Po 10d. siunta pasiekė Lietuvą, ir pastrigo muitinėje. Siunta buvo deklaruota 150$ vertės, taigi reikėtų sumokėti nemažai mokesčių, todėl jau buvau nusprendęs atsisakyti, kai su manimi susisieks. Tačiau gavus el. laišką iš fedex, paaiškėjo, kad visus muitus, mokesčius ir t.t. padengs siuntėjas, t.y Microsoft, ir man tereikia pasirašyti išmuitinimo sutartį! Dar karta labai apsidžiaugiau...

Ir štai šiandien, išgirdau skambutį į duris, o už durų stovėjo kurjeris. Pasirašiau ir man atiteko štai ši dėžė.

Atplėšiam ir pradžioje randame sveikinimą nuo Microsoft.

Žiūrim ką turim toliau...

O čia ir prasidėjo staigmenos :).

Viduje randame USB tinklo plokštę, patch kabelį, 16Gb 10 klasės microSD kortelę (vėliau paaiškėjo, kad joje įrašyta Windows OS Intel Galileo plokštei), ir 3mm žalią šviesos diodą :). Likau maloniai nustebintas, nes nesitikėjau kažko, apart Intel Galileo. Aišku galbūt reikėjo pirmiausia perskaityti tą atviruką :).

Na, o dabar prie pagrindinio objekto - Intel Galileo. Atidarome dėžutę.

Viduje randame 5V 3A adapterį, krūvą kištukų įvairioms šalims, na ir žinoma patį Intel Galileo. Iš tikrųjų man labai patiko pačios dėžutės dizainas - tikrai puikiai pasidarbuota.

Pasirodo yra ne vienas būdas jį programuoti. Galima rašyti programas Arduino aplinkoje ir įkelti į flash atmintį. Galima į SD kortelę įsirašyti Linux OS, ir ten rašyti programas, kad ir Python kalba. Arba, kaip dariau šiuo atveju, įdėti SD kortelę su windows OS, ir rašyti kodą Visual Studio programa.

Tiesa sakant nelabai aš dar spėjau su ja susipažinti, bet bent šviesos diodą pamirksinau :)

Nešiojamo kompiuterio įkroviklio perdarymas

Savadarbei litavimo stotelei reikėjo maitinimo šaltinio. Transformatorius + diodų tiltelis + el. kondensatoriai man pasirodė per daug griozdiška . Nusprendžiau, kad reikia impulsinio maitinimo šaltinio. Pagalvojau, kad geriausia būtų paimti nešiojamo kompiuterio įkroviklį, nes jis kompaktiškas, ir sukelti įtampą iki 24V. Panaudojau 90W 20V Lenovo įkroviklį :

Atidariau paprastai - su kaltu ir plaktuku :) Štai kas slepiasi viduje :

 

Tiesa, ši nuotrauka jau po perdarymo, matosi, kad prilituoti neoriginalūs laidai ir įdėti per dideli kondensatoriai. 

Žemos įtampos pusėje stovi AP4310, kuri skirta reguliuoti išėjimo įtampą ir srovę. Jos viduje yra du operaciniai stiprintuvai ir precizinis 2.5V įtampos etalonas.

Įtampai reguliuoti naudojamas pirmas operacinis stiprintuvas, kurio tiesioginis įėjimas jau prijungtas prie minėto 2.5V etalono. Į invertuojantį įėjimą per įtampos daliklį yra paduodama maitinimo bloko išėjimo įtampa. Stiprintuvo išėjimas keliauja kažkur į grįžtamojo ryšio grandinę (feedback). Taigi lengviausias būdas pakoreguoti maitinimo bloko įtampą yra pakeisti įtampos daliklį. Matomi trumpikliai OPEN1 ir OPEN2 yra tam ir skirti. Užtrumpinus kurį nors trumpiklį rezistoriui nuo invertuojančio iėjimo į žemę yra lygiagrečiai pajungiamas dar vienas rezistorius, tai sumažina bendrą varžą ir įtampa įtampos daliklio išėjime sumažėja , dėl šios priežasties yra automatiškai pakeliama įtampa maitinimo bloko išėjime. Na, spėju kažkaip neaiškiai aš čia viską nupasakojau tai dar nubraižiau šiokią tokią schemutę:

 

Padariau matavimus su visom 4 įmanomom trumpiklių konfigūracijom, bet labai gaila, kad kažkur pamečiau ta lapą. Didžiausia įtampa buvo apie 20.5V (tiksliai nepasakysiu - neprisimenu). Prieš pradedant didint įtampa dar labiau, reikia pakeisti išėjimo filtro kondensatorius į didesnės įtampos, senieji buvo 25V tai lyg ir būtų užtekę, tačiau labai arti ribos, todėl pakeičiau į tokius, 35V. Esmė ta, kad užtrumpinus abu trumpiklius įtampa vis dar per maža, taigi laikinai lygiagrečiai prijungiau 100K potenciometrą, ir mažinau varža kol gavau 24V. Tada išmatavau potenciometro varža ir apskaičiavau kokio nominalo rezistorių man reikia prijungti lygiagrečiai. Kadangi tiksliai tokio rezistoriaus neturėjau tai prijungiau du lygiagrečiai (nerašau nominalų nes neprisimenu). Išėjimo įtampą matavau oscilografu nes mano pigus multimetras yra netikslus.

Įtampa buvo 23.4Vrms ir esu tuo pilnai patenkintas. 

Tada atsirado dar viena problema - maitinimo blokas pradėjo cypti. Nesmarkiai ir tik be apkrovos, tačiau vis tiek girdėjosi ir erzino. Bandžiau išmirkyti mažajį trafuką epoksidiniuose klijuose, bet nepadėjo, nes greičiausiai cypė didysis transformatorius. Niekaip kitaip neišsprendęs šios problemos ėmiausi drastiškų priemonių - apvyniojau maitinimo bloką akmens vata :)

Atrodo tarsi bomba, na bet bent jau nesigirdi :)

P.S. Jeigu rasiu tą lapą su matavimais, įrašą papildysiu.

Dėmesio! Pavojinga įtampa! Maitinimo šaltinio pirminėje pusėje yra pavojingos gyvybei įtampos, niekada nedirbkite prie įjungto maitinimo šaltinio, taip pat nepamirškite prieš dirbdami iškrauti didįjį 400V kondensatorių. Jokios atsakomybės už patirtą žalą neprisiimu.