| 0,0 → 1,147 |
|---|
| \documentclass[12pt,a4paper,oneside]{article} |
| \usepackage[colorlinks=true, unicode]{hyperref} |
| \usepackage[utf8]{inputenc} |
| \usepackage[czech]{babel} |
| \usepackage{graphicx} |
| \usepackage{pdfpages} |
| \textwidth 16cm \textheight 25cm |
| \topmargin -1.3cm |
| \oddsidemargin 0cm |
| \usepackage{footnote} |
| \pagestyle{empty} |
| \begin{document} |
| \title{Univerzální modul pro operační zesilovače} |
| \author{Jakub Kákona, kaklik@mlab.cz} |
| \maketitle |
| |
| \thispagestyle{empty} |
| \begin{abstract} |
| Vstupní modul s ochranou proti vysokému napětí. Může být použit v režimu se společnou zemí či s galvanickým oddělením. Je použitelný jak pro digitální, tak i pro analogové signály. |
| \end{abstract} |
| |
| \begin{figure} [htbp] |
| \begin{center} |
| \includegraphics [width=100mm] {./img/INPUTUNI01A_Top_Big.jpg} |
| \end{center} |
| \end{figure} |
| |
| \begin{figure} [b] |
| \includegraphics [width=25mm] {./img/INPUTUNI01A_QRcode.png} |
| \end{figure} |
| |
| \newpage |
| \tableofcontents |
| |
| \section{Technické parametry} |
| \begin{table}[htbp] |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{|c|c|p{4.7cm}|} |
| \hline |
| Parametr & Hodnota & Poznámka \\ |
| \hline |
| Napájecí napětí Ext.POWER & 5 až 12V & \\ |
| \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \end{table} |
| |
| \section{Popis konstrukce} |
| |
| \subsection{Zapojení} |
| |
| Modul konstrukčně umožňuje realizaci různých zapojení signálních vstupů. Konkrétní volba zapojení je na znalostech konstruktéra. Schéma modulu obsahuje pouze konstrukčně uvažované zapojení součástek. |
| |
| \includepdf[pages={1},landscape=true]{../../SCH/INPUTUNI.pdf} |
| |
| \subsection{Mechanická konstrukce} |
| |
| Modul klasicky předpokládá uchycení na čtyřech šroubech. Tento způsob uchycení může být problematický v případech, kdy hrozí časté vypojování a zapojování vodičů v prostřední části modulu. V takovém případě opora krajních šroubů proti základní desce nemusí být dostatečná a je vhodné modul dodatečně podložit například vytištěným plastovým dílem. |
| |
| \section{Výroba a testování} |
| |
| Plošný spoj je navržen jak pro ruční pájení, tak i pro osazování pomocí pasty. Modul se testuje optickou kontrolou spojů a následným připojením na laboratorní zdroj s omezením proudu. |
| |
| \subsubsection{Osazení} |
| |
| Modul je možné osadit i ručně. Rozložení součástek je na Obr. \ref{fig:osazovaci_plan}. Pozice vyhrazené pro součástky v pouzdru 0805 lze použít i vícenásobně, což znamená, že například kondenzátory a rezistory lze letovat na sebe. Toto řešení usnadňuje realizaci dolních propustí a dalších zapojení kde jsou využity paralelní RC obvody. |
| |
| \begin{figure} [h!tbp] |
| \centering |
| \includegraphics[trim = 8.0cm 9.5cm 8.0cm 9.5cm, clip, width=6cm]{../../CAM_DOC/O1.pdf} |
| \includegraphics[trim = 8.0cm 9.5cm 8.0cm 9.5cm, clip, width=6cm]{../../CAM_DOC/O2.pdf} |
| \caption{Osazovací plán horní a spodní strany plošného spoje} |
| \label{fig:osazovaci_plan} |
| \end{figure} |
| |
| Pro ukázku jsou zde uvedeny dvě základní možnosti osazení modulu. První varianta uvedená v tabulce \ref{seznam_soucastek_galvanic_isolation} je určena pro realizaci digitálního galvanicky odděleného vstupu. Takové zapojení je užitečné v případech, kde máme digitální signalizační signál vyvedený z nějakého průmyslového čidla. Ten má proto dobře definované logické úrovně, ale vzhledem k provoznímu prostředí na něm mohou být nebezpečné poruchy. Mikrokontrolér je potřeba před temito často vysokonapěťovými poruchami chránit a k tomu slouží právě toto zapojení. |
