Horor na chatě jménem elektroinstalace

Článek píši v okamžiku, kdy vyhořely 4 spotřebiče díky naprosté shodě náhod a slouží tak jako ukázka toho, co všechno se může stát. Pokud chcete přeskočit úvodní řeči o historii elektroinstalace klikněte sem.

Bylo, nebylo …

Když jsme před asi 5-6 lety koupili chatu, byl okamžitě povolán elektrikář, aby dal do pořádku zastaralou, asi 30 let starou elektroinstalaci.

Nevím, jak je to možné, ale (na což se přišlo až o mnoho let později; nedávno) on ve skutečnosti jen na staré okruhy namontoval nové zásuvky a vypínače. A tam, kde něco chybělo, tam natáhl prostě nové přívody, a to kabelem o vodičích s průřezem 1.5mm, včetně zásuvek.

Založil tak díky tomu nový rozvaděč, který jsem po jeho odkrytování popsal slovy, že takto nějak vypadá rozvaděč poté, co se jím prožene hurikán Katrina a od té doby je označnován Katrina. Spousta drátů, nic neznačené, nepopsané. Po několika víkendech s multimetrem v ruce se mi podařilo poměřit vše. Do poslední zásuvky.

Až na pár detailů (jako zbytečné vypínače) vše fungovalo, jak mělo. Nevím, co se tehdá  stalo, ale podle mně, chata nesnesla při teplotách kolem nuly prudké vytopení kamny a jeden starý zásuvkový okruh se poškodil. Zkušený elektrikář, který tam přišel v okamžiku, kdy mne už nenapadalo jiné řešení, než natáhnout celý okruh znovu, přes mé protesty natáhl do jedné ze zásuvek vodič PEN, čím mu dodal požadovaný nulák a opět to fungovalo.
Po čase ale začaly na tomto okruhu odpadat další a další zásuvky, až zbyla jedna jediná. To bylo neúnosné. Ze stran rodičů jsem snad každý víkend slýchal, proč s tím něco nedělám, že to přece nemůže být tak těžké (i mámin přítel by to prý zvládl).

Jednou z posledních kapek bylo, když vyhořela zásuvka ve sklepě, protože mámině příteli se nechtělo na míchačku montovat vypínač a vypínal ji vypojováním ze zásuvky (Bitch, Please). Však já to opravím…

A pak jsem se toho chopil já

Padlo jasné rozhnodnutí. Jak zvolal Jan Werich v jedné ze svých filmových pohádkek: „Všechno ven!“, tak jsem se rozhodl konat. Narazil jsem ale na spoustu problémů – mezi nimi například ten, že nebylo možné vytrhat staré okruhy, poněvadž na nich stále jela dobrá polovina chaty. Začal jsem tedy plánovat, jak to udělat, aby byly co nejmenší ztráty jak časové („mami, běž vařit, za dvě hoďky to vypínám“), tak materiální (k smrti nerad plýtvám kabelem a nesnáším půlmetrové zbytky). Z máminy strany jsem byl tlačen také do řešní, jak nerozkopat celou kuchyň (což situaci zkompilovalo asi šetsetosmdesáttřikrát).

Hodiny a hodiny proměřování stávajících kabelů, tentokrát opravdu vodič po vodiči, a následné plánování, který z nepoužitých vodičů ve stávajících kabelech (téměř vše bylo taženo 7×1.5), a případně, kde bude potřeba natáhnout nové kabely. Kde přesně. S přesností na centimetry jsem si rozvrhl i všechny krabice, světla, vypínče na zásuvky.

Většinou ale přiběhl mámin přítel nebo máma se slovy: „Ale tady bude skříňka“, „tude povede roura od komínu“, “ ale tady už bude bojler“, takže musíte uznat, že to byl opravdu nelehký úkol. Když jsem tedy i něco zrealizoval, stejně se to muselo předělávat (jednu krabici jsme takto museli posouvat 3x).

Měsíc utekl jako voda, žel, a já měl sotva naplánováno. A to jsem jen čekal, kdy budu muset přemisťovat i něco namontovaného. Ale pustil jsem se do práce, nic jiného mi nezbývalo.  Měl jsem všechen potřebný materiál, věděl jsem co kam zapojit, nevypadalo to na žádné komplikace. Zprvu.

Scéna jak z hororu

Pak jsem se ale nepohodl s maminým přítelem a musel jsem mu rozsekat zaomítaný kus zdi, abych tam natahal kabely (na které on zapomněl). Abych si to odčinil, řekl jsem, ze zůstanu přes noc a dodělám to.

Asi ve 22:00 jsem byl hotov.  Opravdu to bylo banální zapojení – barva na barvu, ale pro dobrý pocit jsem to chtěl odzkoušet. Jdu to nahodit. Světla svítí. Už přesně nevím kdy, ale nejdřív žárovka nade mnou pár vteřin svítíla asi na 40% svého výkonu načež se rozzářila jak světlo na konci tunelu. A mě bylo jasné, že je zle. Rádio utichlo a mě polil pot. Přeměřil jsem napětí na žárovce nade mnou, měla snad 300 Voltů.

