Hlavní stránka

První pokusy na autodráze jsem prováděl s PIKO trafem, což je ovšem naprosto nepoužitelné pro 4 drážky a 15 délky dráhy. Protože jsem požadoval určitý komfort obsluhy, rozhodl jsem se, že navrhnu pořádný ovládací panel a do něj jednoduchou odolnou elektroniku, která bude splňovat nejen funkční požadavky, ale zároveň bude natolik jednoduchá, že si ji dokáže postavit každý začínající bastlíř.

Na počátku návrhu stálo rozhodnutí, zda jít cestou spínaného zdroje, který nehřeje a je maximálně moderní, nebo raději cestou jednoduchého katalogového zapojení levného regulátoru napětí. Protože má jít o desku, kterou zvládne osadit i začátečník, nakonec zvítězila jednodušší varianta s integrovaným stabilizátorem, jejíž jedinou vadou může být to, že je třeba použít chladič na obvod LM350. Za normálních okolností, kdy budeme provozovat tovární auta na výchozím napájení okolo 12V tento chladič příliš podstatný není, ale pro situace, kdy budou jezdit malé děti a nastavíme jim nižší napětí aby auta neotřískaly, může tento lehce topit. Pokud bychom měli na vstupu například zdroj 16V a nastavili výstupní napětí na 6V, tak při odběru auta 1A se na teplo promění v LM 350 rovných 10W. Nějaký malý obyčejný chladič s 5K/W se tak ohřeje asi o 50 stupňů. To je celkem málo, nehledě na to, že 1A je u auta pro děti trochu nadsazená hodnota.

První můj požadavek byl, aby deska obsahovala svorkovnice na všechny vstupy, výstupy a připojení. Dále jsem chtěl, aby obsahovala i relé, kterým bude možné externě řídit připojení a odpojení výstupu - například pro řízení připojení napájení z PC. Toto řízení se navíc musí dát připojeným přepínačem vypnout tak, aby se dalo jezdit i bez PC. Deska musí umožňovat připojení voltmetru a ampérmetru, které budou moci být umístěny na ovládacím panelu.

Zapojení napájecí části je celkem standardní. Je použit otočný potenciometr 2k5 s lineárním průběhem umožňující nastavit výstup v rozmezí zhruba 4-15V (spodní hranici jsem úmyslně zvedl, protože nižší napětí nemá na autodráze smysl). V obvodu jsou i ochranné diody, bránící poškození stabilizátoru napětí LM350. Jako chladič jsem použil půlku historického pasivního chladiče procesorů PENTIUM 2 - jednoduše jsem jej přeřízl pilkou na železo. Tyto chladiče jsou dimenzovány na obří tepelné ztráty mnoha desítek wattů, takže LM350 jej ani v nejhorším možném režimu příliš neohřeje – použil jsme jej spíše proto, že jsem jej měl v několika kusech v zásobě a k ničemu jinému mi nebyl.

Část řízení relé má vlastní napájení 12V se společnou zemí. Signál pro sepnutí relé může být v rozsahu cca 3-12V a k aktivaci sepnutí relé postačí 1mA, takže (teoreticky) lze připojit přímo zem a libovolný signál LPT portu, nicméně máme optický oddělovač , takže není důvod riskovat odpálení portu PC a můžeme relé řídit za pomoci jeho signálů (které by mimochodem stačily i přímo k sepnutí relé samy o sobě, ale takto je to univerzálnější). Dvoupólový přepínač se pak stará o přepnutí mezi interním a externím řízením, kdy v interním režimu je výstup propojen přímo, takže není nutné spínat relé a je možné jezdit i bez přivedení vstupního signálu. Z 12V větve je napájena a v externím režimu i spínána LED dioda, která tak identifikuje, kdy je v drážce napětí a kdy ne.



Desku lze osadit a použít i bez všech těchto vymožeností například pouze tak, že bude zapojeno napájení +18V a ZEM na vstupu a samozřejmě potenciometr a zbytek zůstane připraven pro budoucí rozšíření funkčnosti panelu - v takovém případě namísto ampérmetru použijeme pouze kousek propojovacího vodiče a druhým vodičem propojíme svorky 2 a 3 konektoru CON9 namísto přepínače. Jakmile budeme chtít použít externí řízení z PC, přehodíme svorku CON9 z 3-2 na 1-2 (stále místo přepínače - nebo jej osadíme), přivedeme 12V a připojíme signál řízení směrem z PC. Voltmetr je možné připojit kdykoliv, stejně jako vyměnit kus drátu za ampérmetr, nebo doplnit LED diodu jako kontrolku napájení.



Vstup i výstup je vhodné opatřit tavnou pojistkou - na vstupu o vyšší hodnotě a na výstupu pak podle použitých aut. Víc než 3A z tohoto regulátoru ale nedostaneme ! Podle měření sériové auto od firmy SCALEXTRIC bere okolo 0.5A při 12V, takže skoro nic. Při 6V tak LM 350 protopí 5W, což při chladiči který jsem použil (bude mít asi tak 1.6K/W) znamená, že by se neměl ohřát o více než nějakých 8 stupňů. Při standardních 12V jsou to dokonce pouhé 2W a pochybuji, že by ohřátí o nějaké 3 stupně někdo dokázal identifikovat. Tím zcela padá argument, že je spínaný zdroj jediná použitelná alternativa po takový účel.



Vše co je třeba pro výrobu DPS, osazení a zdrojové soubory z DEMO verze Eagle včetně příkladu zapojení externích prvků je uloženo v následujících souborech:

Dostupné soubory:
Soubor Datum Velikost souboru Zobrazení    
Autodráha - SlotCarDriverBox 08.04.2009 216.85 KB 1858
SlotCarDriverBox - zapojení prvků 08.04.2009 13.21 KB 1940


Seznam součástek:

počet označení hodnota označení v katalogu GM electronics skladové číslo cena/ks cena celkem
Keramické kondenzátory:
2 ks C1,C2 100n CK 100N/63V 120-060 1.20 Kč 2.40 Kč
Elektrolytické kondenzátory:
2 ks C3,C4 220u E220M/25V 123-137 1.50 Kč 3.00 Kč
Rezistory:
1 ks R1 220R RRU 220R 119-059 0.40 Kč 0.40 Kč
1 ks R6 470R RRU 470R 119-097 0.40 Kč 0.40 Kč
2 ks R3,R4 1k RRU 1K 119-043 0.40 Kč 0.80 Kč
1 ks R5 1k5 RRU 1K5 119-061 0.40 Kč 0.40 Kč
1 ks R2 10k RRU 10K 119-041 0.40 Kč 0.40 Kč
Tranzistory:
1 ks T1 2N3904 2N3904 215-003 1.30 Kč 1.30 Kč
1 ks Q1 BC237-25 BC327-25 210-013 1.30 Kč 1.30 Kč
Integrované obvody:
1 ks IC1 LM350 LM350T 331-007 34.00 Kč 34.00 Kč
Diody:
4 ks D1,D2,D3,D4 1N5804 1N5804 221-001 1.10 Kč 4.40 Kč
Mechanické díly:
3 ks CON1,CON3,CON6 svorkovnice 2 pinová AK 500/2-DS-5.0-V-GREY 821-017 5.00 Kč 15.00 Kč
3 ks CON2,CON8,CON9 svorkovnice 3 pinová AK 500/3-DS-5.0-V-GREY 821-008 8.00 Kč 24.00 Kč
3 ks CON4,CON5,CON7 svorkovnice 2 pinová AK 550/2-DS-3.5-V-GREY 821-006 8.00 Kč 24.00 Kč
1 ks K1 Relé 2U 250V/8A 12V 220R RELEF4052-12 634-041 68.00 Kč 68.00 Kč

Celková cena součástek: 180 Kč

Upozorňuji, že zařízení ani DPS na zakázku nevyrábím – není to v mých silách a časových možnostech, takže prosby typu „za kolik ...“ raději ani nezkoušejte.

Zároveň upozorňuji, že podklady zde zveřejněné nesmí být použity k výrobě zařízení za účelem prodeje !

Sdílet

Submit to FacebookSubmit to Google BookmarksSubmit to TwitterSubmit to LinkedIn

Přidat komentář


Bezpečnostní kód
Obnovit