07_03.pdf
(
1348 KB
)
Pobierz
141260464 UNPDF
Moduł podtrzymania zawartości
pamięci do programatora AVT−2047
2095
Do czego to służy?
Ci z Czytelników, którzy wykonali
uniwersalny programator do zabawek
(AVT−2047) z pewnością zauważyli
pewną niedogodność występującą pod−
czas eksploatacji tego urządzenia. Mia−
nowicie zastosowany w nim układ 6116
jest pamięcią ulotną i po wyłączeniu za−
silania urządzenie zapomina wszystko,
czego zostało nauczone. W przypadku
prostych zabawek nie jest to wielka wa−
da, ale jeżeli chcielibyśmy zastosować
nasz programator do poważniejszych
celów, to wada ta może stać się dokucz−
liwa, a nawet uniemożliwić realizację
wielu pomysłów. Oczywiście możliwe
jest zbudowanie programatora wyko−
rzystującego pamięć nieulotną typu EP−
ROM lub EEPROM, byłoby to jednak
urządzenie znacznie bardziej rozbudo−
wane i kosztowne. Opis takiego układu:
programatora umożliwiającego wyko−
rzystanie zarówno pamięci statycznej
RAM (SRAM) jak i EPROM zostanie
opublikowany w jednym z najbliższych
numerów “starszej siostry” EdW − Elekt−
roniki Praktycznej. W tym artykule przed−
stawiamy natomiast prosty sposób za−
pewnienia nieprzerwanego zasilania ulo−
tnej pamięci RAM. Ponadto zapropono−
wane urządzenie zapewnia możliwość
wyjęcia kostki pamięci z urządzenia
i przechowania jej przez jakiś czas bez
utraty danych.
Jak to działa?
Schemat proponowanego układu
podtrzymywania zasilania pamięci poka−
zano na
rysunku 1
.
To, co widzimy na rysunku jest właś−
ciwie... podstawką pod układ scalony,
a konkretnie pod pamięć 6116. Do pod−
stawki dodano jedynie kilka elementów,
które zapewniają nieprzerwany dopływ
prądu do układu nawet po odłączeniu go
od reszty urządzenia. Rolę dodatkowego
zasilacza pełni bateryjka BT1 o napię−
ciu 6V. Została ona dołączona za po−
średnictwem dwóch diod D1 i D2.
Spadek napięcia na tych diodach po−
woduje, że podczas zasilania pamięci
z układu programatora bateria jest od−
łączona od reszty układu, ponieważ na
szynie zasilającej programatora istnieje
napięcie wyższe niż na katodzie diody
D1. Po odłączeniu podstawki z pamię−
cią od programatora przez diody zaczy−
na płynąc prąd, zasilając kostkę pamięci
napięciem 6 – 2 x 0,6V czyli ok. 4,8V, co
jest wartością całkowicie wystarczającą
do podtrzymania jej zawartości. Wejście
CE (Chip Enable) pamięci było podczas
pracy w układzie programatora zwarte
do masy zasilania, umożliwiając zapisy−
wanie i odczytywanie danych. Po odłą−
czeniu podstawki od programatora na
wejściu tym zostaje za pośrednictwem
rezystora R1 wymuszony stan wysoki co
powoduje przejście układu pamięci
w stan Power Down, co wydatnie
zmniejsza pobór prądu przez kostkę. Ty−
powo wynosi on ok. 4µA, tak więc pobór
prądu z baterii jest pomijalnie mały, naj−
częściej mniejszy niż jej prąd samorozła−
dowania. Tak więc możemy w opisanej
podstawce przechowywać pamięć przez
wiele miesięcy, a w przypadku zasto−
sowania baterii dobrego producenta na−
wet przez kilka lat bez obawy utraty zapi−
sanych danych. A tak w ogóle, to
w niektórych sytuacjach moglibyśmy
Rys. 1. Schemat ideowy modułu.
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/96
39
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R1: 560k
W
Kondensatory
C1: 22µF
C2: 100nF
Półprzewodniki
D1, D2: 1N4148 lub odpowiednik
D3: BAT82 lub podobna
Różne
dwa szeregi goldpinów po 12 szt.
podstawka DIL 24
Rys. 2. Płytka drukowana.
kondensatorem elektrolitycznym o po−
jemności 2200µF. Po czterech godzi−
nach od odłączenia zasilania (5V) napię−
cie na nim wynosiło jeszcze ok. 4,2V.
Dodatkowa dioda D3 (zastosowano dio−
dę Schottky’ego o małym spadku na−
pięcia) zabezpiecza baterię BT1 przed
rozładowaniem, gdy włączymy zasilanie
programatora, a moduł pamięci pozo−
stanie nadal w układzie (nie zostanie
wyjęty z podstawki).
Montaż i uruchomienie
Mozaika ścieżek płytki drukowanej
i rozmieszczenie elementów pokazane
jest na
rysunku 2
. Montaż rozpoczyna−
my jak zwykle od wlutowania rezystora
i diod i kondensatorów. Następnie mu−
simy wykonać czynność wymagającą
pewnej zręczności, a mianowicie wluto−
wać dwa rzędy goldpinów od strony dru−
ku. Goldpiny wsuwamy w otwory
w płytce dłuższymi końcami, możliwie
na jak najmniejszą głębokość. Następ−
nie dokładnie oblutowujemy ich końców−
ki i na końcu przesuwamy plastykową
łączówkę jak najbliżej powierzchni płytki.
Wlutowanie ostatniego elementu: pod−
stawki pod pamięć nie wymaga już ko−
mentarza. Autor nie musi chyba także
zaznaczać, że “układ” nie wymaga uru−
chamiania ani regulacji.
Zbigniew Raabe
zrezygnować z stosowania baterii! Je−
żeli potrzebne nam jest przechowanie
danych przez krótki okres − kilka godzin −
to zamiast baterii można zastosować
kondensator o bardzo dużej pojemnoś−
ci rzędu kilku tysięcy µF lub większej.
Autor przeprowadził próby z typowym
Komplet podzespołów z płytką
jest dostępny w sieci handlowej
AVT jako "kit szkolny" AVT−2095.
Cd. ze str. 38
W miarę możliwości stosuj proste
ścieżki, ale gdyby to zaciemniało obraz
musisz ścieżkę “złamać”. Unikaj jednak
pozostawiania punktu załamania ścieżki
pod jakimkolwiek elementem, bo potem
przy przemieszczaniu tego elementu,
ścieżka będzie przesuwana wraz z nim
i zacznie się tworzyć bałagan.
Po wstępnym narysowaniu ścieżek
otrzymasz obraz, jak na
rysunku 26
.
W Easytraxie do identyfikacji po−
szczególnych punktów możesz użyć po−
lecenia Jump Pad. Najpierw zmień kur−
sor na duży krzyż (“S” “O” “C” “L” “esc”).
Ustaw kursor nad interesującym Cię ele−
mentem i wykonaj: “J” “P” “enter” wpisz
numer punktu “enter”.
Gdybyś miał Autotraxa lub Protela,
w tym etapie pracy nie umieszczałbyś
na płytce żadnych ścieżek. Przygotował−
byś netlistę w odpowiednim formacie
i wczytałbyś ją poleceniem NetList Get
(“N” “G”). Po wczytaniu netlisty i włą−
czeniu jej wyświetlania (“N” “G” “na−
zwa_netlisty” “enter” “S” “enter” “S” “A” “esc”)
program pokazałby ci obraz bardzo po−
dobny do tego na ry−
sunku 26, tyle, że po−
łączenia zaznaczone
byłyby cienkę linią, i
nie byłyby to ścieżki,
tylko układ połączeń
według netlisty.
W dalszej części
opisu dowiesz się,
jak taką prawdziwą
netlistę można napi−
sać na piechotę. Jest
to w sumie bardzo
łatwe.
Oczywiście w Ea−
sytraxie nie możesz
wczytać netlisty, ale
doprowadziłeś jed−
nak do bardzo po−
dobnej sytuacji. Celowo zaproponowa−
łem Ci taką kolejność prac, bowiem oto
pracując z prostym Easytraxem stwo−
rzyłeś sytuację taką, jak przy wykorzys−
taniu zaawansowanych narzędzi. Gratu−
lacje! Zaczynasz nabierać zdrowych,
wręcz profesjonalnych przyzwyczajeń.
W następnej części artykułu dokoń−
czymy nasz projekt płytki. Wiem jednak,
że nie wytrzymasz tak długiej bezczyn−
ności − zapewne zechcesz spróbować
swoich sił. Dokończ więc pracę sam −
wstaw elementy, poprowadź ostatecznie
ścieżki i uporządkuj opis. Za miesiąc po−
równamy wyniki.
Piotr Górecki
40
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/96
Rys. 26. Wstępne trasowanie ścieżek.
Falomierz −
generator
w.cz. (TDO)
2108
Do czego to służy?
TDO to skrót od nazwy
trans−dip−os−
cillator
. Jest to bardzo użyteczny przy−
rząd w pracowni elektronika−radioama−
tora. Umożliwia on w pozycji falomierza
pomiar z pewnym przybliżeniem częstot−
liwości sygnału w.cz., zaś w pozycji ge−
neratora jest źródłem niemodulowanego
sygnału w.cz. Po dołączeniu posiadane−
go multimetru − wskaźnika generowane−
go napięcia w.cz. − TDO pozwala okreś−
lić częstotliwość rezonansową obwodu
LC. Przyrząd może być używany przy
konstruowaniu radioodbiornika czy na−
dajnika, a także wszędzie tam, gdzie wy−
stępują cewki w zakresie częstotliwości
1...30MHz. Pomimo prostoty, urządze−
nie może zastąpić kilka drogich przyrzą−
dów pomiarowych. Dokładność pomia−
rów zależy od precyzji w naniesieniu
skali oraz od wprawy użytkownika.
Na końcu artykułu podamy przykłado−
we możliwości zastosowań tego przyrzą−
du.
Jak to działa?
Schemat ideowy TDO przedstawiono
na
rysunku 1
. Uważni Czytelnicy za−
uważyli, że w skład urządzenia wcho−
dzą dwa opisywane już układy:
− generator w.cz. (EdW 5/96)
− wskaźnik napięcia w.cz. (EdW 3/96)
Najważniejszym elementem TDO jest
strojony obwód rezonansowy w skład
którego wchodzi wymienna nieekrano−
wana cewka L umieszczona na zewnątrz
obudowy oraz kondensator obrotowy C
zaopatrzony w podziałkę częstotliwości.
Wykorzystano tu przypadkowy konden−
sator zmienny w obudowie plastikowej
typu KOD, z równolegle połączonymi
sekcjami, o wypadkowej pojemnośći oko−
ło 250pF. W generatorza zastosowano
dwa tranzystory T1 i T2 typu BF199
sprzężone galwanicznie, co zapewnia
nieco większą częstotliwość pracy oraz
stabilność niż stosowane pierwotnie
tranzystory m.cz. Przy zastosowaniu
tranzystorów pnp należy zmienić kieru−
nek włączenia zasilania. Przy zasilaniu
napięciem wyższym niż 1,5V, należy od−
powiednio zwiększyć wartość rezystora
R1. Zasadę działania układu oraz zależ−
ność częstotliwości od wartości elemen−
tów LC podaliśmy w EdW 5/96.
Napięcie w.cz. z generatora jest pros−
towane w układzie podwajacza napięcia
z diodami germanowymi D1, D2 typu
AAP120 i doprowadzone do gniazdek
radiowych umożliwiających dołączenie
miernika analogowego (mikroamperomie−
rza o zakresie 50−200µA). Oczywiście
można dołączyć multimetr cyfrowy, lecz
wydaje się, że oko jest bardziej wyczulo−
ne na wychylenia wskazówki niż na
zmiany wskaźnika cyfrowego (być może
to tylko subiektywne odczucie autora).
Celowo zrezygnowano z potencjometru
na wyjściu, ponieważ wychylenie wska−
zówki miernika na koło 3/4 skali można
uzyskać poprzez zmianę zakresu mierni−
ka (niezależnie czy to jest zakres milam−
peromierza czy woltomierza).
Podczas pracy TDO (pozycja G) nie−
ekranowana cewka L promieniuje ener−
gię w.cz. o ustalonej częstotliwości f.
Jeżeli obwód rezonansowy z cewką L
zostanie sprzęgnięty z innym obwodem
o identycznej częstotliwości rezonan−
sowej, wskazówka miernika wskaże
gwałtowny spadek wartości (tak zwany
“dip”). Dzieje się tak dlatego, że przy
zgodności obydwu częstotliwości bada−
ny obwód pobiera część energii z ob−
wodu generatora powodując zmniejsze−
nie amplitudy sygnału.
Jeżeli generator nie jest zasilany (po−
zycja F), układ działa jako falomierz ab−
sorpcyjny. Przy zgodności obu częstotli−
wości (mierzonego obwodu LC generu−
jącego energię w.cz. i obwodu z cew−
ką L) wskazówka miernika będzie wska−
zywała maksymalną amplitudę.
Montaż i uruchomienie
Układ elektryczny zmontowano bez−
pośrednio sposobem przestrzennym
w obudowie plastikowej, choć wskazane
jest zastosowanie obudowy metalowej
ze wzgledu na właściwości ekranujące.
Jako cewki można wykorzystać łatwo
dostępne dławiki w.cz., których końce
przylutowano do wyprowadzeń wtyku
Jack.
Dla poniższych podzakresów można
zastosować dławiki o następujących in−
dukcyjnościach:
I − 1...3MHz: 100µH
II − 3...10MHz: 10µH
III − 10...30MHz: 1µH
Chcąc zmniejszyć zakres częstotli−
wości (zakres fal długich czy średnich),
należy wybrać dławiki o większej induk−
cyjności, np. 1mH, lub dołączyć do dła−
wika dobrany dodatkowy kondensator.
Analogicznie, aby uzyskać zakres UKF,
trzeba podłączać dławiki o mniejszej in−
dukcyjności, np. 0,1µH, z tym, że z za−
stosowanym kondensatorem zmiennym
następuje w skrajnym jego położeniu
zrywanie drgań (za duża wartość pojem−
ności). Jeżeli ktoś będzie chciał zrezyg−
Rys. 1. Schemat ideowy TDO.
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/96
41
nować z falomierza, to można nie insta−
lować wyłącznika zasilania, ponieważ
wyjęcie cewki z gniazdka jest równo−
znaczne z wyłączeniem zasilania.
W końcowej fazie montażu należy
na górną część obudowy nakleić biały
kartonik z naniesioną podziałką i napi−
sami. Do skalowania można wykorzys−
tać odbiornik pokrywający wymagany
zakres częstotliwości lub lepiej − częs−
tościomierz cyfrowy podłączony do wy−
jścia generatora w.cz. za pomocą kon−
densatora około 10pF. Na skalę można
nanieść tylko jedną podziałkę i korzys−
tać z tabelki przeliczeniowej sporzą−
dzonej dla konkretnych dławików.
Przykładowe
zastosowania
Pozycja F (falomierz)
Sonda w.cz. Skręcamy kondensator
zmienny na minimalną wartość, a w miej−
sce cewki podłączamy sygnał pomiaro−
wy w.cz. i odczytujemy wartość napię−
cia na dołączonym multimetrze. Zasto−
sowanie oraz posługiwanie się sondą
było opisane w EdW 3/96 − str. 49.
Pozycja G (generator)
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R1: 1k
W
Kondensatory
C: 10...250pF, kondensator
zmienny obrotowy typu KOD
C1: 10pF
C2: 10nF
Półprzewodniki
T1, T2: BF199 itp.
D1, D2: AAP120 itp.
Różne
L: 100µH, 10µH, 1µH
Gniazdo “mini Jack” z wtyczką (3
szt.)
Gniazdka radiowe (2 szt.)
Obudowa plastikowa
Określanie częstotliwości rezonansowej
obwodu LC. Do cewki przyrządu zbliża
się cewkę badanego obwodu LC i obra−
cając pokrętłem TDO aż do uzyskania
wyraźnego minimum wychylenia wska−
zówki (“dip”) miernika. Mierzoną częstot−
liwość odczytuje się z podziałki.
Wyznaczanie częstotliwości obwodu LC
generującego sygnał w.cz. Cewkę przy−
rządu sprzęga się z badanym obwodem,
na przykład z wyjściem generatora czy
nadajnika i, obracjąc pokrętłem TDO,
dąży się do uzyskania maksymalnego
wychylenia wskaźnika. Częstotliwość re−
zonansową odczytuje się ze skali przy−
rządu.
Strojenie obwodów rezonansowych LC.
Na skali TDO ustawia się żądaną war−
tość częstotliwości. Cewkę przyrządu
sprzęga się ze strojonym obwodem
i dostraja się rdzeń w cewce lub po−
jemność) do momentu uzyskania naj−
mniejszego wychylenia (“dip”).
Określanie liczby AL nieznanego rdze−
nia ferrytowego w.cz. AL to liczba zwo−
jów przypadająca na 1nH. Znając liczbę
zwojów oraz indukcyjność obwodu moż−
na wyznaczyć liczbę AL ze wzoru:
L
=
2
[nH]
Strojenie nadajnika. Cewkę przyrządu
sprzęga się z wyjściem antenowym
sprawdzanego nadajnika. Strojenie ob−
wodów nadajnika odbywa się na maksi−
mum wskazań wskaźnika, oczywiście
przy ustalonej częstotliwości. Tylko pod−
czas równoważenia modulatora DSB
stroimy na minimum.
Generacja sygnałów w.cz. Generator
może służyć do orientacyjnego strojenia
odbiorników. W tym celu cewkę przyrzą−
du należy zbliżyć do wejścia antenowe−
go sprawdzanego odbiornika i na po−
działce TDO ustawić wymaganą częstot−
liwość. Obwody odbiornika stroimy na ma−
ksimum odbieranego sygnału. W przy−
padku odbiorników AM należy dołączyć
do emiterów tranzystorów generator
m.cz. 1kHz celem uzyskania sygnału
modulowanego.
Mininadajnik AM. Do emiterów tranzys−
torów podłączamy wzmacniacz m.cz.
z mikrofonem zaś do cewki antenę
w postaci np. odcinka drutu. Zasięg na−
dajnika z zastosowaniem domowego
radioodbiornika z zakresem fal śred−
nich lub krótkich wynosił kilka metrów.
Wskaźnik natężenia pola elektromagne−
tycznego. Przyrząd umieszczamy w po−
lu promieniowania anteny. W celu
zwiększenia jego czułości do cewki TDO
można przyłączyć kawałek przewodu
pełniącego funkcję anteny. W ten spo−
sób można również określić charakterys−
tykę promieniowania anteny.
Pomiar indukcyjności cewek. Badaną
cewkę łączymy z kondensatorem o zna−
nej pojemności, a następnie określamy
częstotliwość rezonansową tak powsta−
łego obwodu LC. Indukcyjność wylicza−
my ze wzoru:
Lx
Określanie częstotliwośći rezonatorów
kwarcowych. Do wyprowadzeń rezona−
tora kwarcowego podłączamy “link” (kil−
ka zwojów drutu) który zbliżamy do cew−
ki TDO i obracając pokrętłem znajduje−
my “dip”. Należy bardzo powoli pokręcać
pokrętłem kondensatora ponieważ dip
jest bardzo “ostry” i można nie zauwa−
żyć spadku amplitudy sygnału.
Prawda, że trudno znaleźć urządze−
nie spełniające więcej funkcji? Z tego
też powodu TDO powinien, obok mierni−
ka uniwersalnego, znaleźć podstawowe
wyposażenie pracowni elektronika−ra−
dioamatora.
25330
2
[µH, pF, MHz]
Pomiar częstotliwości rezonansowych
anten. W przypadku anten zasilanych
kablem na cewkę TDO nakłada się “link”
(pętelka składająca się z dwóch zwo−
jów drutu), który łączy się z przewodem
zasilającym antenę. Pokrętłem z po−
działką obraca się aż do wystąpienia mi−
nimum wychylenia (“dip”).
Pomiar pojemności kondensatorów. Po−
stępujemy jak wyżej, z tym, że cewka
musi mieć znaną indukcyjność. Pojem−
ność wyliczamy ze wzoru:
Cx
Andrzej Janeczek
25330
2
Komplet podzespołów z płytką
jest dostępny w sieci handlowej
AVT jako "kit szkolny" AVT−2108.
42
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/96
A
L
n
Cf
Lf
Przetwornica
napięcia
2110
·
prosta konstrukcja i łatwość wykonania
·
niska cena wynikająca z zastosowania popu−
larnych elementów
·
duża sprawność przetwarzania
·
możliwość zmontowania na płytce uniwersalnej
Do czego to służy?
W praktyce elektronika zdarza się
dość często, że na jednej płytce druko−
wanej umieszczone są zarówno układy
analogowe, jak i cyfrowe. Układy cyfro−
we najczęściej zasilane są pojedynczym
napięciem 5V, natomiast analogowe
zwykle wymagają napięć symetrycz−
nych, rzędu ±10V lub większych. Po−
trzebne są więc dwa oddzielne zasila−
cze, albo trzeba zastosować odpowied−
nią przetwornicę. Na rynku dostępne są
specjalne scalone przetwornice, zaró−
wno wykorzystującej cewkę indukcyjną,
jak i pojemnościowe. Niektóre takie
kostki mają rzeczywiście świetne para−
metry i do wykonania kompletnej prze−
twornicy, oprócz układu scalonego, po−
trzebne jest tylko kilka zewnętrznych
elementów biernych. Niestety póki co,
nie każdy hobbysta może takie kostki
kupić: są jeszcze za mało popularne,
a przy tym dość drogie.
Czytelnicy EdW póki co, nie projektu−
ją sprzęgów analogowo−cyfrowych, pra−
cujących z rozdzielczością 10...12 bi−
tów i częstotliwością przetwarzania rzę−
du dziesiątek megaherców. W takich
precyzyjnych i szybkich układach po−
miarowych zawierających układy analo−
gowe i cyfrowe problem zasilania,
a w szczególności sposób prowadze−
nia mas, jest jednym z najważniejszych
zadań, jakie stają przed konstruktorem.
Natomiast Czytelnicy EdW potrzebują
przetwornicy na przykład do zasilania
wzmacniaczy operacyjnych z baterii lub
akumulatorów, do uzyskania wymaga−
nych poziomów w łączu szeregowym
RS232, lub do zasilania komparatorów
czy wzmacniaczy operacyjnych współ−
pracujących z układem cyfrowym.
Przedstawiony dalej prosty układ oka−
że się bardzo pożyteczny, gdy potrzeba
z pojedynczego napięcia wytworzyć
napięcia symetryczne o większej war−
tości, a wymagany prąd nie jest więk−
szy niż 5...10mA.
Jak to działa?
Schemat ideowy układu pokazany
jest na
rysunku 1
. Widać tu w zasadzie
dwie przetwornice: jedną podwajającą
z inwerterami U1E, U1D i drugą potra−
jającą z inwerterami U1A, U1B, U1C.
Rys. 1. Schemat ideowy przetwornicy.
Rys. 2. Przebiegi napięć w ważniej−
szych punktach układu.
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/96
43
Plik z chomika:
PafOwio
Inne pliki z tego folderu:
01_01.pdf
(1977 KB)
01_02.pdf
(3229 KB)
01_03.pdf
(4144 KB)
01_04.pdf
(1595 KB)
01_05.pdf
(1512 KB)
Inne foldery tego chomika:
ALFINE_2002
PCB
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin