To, co przedstawiam, jest zestawem trzech przydatnych urządzeń: zasilacza laboratoryjnego 0-30V 10mA – 3,5A, generatora funkcji i miernika częstotliwości do 5MHz o rozdzielczości 100Hz. Urządzenia są tak zaprojektowane, że można ustawić jedno na drugim, i mogą pracować razem lub osobno. A teraz opiszę dokładnie każde urządzenie:
1. Zasilacz laboratoryjny.
(Poprawiłem błędy na schemacie, na które zwróciliście uwagę)
Prace nad nim zacząłem w kwietniu 2008 – wtedy na podstawie dostępnych schematów w sieci opracowałem ich własne wersje i zacząłem rozglądać się za odpowiednim transformatorem. Znalazłem taki, jaki był mi potrzebny: TST100/013. Pojechałem do sklepu i przy okazji nabyłem tam większość pozostałych elementów. Resztę dało się kupić na giełdzie elektronicznej i na Allegro.
Potem powstały pierwsze projekty obudowy i płytek. Później wprowadziłem poprawki, tak, by urządzenie było dobrze wyważone, miało dobre chłodzenie, i aby ładnie wyglądało. Projekt obwodów drukowanych zawiozłem do wujka Olka, który w swoim zakładzie wykonał mi ładne płytki, za co bardzo mu dziękuję.
Wkrótce elementy zostały wlutowane, ale zamiast układów TL081 włożyłem uA741, i zasilacz, na razie bez obudowy, zadziałał.
Montaż urządzenia rozpocząłem w wakacje, gdy listonoszka przyniosła dwa radiatorki 10cm z tranzystorami 2N3055 i gratisem KD502 – wszystko kosztowało 5zł. Z paneli podłogowych i płyty wiórowej wyciąłem elementy obudowy. W dwa dni elementy częściowo połączyłem ze sobą, umocowałem m.in. transformatory, panel przedni z woltomierzem ICL7107 i potencjometrami.
W tunelu powietrznym umocowałem tranzystor mocy KD502 z radiatorem.
Teraz przyszła kolej na resztę elektroniki:
I tak powstał mój zasilacz:
Chłodzenie tranzystora mocy jest tak skuteczne, że do zapalenia się czerwonej diody ostrzegawczej doprowadzić można tylko zatykając wentylator i robiąc zwarcie przy ograniczeniu 3,5A. Razem z czerwoną diodą zaczyna działać piszczek, ostrzegając o temperaturze radiatora większej od 90 stopni Celsjusza. Zielona dioda sygnalizuje, że układ chłodzenia jest zasilany, a więc też informuje o włączeniu zasilacza. Żółta dioda informuje o zadziałaniu ograniczenia prądowego.
Zasilacz posiada dwa wentylatory. Duży, chłodzący tranzystor KD502, kręci się wolno i bezszelestnie przez cały czas, przyspiesza przy temperaturze większej od 50 stopni. Mniejszy, chłodzący diody prostownicze i całe wnętrze zasilacza zawsze stoi, włącza się na wolne obroty przy 60 stopniach (temperatura diod) a na szybkie przy 90 stopniach – rzadko się to zdarza.
Skala ograniczenia prądowego została wykonana w taki sposób: Najpierw zaznaczyłem na papierowym kółku położenia potencjometru i odpowiadające im prądy. Na moim urządzeniu wielofunkcyjnym HP skopiowałem te notatki w skali 200%. Wtedy przeniosłem cyrklem kąty na czysty papier. Flamastrem pogrubiłem kreski, napisałem wartości ograniczenia prądowego, i znowu to skopiowałem w skali 50%. Gotowa skala jest przyklejona do okrągłej szybki, a szybka na wcisk nałożona na wałek potencjometru pod gałką i ładnie wygląda.
Jak widać wewnątrz zasilacza jest tymczasowo zainstalowany licznik z kserokopiarki. Liczy włączenia zasilacza. Pokazuje już ponad 1200 włączeń, a zasilacz dalej działa bezbłędnie.
Dane techniczne:
Napięcie zasilające: 230V~
Pobór prądu bez obciążenia: 70mA (9W)
Napięcia wyjściowe stałe: 0…30V (0,01…3,55A), +5V (1A), +12V (1A)
Napięcia wyjściowe zmienne: 12V (3A), 24V (4,16A)
Pomiar napięcia wyjściowego z rozdzielczością 100mV
Moc: około 350VA (tyle pokazuje miernik przy niepełnym obciążeniu)
Koszt: około 100zł (miałem tylko duży wentylator, szybki na skalę ograniczenia prądowego i do wyświetlacza, włącznik, diody, podkładki grafitowe robiące za oprawki do diod, trafo PT0012, jakieś radiatorki, stabilizatory napięcia i pewnie jeszcze jakieś drobne rzeczy). Najdroższy był transformator TST100/013 – kosztował 55zł.
Raz zdarzyło się, że wybuchł układ uA741 pracujący jako generator napięcia odniesienia. Z tego powodu teraz wszystkie wzmacniacze operacyjne są zasilanie przez 5 diod 1N4007 (brak ich na schemacie), dzięki którym napięcie je zasilające ma bezpieczną wartość 34V. Od tego czasu (849 włączenie) wszystko jest w porządku. Przypuszczam jednak, że tą awarię spowodował fabryczny defekt układu a nie zawyżone napięcie zasilające.
2. Generator funkcji
Postanowiłem wykorzystać do jego budowy układ ICL8038. Jest tani, i jak dla mnie wystarcza. Generator miał mieć regulacje częstotliwości, symetrii, amplitudy, składowej stałej i kształtu funkcji. Udało mi się uzyskać je wszystkie:
-Regulacja częstotliwości – 6 zakresów, najwyższy umożliwia regulację płynną od 0 do 200kHz.
-Regulacja symetrii – dla prostokąta wypełnienie zmienia się od 40 do 60% (oceniam na oko).
-Regulacja amplitudy – od zera do 5Vpp
-Regulacja składowej stałej - +/- 2,6V, do detekcji zera służą dwie diody po obu stronach napisu SS, sterowane parą różnicową (Na schemacie moduł MDZ).
-Regulacja kształtu funkcji – prostokątna, trójkątna, sinusoidalna.
Płytki, podobnie jak w przypadku zasilacza, wykonał mi wujek.
Wewnątrz urządzenie wygląda tak:
Z tyłu tak:
Gniazdko DIN5 opisane WY służy do podłączania dowolnego testowanego sprzętu audio, natomiast gniazdko ZS służy do podłączania miernika częstotliwości. Ma, jak widać, tak samo opisane gniazdo.
Z przodu urządzenie prezentuje się następująco:
Czerwone diody wskazują aktualny kształt funkcji, pionowe żółte – zakres.
Poniżej prezentuję przebiegi przy częstotliwości 10kHz:
A tu przy 100kHz:
Moc urządzenia: 3W
Pobór prądu: 30mA
Koszt: około 80zł (za ICL8038 dałem aż 38zł!)
3. Miernik częstotliwości
Jest to prosty układ oparty na licznikach CD4026 i generatorze sygnału bramkującego CD4047.
Ma pięć stopni zliczających, więcej nie może być – największa częstotliwość mierzona to 5MHz. Szybciej układy nie mogą pracować, przy zasilaniu +5V.
Miernik może pracować sam, lub włączać się razem z generatorem funkcji, jeśli zostanie do niego podłączony gniazdem DIN5 oznaczonym ZS (Zdalne Sterowanie).
Było to pierwsze z tych wszystkich urządzeń, ale jako ostatnie otrzymało ładną obudowę (poprzednią jeden z Was określił jako „koszmar”, choć wcale tak źle chyba nie było).
Moc i pobór prądu są tak małe, że nie mogę ich zmierzyć miernikiem, który posiadam.
Koszt: jakieś 25zł (transformatorek i gniazdo sieciowe miałem, pozostałe rzeczy są tanie)
Gotowy zestaw:
Cool! Ranking DIY
.
