Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Computer ControlsComputer Controls
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Waktrol - DIY (Vactrol) - wykonany z prostych elementów

yogi009 28 Lut 2020 00:02 3672 22
  • Ponieważ Waktorle są tak przydatne, istnieje wiele dobrych powodów, aby utrzymać (stosunkowo starożytną) technologię przy życiu. Waktrol stanowi doskonały ogranicznik szczytowy i był stosowany w jednych z najbardziej cenionych produktów kompresorowych/ogranicznikowych. Pokazałem kilka projektów, które ich używają, od ograniczania szczytów po „bezszumowe” obwody przełączające. Chociaż nie jest to coś, na czym polegałem w jakimkolwiek projekcie, wersje komercyjne oferują wyjątkowo wysokie napięcie izolacji (zwykle 2 kV).

    Opis Projektu

    VTL5C2, VTL5C3, VTL5C4, NSL32 i podobne nie są tanie i często trudno je znaleźć, ponieważ nie są „normalnymi” towarami dla większości dostawców. Jeśli nie możesz go zdobyć lub po prostu wolisz budować "własne” transoptory, ten artykuł jest dla Ciebie. Musisz uzyskać odpowiednią ilość fotorezystorów (LDR) i kilka czerwonych diod LED 5 mm. Możesz użyć innych kolorów, ale najczęściej wykorzystuje się czerwone. Będziesz także potrzebował czarnej rurki termokurczliwej, a typ z podwójną ścianką (z klejem termotopliwym w środku) jest opłacalny, ponieważ zapewnia, że, zagniecione końce pozostają odporne na światło i mocno wiąże LED i LDR na swoim miejscu.

    Bardzo ważne jest, aby zapewnić, że dioda LED świeci bezpośrednio na LDR, aby uzyskać maksymalną wydajność sprzęgania, co z kolei oznacza, że można uruchomić diody LED o niższym natężeniu. Jeśli chcesz, możesz nawet złożyć płaski koniec diod LED i użyć przezroczystego kleju do połączenia diody LED i LDR. Zdjęcie poniżej pokazuje wykonany w ten sposób transoptor dla majsterkowiczów, ja zbudowałem kilka, aby można je było porównać bezpośrednio z transoptorami Vactrol VTL5C4, które mam na magazynie. Tak, działają idealnie.

    Waktrol - DIY (Vactrol) - wykonany z prostych elementów
    Rys. 1.

    Dla porównania zaatakowałem VTL5C4 na mojej frezarce, aby wytworzyć wycięcie wnętrza. Dioda LED jest dość oczywista, a LDR znajduje się w sekcji, która nie została usunięta. Dioda LED jest nienaruszona i pokazuje normalny spadek napięcia przewodzenia do przodu, ale po włączeniu nie było widać światła widzialnego. Wskazuje to, że dioda LED jest w rzeczywistości na podczerwień, a niskie napięcie przewodzenia o wartości 1,5 V przy użyciu urządzenia do testowania diod w moim multimetrze laboratoryjnym zwykle to potwierdza. Czerwona dioda LED (jak pokazano poniżej) dawała 1,65 V na tym samym mierniku. Jeśli wolisz, możesz użyć diody LED na podczerwień, ale nie przetestowałem tej kombinacji. Więcej informacji na temat optymalnego koloru diody LED znajduje się w następnej sekcji.

    Waktrol - DIY (Vactrol) - wykonany z prostych elementów
    Rys. 2.

    Na poniższym zdjęciu po lewej stronie widać części składowe. Dołączyłem białą rurkę, aby odbijała jak najwięcej światła z powrotem do LDR, ale nie sądzę, żeby to naprawdę miało taką różnicę. Możesz go używać lub nie. Pośrodku widać częściowo zmontowany transoptor, a dwie małe plamy na każdym końcu czarnej rurki to małe kawałki kleju topliwego. Są one wstawiane w końce czarnej rurki po wstępnym podgrzaniu. Po przyklejeniu kleju podgrzej końcówkę i ściśnij szczypcami.

    Waktrol - DIY (Vactrol) - wykonany z prostych elementów
    Rys. 3.

    Gotowy izolator pokazano po prawej stronie i widać niewielką ilość kleju topliwego, który został wyciśnięty, gdy rurka została zamknięta, kiedy był jeszcze gorący. Z lutu na przewodach LED widać, że to urządzenie zostało przetestowane i działa prawie dokładnie tak samo jak prawdziwy Vactrol, ale za ułamek kosztów. Oczywiście montaż wymaga czasu i nie byłby ekonomiczny w produkcji. Domowa wersja jest również nieco dłuższa niż Vactrol, więc zajmuje więcej miejsca na płytce drukowanej lub Veroboard. Ma jednak również znacznie mniejszą średnicę, więc względne rozmiary prawdopodobnie równoważą się dość dobrze. Pokazana czerwona dioda LED nie jest optymalna dla LDR (patrz poniżej), ale działa wystarczająco dobrze w praktyce.

    Bardzo ważne jest, aby „obudowa” była szczelna. Jeśli światło otoczenia może dostawać się do obwodu, LDR zmniejszy maksymalną rezystancję, co może spowodować awarię obwodu. Czarna rurka termokurczliwa wydaje się być bardzo dobra w testach, które przeprowadziłem, ale nie ma powodu, aby używać dwóch warstw, jeśli spodziewasz się, że twoja wersja będzie wystawiona na bardzo jasne światło (takie jak bezpośrednie światło słoneczne).

    Kolor LED

    Idealna dioda LED jest dopasowana do posiadanego LDR i pod warunkiem, że możesz uzyskać informacje (przy użyciu indeksu części), możesz ustalić kolor LED, który najlepiej pasuje do LDR. Wszystkie LDR mają optymalną długość fali, a karta produktu zawiera wykres pokazujący czułość w zależności od długości fali, na tej podstawie można obliczyć kolor. W innych przypadkach podana jest tylko długość fali dla czułości szczytowej, bez wykresu.

    Waktrol - DIY (Vactrol) - wykonany z prostych elementów
    Rys. 4.

    Mam arkusze danych dla kilku różnych rejestratorów LDR, NSL19-M51 (550 nm) i P1241-05 (560 nm). Te ostatnie zostały zakupione na „wyprzedaży zapasów”, więc mam ich pełną torbę. Jak zauważono, ich czułość osiąga wartość szczytową przy 560 nm, a odpowiedź bardziej lub mniej typowego LDR pokazano poniżej. Można to porównać z tabelą na rycinie 4, aby zobaczyć, jaki kolor jest najlepszy. W przypadku większości diod LED, w których udało mi się znaleźć arkusz danych, najlepiej pasować między zielonym a zielonym/żółtym. Niebieska dioda LED to najgorszy możliwy wybór, ponieważ odpowiedź zanika dość szybko przy długości fali krótszej niż idealna.

    Waktrol - DIY (Vactrol) - wykonany z prostych elementów
    Rys. 5.

    Niektóre (takie jak NSL19-M51) nie zawierają wykresu, ale optymalna czułość widmowa jest (prawie) zawsze cytowana. Jeśli porównasz oba z widmem widzialnym, to pokaże, że najlepiej zareagują za pomocą zielonej lub bursztynowej diody LED. Długość fali zielonej wynosi około 550 nm, a bursztyn około 600 nm. Kolory LED zwykle nie są zbyt precyzyjne. Przykładowo zielona dioda LED Kingbright L-53GD ma deklarowaną długość fali 568 nm. Jest to „standardowa” okrągła, przelotowa dioda LED o średnicy 5 mm. Większość zielonych diod LED jest podobnych, od 560 do 570 nm, ale niewielka odmiana nie powinna powodować żadnych problemów (użyłem ich z czerwonymi diodami LED i uzyskałem dobre wyniki!). Może to zmniejszyć czułość do około 75% maksimum, ale to mniej niż różnica 3dB, a nieco więcej prądu LED łatwo kompensuje. Większość czerwonych diod LED ma długość fali około 625 nm.

    Aby uzyskać maksymalną możliwą wydajność, diody LED i LDR powinny mieć w przybliżeniu równe długości fali, co będzie wymagać sprawdzenia arkuszy danych w celu znalezienia dobrego dopasowania. Zwykle nie ma to większego znaczenia, ponieważ istnieje niewielka rozbieżność, ale im bliżej, tym bardziej wrażliwy będzie twój transoptor.

    Źródło: https://sound-au.com/project200.htm

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    yogi009
    Poziom 42  
    Offline 
    Jeśli pomogłem, naciśnij link z podziękowaniem :-)
    yogi009 napisał 11128 postów o ocenie 1504, pomógł 684 razy. Jest z nami od 2006 roku.
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #3
    yogi009
    Poziom 42  
    Znajomy budował do swoich "wyciszaczy" w m.cz. (KF), ja z kolei spotkałem się z ich zastosowaniem (fabrycznym) w pętli sprzężenia zwrotnego wzmacniaczy operacyjnych w torze audio. Fajna metoda ochrony przed wzbudzeniami.
  • #5
    zgierzman
    Poziom 26  
    Ciekawe, ja nawet nie zdawałem sobie sprawy z istnienia takich wynalazków. transoptory kojarzyłem raczej z parą LED fototranzystor, albo fotodioda, ale fotorezystor?

    Napisz może jakie to są te "dobre powody" aby stosować coś takiego?

    Z pewnością nie napięcie izolacji, bo za 5 złociszy można mieć transoptor z napięciem izolacji 14 kV
    https://www.tme.eu/pl/details/cny65ayst/transoptory-wyjscie-analogowe/vishay/

    Również nie napięcie na fotorezystorze, bo nie jest problemem znaleźć taki z napięciem Vce 300 czy 400 V.

    Zależność rezystancji od prądu nie jest wcale liniowa,

    Waktrol - DIY (Vactrol) - wykonany z prostych elementów

    więc wykorzystanie go do transmisji sygnałów analogowych nie jest prostsze niż fototranzystora.

    Dodano po 1 [minuty]:

    yogi009 napisał:
    Znajomy budował do swoich "wyciszaczy" w m.cz. (KF), ja z kolei spotkałem się z ich zastosowaniem (fabrycznym) w pętli sprzężenia zwrotnego wzmacniaczy operacyjnych w torze audio. Fajna metoda ochrony przed wzbudzeniami.


    Aha, to pojawiło się w czasie pisania mojego postu.
    Napiszesz jak to działało i jaka konkretna cecha fotorezystora jest tu wykorzystywana?
  • #6
    yogi009
    Poziom 42  
    W fabrycznej konstrukcji amerykańskiego pieca gitarowego siedziały właśnie oryginalne waktrole VTL5C2. Jeżeli kojarzysz dwa podstawowe układy wzmacniacza operacyjnego, na pewno wiesz, że poziom wzmocnienia Ku ustalamy za pomocą dwóch rezystorów. No i teraz mamy sytuację, w której sygnał wyjściowy opamp'a wędruje m.in. do pętli sprzężenia zwrotnego. Dopóki ten sygnał jest niewielki, LED waktorola prawie nie świeci, czyli rezystancja fotorezystora jest duża. Jeżeli z jakichś przyczyn na wyjściu wzmacniacza operacyjnego pojawia się zbyt wysoki poziom sygnału, LED waktrola dostaje nagle "oświecenia", fotorezystor zmniejsza rezystancję (w zdecydowany sposób), co zmniejsza wzmocnienie na danym opampie. Czyli taki automat.

    Drugie zastosowanie, co wspomniano w oryginalnym artykule, to beztrzaskowy przełącznik sygnału audio. Tu myślę, że nie trzeba tłumaczyć. Generalnie wszędzie tam, gdzie chcemy zastosować automat, albo wyeliminować potencjalne źródło zakłóceń spotykanych przy przełączaniu sygnału, waktrol jest użyteczny. W tym drugim zastosowaniu obecnie szeroko stosuje się układy typu CD4051..53.

    Znajomy dość konkretnie testował waktrole własnej konstrukcji i wyszły mu ciekawe obserwacje. Jedną z nich była taka, że rezystancja waktrola zaczyna się istotnie zmniejszać przy podawaniu niskiego napięcia, zanim zauważymy jakiekolwiek świecenie LED. Wynika z tego, że normalnie nasze oko nie rejestruje bardzo słabej emisji LED, a zamknięty w ciemnym kanale fotorezystor tak. Warto zrobić sobie takie doświadczenia i wyznaczyć krzywą charakteryzującą pracę tej pary elementów.
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #7
    zgierzman
    Poziom 26  
    yogi009 napisał:
    mamy sytuację, w której sygnał wyjściowy opamp'a wędruje m.in. do pętli sprzężenia zwrotnego. Dopóki ten sygnał jest niewielki, LED waktorola prawie nie świeci, czyli rezystancja fotorezystora jest duża. Jeżeli z jakichś przyczyn na wyjściu wzmacniacza operacyjnego pojawia się zbyt wysoki poziom sygnału, LED waktrola dostaje nagle "oświecenia", fotorezystor zmniejsza rezystancję (w zdecydowany sposób), co zmniejsza wzmocnienie na danym opampie. Czyli taki automat.


    To jest dla mnie dość jasne, ale zamierzałem zapytać o coś innego:
    Czy jest jakaś cecha, która daje przewagę nad innymi metodami, nie wykorzystującymi takich niszowych rozwiązań?
  • #8
    Piottr242
    Poziom 21  
    zgierzman napisał:
    Ciekawe, ja nawet nie zdawałem sobie sprawy z istnienia takich wynalazków. transoptory kojarzyłem raczej z parą LED fototranzystor, albo fotodioda, ale fotorezystor?

    Napisz może jakie to są te "dobre powody" aby stosować coś takiego?

    Wszędzie tam, gdzie zmienna wartość rezystancji wpływa na wzmocnienie, częstotliwość filtra lub poziom sygnału.
    Np. najprostszy efekt tremolo to dioda zasilana regulowanym sygnałem (piłą albo prostokątem z najprostszego 555), a fotorezystor włączony jako dolna gałąź dzielnika napięcia na wejściu opampa.
    Zaświecenie diody wycisza sygnał. Tego nie zrobisz tak banalnie prosto na klasycznym transoptorze z tranzystorem.

    zgierzman napisał:
    Z pewnością nie napięcie izolacji, bo za 5 złociszy można mieć transoptor z napięciem izolacji 14 kV
    Również nie napięcie na fotorezystorze, bo nie jest problemem znaleźć taki z napięciem Vce 300 czy 400 V.

    Pudło. W tym w czym się to stosuje, napięcie izolacji wystarczy 30V, przy założeniu zasilania opampów napięciem symetrycznym +/-15V.

    zgierzman napisał:

    Zależność rezystancji od prądu nie jest wcale liniowa,
    więc wykorzystanie go do transmisji sygnałów analogowych nie jest prostsze niż fototranzystora.

    Bo tego się nie stosuje do "transmisji" tylko do "regulacji" sygnałów analogowych.

    A tak na marginesie to artykuł tak trąci automatycznym translatorem, że aż zęby bolą jak się go czyta.
    Patrząc na foto zachodzę w głowę, gdzie tam w konstrukcji są użyte "radiatory" wspomniane trzykrotnie w tekście ;-)
    Ja widzę rurkę termokurkę ;-)
  • #9
    yogi009
    Poziom 42  
    Piottr242 napisał:
    Bo tego się nie stosuje do "transmisji" tylko do "regulacji" sygnałów analogowych.


    Dokładnie tak.

    Piottr242 napisał:
    gdzie tam w konstrukcji są użyte "radiatory"


    Już poprawiłem, dzięki za korektę.
  • #10
    spec220
    Poziom 15  
    Też swojego czasu zastosowałem podobne rozwiązanie w torze audio (taka potrzeba), z tym że w moim przypadku najlepiej sprawdziła się biała LED 5050 sterowana prądowo. Próbowałem podobnie tak jak Ty przeróżne LED-y (nawet laserowe).
  • #11
    SylwekK
    Poziom 30  
    Hehe, od razu mi się przypomniało zastosowanie czegoś podobnego, tzn. sprzężenie fototezystor - żarówka (zwykła!) w starych syntezatorach i efektach gitarowych o ile dobrze pamiętam. Służyło przede wszystkim do wytwarzania efektu tremolo (miękkie wyciszanie dźwięku z regulowaną częstotliwością do kilku Hz). Takie rozwiązanie wydaje się idealne w torze audio właśnie na brak jakichkolwiek trzasków.
  • #12
    thereminator
    Warunkowo odblokowany
    W latach 60 zastosowano we wzmacniaczu Fonica W701, w układzie tremolo, lampowy vactrol na EM84 i fotooporniku .
  • #13
    khoam
    Specjalista - ESP32, ESP8266
    A co z zależnością rezystancji LDR od temperatury? W układach, gdzie taka temperatura zmienia się o 10 stopni lub więcej, to te zmiany rezystancji będą wyraźne i będą miały wpływ na "regulację" sygnałów analogowych. Dla P1241-05 zależność od temperatury wygląda tak:

    Waktrol - DIY (Vactrol) - wykonany z prostych elementów
  • #14
    yogi009
    Poziom 42  
    W układach efektowych masz z reguły kilka potencjometrów do regulacji, co pozwala spokojnie zniwelować wpływ temperatury.
  • #15
    oxmon
    Poziom 7  
    Witam, na polskiej wikipedii nie ma żadnej informacji o waktrolach:
    Transoptor
    Jeśli autor dostarczy zwięzłego textu to chętnie uzupełnię strone Transoptor. Zachęcam również do edycji samenu.
    Pozdrawiam
  • #16
    Freddy
    Poziom 43  
    oxmon napisał:
    Witam, na polskiej wikipedii nie ma żadnej informacji o waktrolach:
    https://en.wikipedia.org/wiki/Resistive_opto-isolator

    Na polskiej stronie zgadza się nie ma opisu, dlatego też podaje link do wersji angielskojęzycznej.
    Wystarczy teraz kolego @oxmon drobne tłumaczenie i dodanie nowego opisu.

    Zwróć jednak uwagę kolego @oxmon, że na stronie angielskiej rozgraniczono opisy.
    Jest osobny opis dla Resistive opto-isolator i tenże ma opis i wytłumaczenie pojęcia Vactrol
  • #17
    qrdel
    Poziom 28  
    Coś podobnego ale "stereo" (jeden oświetlacz z chyba 4 LED i dwa oddzielne fotorezystory) budowałem do kalibratora mierników ciśnienia.
    Inwazyjny pomiar ciśnienia (IBP) wykorzystuje jednorazowe (taaa, w naszych warunkach) tensometryczne czujniki mostkowe różnych producentów. Wydaje się że jest tam klasyczny mostek z dodaną na jednej przekątnej rezystancją.
    Ale przyrządy pomiarowe nie mają zadanej jednej metody pomiaru, więc aby dokładnie symulować działanie czujnika warto mieć na wyjściu rezystancję. Podwójne wyjście służyć miało linearyzacji urządzenia (jeden fotorezystor mierzony 'na miejscu' i od tej wartości sprzężenie zwrotne), a dodatkowo cenna była galwaniczna izolacja fabrycznego urządzenia pomiarowego.
    Nazwy Vactrol również nie znałem.
    Vactrol powstał i działał, ale urządzenie niestety nie zostało ukończone.

    P.S. Oczywiście nikt nie używa wielokrotnie czujników do pomiarów IBP, ale jeśli już stosuje się czujnik do mierzenia innych ciśnień to czujnik służyć może tygodniami.
  • #18
    Matheu
    Poziom 21  
    Ze strony Tatek SP4IRX
    http://www.tatek.pl/bakcyl/kr-radiowy/117-vactrol02


    Przykładowa charakterystyka waktrola (vactrol)
    Waktrol - DIY (Vactrol) - wykonany z prostych elementów


    Wzmacniacz modulatora został wykonany z elementów SMD. A zatem i vactrol winien być miniaturowy.
    Konstrukcja diod (3/5mm) LED umiemożliwia miniaturyzację vactrola:
    - konstrukcja mechaniczna (obudowa) stanowi jednocześnie podstawę (mocowanie wyprowadzeń) i dyfuzor samej elementu świecącego,
    - stosunkowo grube i sztywne wyprowadzenia diody nie pozwalają na ich ścisłe zagięcie pod kątem 90°.

    Powyższych wad pozbawione są diody LED w wykonaniu SMD, nawet w wersji 1206:
    - szerokość dyfuzora (ok. 1,8mm) tych diod niemal idealnie pasuje do przestrzeni między wyprowadzeniami popularnych goldpinów,
    - szerokość pól lutowniczych (ok. 0,6mm) diod jest dokładnie taka jak grubość "kołków" goldpinów, co pozwala bez problemu wlutować je pomiędzy dwa sąsiednie kołki kontaktowe

    Zastosowano fotorezystor THT (GL55xx) i diody SMD 1206 (Red)
    Waktrol - DIY (Vactrol) - wykonany z prostych elementów

    Aby zapewnić pełne wykorzystanie powierzchni fotorezystora warto dać dwie diody LED. Ich podwojona szerokość (2 diody po 1,6mm, czyli ok. 3,3-3,5 mm, kąt świecenia 120°) pokrywa szerokość czynnego pola fotorezystora (ok. 4,5mm). Użycie dwóch diod zamiast jednej może wymagać w docelowej konstrukcji skorygowania rezystora zasilającego vactrol.
    Konstrukcja mocowania wyprowadzeń w fotorezystorze powoduje, że dystans pomiedzy elementami: dyfuzor diody - powierzchnia fotorezystora będzie ~1mm.

    Na zdjęciu jest vactrol o rastrze 2,54x2,54mm:
    A - od strony diod
    B - od strony fotorezystora
    C - z boku - ukazana odległość między diodami, a fotorezystorem
    Waktrol - DIY (Vactrol) - wykonany z prostych elementów
    Następnie na vactrol została nałożona czarna koszulka termokurczliwa, a układ od góry został zahermetyzowany czarnym klejem "na gorąco".
  • #19
    lopiola
    Poziom 16  
    Takie coś sobie zrobiłem z żarówki i fotoopornika do sprawdzania i regulacji napięcia żarzenia kineskopów.
    Nie miałem miernika RMS, żarówka bardzo dobrze uśredniała impulsy napięcia.
    Błąd powstawał tylko z powodu równoległego podłączenia tej żarówki do obwodu żarzenia.
    Też nie znałem takiej nazwy.
    Chyba w mostku Wiena było coś podobnego.
  • #21
    yogi009
    Poziom 42  
  • #22
    Bartek0009102
    Poziom 9  
    Ma on iść do kopii efektu compressora dod-280. Mówisz że wszystko będzie działać? :D