SMART KIT No. 1006b. SMART KIT No. 1006b 800W HUDBOU MODULOVANÉ SVĚTLO VŠEOBECNÝ POPIS

Transkript

1 SMART KIT No. 1006b 800W HUDBOU MODULOVANÉ SVĚTLO VŠEOBECNÝ POPIS Hudbou modulované světlo je elektronický obvod, který se používá k ovládání intenzity jednoho nebo více světel, která se pak rozsvěcují v rytmu právě reprodukované hudby. Obvykle navrhovaná řešení využívají přímé připojení k výstupu zesilovače. Pokud není takový modulátor správně navržen, pak při jakékoliv poruše na síťovém napájení takto špatně navrženého modulátoru může dojít k průniku síťového napětí do vstupu zesilovače. Takový průnik může způsobit vážné poškození zesilovače a rovněž hrozí nebezpečí požáru. Také je takový průnik velmi nebezpečný a může ohrozit na životě obsluhu zesilovače. Stavebnicí, kterou vám předkládáme je tento problém zcela vyřešen. Obvod nevyužívá žádné přímé propojení se zesilovačem. Nedávno vyvinutý obvod poskytuje možnost jak zcela oddělit dva elektrické obvody, obvod modulátoru a výstup zesilovače. Tímto novým obvodem je OPTOELEKTRONICKÝ ČLEN, který je detailně popsán níže v následujícím odstavci Popis zapojení obvodu. POPIS ZAPOJENÍ OBVODU Nejdříve pár poznámek o tomto novém prvku, který je označován jako OPTOČLEN nebo OPTOIZOLÁTOR. Tento nový obvod obsahuje v jednom pouzdru LED a FOTOTRANZISTOR nebo světlocitlivý SCR nebo TRIAC. Na vstupu je použita dioda LED. Signál je dále přenášen opticky a následně je obvodem například fototranzistoru převeden zpět na elektrický signál. Díky tomuto uspořádání je možno zcela elektricky oddělit dvě různá elektrická zařízení. Takové obvody jsou velmi často využívány v případech kde spolupracují obvody s velmi odlišným elektrickým potenciálem. Jak je vidět z uspořádání na obvodovém schéma zapojení celého obvodu, signál je přiveden na body 1 a 2 a dále přes odpor R2 a potenciometr P1 na diodu LED optočlenu. Potenciometrem je možno nastavovat citlivost celého obvodu a odpor R2 chrání vstup pokud by při vytočení na maximum bylo na stupu přítomno příliš vysoké napětí. V čase kdy je na vstup přiveden audio signál dioda LED začne blikat a sleduje při tom změny amplitudy vstupního signálu. LED pracuje v infračervené oblasti světelného spektra a svými záblesky řídí světlocitlivý TRIAC, který je umístěn v pouzdře spolu s diodou LED. Tento TRIAC je použit jako řídící obvod pro výkonový TRIAC schopný ovládat zátěž s mnohem vyšším proudovým zatížením. Odpor R1 zapojený mezi výstup Optočlenu a řídící elektrodu výkonového triaku chrání optoizolátor a řídící elektrodu výkonového triaku před nadměrným proudem během špiček vstupního audio signálu. Při připojení síťového napětí do bodů 1 a2 a také světelného reflektoru do bodů 3 a 4 se bude reflektor rozsvěcovat v rytmu vstupního audio signálu. Obvod bude tímto pracovat jako velmi jednoduchý avšak velmi účinný světelný modulátor. Při použití Optoizolátoru je zajištěno bezpečné oddělení dvou elektrických obvodů až do napětí 1500V. Toto je bezpečná hranice pro jakýkoliv elektronický obvod.