| |
| Druhé možné zapojení v tabulce \ref{seznam_soucastek_switch} má podobné ochranné vlastnosti jako to předchozí, ale místo digitálního výstupu se na vstup připojuje mechanický spínač. Takový případ vyžaduje odlišné zapojení, protože je to pasivní signální prvek a navíc kontakty mechanického spínače musí být pro dobrý kontakt čištěny proudem. K tomu slouží kapacita, která se nabíjí na napájecí napětí a při sepnutí spínače se vybije do odporů kontaktů, kde způsobí proudouvý náraz, který vede k velmi slabému natavení kontaktů a jejich lepšímu spojení. Takovým způsobem pak k modulu lze připojovat i velmi masivní spínače určené pro výkonové aplikace, nebo standardní nástěnné světelné spínače. Minimální vhodná velikost kapacit osazených v modulu ale samozřejmě závisí na rozměrech kontaktů. Hodnota uvedená v tabulce je vyzkoušena pro běžný nástenný světelný spínač. |
| |
| |
| \begin{savenotes} |
| \begin{table}[h!] |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{ |c|c|c|c| } |
| \hline |
| Počet & Označení & Typ & Pouzdro \\ |
| \hline |
| 8 & - & C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8 & C0805 \\ |
| 8 & P6SMB13A & D1,D3,D5,D7,D9,D11,D13,D15 & SMB \\ |
| 8 & LED3mm/SMD & D2,D4,D6,D8,D10,D12,D14,D16 & LED3 \\ |
| 1 & JUMP2X3 & J1 & JUMP2X3 \\ |
| 9 & ARK210/2 & J2,J4,J6,J8,J10,J12,J14,J16,J18 & ARK210/2 \\ |
| 1 & - & J3 & JUMP2X4 \\ |
| 8 & JUMP2X1 & J19,J20,J21,J22,J23,J24,J25,J26 & JUMP2X1 \\ |
| 8 & LTV357T\_SMD & Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8 & MFSOP6 \\ |
| 1 & - & R1 & R1206 \\ |
| 8 & 10k & R2,R9,R14,R23,R28,R37,R42,R49 & R0805 \\ |
| 8 & - & R3,R10,R15,R24,R29,R38,R45,R52 & R0805 \\ |
| 8 & 10 & R4,R11,R18,R25,R32,R39,R46,R53 & R0805 \\ |
| 8 & 1k & R5,R12,R19,R26,R33,R40,R47,R54 & R0805 \\ |
| 8 & - & R6,R13,R20,R27,R34,R41,R48,R55 & R0805 \\ |
| 8 & - & R7,R16,R21,R30,R35,R43,R50,R56 & R1206 \\ |
| \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \caption{Seznam součástek pro případ zapojení galvanicky odděleného digitálního vstupu.} |
| \label{seznam_soucastek_galvanic_isolation} |
| \end{table} |
| \end{savenotes} |
| |
| |
| \begin{savenotes} |
| \begin{table}[h!] |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{ |c|c|c|c| } |
| \hline |
| Počet & Označení & Typ & Pouzdro \\ |
| \hline |
| 8 & 470nF & C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8 & C0805 \\ |
| 8 & P6SMB13A & D1,D3,D5,D7,D9,D11,D13,D15 & SMB \\ |
| 8 & LED3mm/SMD & D2,D4,D6,D8,D10,D12,D14,D16 & LED3 \\ |
| 1 & JUMP2X3 & J1 & JUMP2X3 \\ |
| 9 & ARK210/2 & J2,J4,J6,J8,J10,J12,J14,J16,J18 & ARK210/2 \\ |
| 1 & JUMP2X4 & J3 & JUMP2X4 \\ |
| 8 & JUMP2X1 & J19,J20,J21,J22,J23,J24,J25,J26 & JUMP2X1 \\ |
| 8 & LTV357T\_SMD & Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8 & MFSOP6 \\ |
| 1 & 0R & R1206 & \\ |
| 8 & 10k & R2,R9,R14,R23,R28,R37,R42,R49 & R0805 \\ |
| 8 & 1k & R3,R10,R15,R24,R29,R38,R45,R52 & R0805 \\ |
| 8 & 10 & R4,R11,R18,R25,R32,R39,R46,R53 & R0805 \\ |
| 8 & 1k & R5,R12,R19,R26,R33,R40,R47,R54 & R0805 \\ |
| 8 & - & R6,R13,R20,R27,R34,R41,R48,R55 & R0805 \\ |
| 8 & 1k & R7,R16,R21,R30,R35,R43,R50,R56 & R1206 \\ |
| \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \caption{Seznam součástek pro případ připojení mechanického spínače.} |
| \label{seznam_soucastek_switch} |
| \end{table} |
| \end{savenotes} |
| |
| |
| |
| \begin{thebibliography}{99} |
| |
| \end{thebibliography} |
| \end{document} |