Fázovkou jsem ale při zoufalém proměřováním všech přítomných vodičů, dá se tedy říci náhodou zjisitl, že i na nuláku je nějaké napětí. Bohužel, v tom šoku, mne nepadalo jednat systematicky a postupovat od zdroje (což by možná alespoň 1 křemíkovou duši zachránilo) a tak jsem utíkal do sklepa otevírat krabice a proměřovat a odpojovat moje nové dílo.

Když jsem asi po půlhodině ani tam žádnou chybu skutečně nenašel, přešel jsem do módu puntičkář, tedy proměřovat vodič po vodiči – to, co jsem měl udělat hned na začátku. Během pár vteřin jsem chybu objevil. Při zapojování nových okruhů, které jsem natahal,  jsem totiž z neznámých příčin povolil svorku přívodu nuláku. Teprve, až jsem za něj fyzicky zatahal, mi jeden konec zůstal v ruce a během pár sekund jsem byl opět ponořen do tmy a v hlavě si potvrzoval svoji domněnku.

A hádka začala…

Ale vysvětlujte rodičům, že něčeho takového, jako je povolený kontakt si nemáte šanci všimnout, obvzlášť když, jak jsem psal nahoře, se nachází někde v chumlu vodičů. Některé ze spotřebičů by také určitě byly ušetřeny, kdyby můj předchůdce dimenzoval jističe kabelům, a místo 16A tak použil desetiampérové (já to tak nechal, protože se stejně měly vymněnovat).

Samozřejmě, i já jsem udělal pár chyb. Pravděpodobně jsem byl já, kdo ten kontakt neodtáhl na krev a díky tomu se uvolnil. Měl jsem také oběhnout chatu a povypojovat všechny ostatní elektrospotřebiče v okamžiku, kdy se začalo dít něco poderzdřelého. Možná, že kdybych měl víc praxe, jak máma vždycky říkává, ani tato situace by mne nepřekvapila.

Asi měla pravdu. Téměř na hodinu přesně o týden později jsem pozoroval stejné symptomy. Obával jsem se, že jsem při sekání přívodu k zásuvce poškodil v přívodu nulák. Nakonec jsem si, když jsem obíhal chatu a vypojoval spotřebiče ze zásuvek (tehdá již při vypnutém hlavním), vzpomněl, že jsem pravděpodobně nedotáhl šroubky na PEN  svorce v rozvaděči. To se potvrdilo a problém byl vyřešen během 10 minut beze ztrát.

Od té doby mi rodiče vůbec, ale vůbec v ničem nevěří, každou mou větu by si nejraději nechali ověřit 4 elektrikáři. Vše vyvrcholilo, když jsem jeden večer zapojoval světlo v ložnici, aby se tam dalo nocovat a oni na mě začali křičet, proč nesvítí světlo ve sklepě. Veškeré mé snahy vysvětlit jim, že je to jeden okruh byly zakončeny tím, že jsem to provizorně napojil na zásuvkový okruh, sbalil se, posbíral veškerou mou dokumentaci a jel domů, s tím, že teď funguje půlka. Kdyby si to nechali vysvětlit a ještě ty dva dny by nějak přetrpěli, mohli si užít větší polovinu dovolené s komplet hotovou elektřinou.

Chudák nebyl rád

Když mi máma po pár dnech oznámila, že tam „zítra“ má přijet elektrikář to dodělat, jen jsem se pousmál, protože mi bylo jasné, co mu dá práce, zjistit, co který okruh znamená (naštěstí pro něj jsem popisoval alespoň krabice). Nakonec jsem situaci přehodnotil a přijel tam.

Sotva tam přijedu, vidím, jak bastlí světlo v garáži na okruh zásuvek pro výkonové spotřebiče, protože se mu nechtělo tahat 5 metrů kabelu z připravené krabice. Zbytečná krabice, tři metry nadstavovaného kabelu a dvě hodiny proměřování 7×1.5 (pět černých fází je opravdu žůžo labůžo) a ve sklepě mi teď taky tím pádem leží 5 metrů 3×1.5 bez využítí.

Ložnici jsme dodělali tak nějak vzájemnou výpomocí a poté usoudil, že jeho počínání je tam zbytečné, probrali jsme ještě pár drobností a  tak po asi 3 odpracovaných hodinách odjel domů. Aby toho nebylo málo, tak tam ještě chudák zapoměl popisovací fixu.

Je sice fakt, že největší radost by mi udělal, kdyby tam přijel, uviděl mě a se slovy: „Vždyť tady elektrikáře máte, co já tady?“ by se sbalil, nechal si zaplatit první započatou hodinu včetně cesty a jel domů. Nicméně asi, jak odjížděl, tak ordičům něco řekl, a tak už na mě mámin přítel přestal křičet „že tomu vůbec nerozumím“ a „že je to ještě horší, než to bylo“ a podobně a tak těch zbylých pár dní prací bylo vcelku klidných.

Nyní píši (a hlavně kreslím) dokumentaci a schémata. Škoda, že jsem se přes léto vykašlal na TeX, mohlo to být precizní.

Ale opravdu netuším, co budu dělat s těmi asi 30 metry zbytků kabelů, ne delších než dva metry. Jenom 3×1.5 bych používal jako pájecí očka do pájky asi dalších 8000 let.

Osvětlení klávesnice notebooku

Určitě to znáte: Je večer a vy sedíte u počítače (notebooku) a ještě něco děláte. Konverzace (či práce) čile plyne ale vy si najednou uvědomujete, že spolu s vašimi zprávami odchází stále větší počet překlepů. Ano, už je to tak. Kromě vaší únavy sílí také noc a s ní přichází tma.