2 SESTAVENÍ OBVODU Nejdříve ze všeho bychom rádi připomněli některé základní znalosti pro stavbu elektronických obvodů na desce s plošnými spoji. Deska je vyrobena z tenkého izolačního materiálu a potažena slabou vrstvou vodivé mědi, která je tvarovaná tak aby vytvořila potřebná spojení mezi rozličnými komponentami daného obvodu. Nutnost použití správně navržené desky s plošnými spoji značně zrychluje sestavení obvodu a redukuje možnost chyb při zapojení. Desky stavebnic jsou předvrtané a na straně obvodů jsou vytištěny vývody obvodů pro jejich identifikaci což činí sestavení obvodu snazším. Aby deska byla během skladování chráněna před oxidací a tak zajištěn dokonalý stav mědí, je deska již během výroby potažena speciální vrstvou ochranného laku, který ji chrání před oxidací a rovněž usnadňuje pájení. Zapájení součástek do desky s plošnými spoji je vše co je třeba učinit pro sestavení obvodu. To jakým způsobem zapájení provedete velmi ovlivní úspěch nebo neúspěch vaší práce. Není to náročný postup a pokud dodržíte několik pravidel neměli by jste mít problémy. Páječka by měla být lehká a příkon by neměl překročit 25 Watů. Pájecí hrot by měl být ostrý a musí být stále čistý. K těmto účelům se vyrábějí speciální houbičky, které se navlhčí a čas od času můžete o ně očistit horký hrot aby byly odstraněny všechny nečistoty, které mají tendenci na hrotu ulpívat. Neodstraňujte nečistotu z hrotu smirkovým papírem. Pokud nejde hrot vyčistit pak jej vyměňte. Na trhu je mnoho druhů různých pájek a měli by jste zvolit kvalitní pájku, která obsahuje pájecí pastu v jádru pájky a tím bylo zajištěno vždy dokonalé spájení Nepoužívejte jinou pájecí pastu než tu, která je již obsažena v jádru pájky. Příliš mnoho pasty může způsobit mnoho problémů a bývá hlavní příčinou špatné funkce obvodu. Jestliže nicméně musíte použít dodatečnou pastu jako například v případě potažení měděných drátků, pak ji po ukončení pájení velmi pečlivě očistěte. Aby komponenty byly správně zapájeny dodržujte následující postup: Očistěte vývody součástek malým kouskem smirkového papíru. Vývody ohněte ve správné vzdálenosti od součástky a vložte součástku na její místo v desce. Může se stát, že máte součástku jejíž vývody jsou o něco silnější než otvor v desce a nelze je do desky zasunout. V tomto případě použijte mini vrtačku a otvory mírně zvětšete. Nezvětšujte otvory příliš jelikož by to mohlo znesnadnit vlastní pájení. Uchopte horkou páječku a umístěte hrot na vývod součástky a současně držte konec pájecího drátu v bodě kde vývod prochází deskou. Pájecí hrot se musí dotýkat vývodu těsně nad deskou. Když se začne pájka tavit a roztékat počkejte až pokryje oblast okolo otvoru v desce a pasta vře a dostává se nad pájku. Celý proces by neměl trvat déle než 5 sekund. Oddalte pájecí hrot a ponechte pájku aby pomalu vychladla aniž by jste na ni foukali a nebo pohli se součástkou. Pokud je vše správně provedeno pak povrch spoje musí mít jasný kovový vzhled a konce spojů by měly být krátce nad vývody součástek. Pokud se pájení zdá být nesprávné, narušené nebo má tvar kuliček, pak jste vytvořili studený spoj. Odstraňte pájku odsávačkou nebo pájecím tamponem a proveďte opět spájení.

3 Dejte velký pozor a by nedošlo k přehřátí spoje na desce jelikož by se mohl snadno oddělit od desky a odlomit se. Při pájení citlivé součástky je dobrým postupem držet vývod součástky nad deskou, ze strany součástek, pomocí kleštiček a tím odvést teplo, které by mohlo způsobit poškození součástky. Nepoužívejte více pájky než je potřeba jelikož mnoho pájky zvyšuje nebezpečí zkratu mezi sousedními spoji na desce zvláště pokud se nacházejí velmi blízko sebe. Po dokončení práce odstřihněte přesahující vývody součástek a desku vhodným roztokem pečlivě očistěte od pájecí pasty, která zůstala na desce. Sestavení celého modulátoru je velmi jednoduché protože obsahuje pouze pět součástek. Nejdříve zapájejte do desky plošného spoje šest vývodů. Pokračujte zapájením odporů. Zapájejte dále triak, který je vložen označenou stranou pouzdra směrem k přívodům napájecího napětí 220V jak je označeno na desce plošného spoje. Pomocí vodičů propojte potenciometr s deskou plošného spoje. Nakonec vložte do desky plošného spoje optoizolátor a opatrně jej zapájejte tak aby nedošlo k jeho nadměrnému přehřátí. Je možno také použít objímku DIL. Jelikož se nevyrábí objímka s 6 vývody je nutné použít objímku 8 DIL a dva vývody odstranit. Nyní je sestavení obvodu dokončeno a měla by následovat velmi pečlivá prohlídka celého obvodu před tím než jej začneme testovat s připojeným síťovým napětím. Ujistěte se, že vše je správně zapojeno. Je to velmi důležité, protože celý obvod je spojen se síťovým napětím 220V, které je velmi nebezpečné. Pokud je vše v pořádku můžete do bodů 3 a 4 připojit světelný reflektor. Do bodů 5 a 6 připojíme síťové napětí 220V. Nakonec připojte na vstup do bodů 1 a 2 výstup zesilovače, rádia nebo kazetového magnetofonu. Pro větší bezpečnost doporučujeme zapojit do série s napájecím síťovým napětím spínač a také 3-4 A tavnou pojistku. Pokud je vše správně zapojeno zapněte síťové napájení a pusťte nějakou hudbu. Připojený reflektor by se měl rozsvěcovat v rytmu hudby. Pokud se světlo nerozsvěcuje zvyšte citlivost obvodu změnou nastavení potenciometru. Také můžete zvýšit hlasitost audio signálu. BĚHEM VŠECH TESTŮ SE NIKDY NEDOTÝKEJTE ŽÁDNÉ ČÁSTI OBVODU, PROTOŽE V OBVODU JE PŘÍTOMNO SÍŤOVÉ NAPĚTÍ. POKUD OBVOD NEPRACUJE Vypněte napájecí napětí a celý obvod opět velmi dobře prohlédněte zadli nejsou někde nějaké závady nebo zkraty mezi spoji. Zkontrolujte obvod jestli nejsou někde studené spoje nebo můstky mezi souběžnými spoji na desce spojů. Také zbytky pájecí pasty mohou působit problémy. Je optoizolátor vložen správnou orientací? Zkontrolujte všechny vnější přívody a vývody zdali někde není chyba. Pokud je vše překontrolováno a obvod stále nepracuje, kontaktujte prosím vašeho prodejce a Smart Kit Service vám obvod opraví.

4 SEZNAM SOUČÁSTEK R1. 120Ω 0,5W (hnědá, červená, hnědá) R2. 330Ω 0,5W (oranžová, oranžová, hnědá) P1. 10kΩ lineární potenciometr OP1 MOC3010 TRIAC DRIVER OPTOČLEN TR1. BT156 TRIAC 600V/6A Příslušenství: Deska plošného spoje Smart Kit no. 1006b, 6 vývodů, pájka, plastiková krabička, návod. UPOZORNĚNÍ Součástí stavebnice jsou velmi přesné odpory s pokovenou vrstvou. Tyto odpory mají odlišné barevné značení. Hodnoty těchto odporů jsou značeny podle následujícího příkladu: 1. barevný proužek: 1. číselná hodnota 2. barevný proužek: 2. číselná hodnota 3. barevný proužek: 3. číselná hodnota 4. barevný proužek: násobitel.mezera 5. barevný proužek: tolerance CHARAKTERISTIKY OPTOIZOLÁTORU MOC3010 Transmitter (LED) Pracovní napětí. 1,2-1,5V Zpětný proud. 100µA Vnitřní kapacita. 50pF Způsob přenosu signálu.. IR Přijímač (TRIAC) Maximální napětí A1/A V Maximální proud. 1,2A Maximální výkonová ztráta 300mW CHARAKTERISTIKA TRIAKU BT136 BT R 600R 800R Maximální napětí A1/A2 500V 600V 800V Maximální proud. 4A 4A 4A Maximální přechodný proud. 25A 25A 25A Triak je dvousměrný křemíkový usměrňovač. Triak má tři vývody označené jako A1 (anoda1), A2 (anoda2) a G (brána). Dokáže ovládat relativně vysoké AC napětí a proudy mezi vývody A1 a A1 pomocí nízkého ovládacího napětí, které je přivedeno na elektrodu označenou G.

