1. Tehnologii alternative de conectare a componentelor electronice (II)
Se prezinta mecanismele conductiei electrice in adezivii conductori izotropici pentru conectarea componentelor electronice.
Producatorii de adezivi conductori recomanda pentru fiecare tip de adeziv aplicatiile specifice. La alegerea utilizarii intr-o aplicatie data a unui anumit adeziv, trebuie respectate aceste indicatii in vederea optimizarii contactarii.
In tabelul 5 (din articol) sunt prezentate caracteristicile adezivilor conductori, cele mai importante fiind temperatura de tratament termic, rezistivitatea volumica, conductivitatea termica, temperatura maxima de utilizare si vascozitatea.
Mecamismul conductiei in adezivii conductori izotropici
Un adeziv conductor izotropic este compus dintr-o masa de rasina epoxidica in care se afla introduse particule conductoare, de obicei argint. Spre deosebire de produsele similare care se utilizeaza la ecranarea electromagnetica, unde continutul de particule metalice este relativ scazut, la adezivii conductori acest procent este de obicei mai mare, cca. 80%.
Pe de alta parte, pentru a asigura aderenta si rigiditatea lipiturii pentru componentele conectate prin adezivi conductori este necesar ca procentul de rasina epoxidica sa fie ridicat.
In figura 6 (din articol) este prezentat graficul rezistentei unui adeziv conductor in functie de fractiunea de metal (p) continuta in volumul adezivului.
Se observa ca tranzitia care are loc la p=pc este abrupta. De obicei adezivii se fabrica cu valori p mult mai mari decat pc pentru a acoperi tolerantele de fabricatie.
Forma curbei poate fi bine prezisa de teoria infiltrarii ("Percolation Theory"). Teoria are aplicabilitate in toate domeniile unde intervin procese de transport in medii aleatoare si explica realizarea traseelor conductoare dupa un model asemanator caii pe care o gasesc fluidele cand patrund printre roci poroase.
2. Bargraph simplu si economic
Un circuit integrat specializat, de exemplu LM3914, costa in jur de 2 Euro. Utilizarea unui bargraph pentru diferite indicatii in automatizari (avansul unei scule electrice, turatia unui motor electric controlat digital, etc.) creste simtitor costul proiectului datorita utilizarii lui LM3914.
Se prezinta o idee interesanta care economiseste din bugetul unui proiect peste 50-60%; pentru indicarea pozitiei unui comutator digital controlat cu numaratorul CD4017 se pot utiliza retele R-D conectate ca in schema prezentata in articol.
Rezistoarele R29…R33 se tatoneaza, eventual cu semireglabile. CD4050 amplifica curentul LED-urilor, pentru a nu forta excesiv iesirile lui CD4017.
3. ICL7665 – Monitor tensiune electrica cu iesire duala pentru sub si supra-tensiune
Desi proiectat pentru supervizarea tensiunii de alimentare a microcontrolerelor (pentru care genereaza un semnal de eroare), ICL7665 poate fi utilizat in aplicatii diverse care necesita supervizarea tensiunii de alimentare si comutarea pe o sursa de rezerva.
Proiectat pentru supervizarea sistemelor cu uC, ICL7665 opereaza cu un consum de curent mic (3uA). Indiferent de modul de prezentare (DIP8/S08 sau TO-99), semnificatia pinilor la capsula pastreaza ordinea de dispunere standardizata.
O privire de ansamblu, in schema interna functionala (figura 2 din articol), edifica proiectantul cu modul de lucru al lui ICL7665.
Doua comparatoare cu aceeasi referinta de tensiuneinterna de 1.3V, doua iesiri cu drena in gol (OUT1 si OUT2) si doua iesiri pentru programarea (optionala) a unor domenii de histerezis, sunt elementele de baza ale circuitului integrat.
Pinii SET1 si SET2 sunt intrarile (inversoare) ale celor doua comparatoare. Acestea sunt realizate in tehnologie CMOS.
ICL7665 se poate alimenta cu tensiune in gama 1.6…16V si monitorizeaza cele doua intrari, SET1 si SET2, tensiuni continue de la 1.3V pana la sute de volti. Precizia este de 2%. Timpul de raspuns (propagare) este de 75us.
4. Motoare pas cu pas – Structura si comanda
Electronislii mai putin familiarizati cu Motoarele Pas cu Pas (MPP) sunt descurajati in a le utiliza cand descopera ca acestea dispun de 4 pana la 6 fire pentru alimentare.
Articolul prezentat isi propune sa faca o introducere in structura simplificata a MPP si a modului lor de alimentare si comanda.
5. Driver pentru motor pas cu pas cu tranzistoare MOSFET
Ca orice motor, motoarele pas cu pas sunt formate din stator si rotor, dar fara perii. Spre deosebire de motoarele pentru curent continuu clasice cu perii, campul electromagnetic variabil ce controleaza deplasarea este format nu de comutarea bobinelor de catre periile de pe rotor, ci de modul cum sunt aplicate impulsurile pe bobinele statorului.
Rotorul motorului pas cu pas poate fi un magnet permanent, o reluctanta variabila sau un mixt al celor doua. Prin controlul campului dintre stator si rotor se poate obtine o deplasare intr-un sens sau altul, extrem de precisa.
De aceea, motoarele pas cu pas sunt alimentate cu impulsuri de tensiune dreptunghiulare de curent apreciabil.
Sunt motoare pas cu pas al carui pas este de 0.9°; 1.8°; 3.6°, etc. Raportat la cei 360° ai unui cerc, un pas de 0.9° presupune, la o rotatie completa, executarea a 400 de pasi individuali, controlati din logica de comanda a impulsurilor aplicate pe cele patru bobine.
Pierderile de putere
In ceea ce priveste pierderile de putere, in special prin efect termic, care la un motor pas cu pas (MPP) sunt importante, se fac urmatoarele observatii: la viteze de deplasare mici (comanda la joasa frecventa) MPP dezvolta la arborele sau un cuplu foarte mare.
Daca sunt alimentate cu surse de tensiune fixa (stabilizata), la joasa frecventa nu apar probleme speciale; daca insa frecventa de control creste (creste viteza de deplasare) cuplul scade chiar foarte mult ca urmare a impedantelor mari ale bobinelor, efect manifestat la frecvente ridicate.
Sunt posibile trei moduri de alimentare, astfel:
alimentarea bobinelor de la un "chopper" (sursa in comutatie), cu tensiune foarte mare, astfel incat la viteze mari sa creasca factorul de umplere in comanda sursei;
alimentarea de la sursa de tensiune de valoare mare in serie cu un rezistor de balast – rezistorul limiteaza curentul prin stator;
alimentare de la o sursa de curent constant care va mentine curentul prin bobine (acelasi, indiferent de viteza) – daca viteza creste, creste si tensiunea corespunzator.
Montajul prezentat in articol are urmatoarele caracteristici tehnice:
drivere MOSFET pentru motoare pas cu pas unipolare (IRFZ44);
intrari directie – DIR si pas – PAS;
oscilator integrat, de joasa frecventa, pentru control manual al PAS-ului;
tensiune de alimentare in plaja mare, 7…35V.
Caracteristici IRFZ44:
MOSFET canal n;
tensiune drena – sursa max. 55V, max. 41A, 83W:
rezistenta canal 0,02452;
capsula TO220AB.
6. Protectie simpla pentru incintele acustice
Acest sistem de protectie pentru incintele acustice, simplu dar eficace, actioneaza imediat si debranseaza incinta acustica cand se detecteaza o tensiune superioara de 10Vcc pe difuzoare.
Daca, de exemplu, un amplificator de putere in punte se defecteaza in functionare (scurtcircuit), toata tensiunea de alimentare (de la polul pozitiv sau negativ), este prezenta la bornele de iesire, direct pe difuzoare, si cum aceasta tensiune este deseori peste 25Vcc, este suficient pentru a distruge bobina difuzoarelor (difuzoarele pot fi distruse chiar si mecanic).
Conexiunea inteligenta a celor sase diode, asa cum se remarca in schema din figura 1 din articol (doua grupuri de cate trei diode Zener in serie, grupurile fiind montate in antiparalel, respectiv D1-D2-D3 si D4-D5-D6), face ca releul sa actioneze la o tensiune superioara de 10Vcc.
Aceasta valoare rezulta aproximativ din suma tensiunilor de prag a diodelor Zener dintr-un grup (3 x 3.3V = 9.9V) plus suma tensiunilor de deschidere a diodelor din
grupul al doilea, polarizate direct (cca. 3 x 0.6V=1.8V), total 11.7V. Aceasta valoare depinde insa de mai multi parametri ai diodelor Zener (polarizate direct si invers) si nu poate fi calculata foarte exact daca acestia nu sunt cunoscuti (sunt date de catalog si depind si de curentii de polarizare).
La o privire mai atenta, este vorba despre un stabilizator parametric dublu simetric, de la care se alimenteaza bobina unui releu. Deci, la sesizarea unei tensiuni continue de aproximativ 10Vcc si peste, releul deconecteaza incintele acustice de la amplificatorul de putere.
7. Interfata Compact Flash / IDE
Compact Flash-ul este o memorie flash ce poate fi scrisa si citita electric si pastreaza informatia stocata chiar si in lipsa tensiunii de alimentare.
Compact Flash-ul ofera o capacitate de ordinul zecilor, sutelor sau miilor de MB, iar viteza de scriere a datelor este de aproximativ 10MBps. Aceste "carduri" de memorie sunt rezultatul fotografiilor digitale, dar si a fisierelor audio, video, etc., viteza de citire si cea de scriere oferind performante optime.
Tehnologia acestor carduri este de tipul IC Tower Stacking, ce permite gruparea mai multor componente Nand Flash, obtinand astfel o capacitate sporita.
Principiul de functionare
In general, unitatea structurala si functionala de baza a memoriilor este reprezentata de un ansamblu format dintr-un tranzistor si un condensator, ansamblu ce poate inmagazina o cantitate de informatie de un bit.
Acest ansamblu poarta numele de celula de memorie. Modul de lucru al unei celule de memorie este unul foarte simplu: condensatorul poate pastra, atat timp cat este alimentat, o sarcina electrica negativa sau pozitiva, corespunzand bitului cu valoarea 0 sau 1 logic.
Tranzistorul permite accesul la valoarea stocata sau scrierea unei noi valori. Memoriile actuale au totusi cantitati de ordinul milioanelor de octeti, ceea ce inseamna ca un octet este format din opt biti, deci mecanismul de functionare este unul mult mai complex, dar functioneaza pe principiul descris mai sus.
Rolul memoriei externe (Compact Flash, Hard disk, etc.), este acela de a stoca si gestiona cat mai multe date. Componentele responsabile de modul in care sunt gestionate si stocate sunt sistemul de operare si sistemul de fisiere.
8. Automat iluminat nocturn alimentat la reteaua electrica
In comparatie cu alte montaje ce ofera aceleasi functii, elementul de noutate in schema electrica il constituie functia de comutare realizata prin comutator static format din triac si optotriac (T1 – IC2).
Optotriacul utilizat este de tip MOC3041. Utilizarea sa asigura fiabilitate si siguranta in exploatare, comutarea sarcinii realizanduse la trecerea prin zero a tensiunii retelei de alimentare (220Vca/50Hz).
Date tehnice:
alimentare direct de la reteaua electrica, fara transformator;
comutator cu releu static format din optotriac si triac;
detectie la trecerea tensiunii retelei prin zero (ZCD);
cu radiator poate comuta sarcini de cca. 600W;
protejat cu siguranta fuzibila pe intrare.
9. Indicator de inghet pentru automobil
Scopul principal pentru care Velleman a proiectat acest modul este utilizarea sa in automobil, pentru semnalizarea pericolului de inghet, insa montajului i se pot gasi numeroase utilizari si in alte domenii de activitate.
Indicatiile montajului sunt optice, prin LED LD1, astfel:
+3°C sau peste, LD1 este stins;
la +3°C LD1 emite flash-uri luminoase scurte;
la 0°C LD1 emite flash-uri regulat, cu factor de umplere aproximativ 50%;
la -3°C si sub aceasta temperatura LED-ul este permanent aprins.
Termistorul NTC utilizat este un model incapsulat in metal, de tip B57045Ky.
Date tehnice:
tensiune alimentare 10…15Vcc (12V de la acumulator);
curent consumat 25mA max.;
senzor – termistor NTC;
gama temperatura semnalizata (optic, intermitent) -3…30°C;