Rozsvítíte tedy nejbližší lampičku. Po pár desítkách vteřin začnete i něco vidět. Nevím jak vy, ale mě při pohledu na ty prosvícené, ale hlavně protopené Watty bodá u srdce. Poto jsem se rozhodl trošku si zatemnit a vymyslet (vytvořit) nějaké vhodné osvětlení jen klávesnice – právě pro tyhle chvíle.

Verze 0.1 – ‚Cold Ice‘

Sáhl jsem do šuplíku a do lampičky namontoval asi 3W LED žárovku, kterou jsem kupoval v nejmenovaném e-shopu (viz www.TIPA.eu) zlákán její nízkou cenou (snad 45,-Kč). Získal jsem tím reflektor, který je schopen pod dostatečným sklonem mírně osvětlit klávesnici. Ale to je vše.

Sice už to nežere jak bulharský trafo, ale pořád není efektivita stoprocentní. Pro jakoukoliv aplikaci vyžadující víc světla (přepisování textu z papíru), je stejně nutné zapnout dodatečné osvětlení, tedy další lampička na stole. Navíc, na to, že je to síťové zařízení by to mohlo svítit víc.

Verze 1.0 – ‚Small nothing‘

Osvětlení klávesnice verze 1.0
verze 1.0

„Když už houby vidět, tak ať nás tolik nestojí“, řekl jsem si a do USBéčka jsem vrazil bílou LEDku s nějakým předřadným odporem. Na klávesnici se objevil světlejší flek, zbytek byl opět pohlcen tmou (a osvětlován jen obrazovkou). Nicméně spotřeba minimální (jednotky nebo desítky mW), ale alespoň jsem notebook našel, když jsem k němu přišel.

Verze 2.1.0 – ‚Dark flash‘

No řešení bylo přece jednoduché! Když jedna LEDka vrhá 1 světelný kotouč, tak 3 LEDky by měly vrhat 3 kotouče, čímž pokryjí celou klávesnici.

Ve výsledku každá z LEDek měla jiný ostín (díkybohu bílé ;-)) a jinou svítívost (pravděpodobně se mi pomíchaly bílé LEDky z minimálně čtyř sérií) a tyto 3 LEDky spájené k sobě obalené izolačkou držely svou pozici díky kolíčku zakousnutém v obrazovce, ke kterému byly přitaženy kouskem měděného drátu.

fotka Verze 2.1
verze 2.1

Taže kromě toho, že to nevypadalo nejlíp, to opět osvětlovalo viditelně jen asi 60% klávesnice, takže jsem i tak stejně musel občas mžourat kterou že to klávesu mačkám.

Verze 3.1.5 – ‚Good vision‘

K vytvoření třetí verze mě vedly tyto body:

  • Přece si nebudu kazit dojem z nového notebooku kolíčkem, drátem a izolačkou!
  • Nový notebook neměl USB porty hned za obrazovkou, přesně vyměřený káblík by teď nebyl dostatečně dlouhý a tak by se musel nadstavovat.
  • Nový notebook je o numerickou klávesinci širší  a to už 3 LEDky nesvítí.
  • Po asi třičtvrtě roce jsem měl choutky vzít pájku do ruky a něco uklohnit.
Osvětlení klávesnice verze 3.1.5
Verze 3.1.5

A tak jsem se jí chopil, ale vzal to z úplně jiného konce. Po mnoha náčrtcích, výpočetech, trigoniometrování, a plánování jsem vzal ledku, přiložil ji do míst, kde asi bude, a posvítíl s ní na klávesnici a odhadl, že bude potřeba přibližně 4,9589 LED diod. Na malý kousek oboustraného kuprexitu jsem na jeho delší hranu naletoval 5 bílých LED ze stejné série (tentokrát opravdu), nechal jim trochu volnosti, aby s nimi šlo hýbat. Napájení jsem původně chtěl vyřešit tak, že by se celá tato malá destička chovala jako Flash Disk, tzn. na jendom konci by měla USB port. Při představě, jak mi přes půl obrazovky vede kabel pro napájení mě tato idea poměrně rychle opustila a přešel jsem na řešení č. 2-vyvést krátký káblík s USB konektorem, který se skryje za obrazovku a pro člověka s 8 dioptriemi bez brýlí to bude budit dojem, že ta destička je perpettum-mobile ;-).

K destiččce jsem přiletoval na každé straně dva měděné dráty, které jsem ohnul a za ně celý objekt zavěsil na obrazovku. Vše jsem pečlivě zaizoloval termobužírkami a černou izolačkou, takže to nakonec ani nevypadá úplně nejhůř.

Osvětlení klávesnice verze 3.1.5 II
Verze 3.1.5 podruhé

Zapojil jsem to, nakalibroval, a zjistil, že stejně 1 LEDka svítí víc „teplej“ než ostatní (ponaučení pro příště, že kupovat bílé LEDky za 1,- kus se někdy moc nevyplácí). Nicméně už konečně celkem i vidím, avšak malinkaté tmavěčervené popisky „F kláves“ stále nejsou vidět, a tak se budu muset naučit pamatovat si je podle jejic Fn funkcí (Wifi, hlastiost, podsvícení, …), které mají ikonky velké a bílé. Každopádně nějaký čas mi to určitě vystačí.

Verze 4 – ‚Real halo‘?

Poslední způsob, který by tento porblém mohl snad vyřešit je použití bílého LED-stripu, tedy pásku s rovnoměrně rozmístěnými SMD LED o poměrně vysoké svítivosti (chtěl jsem si jej namontovat na poličku nad pracovním stolem). Bohužel tento zázračný vynález má v této apliakci tři poměrně velké nevýhody: obrovská cena, napájecí napětí 12V a spotřeba která nemá problém překročit stovky miliWattů.

Jestli má někdo podobné zkušenosi, můžete se svěřit do komentářů níže ;-).

Elektrotechnická definice psa

PES, neboli Profesionální elektronický systém, je analogově – digitální integrovaný obvod s mnoha funkcemi a poměrně širokým využitím v praxi. Obsahuje jeden základní vstup a několik výstupů.

Nejvýznamnější stavy

Pokud se na jeho vstup T (tlama) přivede log 1, obvod ji zpracuje a se zpožděním (pár hodin) vypíše několikrát log 1 na svých dvou základních výstupech. Pokud na vstup T log 1 nepřivedeme, obvod čeká, dokud tak neučiníme. Po několika desítkách hodin obvod začne selhávat a dojde k jeho úplnému zničení. Pokud na vstup T přivedeme nekvalitní hodnotu (tj. něco mezi log 0 a log 1, případně hodnota mnohonásobně vyšší než log 1), nastává tzv. hazardní stav. V tu chvíli se ze vstupu T stává výstup, který v poměrně častých intervalech vypisuje log 1. Také výstup K (konečník) vypisuje log 1 s větší frekvencí než obvykle.

Provozní teplota PSa se pohybuje přibližně od -10°C až do +40°C (záleží na typu), nízké a naopak vysoké teploty způsobují zvýšení spotřeby, hazardní stavy nebo dokonce až zničení obvodu.

Nesmíme zapomenout na napájení obvodu. To je realizováno připojením stejnosměrného napětí na vstup T, kterým si obvod doplní zásoby energie a může poté fungovat nějaký čas bez napájení (viz první odstavec).

Pouzdro

PES je zapouzdřen do pouzdra se čtyřmi chlupatými vývody a zemnícím kolíkem. Rozměry pouzdra se liší podle typu integrovaného obvodu, stejně jako barevné provedení. Vstup T je v přední části obvodu, výstup K v zadní části obvodu. Zbývající, méně významné vstupy a výstupy se nacházejí v podstatě na celém pouzdře.
PES se zatím nevyrábí v SMD (i když některé typy se rozměry SMD blíží- např. obvod PES J3-Z3\/-Č1′ K).

Použití

Tento integrovaný obvod používá v dnešní době mnoho domácností, především kvůli možnosti napojení na zařízení jako je Gumový balónek, což umožňuje používat jej jako hračku nejen pro děti. Naopak přesným naprogramováním jej lze používat jako součást zabezpečovacích zařízení, či k navigaci postižených. V současné době je jeho největším konkurentem integrovaný obvod zvaný KOČKA.

Vyobrazení obvodu PES
Vyobrazení obvodu PES

Sérioparalelní kombinace rezistorů a kondenzátorů

… aneb Odpory a Kondíky online

Ikonka

Když jsem si chtěl před mnoha mnoha lety postavit štěnici, nefungovala. V rámci hledání chyb jsem potřeboval i změřit indukčnost cívky, která bylo vesměs ústředním prvkem. Abych to mohl provést, potřeboval jsem si na to postavit patřičný měřící přístroj. Ten jsem is navrhl, ale potřeboval jsem nějaký rezistor (teď už nevím kolik přesně to bylo), jehož hodnota nebyla v řadě a celkem složitě bych ji dopočítával.

Ale napadlo mě použít na ty složité počítání počítač. Počítačový program. Zanechal jsem proto asi na měsíc a půl práce na Drag Race a napsal si program Odpory a Kondíky. Nejdříve nepublikovanou verzi 1.0, ale poté i verzi 1.2, kterou (jen tak pro ukázku dávám ke stažení):

Odpory a Kondíky 1.2.zip (35,7kB) Program je plně automatizovaný, sám si určí přesnost (podle toho, jak přesné zadáte číslo) a už jen kombinuje a počítá.
Výstup vám uloží do HTML souboru, takže se vlastně jedná o dynamické stránky (s oblibou jsem říkal: „PHP = Pascal & HTML programming“). Byl vytvořen na Boží hod přesně ve 22:22:22.

Program v pascalu, jehož výstupem je html soubor není zrovna ideální řešení. Když se k tomuto faktu přidají ještě další, program se stává totálně nepoužitelný.

Tak jsem teď poslední měsíc vytvářel jeho on-line, php verzi, která je rozhodně mnohem praktičtější a použitelnější.


náhled formuláře
Samotný formulář zde

Univerzální stabilizátor napětí

  1. Já a trafo
  2. Mechanická konstrukce
  3. Výměna stabilizátoru nebo pojistky
  4. Moje zapojení obsahuje

U tohoto zapojení nejde ani tak o schéma jako spíš o mechanické uspořádání. Dostal se mi do rukou síťový transformátor se střídavým výstupem 15V a max. proudem 1A. Dlouho mi ležel nevyužit ve skříni a jak jsem teď měl čas tak jsem se rozhodl, že si k němu postavím zdroj =12V. Ale vzhledem k tomu, že mi před nějakým časem vyhořel i zdroj =5V, tak jsem se rozhodl, že si postavím univerzální stabilizátor napětí.

