Preprost žepni tester neprekinjenosti: 4 koraki (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

V zadnjih nekaj tednih sem se začel zavedati, da se moram zelo potruditi, da preverim neprekinjenost tokokroga … Odsekane žice, pretrgani kabli so tako velik problem, ko je vedno treba izvleči več metrov iz škatle, ga vklopiti, preklopiti v način "diode" … Zato sem se odločil, da ga bom zgradil sam, na zelo preprost način, kar mi bo vzelo 2-3 ure.

Torej, zgradimo ga!

1. korak: Deli in instrumenti

I. Celoten seznam komponent, nekatere so neobvezne zaradi nepotrebne funkcionalnosti (kot LED za vklop/izklop). Izgleda pa dobro, zato ga je priporočljivo dodati.

A. Integrirana vezja:

• 1 x LM358 operacijski ojačevalnik
• 1 x časovno vezje LM555

B. Upori:

• 1 x 10KOhm trimer (majhen paket)
• 2 x 10 KOhm
• 1 x 22KOhm
• 2 x 1KOhm
• 1 x 220 ohmov

C. Kondenzatorji:

• 1 x 0,1 uF keramika
• 1 x 100uF tantala

D. Druge komponente:

• 1 x HSMS-2B2E Schottkyjeva dioda (lahko se uporablja katera koli dioda z majhnim padcem napetosti)
• 1 x 2N2222A - NPN tranzistor z majhnim signalom
• 1 x LED modra barva - (majhen paket)
• 1 x zvonec

E. Mehanski in vmesnik:

• 2 x 1.5V gumbaste baterije
• 1 x 2 Kontaktni priključni blok
• 1 x SPST potisni gumb
• 1 x Preklopno stikalo SPST
• 2 x kontaktne žice
• 2 x gumba za končno točko

II. Instrumenti:

1. Spajkalnik
2. Ostrenje datoteke
3. Pištola za vroče lepilo
4. žice standardnega merilnika
5. Spajkalnik
6. Električni izvijač

2. korak: Sheme in delovanje

Za lažje razumevanje delovanja vezja so sheme razdeljene na tri dele. Vsaka razlaga dela ustreza ločenemu operacijskemu bloku.

A. Primerjalna faza in razlaga ideje:

Da bi preverili neprekinjenost žice, je treba obdržati električni tokokrog, tako da bo stabilen tok tekel skozi žico. Če je žica prekinjena, ne bo nobene kontinuitete, zato bo tok enak nič (prekinitveni primer). Zamisel o vezju, ki je prikazana v shemah, temelji na metodi primerjave napetosti med referenčno napetostjo in padcem napetosti na preskušani žici (naš prevodnik).

Dva vhodna kabla naprave sta povezana s priključnim blokom, saj je kable veliko lažje zamenjati. Povezane točke so v shemi označene z "A" in "B", kjer je "A" primerjana z mrežo in "B" povezana z ozemljitveno mrežo vezja. Kot je razvidno iz shem, bo pri motnjah med "A" in "B" prišlo do padca napetosti na komponentah, razdeljenih na "A", zato napetost na "A" postane večja kot na "B", zato bo primerjalnik proizvedel 0V na izhodu. Ko preskušana žica postane kratka, napetost "A" postane 0V, primerjalnik pa na izhodu proizvede 3V (VCC).

Električno delovanje:

Ker je lahko preizkušen prevodnik katere koli vrste: sledenje tiskanim vezjem, daljnovodi, običajne žice itd. Treba je omejiti največji padec napetosti na prevodniku, če ne želimo žariti komponent, ki tečejo skozi njih v tokokrogu (če se za napajanje uporablja 12V baterija, je padec 12V na delu FPGA zelo škodljiv). Schottkyjeva dioda D1, potegnjena z 10K uporom, vzdržuje konstantno napetost ~ 0,5 V, največjo napetost, ki je lahko prisotna na prevodniku. Ko je prevodnik skrajšan V [A] = 0V, ko je prekinljen, je V [A] = V [D1] = 0,5 V. R2 razdeli dele padca napetosti. 10K trimer je nameščen na pozitivnem zatiču primerjalnika - V [+], da se določi minimalna meja upora, ki bo prisilno enoto prisilila, da na izhodu poganja '1'. Op-amp LM358 se v tem vezju uporablja kot primerjalnik. Med "A" in "B" je nameščen gumb SPST SW2, da se preveri delovanje naprave (če sploh deluje).

B: Generator izhodnega signala:

Vezje ima dva stanja, ki jih je mogoče določiti: "kratek stik" ali "prekinitev". Torej, izhod primerjalnika se uporablja kot signal za omogočanje generatorja kvadratnih valov 1KHz. LM555 IC (na voljo v majhnem 8-pinskem paketu) se uporablja za zagotavljanje takega vala, kjer je izhod primerjalnika povezan z zatičem RESET LM555 (to je na primer čip). Vrednosti uporov in kondenzatorjev so prilagojene izhodu kvadratnega vala 1KHz v skladu s priporočenimi vrednostmi proizvajalca (glej podatkovni list). Izhod LM555 je priključen na tranzistor NPN, ki se uporablja kot stikalo, tako da brenčalo oddaja zvočni signal na ustrezni frekvenci vsakič, ko je na točkah "A"-"B" prisoten "kratek stik".

C. Napajanje:

Da bi bila naprava čim manjša, se uporabljata dve zaporedno vezani gumbasti bateriji 1,5 V. Med akumulatorjem in omrežjem VCC na tokokrogu (glej sheme) je stikalo za vklop/izklop SPST. Tantal 100uF kondenzator se uporablja kot regulacijski del.

3. korak: Spajkanje in montaža

Korak montaže je razdeljen na 2 bistvena dela, prvič opisuje spajkanje glavne plošče z vsemi notranjimi komponentami, drugič pa se razteza okoli ohišja vmesnika z vsemi zunanjimi komponentami - LED indikator za vklop/izklop, stikalo za vklop/izklop, zvočni signal, 2 fiksni žici sonde in gumb za preverjanje naprave.

1. del: Spajkanje:

Kot je razvidno iz prve slike na seznamu, je cilj čim manjše plošče. Torej so vse IC, upori, kondenzatorji, trimer in priključni bloki spajkani na zelo blizu, glede na velikost ohišja (odvisno od skupne velikosti ohišja, ki bi ga izbrali). Prepričajte se, da je smer priključnega bloka izven plošče, da lahko izvlečete fiksne žice sonde iz naprave.

2. del: Vmesnik in ohišje:

Komponente vmesnika je treba postaviti na ustrezna območja na meji ohišja, tako da bo mogoče povezati med njimi in glavno notranjo ploščo. Da bi napajanje nadzorovali s preklopnim stikalom, so povezovalne žice med preklopnim stikalom in vezjem/gumbaste baterije nameščene zunaj glavne plošče. Za postavitev pravokotnih predmetov, kot so stikala in vhodi priključnih blokov, so bili izvrtani z razmeroma velikim premerom, ko so pravokotno obliko izrezali z ostrenjem. Za brenčalo, gumb in LED, ker imajo okrogle oblike, je bil postopek vrtanja veliko bolj preprost, samo s svedri drugačnega premera. Ko so nameščene vse zunanje komponente, jih je treba povezati z debelimi, več torzijskimi žicami, da bodo povezave naprav bolj robustne. Oglejte si sliki 2.2 in 2.3, kako izgleda končana naprava po postopku montaže. Za gumbaste baterije 1,5 V sem kupil majhno plastično ohišje pri eBayu, ki je postavljeno tik pod glavno ploščo in povezano s stikalom v skladu s korakom opisa sheme.

4. korak: Testiranje

Zdaj, ko je naprava pripravljena za uporabo, je zadnji korak umerjanje stanja, ki bi ga lahko določili kot "Kratek stik". Kot je bilo že opisano v koraku sheme, bo namen trimerja določiti mejno vrednost upora, da bo pod njim izpeljano stanje kratkega stika. Algoritem umerjanja je preprost, če je prag upora mogoče izpeljati iz niza razmerij:

1. V [+] = Rx*VCC / (Rx + Ry),
2. Merjenje V [dioda]
3. V [-] = V [Dioda] (Tok toka v op-amp je zanemarjen).
4. Rx*VCC> Rx*V [D] + Ry*V [D];

Rx> (Ry*V [D]) / (VCC - V [D])).

Tako je opredeljen najmanjši upor preizkušene naprave. Umeril sem ga tako, da doseže 1OHm in manj, zato bi naprava označila prevodnik kot "Kratek stik".

Upam, da vam bo ta pouk v pomoč.

Hvala za branje!