Revista Conex Club – nr.6 – 2006 - Electronica fara plumb

Timp de citit: 6 minute

Principalele subiecte prezentate

1. Electronica fara plumb

Articolul prezinta rezultatul unor cercetari efectuate pentru implemetarea optima a Directivei RoHS (2002/95/EC) si a reglementarilor sale in industria electronica din Romania.

In consecinta, fabricantii sun nevoiti sa se asigure ca produsele lor sunt in conformitate cu cerintele Directivei RoHS in vederea plasarii lor pe piata, iar proiectantii si inginerii implicati in proiectarea si dezvoltarea produselor electronice sunt fortati sa-si schimbe strategia pentru a satisface cerintele procesului de lipire fara plumb.

Pentru gasirea solutiilor optime au fost realizate experimente ale proceselor SMT (Surface Mount Technology) fara utilizarea materialelor pe baza de plumb (Pb-free, lead free, LF).

O cerinta importanta in tehnologia SMT este selectarea pastei de lipire si definirea unui profil termic al cuptoarelor de lipire a componentelor electronice SMD.

Datorita aspectelor economice, vor fi stabilite si conditii de reutilizare a unor accesorii esentiale, cum ar fi sitele de depunere a pastelor.

In plus, autorii vor prezenta influenta azotului in procesul de lipire fara plumb. In final, concluzii stiintifice si practice vor configura calea transferului optim de la tehnologiile clasice cu plumb la cele fara plumb.

2. Senzor de proximitate (apropiere)

Cu schema din articol se poate realiza un dispozitiv de (pre)avertizare pentru situatia in care o persoana se apropie de usa apartamentului.

Circuitul este foarte sensibil daca polul negativ al sursei de alimentare se conecteaza la Pamant. Apropierea unei maini poate fi detectata de la mai mult de 20 cm de senzor.

Acesta poate fi realizat dintr-o placa de metal, o folie de metal subtire sau poate fi chiar sildurile de la broasca usii de la intrare. Daca polul negativ al sursei nu se conecteaza la Pamant, sensibilitatea scade mult.

Un buzzer piezoelectric va semnaliza o alarma. Alimentarea montajului se face de la la baterie (acumulator) de 9V (12V). R14 si R17 trebuie sa fie potentiometre multitur. La realizarea cablajului se va ecrana zona de intrare ce cuprinde R16.

3. TC9153(AP) – Controler de volum digital, up-down

Circuitul integrat TC9153 (AP), produs de Toshiba, realizat in tehnologie C2MOS, este destinat echipamentelor audio profesionale pentru controlul volumului.

Caractersiticile sale tehnice, principale, sunt:

atenuarea poate fi controlata in gama 0dB….-66dB, cu un pas de 2dB;
doua canale, stereo, separate;
posibilitate de a fi alimentat de la sursa dubla sau simpla de tensiune;
circuitul este pilotat de un oscilator intern cu elemente RC externe, oscilator ce controleaza viteza cu care se realizeaza atenuarea apasand butoanele up (sus, incrementare) sau down (jos, decrementare);
realizarea in tehnologie C2MOS permite o gama larga a tensiunilor de alimentare, respectiv VDD = 6…12Vcc.

Tensiunea maxima de alimentare este de 13Vcc, iar semnalul de intrare nu trebuie sa depaseasca in amplitudine peste 0.3V din tensiunea de alimentare. Curentul consumat este de 1…3mA. Puterea maxima disipata este 150mW pe capsula.

4. Folia Press'n'Pell (PnP) – Sfaturi practice

Folia Press'n'Pell (PnP, apasa si desprinde, in engleza) este un procedeu modern de executie a circuitelor imprimate prototip sau de serie mica.

Calitatea circuitului imprimat rezultat depinde insa de mai multi factori, care intervin din momentul in care a fost luata decizia de a achizitiona un anumit tip de folie (variantele comerciale Blue sau White, ori varianta Wet) pana la momentul prelucrarilor finale (gaurire, indepartare toner de pe circuitele necorodate, etc.).