Tím jsem se tedy dostal do katalogového příkladu – Graetzův můstek (kvůli nedostatku místa jsem použil integrovaný na 1,5A), filtrační kondenzátor v jednotkách mF, a stabilizátor. Protože jsem jeden stabilizátor už jednou uvařil (přepólováním, tedy nadproudem), tak jsem tam dal ještě 800mA pojistku (stabilizátor by zvládl i 1A, ale jistota je jistota).

Mechanická konstrukce:

schématické zobrazení mechanické konstrukce obvodu

Z obrázků je to názorné – základní kostrou celého zapojení je chladič na T0220, s rozměry 50x12x35 mm. Z jedné strany je přišroubován stabilizátor a z druhé pak DPS se součástkami. Aby však bylo možné stabilizátor vyměnit (jednak v případě jeho odchodu do křemíkového nebe, a druhak pro změnu výstupního napětí – viz dále), tak není napájen na tvrdo do DPS, ale je upevněn do svorkovnice, která je teprve zapájena do DPS(vývody svorkovnice se musí nadstavit kousky drátku a zaizolovat třeba termobužírkou – mohly by se zkratnout s chladičem, který je uzemněn).

Snažil jsem se to vymyslet tak, aby se co nejméně musely ohýbat vývody stabilizátorů. Tak jsem nakonec do svorkovnice upnul pouze piny 1 (vstup) a 3 (výstup), mezi kterými je rovných 5mm (2 x 2,5mm). Prostřední 2 (zem) je vnitřně spojena s chladičem, a tak tedy není potřeba jej zapojovat. Nemusí se ustřihávat, stačí, když se o pár milimetrů ohne, aby se vměstnal mezi svorkovnici a chladič.

univerzální stabilizátor ze strany stabilizátoru
univerzální stabilizátor ze strany DPS

Bohužel filtrační kondenzátor 4m7 na 25V se tam neměl šanci vejít tak jsem připájel jeho vývody a omotal jsem jej proužkem plastu, který jsem pak přidělal na šroubek, který drží celé to zapojení pohromadě.

Jelikož je to celé nabastlené na kovovém chladiči, a ten vodí tak je třeba všechno izolovat! Tam, kde budou součástky, tak musíte celý chladič polepit izolačkou a všude dávat bužírky.

Výměna stabilizátoru nebo pojistky:

univerzální stabilizátor ze strany vstupu
univerzální stabilizátor při výměně pojistky

Pokud chcete vyměnit sabilizátor, tak pouze povolíte svorkovnici, prsty (já to moc nedotahuju) nebo kleštěmi (obzvlášť pokud je rozpálený na 80° 🙂 chytnete matku a odšroubujete ji. Vyjměte stabilizátor, dáte jiný a opět našroubujete matku a dotáhnete svorkovnici.

Pokud chcete vyměnit pojistku, tak to bude obtížnější – musíte opět sundat matičku na stabilizátoru, a pak šroubovat a šroubovat dokud nemůžete odklopit DPS a vyjmout pojistku. Po výměně to celé zase smontujete a je to.

Moje zapojení obsahuje:

  • Vstupní napájecí konektor pro malá napětí 1,3 mm, do DPS, zdířka
  • Pojistka 800mA pomalá (T) (případně 1A, ale to už rychlá – F) standartní, skleněná
  • Držák na pojistku (spíše raději 2 jednodílné než 1 celý – je to menší)
  • Integrovaný Graetzův můstek nebo 4 obyčejné usměrňovací diody (stačí 1N4007 – 1A, 1000V)
  • Filtrační kondenzátor – kapacita dle výpočtu dole →, obvykle kolem 2-5 mF, napětí dle aplikace 25 nebo 35 V (raději více než méně!)
  • 2x 10 až 100nF blokovací kondenzátory
  • Svorkovnice do DPS 2 piny, rozteč 5mm, na šroubování (asi by mohla být i wagosvorka, ale nevím)
  • Téměř libovolný stabilizátor z řady 78xx (konkrétně 78xx, 78Sxx, nebo 78Txx)
  • Výstupní napájecí konektor pro malá napětí 1,3mm, do DPS ( v mé aplikaci je na kabel), banánek
  • Chladič na TO220 50x12x35 mm
  • Kousek plošnáku – nějaký zbytek, odřezek – asi 15 x 50 mm
  • Šroub cca 3×25 nebo delší + matička
  • Pár drátků (dopručuji silnější – třeba ustřižené vývody od diod / usměrňovacího můstku)
  • Bužírka a izolačka (hodně izolačky)

Mini verze RGB blikače

  1. Proč?
  2. Popis obvodu
  3. Osazování
  4. Návrh vlastních hodnot
  5. První zapojení
  6. Seznam součástek

Nedávno poté, co jsem si vytvořil tento RBG blikač (tzv. budič) pro 1 RGB LEDku s analogovou i digitální regulací (od teď jen velká verze) přináším jeho novou, menší verzi.