5 UPOZORNĚNÍ: Tento obvod je napájen síťovým napětím 220V a v některých částech tohoto obvodu je toto napětí trvale přítomno. Napětí vyšší než 50V je napětí nebezpečné a může být dokonce smrtelné. Aby jste odvrátili možnou nehodu, který by postihla vás nebo některého člena vaší rodiny, prosím prostudujte si následující pravidla: Nepracujte s obvodem ve spěchu nebo pokud jste unaveni. Před připojením obvodu k síti vše dvakrát zkontrolujte. Buďte připraveni síť odpojit pokud se vám cokoliv nezdá být v pořádku. Pokud je obvod zapojen do sítě nedotýkejte se žádné části obvodu. Nenechávejte obnažené síťové přívody. Všechny síťové přívody by měly být řádně zaizolovány. Nezaměňujte pojistky za jiný než odpovídající typ. Taktéž nenahrazujte pojistky drátem nebo hliníkovou fólií. Nemanipulujte s obvodem vlhkýma rukama. Pokud nosíte řetízek nebo náhrdelník dávejte pozor aby nedošlo k jejich dotyku s nechráněnými částmi obvodu. Vždy používejte odpovídající síťový přívod a obvod řádně uzemněte. Pokud je krycí krabička obvodu vyrobena z kovu pak ji vždy řádně uzemněte. Pokud je to potřeba můžete použít oddělovací transformátor 1:1 k oddělení obvodu od sítě. Při testování obvodu, který je napájen ze sítě si nasaďte boty s gumovou podrážkou, stůjte na suchém a nevodivém podkladu a jednu ruku dejte do kapsy nebo ji držte za zády. Pokud dodržíte všechna výše uvedená opatření snížíte na minimum nebezpečí úrazu elektrickým proudem. Takto chráníte nejenom sebe, ale také ostatní kolem vás. Správně sestavený a dobře izolovaný přístroj nepředstavuje žádné nebezpečí pro uživatele tohoto zařízení. UPOZORNĚNÍ: POKUD NEJSTE OPATRNÍ ELEKTRICKÝ PROUD MŮŽE BÝT SMRTELNÝ.

6

7 Obecný návod na sestavení elektronických stavebnic Elektronické stavebnice, by měla osazovat osoba znalá práce s elektronickými součástkami a oživovat osoba s kvalifikací odpovídající povaze zařízení. Pokud je stavebnice napájena síťovým napětím 230V, mělo by se vždy jednat o osobu s patřičnou kvalifikací, nebo pod dohledem osoby která tuto kvalifikaci má při dodržování všech pravidel práce pod napětím! SESTAVENÍ Nejdříve ze všeho bychom rádi připomněli některé základní znalosti pro stavbu elektronických obvodů na desce s plošnými spoji. Deska je vyrobena z tenkého izolačního materiálu a potažena slabou vrstvou vodivé mědi, která je tvarovaná tak aby vytvořila potřebná spojení mezi rozličnými komponentami daného obvodu. Nutnost použití správně navržené desky s plošnými spoji značně zrychluje sestavení obvodu a redukuje možnost chyb při zapojení. Desky stavebnic jsou předvrtané a na straně obvodů jsou vytištěny vývody obvodů pro jejich identifikaci což činí sestavení obvodu snazším. Aby deska byla během skladování chráněna před oxidací a tak zajištěn dokonalý stav mědí, je deska již během výroby potažena speciální vrstvou ochranného laku, který ji chrání před oxidací a rovněž usnadňuje pájení. Zapájení součástek do desky s plošnými spoji je vše co je třeba učinit pro sestavení obvodu. To jakým způsobem to provedete velmi ovlivní úspěch nebo neúspěch vaší práce. Není to náročný postup a pokud dodržíte několik pravidel neměli by jste mít problémy. Páječka by měla být lehká a příkon by neměl překročit 25 Watů. Pájecí hrot by měl být ostrý a musí být stále čistý. K těmto účelům se vyrábějí speciální houbičky, které se navlhčí a čas od času můžete o ně očistit horký hrot aby byly odstraněny všechny nečistoty které mají tendenci na hrotu ulpívat. Neodstraňujte nečistotu z hrotu smirkovým papírem. Pokud nejde hrot vyčistit pak jej vyměňte. Na trhu je mnoho druhů různých pájek a měl by jste zvolit kvalitní pájku, která obsahuje pájecí pastu v jádru pájky a tím bylo zajištěno vždy dokonalé spájení Nepoužívejte jinou pájecí pastu než tu, která je již obsažena v jádru pájky. Příliš mnoho pasty může způsobit mnoho problémů a bývá hlavní příčinou špatné funkce obvodu. Jestliže nicméně musíte použít dodatečnou pastu jako například v případě potažení měděných drátků, pak ji po ukončení pájení velmi pečlivě očistěte. Aby komponenty byly správně zapájeny dodržujte následující postup: Očistěte vývody součástek malým kouskem smirkového papíru. Vývody ohněte ve správné vzdálenosti od součástky a vložte součástku na její místo v desce. Může se stát, že máte součástku jejíž vývody jsou o něco silnější než otvor v desce a nelze je do desky zasunout. V tomto případě použijte mini vrtačku a otvory mírně zvětšete. Nezvětšujte otvory příliš jelikož by to mohlo znesnadnit vlastní pájení. Uchopte horkou páječku a umístěte hrot na vývod součástky a současně držte konec pájecího drátu v bodě kde vývod prochází deskou. Pájecí hrot se musí dotýkat vývodu těsně nad deskou. Když se začne pájka tavit a roztékat počkejte až pokryje oblast okolo otvoru v desce a pasta vře a dostává se nad pájku. Celý proces by neměl trvat déle než 5 sekund. Oddalte pájecí hrot a ponechte pájku aby pomalu vychladla aniž by jste na ni foukali a nebo manipulovali se součástkou. Pokud je vše správně provedeno pak povrch spoje musí mít jasný kovový vzhled a konce spojů by měly být krátce nad vývody součástek. Pokud se pájení zdá být nesprávné, narušené nebo má tvar kuliček, pak jste vytvořili studený spoj. Odstraňte pájku odsávačkou nebo pájecím tamponem a proveďte opět spájení.

8 Dejte velký pozor a by nedošlo k přehřátí spoje na desce jelikož by se mohl snadno oddělit od desky a odlomit se. Při pájení citlivé součástky je dobrým postupem držet vývod součástky nad deskou, ze strany součástek, pomocí kleštiček a tím odvést teplo, které by mohlo způsobit poškození součástky. Nepoužívejte více pájky než je potřeba jelikož mnoho pájky zvyšuje nebezpečí zkratu mezi sousedními spoji na desce zvláště pokud se nacházejí velmi blízko sebe. Po dokončení práce odstřihněte přesahující vývody součástek a desku vhodným roztokem pečlivě očistěte od pájecí pasty, která zůstala na desce. Pokud jste se řídili výše uvedenými pokyny a byli jste pozorní při umísťování součástek do desky se spoji pak by se neměly vyskytnou žádné problémy v zapojení desky s plošnými spoji. Postupujte podle pokynů jak jsou uvedené výše a připájejte nejdříve všechny vývody DIL pouzdra, následně všechny odpory a kondenzátory. Sledujte polaritu elektrolytických kondenzátorů a také správně usaďte pouzdro DIL podle značky na desce a výřezu na pouzdru. Na desce je prostor pro přímé umístění potenciometru, ovšem vše záleží na tom jakou použijete krabičku pro obvod. Pokud musíte umístit potenciometr dále od desky je potřeba provést propojení stíněnými kablíky k zamezení nežádoucího šumu. Po ukončení pájení všech spojů na desce ji pečlivě očistěte od pájecí pasty a pozorně desku prohlédněte zdali nejsou někde špatné spoje nebo zkraty mezi souběžnými spoji na desce. Pokud se vše jeví v pořádku umístěte integrovaný obvod do jeho pouzdra a pripojte napájecí napětí dle schematu. Připojení audio signálů by mělo být provedeno stíněným kablíkem aby se zamezilo nežádoucímu šumu nebo interferenci. POKUD OBVOD NEFUNGUJE Zkontrolujte obvod jestli nejsou někde studené spoje nebo můstky mezi souběžnými spoji na desce spojů. Také zbytky pájecí pasty mohou působit problémy. Zkontrolujte všechny vnější přívody a vývody zdali někde není chyba. Prohlédněte obvod zdali nechybí některá součástka nebo jestli není vložena na nesprávném místě. Ujistěte se, že všechny polarizované součástky (např. diody, elektrolyty, ostatní polovodiče a další) byly zapájeny se správnou polaritou. Ujistěte se, že napájení má dostatečné a správné napětí a je správně připojeno k obvodu. Překontrolujte jestli nejsou v obvodu poškozené nebo nefunkční součástky.