Revija o elektroniki in računalništvu www.elektronik.si 5
www.elektronik.si 5 Revija o elektroniki in računalništvu Cena 0,00 € avgust 2009 Avdio: Dexboy: Plazma zvočnik - Nejc Končan Napajalniki: VolkD: Strojništvo: SimonS: CNC uporaba - Simon Skočir Energetika: Azrael: Vklop in izklop malo drugače - Friderik Back Triki in nasveti: VolkD: Pri frizerju - Darko Volk www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu je občasnik internetnega foruma www.elektronik.si Glavni in odgovorni urednik: Darko Volk, lektor: Aljaž Ogrin Uredniški odbor: moderatorski team foruma Revija je v elektronski obliki praviloma v pdf formatu. Sestavni deli revije so lahko tudi druge datoteke, ki predstavljajo source programske opreme objavljene v reviji. Vsi sestavni deli revije so zapakirani v ZIP format. Revija objavljena na internetu je dostopna vsem uporabnikom www.elektronik.si, ki je javni forum. Cena revije je 0 eur. Avtorstvo člankov objavljenih v tej reviji je izključna last avtorjev. Revija si ne jemlje nikakršne pravice glede objavljanja člankov v drugih medijih, če je le naveden vir in avtor. Izdelava projektov objavljenih v reviji je dovoljena zgolj za lastno uporabo. ISSN 1855-6868 Laboratorijski napajalnik II - Darko Volk www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Plazma zvočnik - 1 Avtor:Nejc Končan [email protected] Plazma zvočnik Uvod Nekega dne sem brskal po internetu, gledal razne zanimive kratke filme na spletnem portalu You Tube, ko sem opazil naslov "Plasma speaker". Tako se je vse skupaj začelo. Pogledal sem nekaj filmčkov, malo povprašal če ima kdo kakšne načrte, vendar noben načrt ni iz- gledal kaj preveč obetavno.. Vse je bilo videti dokaj enostavno, zato si niti približno nisem predstavljal, da bo sploh kaj delovalo. Imel sem veliko problemov; časovno gledano sem porabil dve tretjini vsega časa za odpravljanje napak. Vedno sem nekaj uničil. A na koncu mi je le uspelo. Po nekako sedmih poskusih, zaslišim zvok iz CDpredvajalnika, a ker je bilo to vezje sestavljeno na testni plošči, sem moral vsa nova vezja izdelati sam. 1 "Plazma zvočnik", je zvočnik, ki nima nikakršne veze z elektrodinamičnim, piezo ali katerikolim drugim tipom širše poznanih tipov zvočnikov. Ta zvočnik deluje na principu PWM (pulse width modulation) oz. na principu pulzno širinske modulacije. Signal nato še frekvenčno moduliramo in dovedemo na končno (ojačevalno) stopnjo, s katere gre ojačan signal na visokonapetostni transformator (v mojem primeru iz TV sprejemnika), ta pa ga dovede na dve volframovi elektrodi slika 1* premera 2,4mm, ki se uporabljajo za varjenje po TIG postopku (volfram zato, ker ima visoko tališče). To je na kratko opisan princip delovanja naprave, seveda naprava ne deluje brez napajalnika. Za napajalnik sem dal naviti 300W transformator z izhodno napetostjo 48V ter 15V (ločeni navitji). Izhod za 48V sem usmeril in zgladil tako da napetost naraste na približno 60V DC; 15V izhod pa sem usmeril, gladil in stabiliziral z LM7815. 60V DC sem uporabil za napajanje močnostnega dela, 15V DC pa za napajanje krmilja. Kot zvočni vhod lahko uporabim katerokoli napravo, priporočljivo pa je, da uporabim napravo, ki nizke tone izniči ker ta zvočnik ni namenjen in ne more predvajati nizkih frekvenc (s tem se samo greje cela naprava, učinka pa skoraj ni). Najlepše predvaja srednje in visoke tone. Avdio Kratek opis www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Plazma zvočnik - 2 Avtor:Nejc Končan [email protected] 2,4mm volfram elektrodi na nosilcih Potek izdelave naprave Najprej sem v programskem okolju Eagle Layout Editor narisal električne sheme. Odločil sem se, da naredim napravo s tremi vezji in sicer: krmilni del, močnostni del ter seveda napajalni del. Električne sheme vezij Vezje 1 – Krmilno vezje To je glavno oziroma krmilno vezje. Vezje skrbi za nastanek PWM signala, ki ga preko Električne sheme: priključnih sponk VEZJE2 pošljemo na drugo vezje (močnostno vezje). 2 Avdio vezju se nahajajo kondenzatorji, trije upori, priključne sponke, potenciometra in seveda Na integrirano vezje UC3525AN. Električne sheme: www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Plazma zvočnik - 3 Avtor:Nejc Končan [email protected] Vezje 2 – Močnostni del Drugo vezje, močnostno vezje, nam signal, ki smo ga dobili iz krmilnega vezja, ojači, ter pošlje naprej na visoko-napetostni (VN) transformator. Na vezju najdemo upor, trije kondenzatorji, tri diode ter glavni del tega vezja, dva močnostna tranzistorja IRF540 in nekaj priključnih sponk. Vezje 3 – Napajalni del 3 Avdio Napajalno vezje nam omogoča samostojno delovanje naprave, saj bi drugače potrebovali zunanje napajanje 60V DC ter 15V DC. S 60V DC se napaja močnostni del, stabiliziranih 15V DC pa pripeljemo na krmilni del. Vezje je sestavljeno iz treh gladilnih kondenzatorjev, dveh kondenzatorjev, ki skrbita da www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Plazma zvočnik - 4 Avtor:Nejc Končan [email protected] stabilizator LM7815 ne zaoscilira, dva graetzova spoja ter priključne sponke Tiskana vezja Klišejne risbe Ko sem imel ves material ob sebi (da Plazma zvocnik SSTS Siska 2008 ©Nejc Koncan VEZJE 1 1 EJZEV sem izmeril velikosti elementov, razmake nogic ipd.), sem lahko iz električnega načrta izdelal klišejne risbe. Klišejne risbe sem natisnil na prozorno folijo za pljuvalnike (InkJet Avdio tiskalnik). Ko sem pertinaks razrezal na kose pravilne velikosti, sem odstranil zaščitno prevleko, pritrdil na prozorno folijo natisnjene filme in vse skupaj pod kosom pleksi stekla postavil za približno 3 minute pod sončno svetlobo. Nato sem film in pleksi odstranil in osvetljene kose pertinaksa položil v razvijalec (Cevosan + voda). Ko se je vse skupaj razvilo, sem ploščice zjedkal. Kot tekočino za jedkanje sem uporabil mešanico solne kisline, vodikovega peroksida in vode. V zjedkane ploščice 4 kincovz amzalP 8002 aksiS STSS nacnoK cjeN© Iz shem sem sestavil spisek materiala, ki ga bom potreboval za izdelavo izdelka. www.elektronik.si 5 Revija o