Ta vznikla neboť jsem si tu „velkou verzi“ zapojil do USB a používal jako pěkný doplněk k notebooku. Najednou jsem si však uvědomil, že jsem za tu dobu téměř s žádným potenciometrem ani neotočil. A navíc mě napadlo, že si na to nasadím plexisklovou trubičku z propisky za 4,-Kč, a tím vznikne jakoby neon. „Velká verze“ by proto potřebovala značně úpravy, a vzhledem k tomu, jaká to byla zbastlenina, tak jsem si prostě vytvořil novou verzi.

Popis obvodu

Schéma mini verze RGB blikače

Při pohledu na schéma vidíme oproti „velké verzi“ trošku zjednodušení. Ubyly právě všechny 3 potenciometry pro analogovou regulaci i ten pro regulaci rychlosti blikání. Tím pádem odpadl i přepínač analog/digital. Doba blikání se tedy mění pouze vhodným zapojením RGB LEDky.

Jak jste si jistě všimli, tak ten čítač (IC1) má 4 výstupy a LEDka je RGB, tedy 3 barvy. Buďto si vedle ní můžete zapojit třeba bílou a mít 16 barevný čítač (klasické barvená 16- barevná (4-bitová) paleta pro např. MS windows 9*) nebo LED přepojovat. Buďto ji zapojíte do „nejpomalejších“ 3 bitů (a „nejrychleší bit“ zůstane nepoužit) a LEDka bude blikat pomaleji nebo ji naopak zapojíte do „nejrychlejší“ trojce bitů a bude blikat dvojnásobně rychle. Pokud použijete moje hodnoty součástek, tak celá perioda 8 barev bude 52 nebo 104 sekund.

Matrice, deska ze strany spůjů ZDE!

Co se týče stavby, tak můj cíl byl (jako vždy 🙂 vytvořit desku co nejjednodušší, jednak co do pájení a taky co do výroby DPS (domácí fotocesta nemusí být moc přesná). Tak jsem se snažil udělat co největší pájecí plošky a co nejsilnější cesty a to vše naopak zmrsknout na co nejmenší destičku. Takže se tam stalo, že se na pár místech cestičky spojily se sousedními pájecími ploškami. Po osvitu tedy musíte provést proškrabání! To buď dle schématu, nebo pomoci tohoto hybridního zobrazení.

Osazování

Pro osazování použijte buďto opět ten poloosazovák nebo úplný osazovák i když si myslím, že se stačí podívat do schématu co kam vede, a nacpat to tam.

Integráče tam dáte i se zavřenýma očima (opět doporučuji použít sokle – patice), keramický kondenzátor je tam jen 1 – 10nF až 100nF, elektrolyt hned vedle něj 47µF (jejich společná cesta je jeho mínus), ostatní elyty jsou také 47µF (jsem bral, co bylo doma :-). Podobně odpory – ty u 555ky jsou R1 = 10k a R2 = 100k, ty, co vedou přímo z IC2 jsou 100k ty zbývající po 470R. Dutinkáč může být na stojato (8 pinový asi neseženete, zkuste 2×4 pinový, 5+3 pinový nebo kupte 10 pinový a 2 piny ustřihněte) a tranzistory BC 337 – není co řešit. Nezapomeňte osadit ten 1 jumper, a připájet napájecí vodiče – klidně dvojlinku a do USB konektoru (jako já).

Já sám jsem to měl celé navržené a ve chvíli, kdy jsem začal osazovat, tak jsem zjistil, že mi chybí odpory 47k, které tam měly být původně. Tak jsem to tak všelijak poupravoval, až vznikl výsledný seznam součástek. Takže si můžete upravovat součástky téměř jak se vám zlíbí. Pro R1, R2, C1 a C2 platí standartni zásady a vzorečky pro návrh astabilního klopného odvodu s NE555 →.

Pro ty vyhlazovací kombinace přibližně platí že doba přechodu je rovná RX krát CX krát konstanta (RX a CX jsou ty společné). Konstanta se liší pro rožínání a zhášení LEDky, protože při nabíjení např. C3 teče část proudu i přes R4, což zpomaluje nabíjení. Naopak, když se vybíjí, využije tento rezistor a vybíjí se tak rychleji. Pro rozsvětsování LEDky se tedy dá říct, že je to asi polovina součinu RX x CX, a doba zhášení je tomuto součinu téměř rovná. V mém případě asi 2 a 4,5 sekundy. Pokud by jste si upravovali součástky, tak akorát dávejte pozor na to, aby zhášení ledky netrvalo třeba 8 vteřin a jeden cyklus 555ky třeba vteřiny 2. To by pak LEDka jenom tak trošku pomžourávala.

První zapojení

Pokud si vůbec nejste jisti, zda-li vám to bude fungovat, tak doporučuji vyhodit oba integráče, vypojit RGB LEDku a zapojit ampérmetr na zdroj. Pokud zapojení neodebírá žádný proud (až na přechodový jev při nabíjení C1), tak je pravděpodobně v pořádku. Pak vložte 555ku, a opět zkuste proud. Na pinu 3 555ky by jste měli naměřit napěťové pulsy. Jejich perioda bude celkem vysoká (několik vteřin), takže, tam ten měřák držte klidně půl minuty. Pokud měříte oscilace, můžete vložit čítač (IC-2). Pravděpodbně by už tam chyba být neměla, ale pro jistotu můžete přeměřit proudový odběr is čítačem, bez LED(ek). Měl by být téměř zanedbatelný-méně než 1mA. Největší odběr mají samotné LEDky (každá od 5mA do 20mA, v mém případě bral obvod při svitu všech LEDek kolem 15mA).

POZOR! Pokud máte vše zapojeno tak jak má, přiopojeno napájení, LEDky se nerozsvítí hned, neboť se musí nabít kondenzátory C3-C6. Takže první svit očekávejte až po několika sekundách!

Seznam součástek

R1 10k
R2 100k
R3 – R9 100k (4ks)
R4 – R10 470R (4ks)
C1 47uF
C2 10nF až 100nF
C3 – C6 47uF (4ks)
IC1 NE555
IC2 4520B, nebo jiný 2 x Cmos 4 bitový binární čítač s odpovídajícím uspořádáním pinů
T1-T4 BC 337 (4ks)
JMP1, JMP2 dutinkový konektor (ideálně) nastojato, celkem 8 pinů – viz text
kousek drátku na jumper a (ideálně) dvojlinka na napájení
kousek Cuprexitu s fotocitlivou vrstvou, asi 50×50 mm

Jednoduchý RGB blikač

  1. Zrodila se myšlenka..
  2. Popis obvodu
  3. Pár rad k osazování
  4. První zapojení
  5. Seznam součástek
  6. Dokumentace

Na mojí oblíbené TIPĚ.EU → jsem si koupil RGB LEDku. Chtěl jsem ji zapojit tak, že se tam budou střídat barvičky. Součastně jsem ale chtěl zapojení, kde si budu moct navolit i barvu „analogově“. No, tak jsem to dal dohromady a vzniko mi toto.

Popis obvodu

Schéma RGB LED

Ve schématu můžete najít časovač s 555kou( R1, R2, R14, C1, C2, IC1), IC2-A je pak binární čítač. Jeho výstupy jsou vedeny na integrační články (vždy R3 a C3, R5 a C4, …), který jak jistě všichni víte zaoblí hrany obdélníkového průběhu. Velikost tohoto zaoblení je dána konstantou τ=R . C . Toto zaoblené napětí pak jde do báze tranzistorů T1 až T4, které přes rezistory R4, 6, 8, 10 uzemňují dané ledky.

Současně jsou do bázi 3 tranzistorů vedeny i výstupy 3 potenciometrů, R11, 15, 13, které slouží jako 3 děliče napětí. Tedy do báze jde od 0 do téměř plného napájecího (+5V). Aby tím tranzistory neshořely, tak jsou tam rezistory R12, 13, 17.

Koncové výstupy jsem vyvedl do dutinkového konektoru (dobře se do něj zasunují LEDky nebo ona 1RGB LEDka), ale je možné tam LEDku/y přímo zapájet (nechtěl jsem tam tak drahou součástku dávat napevno).

Zapojení obsahuje i přepínač, kterým se přepíná právě mezi analogovým a digitálním chodem. V jedné poloze je připojeno napájení integrovaných obvodů a zem ke kondenzátorům integračních článků. Pokud jej přepneme, tak se předchozí odpojí a připojí k potenciometrům – děličům. Která poloha bude která závisí na použitém typu přepínače, ale u mého jednoduchého (také z TIPy) odpovídá, že když je „jezdec“ blíže k IO tak se jede na digital, a když jakoby dál od nich a blíže k potenciometrům tak se jedna o analog.

Bohužel toto zapojení obsahuje pár nevýhod. Všímavější z vás by si povšimli kombinace TTLkoveho NE555 a CMOSového 4520BE. Další nevýhodou je to, že LEDky se rychleji rozsvětsují, než zhasínají, což je způsobeno tím, že se kondenzátory integračních článku vybíjejí rychleji než nabíjejí. Pokud se přepnete na anolog, tak kondenzátory integračních článků tam v podstatě zůstanou pořád zapojeny. Takže když prudce otočíte potenciometrem, tak opět tyto kondenzátory jsou nabité na určité napětí a chvíli jim trvá, než se jejich úbytek změní na to, které jste tam právě nastavili. Nehledě na to, že jsem počítal s tím, že kondenzátory integračních článků budou menší, takže se mi je nepodařilo nacpat do jedné řady, a tak jsou tam nacpané, a na křivo.

Pár rad k osazování

Nezapomeňte osadit jumper pod NE555 ještě před samotným integrovaným obvodem / paticí. Jistě jste si také všimli, že každý z kondenzátorů tvořící integrační článek má jinou rozteč nožiček. To je proto, abyste ty nožičky mírně roztáhli a nemuseli tak použít další jumpery. Dle mojí zkušenosti bych vám poradil ať napájecí vodiče (nějaký zvonkáč, co doma najdete) připájel taky co nejdřív, protože pak jej tam cpát mezi přepínač a potenciometr… Machrovinkou by pak bylo připájet tu napájecí dvoulinku na USB konektor (to však doporučuji, až budete mít obvod ozkoušen).

První zapojení

Po zapnutí obvodu by měl (při zhaslých všech LED!) odebírat slušných 7mA na digitální režim. Tato hodnota však výrazně závisí na použitých součástkách, takže vám taky může odebírat i 12mA nebo naopak jen 4mA. Pro úplnost bych dodal, že každá z LEDek, pokud zrovna svítí, odebírá cca od 3mA až třeba do 20mA. Takže pokud obvod funguje jak má, tak proudový odběr skáče třeba od zmiňovaných 7mA až po 26mA. Může se ale stát, že máte zkrat třeba u některého tranzistoru a ten se projeví až na něj přijde napětí – tedy až po několika sekundách (tak jak se to stalo mně). Vyčkejte proto s Ampérmetrem pár vteřin.

Po prvním zapnutí (nebo také když obvod dlouho někde ležel nepoužíván) je možné že se hned nic nestane. Kondenzátory C3 až C6 se totiž musí nabít a to chvíli trvá. Pokud se však ani po několika sekundách nic nestalo, zkontrolujte teplotu součástek a pokud „nehoří“, podejte si Ampérmetr a změřte proudový odběr.

Pokud si však vůbec nejste jisti jestli vám to bude fungovat (třeba se vám moc nepovedla deska), zkuste obvod nejdříve bez obou integrovaných obvodů i LED a měřte proud. Měl by být opravdu malý – rozhodně ne víc než 20mA. Pokud se stále nic neděje, pak ověřte funkci generátoru signálu. Nejraději na to používám analogový Voltmetr, ale stačí i LEDka s odporem. Měřte napětí na výstupu NE555 (pin číslo 3), oscilace/blikání musí být znatelné na první pohled. Když oscilátor osciluje, pak stejným způsobem prověřte výstupy čítače. Myslím, že je jasné, kde potom hledat chybu.

Seznam součástek

  • Integrované obvody (patice nejsou nutné, ale doporučuji):
    • IC1…NE555 + patice DIL8
    • IC2…4520BE + patice DIL16
  • Genrátor signálu (dle těchto hodnot je perioda regulovatelná od cca 1 sekundy do 4):
    • R1…33k
    • R2…68k
    • R14 (potenciometr/trimr)…500k/N
    • C1…10µF
    • C2…10 až 100nF
  • Integrační články:
    • R3, R5, R7, R9 …820 Ω
    • C3, C4, C5, C6 …470 µF
  • Potenciometry děličů:
    • R11, R15, R16…co nejvyšší, třeba 500k
  • Výstupní tranzistory:
    • T1, T2, T3, T4 …BC 337
    • R4, R6, R8, R10 …220 Ω
  • Ostatní:
    • DPS jednovrstvý s fotolakem (po domácku stříkaný nebo už koupen) rozměry min. 35 x 100 mm
    • Přepínač 2 póly x 2 polohy do DPS(vzdálenost pinů kolem 5mm)
    • 2 jumpery (drátové propojky – jeden pod NE555 a druhý vedle přepínače.
    • dutinková lišta 8 pinů (prodává se po 10 – budete muset 2 ustřihnout, nebo to nějak nakombinat – 2×4, 5+3, …)
    • a samozřejmě LEDka/y!

Dokumentace

Zde tedy přikládám předlohu s jedním velkým flekem místo přepínače, to proto že nevím o tom, že by existoval nějaký, který má takovou rozteč vývodů. Proto si po osvitu otevřete tento soubor (kde je naznačeno vedení cest v okolí přepínače) a proškrábejte požadovaný vzorek. Zde ještě osazovák.

Za zmínku stojí také, že, jak jste si mohli povšimnout připadalo mi trochu mrzuté obětovat RGB LEDku na takovéto chaotické zapojení, a tak jsem jej zjednodušil a vytvořil mini verzi tohoto RGB blikače.

5W zesilovač

Jedná se o katalogové zapojení TDA2003. Verzí tohoto zesilovače mám víc, takže si ještě v nich musím udělat pořádek. Zatím sem dodávám pouze primární verzi schématu pro stereo provedení.

16 Kruh

Toto je moje první práce s Eagle – na Windows (taky je to poznat ;-D). Jedná se o vylepšené zapojení světelného hada publikovaného v amatérském rádiu staršího data (199*). Generátor s kondenzátorem, odporem, trimrem a 7400 jsem nahradil NE555, a místo jednoho posuvného registru 74164 a 8 žlutých ledek jsem tam dal dva a tedy 16 ledek (odtud název výrobku) v základních 3 barvách (4x kombinace žlutá-červená-žlutá-zelená). Zde je tedy matrice a osazovací plán.

Jak již jsem zmínil, obvod je taktován generátorem z NE555. Ten postupně posouvá po zapnutí napájení nastavená náhodná data. Pokud se přepne přepínač režimu do první polohy, jdou data z výstupu zase zpět na vstup. LEDky se tedy točí neustále dokola. Když jej přepneme, data se cestou z posledního bitu na vstup negují přes tranzistorovou neagaci, čímž vzniká další zajímavý efekt (LEDky se postupně rozvětsují a poté shasínají).

Pouze bych upozornil, přepínač, který jsem na desku vložil, je moc veliký. Rozteč vývodů má 7,5mm (běžně bývají 5mm), tak snad si s tím nějak poradíte.


Schéma 16 Kruhu

Toto je primární verze schématu, časem vytvořím lepší, přehlednější. Kdybych zapomněl, ozvěte se.