Pe piata exista doua tipuri constructive de folii PnP: Blue si White.

Folia Press'n'Pell White

Folia White (alba) este mai groasa, iar imprimarea (fie ca se realizeaza la imprimanta laser sau la un copiator se realizeaza pe partea lucioasa a acesteia. Calitatea imprimarii este buna, insa calitatea depunerii tonerului (prin transfer termic, cu ajutorul fierului de calcat) ce reprezinta circuitele imprimate, poate lasa de dorit.

Pot aparea zone in care nu exista depunere si acestea se corecteaza cu marker permanent. Tot in acest proces, exista tendinta de a supraincalzi folia fie prin temperatura excesiva, fie prin marirea duratei de calcare, iar rezultatul este o "intindere" a tonerului, cablajul fiind deformat.

Tehnologic, folia White permite realizarea de circuite imprimate cu tasee de latimi de pana la 0.7mm garantat (concluzia este rezultatul experimentarilor).

Autorul a obtinut rezultate ce au atins uneori, cu o buna calitate, si latimi de 0.5…0.4mm, insa a depins foarte mult de experienta, de calitatea foliei si a tonerului depus.

Foarte des, s-a utilizat aceasta folie pentru layerul "top", pentru desenul de amplasare a componentelor, tinand cont de calitatea mai modesta a depunerii. Este recomandata deci, pentru cablaje cu suprafete mari, cu trasee mai groase.

Folia Press'n'Pell Blue

Folia Blue este de o calitate superioara, prezinta o oarecare transparenta, motiv pentru care sunt recomandate si pentru circuite imprimate dublu strat (cu suport sticlotextolit, care la randul sau este partial transparent).

Motivul: asigura o aliniere buna (prin transparenta) a celor doua layere. Limita obtinuta este o latime de traseu de cupru de 0.4…0.3mm garantat (experimental); se obtin cablaje de o calitate buna, chiar profesionala.

Este ideala pentru circuite de mici suprafete sau pentru componente cu montare pe suprafata, SMD. Temperatura de depunere utilizata este cu cca. 10% mai joasa, comparativ cu folia White.

In general, la fierul de calcat, temperatura se seteaza la limita inferioara pentru lana (fara abur!). Se recomanda utilizarea numai a fierului de calcat cu talpa din inox sau supergliss.

Placa de circuit imprimat brut (laminatul) se curata, inainte de utilizare, cu detergent (pentru vase) pentru degresare.

5. Controler digital de volum stereo cu comanda electronica up/down

Comod si silenilos, fara a introduce zgomot electric in montaj, comparativ cu un potentiometru analogic, potentiometrul digital prezentat este realizat cu circuite integrate de uz general (nespecializate).

Elementele principale sunt cele doua comutatoare electronice de tipul 4066 (pentru cele doua canale). Comanda acestora se face in cod BCD (Binar Codat Decimal) de catre numaratorul binar (reversibil), modul CD 40193.

Comanda acestuia se face pe cele doua intrari: pentru numararea directa, pe pinul 5, iar pentru numararea inversa (descrescatoare) pe pinul 4. Comanda efectiva se face cu ajutorul celor doua push-butoane, notate cu S1-UP si S2-DOWN.

Daca doriti sa treceti direct in pozitia minima, atunci apasati butonul S3-RESET. Deci, comanda RESET, presupune atenuarea maxima a semnalului.

Reglarea volumului se face prin conectarea combinata a patru rezistoare (R6…R9 pentru canalul stang si R9…R12 pentru canalul drept) carea realizeaza o incrementare sau decrementare relativ liniara, in 16 trepte, a semnalului de la iesire, comparativ cu cel de la intrare.

Generatorul de tact este realizat cu circuitul integrat LM555. Acesta furnizeaza semnalul corespunzator vitezei de incrementare (decrementare) a volumului. Montajul nu necesita nici un reglaj, daca este realizat corect.

6. Variator de turatie pentru mini-bormasini

Variatorul de turatie prezentat, destinat alimentarii mini-bormasinilor pentru gaurirea sau frezarea cablajelor, ofera o plaja larga de reglaj si un cuplu mare la axul motorului.

Se cunoaste faptul ca daca se doreste reglarea turatiei la o mini-bormasina pentru gaurirea cablajelor (sau pentru alte lucrari de mecanica fina), utilizand o sursa de curent continuu, daca ne intereseaza un cuplu puternic la viteze mici, rezultatele vor fi nesatisfacatoare.

Un regulator de turatie cu tranzistor serie (motorul bormasinii este alimentat printr-un tranzistor al carui curent in baza este variabil) prezinta acest deziderat.

Un alt aspect il reprezinta, la viteze mici, pornirea greoaie (datorita curentului / tensiunii mici aplicate din sursa). Devine astfel imposibila misiunea de a efectua lucari de precizie (frezare in special) cu un burghiu la viteze mici.

Ce se intampla insa, daca utilizand aceeasi metoda de alimentare a unui motor (cu tranzistor regulator serie – vezi rolul lui Q1 in schema din figura 1 din articol), controlul curentului de polarizare in baza tranzistorului regulator se face printr-o metoda PWM – Modulatie a Impuisurilor in Durata.

Metoda presupune atacarea bazei tranzistorului regulator cu impulsuri dreptunghiulare de frecvenaa constanta, dar cu latimea palierelor high si low variabile.

Pentru a rezolva problema s-a facut apel la un oscilator banal cu porti logice SAU-NU (NOR, in engleza), ce pot fi gasite in capsula unui circuit tip 4001 (CD4001, HEF4001, MMC4001, etc.).

Date tehnice:

Tensiune de alimentare: 9…12Vca sau 9…16Vcc;
Curent in sarcina recomandat: 1A, fara radiator pe Q1;
Raport reglaj turatie: 1/20;
Metoda reglaj: PWM.

7. Separator vocal pentru karaoke

Montajul propus este un preamplificator audio care ofera posibilitatea (optionala) de a suprima vocea de pe o partitura muzicala. O intrare de microfon va permite utilizatorului sa mixeze (suprapuna) peste melodia la care s-a atenuat vocea interpretului, propria sa voce.

Montajul se poate dovedi foarte util la spectacolele de karaoke. Bineinteles, montajul nu poate rivaliza cu mai modernele aparate care contin procesoare digitale de sunet, la care fiecare frecventa ce compune o melodie poate fi atenuata, insa utilizand amplificatoare operationale rezultatele vor fi multumitoare pentru scopuri neprofesionale.

Pentru majoritatea melodiilor se va remarca ca vocea solistului va fi suprimata in intregime.

Caracteristci tehnice:

tensiune alimentare: 9Vcc de la baterie;
consum curent: 16mA;
sensibilitate maxima la intrare: 400mV;
nivelul semnalului de la microfon: reglabil;
conectoare RCA pentru In / Out;
comutator pentru atenuare vocala.

8. Prescaler 1000MHz

Prescalerul, atasat la un multimetru digital, ce ofera posibilitatea masurarii frecventelor, extinde domeniul de masura respectiv, pana la 1000MHz.

Cu toate ca este prevazut sa functioneze pana la frecventa de 1000MHz, montajul lucreaza pana la cel putin 1100MHz. Pentru frecvente cuprinse in limitele 50…100MHz si peste 1000MHz, este nevoie de un semnal mai mare la intrare, de ordinul 20…25mVef, in loc de 15mVef, valoare care este valabila pentru domeniul 100…1000MHz.

Este folosit circuitul integrat specializat U813 BS, in configuratie SIP-8 sau SIP-6. Circuitul imprimat este astfel proiectat, incat sa poata fi folosit oricare tip constructiv de circuit integrat U813.

9. Un simplu generator de functii realizat cu CD4011

O provocare interesanta pentru tinerii electronisti care isi sustin tema pentru proiectul de absolvire, o reprezinta generatorul de functii.

Cum in astfel de cazuri raportul cost-performante este primul aspect luat in considerare, probabil ca multi tineri vor opta pentru constructia acestui montaj.

Date tehnice: