VCO-kytkennän piirilevy. Kondensaattorin arvolla saadaan valittua taajuusalue. Esimerkiksi 1uF antaa 20...100 Hz.

VCO-kytkentä.

Tässä mikro-ohjain, jolla käytetään DC-pientä moottoria ja samalla ohjatataan LED-lamppua.
Piiri on ohjelmoitu irtonaisena. Piiri on ATmega8.

JÄNNITTEEN NOSTAJAN TOIMINTA.

Kun FET katkaisee virran kelasta, syntyy kelaan varaukselle vastakkaissuuntainen sähköpulssi. Tämän jännite kytkeytyy nyt sarjaan varsinaisen jännitelähteen kanssa. Summajännite viedään kuormaan ja kondensaattoriin diodin kautta. Näin saadaan varsinaisen jännitelähteen jännitearvoa nostetuksi.

N-kanava FET-transistori.

Löysin papereistani mielestäni hyvän kuvan erityyppisten FET-transistorien ohjauksesta. Tässä I-neljänneksessä näytetään Vgs/Ids-käyrästö. Kuvasta nähdään, että tyjennystyyppi (depletion) johtaa Vgs-jännitteen ollessa miinus-tai plussuuntainen. Sitävastoin täyttötyyppi (enhandcement) johtaa vain Vgs-jännitteen ollessa positiivinen.

TÄRKEIN ASIA ON MUISTAA: FET ON JÄNNITEOHJATTU KOMPONENTTI !

KOMPARAATTORI.

Tällä kytkennällä voidaan ohjata sellaista prosessia, jossa lämpötilaa täytyy tarkkailla. Laittamalla kytkentään trimmerivastuksen, on myöskin hystereesi säädettävissä. Vielä jos NTC-vastuksen paikalle laittee valoon reakoivan LDR-vastuksen, on lamppujen sytytys ja sammutus mahdollista. Kukkien kastelussa käytän kosteusanturina paria langanpätkää.

NOSTAVAN HAKKURIN TOIMINTA 1.

Kun hakkuriin kytketään jännite, ja FET johtaa, virtaa menee kondensaattorin varaukseen ja FETin kautta miinukseen. Molemmat osavirrat magnetoivat kelan ferriitti sydämen. Näin kelaan varautuu magneettista energiaa.

NOSTAVA HAKKURI

Tässä kytkennässä on samat komponentit kuin laskevassakin hakkurissa, vain komponenttien sijoittelu on erilainen. Toimintaa ohjaa edelleen kytkimenä toimiva FET.

BUCK-hakkurin kelan virta

Tuo kaaviokuva osoittaa kelan toimintaa hakkurissa.

LASKEVAN HAKKURIN TOIMINTA 2.

Kun jännite on noussut tarvittavalle tasolle, kytketään FETin ohjaus pois. Virran katkeaminen kelasta saa sen magneettienergian tekemään ns. "takapotkun", eli jännitepiikin, jonka suunta on päinvastainen edelliselle jännitteelle. Tämän jännitteen aiheuttama virta syötetään diodin kautta kondensaattoriin ja kuormaan. FET ohjataan johtavaksi vasta sen jälkeen kun jännite on pudonnut alle käyttöjännitteen arvon. Näin energia ei muutu lämmöksi, vaan sitä otetaan teholähteestä vain tarvittaessa.

LASKEVAN HAKKURIN TOIMINTA 1.

Kun kuorma tarvitsee sähköä ja kondensaattori on tyhjä, kuten toiminnan alkutilanteessa, kytketään FET johtavaksi. Kuorman ja kondensaattorin virta kulkee kelan kautta ja varastoi kelaan magneetienergian. Kun jännite on kuormassa saavuttanut halutun arvon katkaisee ohjauselektroniikka FETin johtamisen.

STEP-DOWN HAKKURI

Tämä kuva on pelkistetty piirros alaspäin säätävästä hakkurista. Sen avulla on jatkossa tarkoitus selvittää kuinka jännitteen alentaminen tapahtuu. Kuvasta puuttuu kokonaan säätöosa, joka määrittelee virtalähteestä otettavan sähkön määrän.

HAKKURITEKNIIKKA 1.

Hakkurilla tehty jännitteen käsittely on hyvin yleistä nykyisessä elektroniikassa. Jännitteen alantaminen, nostaminen tai napaisuuden kääntäminen tapahtuu yhdellä piirillä ja kolmella neljällä passiivisella komponentilla. Näillä dioilla kerron kuinka nämä kytkennät toimivat.

PULSSINLEVEYSMODULAATIO 555:llä

Yksinkertaisin tapa hoitaa PWM toiminta, on tehdä oheisen piirroksen mukainen kytkentä 555-piirillä.

Potentiometrillä voidaan säätää pulssin leveyttä 0%....100%. Kytkentä pystyy hyvin ohjaamaan FET-transistoria, joka sitten ohjaa DC-kuormana olevaa lamppua tai moottoria.

Pulssinleveysmodulaatio PWM.

Tämä tekniikka on hyvin yleisessä käytössä nykyisessä elektroniikassa.

Sillä on yksinkertaista toteuttaa säätöö liittyviä toimintoja.

Havis Amanta.

Tässä sitten tuorein tuotokseni. Taulun alalaidassa on kello ja lämpötila.

Piirilevyjohtimen virrankesto.

Taulukko on kopio saksalaisesta elektroniikkalehdestä. Siinä olevat arvot ovat 35 mikronin kuparille. Minulla on tallella kyseisessä lehdessä olleita laskukaavojakin, jos joku haluaa tutustua aiheeseen tarkemmin.

Lämpömittari "TOLPPA" uudessa kotelossa.

Kaikki elektroniikan rakentelijat tietävät kuinka vaikea on keksiä kytkennälle sopiva kotelo. Nyt kuitenkin kävi minulla tuuri, näin sähkömessuilla sähköjohtojen peitelistaa, joka oli kuin tehty lämpömittarini mitoilla. Kun sitten löysin vielä pätkän mukavaa alumiiniprofiilia, niin niistäpä syntyi kuvan mukainen ledeillä näyttävä sisälämpömittari.

4x7-segmenttinäytön kuva.

Kuva valmiista näytöstä. Liitännät olen vienyt ATmega8 D-porttiin.

4x7-segmentin näyttö.

Tässä näytön kytkentäkaavio. Käytännössä ULN2003-piirin tuloihin on lisattävä 2,7 k vastukset, samoin kuin DC4511 piirin lähtöihin 22o ohmin vastukset.

Jousiliitin on erinomainen johtojen liittämisen komponentti harrastuskytkennöissäkin. Sen käyttö on nopeaa ja liitokset ovat varmoja. Olen käyttänyt näitä liittimiä jo vähintään kymmenen vuotta, enkä aio palata ruuviliitoksiin.

Tässä uusin luomukseni; "taulukello". Siinä valaiseva LED osoittaa minuutit ja tunnit. Minuutit ovat kaarella taulun yläreunassa ja tunnit vaakasuorassa taulun alalaidassa. Lisäksi suihkulähteen alareunassa on kaksi LED-lamppua, joissa valo vilkkuu noi sekunnin tahtiin. Taulun koko on 35x55 cm.

Taulu on nähtävissä 25...27.04 v.-08 harrastemessuilla messuhallissa pöydällä 3E25. Tervetuloa katsomaan !

Mikro-ohjain harrastajalle, joka ei pidä juottamisesta. Kaikki ATmega8 liitännät ovat tuodut jousiliittimiin, joihin on helppo liittää mitä tahansa I/O-kytkentöjä. Ei enää rikkoutuvia ruuveja, eikä rikkinäisiä ruuvimeisseleitä. Tosin johtimen liittäminen tapahtuu liittimeen painamalla liittimen jousta sopivan leveällä ruuvimeisselillä ja työntämällä johdin liittimeen. Itse en enää käytä monisäikeisiä johtoja ilman suojahylsyä, koska kuoritun osan hajoaminen erillissäikeiksi voi olla haitallista.

Lisätietoja tästä laitteesta saa osoitteesta; tauno.rupponen@gmail.com.

Kytkentä, joka tunnistaa vaihtosähkökentän esimerkiksi pistorasioista, valokytkimistä ja virtajohdoista.

PIENTAAJUUSGENERAATTORI, jolla saadaan kaunista sinimuotoista 1 kilohertzin taajuutta

o,775 voltin tasolla ( = 0 db).

Akkutesterin kytkentäkaavio, josta nähdään miten kyseinen laite rakentuu. Sen aktiivinen osa on neljän operaatiovahvistimen TL081, jotka toivat komparaattoreina. Akun mittausjännitteen osaa verrataan 5 voltin referenssijännitteeseen. Jos tuo osa ylittää referenssiarvon, syttyy siihen operaatiovahvistimen lähtöön kytketty LED.

AKKUTESTERI, jolla nähdään helposti, mikä on 12 voltin akun varaustila.

2 LED vilkku, jonka vilkkutaajuus on aseteltavissa yhdellä vastuksella tai suuremmissa rajoissa mikropiirin lähtöjä vaihtamalla.

VILKKU ! LED-lampun paikalle voidaan laittaa kaksikin LED:iä vilkkumaan.

H-siltaa on hyvä käyttää DC-moottorin ohjauksessa. Sillä on mahdollista ohjata moottorin pyörimissuuntaa ja nopeutta PWM:llä.

Tässä piirilevykuva, jolla kaikki tämän mikro-ohjaimen liitännät voidaan hyödyntää. B- ja D-portit ovat kokonaisuudessaan kytkettävissä 20 kohtioisen Micro-Match liittimen avulla nauhakaapeliin. Samaan liittimeen tulee vielä 4 C-portin liitäntää. Kaksi C-portin liitännöistä on erillisliitettävissä, samoin kuin 2 A/D-muuntimien liitäntää. Kuten kuvasta näkyy, piirilevy on piilotettavissa tikkuaskiin ! Ehkäpä tällä saan jonkun sovellutuksen syntymään.

Tässä on sitten uusin tuotos, säädettävä hakkurivirtalähde. Kyllä nykyisillä komponenteilla saa pienellä määrällä aikaan mukavia kytkentöjä. Tästäkin kytkennästä lähtee amppeerin virta, eikä komponentit lämpiä paljon mitään.

Tässä sitten on isonäyttöinen lämpömittari uudessa muodossa. Tummennetusta muovista on taivutettu kytkennälle sopiva kotelo.

Tässä MINI-MIKRO A/D-muuntimen kokeilussa. ATmega8 mikrossa on kaksi erillistä AD-liitäntää, AD6 ja AD7. Tässä on käytössä AD7. Muuntimet ovat 10-bittisiä, mutta niistä käytän vain 8 bittiä.

Seuraavana on ohjelmakoodi, jolla testaus suoritetaan. Se on "hassun" näköistä, koska kone muokkaa sen mieleisekseen, ja tähän en osaa vaikuttaa.

Nyt sitten kokeilen miten tulostuu ASSEMBLY-koodi blogiin !

;A/D-TOIMINNAN TESTI

;Tällä ohjelmalla kokeillaan A/D-muuntimen toimintaa.
;5 kilo-ohmin monikierrospotentiometri ja 10 kilo-ohmin trimmeri ovat välillä +5V ja GND.
;Trimmerillä asetetaan potentiometrin säätöalueeksi 2,56 volttia.
;Säätö on AD7-kanavassa ja LED-näyttö B-portissa.

;Ohjelmakoodi

.include "m8def.inc" ;käytettävä mikro-ohjain ATmega8

.cseg ;ohjelma c-segmenttiin eli flash muistiin
.org ;koodi alkaa muistin nolla osoitteesta

aset: ldi r16, 0xFF ;B-portin suuntatieto r16-rekisteriin (0 = nolla aina tiedon edessä)
out DDRB, r16 ;tieto B-portin suuntarekisteriin

ldi r16, 0xC7 ;A/D-muuntimen asetustieto: sisäinen referenssi ja A/D-kanava 7
out ADMUX, r16 ;tieto ADMUX-rekisteriin
ldi r16, 0xE3 ;A/D-muuntimen asetustieto:muunnon sallinta, muunnon
;käynnistys ja jatkuva muunto
out ADCSRA, r16 ;tieto A/D-muuntimen valvontarekisteriin

ohjelma: nop ;ei tehdä mitään

muunnos: nop ;tahdistusviive
in r17, ADCL ;muunnostiedon D0....D7 bittien luku r17-rekisteriin

nop ;tahdistusviive
in r18, ADCH ;muunnostiedon D8 ja D9 bittien luku r18-
;rekisteriin

;Tiedosta otetaan käyttöön vain 8 eniten merkitsevää bittiä. Siksi bittejä
;bittejä siirrellään vaakasuunnassa ja sijoitetaan lopuksi samaan rekisteriin

lsr r17 ;tehdään tilaa D8 ja D9 biteille, siksi alempaa tavua
lsr r17 ;siirretään kaksi paikka oikealle

lsl r18 ;siirretään D8 ja D9 bitit rekisterin yläpäähän,
lsl r18 ;ensin kaksi paikka vasemmalle ja sitten puolitavujen
swap r18 ;vaihto

or r17, r18 ;yhdistetään rekisterit, tulos r17-rekisterissä

out PORTB, r17 ;tulostetaan saatu muunnos B-porttiin

rjmp muunnos ;palataan tekemään muunos uudestaan

Kun tuolla keskustelupalstalla kyseltiin perusvirtapiirin toimintaa, niin piirtelin kuvan kyseisestä kytkennästä. Sähköiset arvot selviävät laskemalla ja asiat voidaan varmentaa tekemällä piiri ja mittaamalla arvot.

Tässä kuva isonäyttöisestä kellosta. Näytöt ovat 50 mm korkeat. Keskellä on kaksi LED-lamppua, jotka vilkkuvat sekunnin tahdissa. Kahdella painikekytkimellä kello asetetaan aikaan. Mikro-ohjaimella ATmega8 ohjataan toimintaa. Näytöillä on jokaisella 7-segmennttiohjain (4511) piiri. Kellon käyntitarkkuus on ohjelmallisesti kalibroitavissa. Parhaimmillaan on päästy 2 sekunnin tarkkuuteen viikossa. Jos joku on kiinostunut rakentamaan tämän kellon, niin minulta saa lisätietoja sähköpostilla tauno.rupponen@gmail.com.

Tässä on MONI-mikro-ohjain. Nimi tarkoittaa sitä, että sillä voi toteuttaa erilaisia tehtäviä. Alareunassa on liitännät kahteen kymmenbittiseen A/D-kanavaan. Levyn takana on 3 seitsensegmenttinäyttöä. Niitä voi käyttää esimerkiksi tapahtumalaskureina tai ajan osoitukseen. Myös yksi ulkoinen keskeytys on käytettävissä, samoin 3 PWM liitäntää. Tietysti myös SPI-toimintaa voidaan käyttää. Myös pulssilähtö PB1 on saatavissa ja kaappaustulo (capture) on liitettävissä. Siitä vaan rakentelemaan, minulta saa lisäohjeita ja vaikkapa myös osat.

Kuva TUMPELOSTA

Koska bittisuutarisivut poistuvat käytöstä 1.3.2008, alan laitella tänne kaikenlaisia höpinöitä. Aluksi vaikka kuva TUMPELOSTA. Se on mikro-ohjain, johon voi kiinnittää I/O-kytkentöjä tosi helposti. Porttikohtioihin on kytketty "jousiliittimet". Ei ole enää rikkimeneviä ruuveja. Ohjaimena on ATmega8, josta löytyy puskua moneen tarpeeseen.

Tässä varmatoiminen ja yksinkertainen TOGGLE-kytkin. Sytyttää LED-lampun kytkimen sulkeutuessa ja sammuttaa LED-lampun kytkimen toisen kerran sulketuessa. LED-lampun paikalla voidaan sitten käyttää muutakin kuormaa. Suurentamalla FET-transistoria, voidaan kytkentää kuormittaa vaikka ampeerin kuormalla.