elektroniki in računalništvu Plazma zvočnik - 5 Avtor:Nejc Končan [email protected] Vhod 15VDC VEZJE 3 Plazma zvocnik SSTS Siska 2008 ©Nejc Koncan MASA 60VDC MASA dohV CDV51 3 EJZEV kincovz amzalP 8002 aksiS STSS nacnoK cjeN© ASAM CDV06 ASAM 5 Avdio sem nato zvrtal luknje za elemente in luknje, skozi katere bom kasneje ploščice pritrdil. Ker je na ploščici še ostal fotolak in je okoli lukenj malo razcefranega pertinaksa, sem ploščice zbrusil s finim vodobrusnnim papirjem. Nato sem na vezja začel spajkati elemente. Najprej upore, nato nižje kondenzatorje, podnožje za čip, diodo D1, priključne sponke… Pomagal sem si z montažnimi shemami: www.elektronik.si 5 Revija o elektroniki in računalništvu Plazma zvočnik - 6 Avtor:Nejc Končan [email protected] Vezje2 6 Ko sem vsa tri tiskana vezja zmontiral v ohišje, sem jih povezal s kabli, ki sem jih lepo spel v šope (kolikor se je le dalo). Na drugo (močnostno) vezje sem tudi privil hladilnik na dva izhodna tranzistorja IRF540. Hladilnik sem odrezal od starega računalniškega napajalnika, da mi ni bilo potrebno vrtati lukenj v novo hladilno rebro. Tranzistorja sem privil z M3 vijakoma preko sljud in plastičnih podložk (da ne pride do stika s hladilnim rebrom). V spodnjo pleksi ploščo sem izvrtal luknje s premerom 3,5mm (za vezje ter VN transformator) in luknje 4,5mm (za napajalni transformator), v katere sem nato vrezal navoj M4 oziroma M5 s strojnim navojnim svedrom. Prvi dve vezji sem pritrdil na pleksi steklo s po štirimi M4 vijaki, pod vezja sem privil M4 Avdio Vezje3 Montaža www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Plazma zvočnik - 7 Avtor:Nejc Končan [email protected] 7 matico, da vezja ne zdrsnejo in da se vijaki ne morejo odviti (ter da sem si naredil prostor za žice, ki sem jih speljal pod vezji). Tretje vezje sem pritrdil na zadnjo stranico ohišja, prav tako z M4 vijaki; vendar ker je stranica aluminijasta sem vezje odmaknil tako, da sem podložil po 2 M4 matici. Vezje sem nato z notranje strani pritrdil s štirimi M4 vijaki. Z M5 vijaki sem pritrdil napajalni transformator; skozi preostale štiri 3,5mm luknje pa sem z dvema plastičnima vezicama pritrdil feritno jedro VN transformatorja na pleksi steklo. Na zadnjo stranico sem izvrtal še dve luknji in sicer za uvodnico (za priključni kabel) ter za ohišje za varovalko. Ko sem povrtal eno od neuporabljenih lukenj na ohišju in vanjo vrezal navoj M4, sem skrajšal vijak in z njim pritrdil ozemljitveno žico (s kabel čevljem ter zvezdasto podložko za boljši kontakt). Na sprednje pleksi steklo sem dal z laserjem izrezati luknje in vgravirati napise. Najprej sem privil dve banana vtičnici (VN izhod), nato stikali (za vklop napajanja naprave ter za vklop VN transformatorja – stikalo sem postavil kot zaščito nenamernega vklopa naprave, medtem ko bi se kdo dotikal izhoda. Ostale so mi še tri večje luknje. Dve sem zapolnil s potenciometroma (za spreminjanje nosilne frekvence ter za spreminjanje širine PWM impulza), v tretjo pa sem dal 6,3mm kliknen vtičnico (za vhod zvočnega signala). Črn banana vtič sem povezal na maso (minus) celotnega vezja, na rdečo banana vtičnico pa sem privil VN kabel in ga izoliral s termoskrčljivo bužirko. Kabel sem pustil kratek, ker nočem, da se kje dotakne ohišja in naredi stik z njim. Zatem sem spodnje pleksi steklo privil na nosilce, pritrdil sem še zadnjo stranico (aluminijasto). Avdio Končana tiskana vezja pa izgledajo takole: www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Plazma zvočnik - 8 Avtor:Nejc Končan [email protected] Izdelek je do tedaj izgledal tako: Ko sem privil še sprednjo stranico, vklopil VN žico v VN transformator in privil še ohišje, skoraj končan izdelek zgleda tako: Izdelava elektrod Sedaj sem potreboval samo še nekaj, preko česar bom ustvaril električni oblok (»strelo«). Ker je na izhodu kar precejšnja energija, in s tem vročina, sem se odločil, da uporabim volfram elektrodo. Volframove elektrode se navadno uporablja za varjenje po TIG postopku, ker ima volfram veliko višje tališče kot npr. železo, baker. Elektrodo sem razrezal na 3 koščke, dva od teh sem nabrusil v špico, ker drugače oblok skače po elektrodi in s tem zelo popači zvok. Bolj, ko so elektrode nabrušene, lepši je zvok: Uporabil sem posebej postružena vijaka M4: 8 Avdio Banana vtiča sem prevrtal do luknje, skozi katero se lahko pritrdi dodaten vtič in nato vrezal navoj M4: www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Plazma zvočnik - 9 Avtor:Nejc Končan [email protected] Končana izdelava elektrod: Uporabil sem sivo elektrodo, ker je manj škodljiva. Včasih so se uporabljale rdeče vendar so vsebovale kemijski element torij in so bile zato rahlo radioaktivne. Sive so sedaj nadomestne rdečim. Meritve in grafi VN meritve Nosilna frekvenca za zgornje meritve: 6rd pri 2µs = 0,000012rd/s = 83333,33hz = 83,3kHz 9 Pri merjenju sta bila elektrodi obrnjeni z nabrušenim delom ena proti drugi. Temperatura zraka je bila tedaj 22°C. Avdio Pri meritvah sem uporabljal visokonapetostno sondo v merilu 1000:1 (1kV = 1V). Ostale meritve Plazma zvočnik - 10 Avtor:Nejc Končan [email protected] Vhodni signal (sinus, 1kHz): Izhodni signal iz čipa (pri vhodnem signalu zgoraj – oziroma pri frekvenci 1kHz): Še povečano na eno periodo: Iz slike je razvidno, da lahko s potenciometrom P1 spreminjamo širino PWM impulza: Seveda lahko spremenimo tudi frekvenco (s potenciometrom P2): nosilno Opis delovanja naprave Opis delovanja napajalnika Napajalnik je zgrajen relativno enostavno: - za 60V DC sem uporabil 5A graetzov spoj ter dva gladilna kondenzatorja (2200µF) vezana vzporedno za večjo kapacitivnost. - Za 15V DC sem uporabil 1,5A graetzov spoj, 1000µF gladilni kondenzator, stabilizator napetosti LM7815 ter dva 100nF kondenzatorja, ki preprečujeta osciliranje stabilizatorja. 10 Avdio Revija o elektroniki in računalništvu 5 www.elektronik.si www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Plazma zvočnik - 11 Avtor:Nejc Končan [email protected] Opis delovanja krmilnega vezja Krmilno vezje so "možgani" naprave. Tu se ustvarja pulzno-širinsko moduliran (PWM) signal, ki s katerim nato odpiramo MOSFETa na močnostnem vezju. Glavni del vezja je integrirano vezje UC3525AN. To je čip namenjen za pulzno-širinsko modulacijo. Njegova zgradbo vidimo na desni strani. Zvočni signal sem preko 0,1µF kondenzatorja (zaradi motenj) pripeljal na nogico 2 čipa. Nogica je vezana na notranji primerjalnik in s tem se spreminja širina impulza na izhodu 11. Na čip lahko pripeljemo od +8V do +35V (maksimalno +40V); izhod lahko obremenimo do 400mA (največ 500mA); temperaturno delovno območje se nahaja med 0°C ter največ 70°C. Frekvenco oscilatorja lahko spreminjamo od 100Hz do nekje 400kHz. Opis delovanja močnostnega vezja 11 Avdio Glavna dela tega vezja sta dva MOSFETa, ki odpirata tok za izhodni VN transformator. Prav tako imam na vezju dva veRazpored nogic za čip UC3525AN lika kondenzatorja 4.7µF 350V, ki morata biti zgrajena za izmenično napetost. Ker ju v Sloveniji nisem mogel dobiti, sem ju naročil preko podjetja IC-Elektronika na Farnell v Veliko Britanijo. Kondenzatorja sta pomembna zato, ker sta uporabljena kot delilnik napetosti za drugo stran navitja VN transformatorja. Prva stran primarnega navitja je napajana preko MOSFETov. Na vezju imam tudi schottky diodo D1, ki preprečuje vdor nenamerne napetosti nazaj na prvo vezje oziroma na čip in potem nazaj na izvor zvočnega signala (CD predvajalnik, računalnik…). Drugi dve hitri diodi sta tudi namenjeni zaščiti pred vdorom napetosti na napačna mesta ("gate" na MOSFETih, nazaj na prvo vezje na čip itd…). VN transformator sem uporabil od starega Blaupunkt televizorja. www.elektronik.si 5 Revija o elektroniki in računalništvu Plazma zvočnik - 12 Avtor:Nejc Končan [email protected] Informacije o glavnih elementih: MOSFET IRF540 Ohišje TO-220: Notranja zgradba: - - - - - - Maksimalne vrednosti: o o o Napetost Drain-Source: 100V (VGS = 0V) Napetost Drain-Gate: 100V (RGS = 20Ω) Napetost Gate-Source: ±20V Tok na Drain: pri Tokolice= 25°C : 22A pri Tokolice= 100°C : 15A največji tok (kratkotrajen) : 88A Oddajanje energije pri Tokolice= 25°C : 85W Temperaturno delovno območje: -55 do+175°C Hitra (schottky) dioda BYF29200 Ohišje TO-220: Maksimalne vrednosti: - Največji dovoljen tok: 16A - Izolacijska napetost: 2kV - Največja dovoljena napetost: 200V - Največji kratkotrajni tok : 80A (za 10ms, sinus) - Temperaturno delovno območje: -65 do +150°C 12 Ko sem opravljal meritve sem ugotovil sledeče: - Zvok se najlepše sliši pri razdalji med elektrodama od 1cm do 2cm: o manj od 1cm se zvoka skoraj ne sliši o več od 2cm se tranzistorja, čip in VN transformator samo pregrevajo, zvok je glasen vendar ni čist (popačen); - Daljši oblok, ko hočemo, bolj moramo povečati širino impulza (potenciometer P1); - Za daljši čas obratovanja (>10 minut), bi bilo potrebno v ohišje vgraditi ventilator; - Pametno bi bilo vgraditi zaščito pred spuščanjem motenj nazaj v omrežje, saj sedaj moti naš TV sprejemnik na drugem koncu hiše, ko prižgem napravo (naprava in TV sta priklopljena na isto fazo); - Naprava oddaja elektromagnetne motnje tudi v zrak, saj miška od prenosnega računalnika ne deluje v redu, če je naprava prižgana; - Prižgana naprava mora biti v dobro prezračenem prostoru, saj iz zraka dela strupeni plin Ozon (O3); - Naprava ne sme biti na prepihu, drugače odpihne ioniziran zrak izmed elektrod in s tem pači zvok. Avdio Ugotovitve www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Plazma zvočnik - 13 Avtor:Nejc Končan [email protected] VN transformator Notranja shema: Slika transformatorja (računalniška). Na transformatorju sem uporabil nogici 13 ter 14 za primarni del ter nogico 10, ki sem jo vezal na minus vezja. Izhodni kabel sem vezal na banana vtičnico. 13 Največje probleme sem imel, ko sem napravo prvič hotel preizkusiti – na testni plošči. Vezje sem skupaj sestavil vsaj petkrat, od tega mi je vedno skurilo čip ter izhodna tranzistorja. Neko nedeljo zjutraj sem še enkrat poskusil sestaviti vezje in sem opazil, da imam minus kondenzatorja C7 vezan na minus vezja ne tam, kjer bi moral biti. Verjetno je to bila posledica, ker sem takšne kondenzatorje večinoma uporabljal kot gladilne ne pa za izničevanje motenj.. Vezje mi je od takrat naprej delovalo.. Drugi problem je bil, ker sem naročil transformator s srednjim odcepom za 15V in končno napetostjo 48V. Najprej sem dobil star toroidni transformator s srednjimi odcepi po 27V ter Avdio Problemi pri izdelavi www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Plazma zvočnik - 14 Avtor:Nejc Končan [email protected] 15V, ki pa je bil že zelo star in ni več deloval. Zatem sem dobil nov transformator, izdelan posebej za moje namene. Problem je spet nastal, ker je imel novi transformator ločeni navitji za 48 ter 15V. Mislil sem, da ne bo nič narobe, če konec 48V navitja in začetek 15V navitje povežem skupaj, sem imel na napajalnem vezju samo tri priključne vezice. To je bila usodna napaka, saj mi je odneslo dva stabilizatorja napetosti LM7815 ter gladilni kondenzator C12 in graetzov spoj B2. Ko sem vhode ločil med seboj, je naprava resnično delovala… Viri Za konec še nekaj slik plazme 14 Avdio - http://www.volny.cz/jmartis/flybacks.htm (električna shema) - http://www.donberg.ie/descript/h/hr_6321.htm (slika notranje vezave VN transformatorja) - DatasheetCatalog.com (tehnični podatki o čipu, tranzistorju in diodi) Laboratorijski napajalnik 15 Napajalniki Načrt vsebuje le komponente, ki se nahajajo na tiskanem vezju. Razen teh je tu še usmerniški mostiček in transformator. Transformator, ki je na načrtu služi le za napajanje elektronike napajalnika. 5 Revija o elektroniki in računalništvu www.elektronik.si Laboratorijski napajalnik II - 1 Avtor:Volk Darko [email protected] www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu Laboratorijski napajalnik II - 2 Avtor:Volk Darko [email protected] 5 Kot sem že v tretji številki obljubil, bo tokratno nadaljevanje vsebovalo predvsem praktične napotke, kako narediti laboratorijski napajalnik. Ogledali si bomo načrt, izdelali bomo tiskano vezje in ga montirali v primerno ohišje. Oživljanje naprave in program za mikrokrmilnik pa bom pustil za naslednjič. Načrt Načrt vsebuje le komponente, ki se nahajajo na tiskanem vezju. Poleg teh potrebujemo še usmerniški mostiček in glavni transformator. Pomožni transformator, ki je na načrtu, služi le za napajanje elektronike napajalnika. T2 CON6 4 5 2 CON5 MOSTIČEK 3 GR1 1 2 3 6 2x18V 2 1 KC 1 2 CO3 1 2 3 Vot Vot TISKANOVEENAAANIKA 1 CON2 5 4 3 2 1 Roto Stop UART 1 2 3 4 3 2 1 CO3A ON/OFF CO4 3 2 1 GND EURO 230V Do sedaj pravzaprav nismo nikjer napisali, kaj bo tak laboratorijski napajalnik zmogel. To je precej odvisno od izbire uporabljenih elementov. Največ je odvisno od transformatorja. Sam sem v te namene imel pripravljen transformator s C jedrom, katerega napetosti sekundarja so 2x 19V, tokovne zaloge pa so 2,5 A na vsakem navitju. S takšnim transformatorjem naj bi napajalnik dal v območju od 0 do 17 V do 5 A toka, v območju od 17 V do 34 V pa 2,5 A toka. Napetostna meja tega napajalnika je pri 40 V, vendar so v območju od 34 V do 40 V tokovne zaloge le do 500 mA. 16 Povezava tiskanega vezja z usmerniškim mostičem, transformatorjem, mrežno napetostjo na eni strani, ter rotacijskim enkoderjem, stop tipko in sponkami za priključitev napajalnika na drugi strani. Napajalniki Povezava tiskanega vezja z usmerniškim mostičem, transformatorjem, mrežno napetostjo na eni strani, ter rotacijskim enkoderjem, stop tipko in sponkami za priključitev napajalnika na drugi strani. www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Laboratorijski napajalnik II - 3 Avtor:Volk Darko [email protected] Opis delovanja Napajanje posameznih delov napajalnika Hiter pregled načrta nam pove, da imamo tu kar nekaj delov, ki smo jih spoznali že v prvem delu članka. Pa pojdimo po vrsti. Transformator T1 služi le zagotavljanju stabilnega napajanja +5 V za mikrokontroler in operacijski ojačevalnik. Za usmerjanje je uporabljena vezava s srednjim odcepom na transformatorju. Mostiček B2 je tu uporabljen le kot dve diodi. Preostali dve diodi sta uporabljeni za drugo vejo napajalnika, ki zagotavlja negativno napetost. Vezava torej ni kaj posebnega, je le kombinacija dveh že poznanih vezav s srednjim odcepom, le da je ena narejena v pozitivni, druga pa v negativni veji. V pozitivni veji nam stabilno napetost zagotovi dobro poznani regulator 78M05, v negativni pa njegov nekaj manj znani dvojček 79M05. Oba elementa sta že več kot 20 let klasika za stabilizacijo napetosti v primeru, ko gre za relativno majhne tokove. Oba elementa za stabilno delovanje zahtevata na vhodu in na izhodu primerne kondenzatorje (C2, C3, C7 in C8, C9, C10). Pozorni bralci bodo kaj hitro opazili, da je C8 precej večji od C2 in C3. Spomnimo se prejšnjega članka, ki med ostalim govori o velikosti tega kondenzatorja glede na porabo. Poraba v pozitivni veji je torej večja. Večja pa je predvsem na račun osvetlitve LCD prikazovalnika. Če bomo uporabili prikazovalnik brez osvetlitve, je lahko vrednost C8 le 470 µF. V nasprotnem pa je tu potrebno uporabiti kondenzator vrednosti vsaj 2200 µF. Tisti, z največjo količino raziskovalnega duha, lahko poskusijo tudi s 470 µF. Z osciloskopom naj potem pogledajo kakšna je napetost v +5 V napajalni veji. 17 Krmilno vezje je v našem primeru diferencialni ojačevalnik, narejen s tranzistorji tipa MMBT6517. Oznaka se sliši precej vesoljska, a takšne sem pač imel pri roki. Tu lahko uporabite kakršne koli SMD NPN tranzistorje v SOT-23 ohišju. Bistveno je le, da je njihov VCE0 višji od 60V. Pri tem vezju bi opozoril na napajanje. Diferencialni ojačevalnik se namreč ne napaja iz iste napajalne napetosti kot glavna veja, katere tok teče preko FET-ov. Razlog je v valovitosti. Valovitost glavne veje se s porabo na izhodu napajalnika spreminja. Za to vezje smo naredili še tretji usmernik z diodama D2 in D3 ter svojim elektrolitskim kondenzatorjem C18. Dodatno filtriranje te napetosti dosežemo z R45 in kondenzatorjem C15. Diferencialni ojačevalnik se v emiterskem delu preko upora R4 napaja s stabilno negativno napetostjo -5V. To nam omogoča, da laboratorijski napajalnik deluje tudi pri zelo nizkih napetostih - vse do nekaj 100mV. Na bazo tranzistorja Q3 pripeljemo referenčno napetost, ki jo diferencialni ojačevalnik primerja z vzorcem izhodne napetosti, pripeljane na Q4 preko delilnika napetosti. Delilnik je sestavljen iz treh uporov (R6, R7 in P2). Na kolektorju tranzistorja Q4 dobimo rezultat primerjave. Ta signal potem bolj ali manj odpira MOSFET tranzistorje. Vezje torej skrbi, da je na izhodu napajalnika vedno napetost, ki je za faktor delitve delilnika (R6, R7 in P2) višja, kot je referenčna napetost na bazi tranzistorja Q3. Kondenzator C14 poskrbi, da je diferencialni ojačevalnik stabilen in brez oscilacij v primerih, ko se izhodna ali referenčna napetost skokoma spremeni. RC člen (R9 in C4) poskrbi, da se napaka na izhodu čim hitreje prenese Napajalniki Krmilno vezje – diferencialni ojačevalnik www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Laboratorijski napajalnik II - 4 Avtor:Volk Darko [email protected] na bazo Q4 in na ta način diferencialni ojačevalnik dovolj hitro reagira in popravi izhodno napetost. Tokovna omejitev Oglejmo si upor R5 z vrednostjo 0,22 ohma. Na njem nastane padec napetosti, ki nam služi za merjenje toka. R39, P1 in tranzistor Q1 služijo za omejitev maksimalnega toka. Padec napetosti na uporu R5 se preko delilnika napetosti R39 in P1 ter preko upora R36 prenese na bazo tranzistorja Q1, ki se odpre in s tem ustrezno zmanjša referenčno napetost Ureg. To pa seveda povzroči zmanjšanje toka na bremenu. Mikrokontroler – srce napajalnika Zaradi potrebe po dovolj velikem številu I/O pinov sem se odločil za ATMega16. Mikrokontroler ima kar precej nalog. Pa si jih oglejmo: ● meritve napetosti v nekaj točkah vezja ● meritve toka ● prikaz rezultatov na LCD prikazovalniku ● preko optosklopnika OI1 preklaplja topologijo usmernika ● s pomočjo D/A pretvornika generira ustrezno referenčno napetost ● zaznava signale z rotacijskega enkoderja ● zaznava pritisk na STOP tipko Toliko za začetek. Predvidel sem še nekaj funkcij, ki jih bom vgradil naknadno. Ena takih je na primer merjenje temperature znotraj napajalnika. Druga pa povezava preko USB-ja s PC računalnikom. Mikrokontroler meri izhodno napetost preko uporovnega delilnika R26 in R27. Meri tudi napetost pred MOSFETI preko delilnika R37 in R38. Prikaz meritev na LCD prikazovalniku Povezava mikrokontrolerja z LCD prikazovalnikom je narejena v 4-bitnem načinu. Tako prihranimo 4 I/O nožice, ki jih bomo kasneje uporabili za kakšne druge funkcije. Hitrost prenosa podatkov na prikazovalnik je tako nekoliko manjša, a velike hitrosti tu tako in tako ne potrebujemo. Z RV1 nastavljamo optimalni kontrast LCD prikazovalnika. Preklop topologije napajalnika Ko mikrokontroler z meritvijo zazna premajhno razliko med napetostjo pred MOSFETI in 18 Meritev toka je nekoliko bolj zapletena. R5 nam služi za pretvorbo toka v napetost. Padec na njem pripeljemo preko uporov R34 in R35 na vhod operacijskega ojačevalnika TL062. P4 služi za nastavitev ničle. S P3 pa nastavljamo ojačanje ojačevalnika. Tako dobljeno napetost peljemo na mikrokontroler. Napajalniki Meritev toka www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Laboratorijski napajalnik II - 5 Avtor:Volk Darko [email protected] izhodno napetostjo, pošlje na nožici 7 Porta A signal – logično 1 , ki preko optosklopnika preklopi topologijo usmernika in pred MOSFETI na ta način dobimo še enkrat višjo napetost. D/A pretvornik Digitalno analogni pretvornik je 10-bitni. Narejen je z R2R uporovno verigo. Za krmiljenje tega pretvornika je uporabljen celoten Port C in zgornja dva bita Porta D. Upori v uporovni verigi so 1,2 kΩ in 2,4 kΩ tolerance 1 %. Za omejitev napetostnih konic ob preklopih poskrbi filter (C11, C12 in R44). Vnos podatkov Za nastavljanje napetosti in največjega dovoljenega toka sem uporabil rotacijski enkoder. Mikrokontroler mora dekodirati pozicijo in smer vrtenja tega enkoderja. Enkoder ima še dodatno tipko, ki se sklene, če os pritisnemo navznoter v enkoder. To tipko uporabljamo za preklapljanje med posameznimi nastavitvami. Poleg te tipke imamo še tipko za trenutno izključitev izhodne napetosti laboratorijskega napajalnika. Dilema: Napetostni ali tokovni vir ? Na samem izhodu napajalnika sta dva kondenzatorja (C5 in C6). Prvi je 100 nF in kratko sklene večino šuma na izhodnih sponkah. Vrednost drugega pa je le 100 µF. To je pravzaprav zelo majhna vrednost, vendar si večjega kondenzatorja ne moremo privoščiti, če želimo napajalnik uporabljati tudi kot tokovni vir. Energija, zbrana v velikem kondenzatorju, bi omogočila veliko tokovno špico, ki lahko poškoduje napravo, priključeno na napajalnik. Za primer vzemimo LED diodo, ki jo vedno krmilimo tokovno. Nastavimo želen tok, in na napajalnik priključimo LED. Napajalnik res da tok, ki smo ga nastavili, a tokovna špica iz prevelikega kondenzatorja nam LED diodo uniči. Po drugi strani pa je stabilnost napajalnika v dobri meri odvisna prav od tega kondenzatorja. Če napajalnik uporabljamo kot napetostni vir, lahko tu dodamo tudi precej večji kondenzator (4700 µF), ki pa ga moramo odklopiti v primeru, da napajalnik uporabimo kot tokovni vir. Izdelava napajalnika 19 Tiskano vezje je dvostransko. Njegova velikost je 130 x 97 mm. Vezje je mogoče narediti tudi v domači delavnici, le vse "vije" je potrebno narediti s koščkom žice. Namenoma sem pazil, da vij ne dajem pod elemente. Nekaj pozornosti več je potrebno, predvsem zato, ker moramo nekatere TH elemente spajkati na obeh straneh. Večina elementov je na spodnji strani. Pravzaprav so spodaj skoraj vsi SMD elementi, na zgornji strani pa so klasični elementi, ki zavzamejo več prostora. Največ prostora zavzame mrežni transformator 230 V / 2x 6 V. Kupil sem ga pri podjetju PETEZE d.o.o. v Ljubljani, kjer ga imajo pod kodno številko 321520. Pa nikar preveč strahu – to je popolnoma standarden transformator za lotanje direktno na tiskano vezje. Proizvajajo jih tudi drugi proizvajalci. Precej prostora vzame tudi elektrolitski kondenzator 10.000 µF / 63 V. Ob robu ploščice se nahajajo štirje MOSFET tranzistorji. Sam sem uporabil IRFP064N. Ti tranzistorji so seveda močno predimenzionirani za delo, ki Napajalniki Tiskano vezje www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Laboratorijski napajalnik II - 6 Avtor:Volk Darko [email protected] Spodnja stran tiskanega vezja v merilu 1:1 - zrcaljena. ga opravljajo, a vedeti je potrebno, da so morali zdržati vse poizkuse in moje nerodnosti tekom razvoja napajalnika. Pri izbiri MOSFETov moramo paziti predvsem na parameter disipacije toplote in ne toliko na njihov maksimalni tok, saj slednjega z lahkoto doseže že vsak povprečen MOSFET. Najbolj bistveno pri vsem tem je, da toploto, ki se na teh tranzistorjih 20 Napajalniki Spodnja stran tiskanega vezja v merilu 1:1. www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Laboratorijski napajalnik II - 7 Avtor:Volk Darko [email protected] Zgornja stran tiskanega vezja v merilu 1:1 - zrcaljena. razvija, dobro odvajamo v okolico. Upori R46 do R49, prav tako pa tudi R5, morajo biti na tiskano vezje pritrjeni tako, da se ne naslanjajo na laminat. Upori se namreč segrevajo in potrebujejo dovolj prostora, da zrak kroži okrog njih. Na načrtu označeni tiristor SCR je MCR69-1, a element sploh ni kritičen. Tudi triak bi deloval. V vsakem primeru pa moramo na 21 Napajalniki Zgornja stran tiskanega vezja v merilu 1:1. www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Laboratorijski napajalnik II - 8 Avtor:Volk Darko [email protected] 22 ta element dodati manjši aluminijast hladilnik. Skoraj vsi današnji elementi tega tipa zdržijo višje prebojne napetosti, kot se pojavljajo tu. Bistven parameter je le maksimalni tok v prevodni smeri, ki mora biti za vsaj 5x večji, kot je maksimalni tok našega laboratorijskega napajalnika pri visokih napetostih. Tudi dioda D15A ni kritičen element. Grajena naj bo za dovolj velike tokove, zaželeno pa je, da je tipa Schottky. Tudi to diodo je potrebno vgraditi tako, da je odmaknjena od laminata. Pri polnem toku je disipacija na njej kar občutna. Graditelje bo mogoče zmotil še upor R38, katerega vrednost je 340 Ω. To sta pravzaprav dva upora vrednosti 680 Ω vezana vzporedno. Na tiskano vezje ju spajkamo tako, da sta en nad drugim. Takšno vrednost sem izbral iz čisto praktičnih razlogov, saj kasneje pri merjenju uporabim kar rutino za merjenje izhodne napetosti in rezultat pomnožim z 2. Pri tem sicer zagrešim manjšo napako, a mi natančnost ni ravno bistvena, saj rezultat uporabljam le za preklapljanje med topologijama napajalnika. Vsi SMD elementi so velikosti 1206. Tako bo strah pred sestavljanjem SMD vezja malo manjši. Še več, upam, da boste ravno pri tem projektu ugotovili, da delo s SMD elementi ni noben "bau bau". Napajalniki Razpored elementov na spodnji strani tiskanega vezja www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Laboratorijski napajalnik II - 9 Avtor:Volk Darko [email protected] Razpored elementov na zgornji strani tiskanega vezja Izbral sem masivno hladilno telo z zunanjimi rebri dimenzij 75 x 200 x 40 mm. 23 Za napajalnik sem naredil aluminijasto ohišje. Še enkrat bom povedal, da je MOSFET tranzistorje potrebno dobro hladiti. Izbral sem masivno hladilno telo z zunanjimi rebri dimenzij 75 x 200 x 40 mm. Hladilnik je istočasno sestavni del ohišja, v katerega je napajalnik vgrajen. Napajalniki Ohišje www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Laboratorijski napajalnik II - 10 Avtor:Volk Darko [email protected] 3D skica ohišja. Namesto zadnje stranice ohišja je uporabljeno kar hladilno telo, ki je podaljšano z delom U profila, v katerem je luknja za evro napajalni priključek. Takoj nad njim je stikalo za vklop naprave. Stranica je v tem delu podaljšana do dolžine hladilnega rebra. Na ta način sta evro priključek in stiklo zaščitena pred udarci. Spodnja plošča je povsem enaka zgornji, prav tako leva in desna stranica. Sprednja čelna plošča ima na levi strani odprtino za LCD prikazovalnik. Na sredini spodaj so tri sponke, za ozemljitev (ohišje), negativni in pozitivni pol napajalnika. Nad njimi je gumb rotacijskega enkoderja, skrajno levo pa je tipka za hitro zaustavitev delovanja. Ob tipki je rdeča LED, ki opozarja na to, da na izhodu ni napetosti. 24 Ker sem ohišje delal sam, sem njegove dimenzije prilagodil elementom, ki sem jih nameraval vgraditi vanj. Pri tem sem vzel nekaj rezerve, da bodo tudi drugi v to velikost strpali svoje, mogoče manj standardne elemente. Ohišje je narejeno tako, da je mogoče samostojno odviti katero koli stranico in ohišje odpreti. Vse stranice so narejene iz aluminija debeline 3mm. Pritrjene so z vijaki z vgrezno glavo. V ta namen moramo v nekatere dela aluminijastega ohišja vrezati M3 navoje. Ohišje je zelo lepo; prvi pogled pravi, da je enostavno za izdelavo. No temu ni ravno tako, saj vrezovanje navojev in vijaki z vgreznjeno glavo zahtevajo veliko natančnost pri izdelavi. Pri običajnem vijaku in matici lahko naredimo nekoliko večjo luknjo in napako tako popravimo. Kaj podobnega tu ni mogoče, smo pa zato nagrajeni z obliko, kjer vijaki ne štrlijo iz ohišja. Napajalniki Toplota se na ta način odvaja iz ohišja v okolico. Če bi bil hladilnik zaprt v škatlo, nam problema hlajenja ne rešuje, ga le časovno nekoliko prestavi, zato takšna rešitev ne bi bila dobra. www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Laboratorijski napajalnik II - 11 Avtor:Volk Darko [email protected] Vgradnja Vse elemente lahko sedaj vgradimo v ohišje. Največ dela bo z LCD prikazovalnikom in rotacijskim enkoderjem. Če nočemo, da je na prednji plošči kakšen vijak, bo v notranjosti potrebno narediti še en nosilec. Naloga ni preveč zahtevna, saj nam oba stebrička omogočata enostavno pritrditev slednjega. LED pritrdimo na čelno ploščo kar z dvokomponentnim lepilom. 25 Pri pritrjevanju tiskanega vezja moramo biti pazljivi, saj naj bi bil minus pol napajalnika ločen od ohišja, ki je ozemljeno. Pomagamo si z osmimi plastičnimi podložkami, ki sicer služijo izolaciji tranzistorjev. Ko je ploščica pritrjena, se lotimo še MOSFET-ov. Od ohišja jih izoliramo s sljudnimi podložkami. Predhodno seveda namažemo obe površini s silikonsko toplotno prevodno pasto. Pozor! Tu pravilo "več je bolje" ne velja! Nanos paste naj bo čim bolj tanek. Z ožičenjem se velja potruditi. Ne samo, da je celotna naprava tako bolj pregledna, temveč je tudi bolj varna. Vse kontakte je potrebno zaščititi s toplotno skrčljivo cevko. Pri ožičenju moramo paziti na presek žice pri povezavah, kjer bo tekel večji tok. Prav tako moramo pri primarnem delu transformatorja in stikalu paziti na izolacijske lastnosti. Nikakor ne smemo uporabiti stikala, ki Ploščica tiskanega vezja je izolirana od ni namenjeno za preklapljanje omrežne napetosti. ohišja. Sam sem sicer uporabil glavni transformator s C jedrom, a bo tudi toroidni povsem ustrezal. V kolikor že imamo ustrezno močan transformator, ki pa je navit za drugačne sekundarne napetosti, ga prav tako lahko uporabimo, le nekaj konstant v programu bo v tem primeru potrebno spremeniti. Vsekakor pa sekundarna napetost transformatorja naj nebi presegala 2 x 21 VAC. Napajalniki Pogled na sestavljeno čelno ploščo. Detalji pritrditve LCD-ja in rotacijskega enkoderja. www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 CNC uporaba - 1 Avtor:Simon Skočir [email protected] Napišimo program za CNC rezkalni stroj Mnogo posameznikov je že izdelalo svoj rezkalni CNC strojček doma. To zna biti "enostavni" del zgodbe. Sedaj pride na vrsto uporaba. Najenostavneje je z interneta pobrati že narejeno kodo in že imamo izdelek. Obstajajo tudi programi, ki iz slike generirajo kodo, ki jo prepozna naš strojček. No, to je zabavni del. Zakaj pa ne bi našega strojčka uporabili za kaj bolj uporabnega? Na primer izdelavo ohišja. Velike luknje znajo zagreniti dan. Da ne govorim o pravokotnem izrezu za LCD zaslon ali kaj podobnega. Zakaj v ta namen ne bi uporabili našega CNC strojčka? Sedaj pa zadeva ni več tako enostavna. Seveda obstajajo programi tudi za to (AutoCAD,...) ampak niso več zastonj in kar je pomembno so zelo zahtevni za uporabo. Sedaj se pa konča pravljica o enostavni izdelavi ohišja... Mogoče pa tudi ne. Vedno se najde še ena pot. In to je predpotopna varianta - pisanje programa na roko. Verjetno se bo marsikdo smejal, ampak pisanje programa je zelo enostavno. Sploh pa, ker se bom omejil na samo par osnovnih ukazov, s katerimi praktično napravimo vse. 99.9% programov za pogon CNC strojčkov uporablja ISO standard kodo, ji jo imenujemo "G koda". Ime izvira iz tega, ker se vsi ukazi začnejo s črko G. Ukazov je veliko in se razlikujejo od tipa in tudi verzije programa. Nekateri so že postali "standardni" in jih večina programov prepozna. Ampak prav standardni so samo štirje in te ukaze poznajo popolnoma vsi. S temi 4 ukazi lahko izrezkamo kakršno koli obliko. Mi se bomo osredotočili samo na te 4 ukaze, ki so: G0, G1, G2 in G3. G0 pomeni hiter premik iz določene točke na določeno točko G1 pomeni delovni premik iz določene točke na določeno točko G2 pomeni delovni premik iz določene točke na določeno točk po krožnici v desno (smer ure) G3 pomeni delovni premik iz določene točke na določeno točk po krožnici v levo (nasprotna smer uri) G0 – s tem ukazom se na hitro (maksimalna hitrost stroja) prestavljamo nad delovno površino. Sintaksa: "G0 [Xxxxx] [Yyyyy] [Zzzzz]" 26 mensko izpustil zaradi preglednosti. Zanjo velja enako kot za Y os – zgoraj (nad obdelovancem) je pozitivna vrednost, spodaj (v obdelovancu) pa je negativna vrednost. Sedaj poznamo koordinatni sistem in lahko pobližje spoznamo standardne štiri G ukaze. Parametri pri ukazih so opcijski in ni potrebno, da so podani vsi. Za izpuščene parametre bodo uporabljene trenutne vrednosti. Strojništvo Komplicirano? Niti ne. Samo na nekaj stvari je potrebno biti pozoren. Vsi premiki so absolutni - to pomeni, da vedno vpisujemo na katero točko v koordinatnem sistemu se bo stroj premaknil. Vse mere izhajajo iz absolutne ničle oziroma izhodišča koordinatnega sistema. Desna stran pomeni pozitivna vrednost osi X, leva stran ima negativni predznak. Podobno je z osjo "Y". Zgoraj je pozitivna, spodaj je negativna. "Z" os sem na skici na- www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 CNC uporaba - 2 Avtor:Simon Skočir [email protected] xxxx, yyyy in zzzz so absolutne vrednosti ciljne pozicije Primer: "G0 X0 Y10" - stroj se z hitrim pomikom pomakne na pozicijo X=0mm in Y=10mm v koordinatnem sistemu. Z os se ne premakne. "G0 Z-0.5" - stroj se pomakne samo po Z osi na pozicijo 0,5 mm pod ničlo v koordinatnem sistemu. G1 – s tem ukazom se izvaja delovni pomik z nastavljivo hitrostjo. Sintaksa ukaza je enaka ukazu G0, le na koncu je dodan parameter F za hitrost pomika. Sintaksa: "G1 [Xxxxx] [Yyyyy] [Zzzzz] [Fffff]" xxxx, yyyy in zzzz so absolutne vrednosti ciljne pozicije ffff je hitrost pomika v milimetrih na minuto Primer: "G1 X100 Y20 F100" - stroj se bo premaknil na pozicijo X=100mm in Y=20mm s hitrostjo 100mm/min. pozor!! To ne pomeni, da se bo premaknil za 100mm po X in 20mm po Y osi. To pomeni, da se bo premaknil na točko X=100mm in Y=20mm v koordinatnem sistemu! Tu se dogaja največ napak. G2 – s tem ukazom delamo kroge oz. loke krožnice v smeri urinega kazalca (v desno). G3 – ukaz je enak ukazu G2, le da rezkar potuje po krožnici v nasprotni smeri urinega kazalca (v levo). Sedaj lahko poizkusimo malce zapeljati naš strojček. V prvem primeru želimo izrezkati kvadrat velikosti 40 x 40 mm, ki ima izhodišče na naši absolutni 0. Program izgleda tako: G0 X0 Y0 - hitri pomik na izhodišče kvadrata G1 Z0.5 F100 - rezkar se počasi zareže 0.5 mm v material G1 X40 Y0 F300 - hitrejši pomik po osi X 27 xxxx in yyyy sta koordinati končne pozicije poti rezkarja iiii in jjjj sta X in Y koordinati centra oz. središča krožnice Glede na to, da vpišemo le končne pozicije, moramo prej pripeljati rezkar na izhodišče začetno pozicijo loka krožnice. Na to moramo biti posebno previdni. Kajti če začetna pozicija ne leži na krožnici, stroj javi napako! Če je začetna točka enaka končni točki, nastane krog. Strojništvo Sintaksa: "G2 [Xxxxx] [Yyyyy] [Iiiii] [Jjjjj]" www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu G1 G1 G1 G0 X40 Y40 X0 Y40 X0 Y0 Z10 5 CNC uporaba - 3 Avtor:Simon Skočir [email protected] - parameter hitrosti ostane nespremenjen od prej - dvig rezkarja na 10 mm nad obdelovanec Sedaj na levi narišemo trikotnik ki je 10 mm oddaljen od kvadrata in je dolg 50 mm in visok 30 mm G0 X-10 Y0 G1 Z0.5 F100 G1 X-60 F300 60mm! G1 X-35 Y30 G1 X-10 Y0 G0 Z10 - hitri pomik na izhodišče, ki je 10mm stran od koordinatnega izhodišča - rezkar se počasi zareže 0.5 mm v material - po Y in Z osi ni premika, zato parametri niso podani. Pazi zakaj je tu - premik v vrh trikotnika - še zadnja stranica v izhodišče trikotnika - dvig rezkarja Na koncu narišemo še krog premera 20 mm, ki ima center v točki X=10mm Y=-30mm - premik v izhodišče rezkar dol krožnica (končna točka je enaka trenutni poziciji) rezkar gor Sedaj poznamo kodo in vemo, kako se nastavi hitrost rezkanja. Kako pa se rezkar požene, ustavi, vklopi hlajenje, zamenja orodje,… ? Poleg G in F ukazov obstajajo še M ukazi. Te se običajno napiše na konec vrstice. Tudi M ukazov je mnogo, ampak spoznali bomo le par osnovnih – najbolj uporabnih. M0 – stop. Program se na tem mestu ustavi in čaka na potrditev za nadaljevanje. M2 – konec programa. To je zadnji ukaz (ponavadi samostojna vrsta) v programu. M3 – vklop motorja vretena z desnimi (smer ure) vrtljaji M4 – vklop motorja vretena z levimi vrtljaji M5 – ustavi motor vretena M6 – menjava orodja M7, M8 – vklop hlajenja orodja M9 – izklop hlajenja orodja To so osnove za pisanje programa za vaš CNC strojček. Pa še nekaj nasvetov. Najprej nariši skico na milimeterskem papirju v določenem merilu in kotiraj mere. Vse mere naj bodo iz enega izhodišča, da ne bo potrebno preračunavati mer. Ko pišeš program, najprej pozicioniraj po X in Y oseh, šele nato po Z osi, čeprav program lahko upravlja z vsemi osmi hkrati. Hitrosti pomika določiš s poskušanjem. Prepočasni premiki in previsoki obrati stopijo 28 Strojništvo X10 Y-20 Z0.5 F100 X10 Y-20 I10 J-30 Z10 G0 G1 G3 G0 www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 CNC uporaba - 4 Avtor:Simon Skočir [email protected] plastiko in zapackajo rezkar. Tudi prehitri pomiki niso dobri, ker v tem primeru trga material. Splošno pravilo je - čim trši je material, manj obratov rabi in počasnejši so pomiki. Za na konec še najvažnejša stvar. Namreč, med pisanjem programa je potrebno upoštevati debelino rezkarja, saj se stroj premika le od točke do točke. Potrebno je odšteti ali prišteti polovico debeline rezkarja (odvisno od tega, na kateri strani izrezanega kanala želimo točno mero). Tako na primer zgleda prvi program, če želimo napraviti kvadratno izvrtino z rezkarjem premera 4mm. G0 G1 G1 G1 G1 G1 G0 X2 Y2 Z0.5 F100 X38 Y2 F300 X38 Y38 X2 Y38 X2 Y2 Z10 - hitri pomik na izhodišče kvadrata rezkar se počasi zareže 0.5 mm v material hitrejši pomik po osi X parameter hitrosti ostane nespremenjen od prej - dvig rezkarja na 10 mm nad obdelovanec Seveda obstajajo tudi G ukazi, ki kompenzirajo premer orodja, obstajajo cikli za vrtanje, cikli za žepke, ki bistveno olajšajo programiranje. Ampak, kot sem na začetku omenil, se ponavadi od programa do programa razlikujejo. Če bi jih radi uporabljali, je tu nujno potrebno prebrati navodila. Ker vem, da sta najtežje razumljiva ukaza G2 in G3 sem pripravil kratek program, ki najprej nariše premice za osi X in Y, nato nariše polkrog, sledi zaokroževanje in na koncu izreže krog. Za demonstracijo sem uporabil flomaster, ki sem ga pritrdil na rezkalni stroj. Strojništvo X-50 Y0 M3 Z0 F900 X50 X50 Z10 X0 Y50 Z0 Y-50 Z10 X10 Y-10 Z0 X10 Y-20 X10 Y-40 I10 J-30 X10 Y-50 Z0 X50 X60 Y-40 I50 J-40 Y0 Z10 X10 Y20 Z0 29 G0 G1 G1 G1 G0 G0 G1 G1 G0 G0 G1 G1 G3 G1 G1 G1 G3 G1 G0 G0 G1 www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 CNC uporaba - 5 Avtor:Simon Skočir [email protected] G3 X10 Y20 I10 J30 G0 Z10 M5 M2 p.s. poizkusite zamenjati G3 z G2 30 Strojništvo Ogled video posnetka, kako deluje ta program, je možen na spletnem naslovu: http:// www.youtube.com/watch?v=rcjjzeu2Q5k www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Vklop in izklop razsvetljave z dveh mest 1 Avtor:Friderik Back [email protected] Vklop in izklop razsvetljave z dveh mest malo drugače Situacija: Stopnišče stanovanjske hiše. Vklop razsvetljave v tem stopnišču je izveden z dvema stikaloma, vendar vklop in izklop z dveh mest ne deluje pravilno. Hiter pregled pokaže zakaj je temu tako: Varčevanje pri vodnikih, ko so gradili inštalacijo v tej stavbi, saj je vod med obemi stikali samo dvožilen, za nameček sploh ne v cevi, ampak vzidan v omet. Tako je ob pomanjkanju enega vodnika pravilno delovanje vezave vklopa razsvetljave z dveh mest nemogoče: Najboljša rešitev bi bila položiti nov trižilni vod med stikaloma. Pri tem delu je neizbežno razkopati steno, slednje pa ni nujno v interesu lastnika stavbe. Kaj sedaj? Ker gre za hodnik, kjer razsvetljava služi le temu, da se ne tipa v temi, in je dopustna trepetajoča svetloba, je rešitev te zagate uporaba diod, kot prikazuje naslednja vezalna shema: Pomembno ! 31 Diode uporabljene v tej vezavi morajo prenesti vsaj 500V RMS in tok 1 ali 3A. Tem zahtevam danes ustrezajo skoraj vse usmerniške diode za splošno rabo nižjega cenovnega razreda (1N4007, 1N5407, BY399 in podobne). Moč žarnice je zaradi polvalnega napajanja le 45% nazivne in temu primerno je zmanjšana tudi svetilnost. Pojavi se tudi moteče trepetanje svetlobe (za omilitev tega pojava je priporočljiva uporaba svetilke z indirektno svetlobo), vendar sta našteti slabosti za hodnik, kjer se nihče ne zadržuje, še sprejemljivi. Energetika V tej vezavi lahko delujejo samo klasične žarnice na žarilno nitko, ki se napajajo neposredno iz električnega omrežja! CFL, LED, flourescenčne s klasično ali elektronsko dušilko, ter halogenske žarnice s transformatorjem ne bodo delovale pravilno in zlahka pride do okvare oziroma uničenja teh svetil ali njihove pripadajoče opreme. www.elektronik.si Revija o elektroniki in računalništvu 5 Pri frizerju - 1 Avtor:Volk Darko [email protected] Pri frizerju ali kako počešemo aluminij Namesto, da se počešemo sami lahko to storimo z aluminijasto ploščo, ki nam služi za čelno ploščo naše naprave. Kako to naredimo nam najlepše pove pričujoč fotostrip. Na delovno mizo ali desko, ki jo na dvorišču pritrdimo na ustrezno višino, pritrdimo nek nosilec, ki bo zadržal gibanje naše bodoče čelne plošče. Sam sem v ta namen uporabil odsluženo pilo, en vijak in mizarsko spono. Ob nosilec prislonimo naš obdelovanec. 32 Izdelek je presenetljivo lep, a žal njegova lepota ni povsem trajna. Tako obdelano površino se splača eloksirati. Triki in nasveti Tračna brusilka je pravo orodje za naš namen. Opozoriti velja, da potrebujemo precej grob brusni papir, da bi dosegli primerno pričesko naše čelne plošče. Brusilnik moramo stalno premikati v vse smeri, saj v nasprotnem valjčka, ki sta na začetku in koncu brusilnika, zabrusita rahlo vdolbinico v našo čelno ploščo. Vsekakor je najprej potrebno poskusiti na kakem drugem kosu aluminija, šele ko smo v svojo rutino prepričani se lotimo prave čelne plošče. Revija o elektroniki in računalništvu 5 Pri frizerju - 2 Avtor:Volk Darko [email protected] Lahko pa si izberemo tudi kako manj strogo in klasično pričesko. To storimo s pomočjo starega vijaka, plutovinastega zamaška in stebrnega vrtalnega stroja. V plutovinast zamašek privijemo lesni vijak, ki mu odbrusimo glavo. Tako narejeno orodje pritrdimo v stebrni vrtalni stroj. Uporaba je nadvse enostavna, do prave veljave pa pride šele, ko razvozljamo sporočila, vtisnjena na pluti zamaška. 33 Triki in nasveti Z dvokomponentnim lepilom na zamašek nalepimo grob brusni papir. www.elektronik.si
© Copyright 2024