Мощный лабораторный генератор импульсов
Схема 1
Генератор был спроектирован для использования в нем минимального количества общедоступных электронных компонентов, с хорошей повторяемостью и достаточной надежностью. Вариант генератора (схема 1) собран на базе широко распространенного шим-контроллера UC3525 (U1), который управляет мостовой схемой на полевых транзисторах Q4-Q7. Если нижние ключи каждого из полумостов, работающих в противофазе, управляются непосредственно выходами микросхемы 11/14 U2, то в качестве драйверов верхнего плеча применены бустрепные каскады на транзисторах Q2, Q3. Такие каскады широко используются в большинстве современных микросхемных драйверов и достаточно хорошо описаны в литературе, посвященной силовой электронике. Входное напряжение переменное или постоянное (
220В/30-320В), подающееся на вход диодного моста (или минуя его в случае подачи постоянного напряжения), питает силовую часть схемы. Для предотвращения большого стартового тока в разрыв цепи питания включен термистор Vr1 (5A/5Ohm). Управляющая часть схемы запитана может быть запитана от любого источника с выходным напряжением +15/+25В и током от 0,5А. Параметрический стабилизатор напряжения на транзисторе Q1 может иметь выходное напряжение от +9 до +18В (в зависимости от типа применяемых силовых ключей, например), но в ряде случаев можно обойтись и без этого стабилизатора, если внешний источник питания с необходимыми параметрами уже стабилизирован. Микросхема UC3525 была выбрана не случайно, — способность генерации импульсной последовательности от нескольких десятков герц до 500кГц и достаточно мощные выходы (0,5А). По крайней микросхемы TL494 не смогли функционировать при частоте менее 250Гц в двухтактном режиме (в однотактном — без проблем) — происходил сбой в работе внутренней логики и последовательность импульсов, а так же их длительность становились хаотичными.
Регулировка частоты импульсной последовательности производится переменным резистором R1, регулировка длительности импульсов осуществляется с помощью R4. Начальная длительность «мертвого времени» устанавливается резистором R3.
Схема 2
Генератор, показанный на схеме 2, является полным аналогом предыдущей схемы и практически не имеет схемных отличий. Однако, отечественная микросхема К1156ЕУ2 (полный аналог UC3825), примененная в этом генераторе, способна работать на более высоких частотах (практически до 1МГц), выходные каскады имеют большую нагрузочную способность (до 1,5А). Кроме того, она имеет несущественное различие в цоколевке по сравнению с UC3525. Так, «тактовый» конденсатор соединен с выводом 6 (5 — у микросхемы 3525), времязадающий резистор соединен с выводом 5 (6 — у микросхемы 3525). Если вывод 9 микросхемы UC3525 — это выход усилителя ошибки, то в микросхеме UC3825 этот вывод выполняет функции входа «токового» ограничителя. Впрочем, все подробности — в даташите на эти микросхемы. Стоит отметить, однако, что К1156ЕУ2 менее устойчива в работе частотах мене 200Гц и требует более тщательной компоновки и обязательной блокировки ее цепей питания конденсаторами относительно большой емкости. При игнорировании этих условий, может быть нарушена плавность регулировки длительности импульсов вблизи их временного максимума. Описанная особенность проявлялась, однако, лишь при сборке на макетной плате. После сборки генератора на печатной плате эта проблема не проявлялась.
Обе схемы легко масштабируются по мощности путем применения либо более мощных транзисторов либо путем их параллельного включения (для каждого из ключей), а так же изменением напряжения питания силовых ключей. Все силовые компоненты желательно «посадить» на радиаторы. До мощности 100Вт использовались радиаторы с клейкой основой, предназначенные для установки на микросхемы памяти в видеокартах (выходные ключи и транзистор стабилизатора). В течении получаса работы с частотой 10кГц с максимальной длительностью выходных импульсов, при напряжении питания ключей (использовались транзисторы 31N20) +28В на нагрузку около 100Вт (две последовательно соединенные лампы 12В/50Вт), температура силовых ключей не превышала 35 градусов Цельсия.
Для построения приведенных выше схем использовались готовые схемные решения, мною лишь перепроверенные и дополненные при макетировании. Для схем генераторов были разработаны и изготовлены печатные платы. На рис 1 и рис 2 изображены платы первого варианта схемы генератора, на рис 3, рис 4 — изображения платы для второй схемы.
Обе схемы на момент написания статьи проверялись в работе на частотах от 40Гц до 200кГц с различными активными и индуктивными нагрузками (до 100Вт), при постоянных входных напряжениях питания от 23 до 100В, с выходными транзисторами IRFZ46, IRF1407, IRF3710, IRF540, IRF4427, 31N20, IRF3205. Вместо биполярных транзисторов Q2, Q3 рекомендуется установка (особенно для работы на частотах свыше 1кГц) полевых транзисторов, таких как IRF630, IRF720 и подобных с током от 2А и рабочим напряжением от 350В. В этом случае номинал резистора R7 может варьироваться от 47Ом (свыше 500Гц) до 1к.
Номиналы компонентов указанные через слэш — для частот свыше 1кГц/для частот до 1кГц кроме резисторов R10, R11, не указанных в принципиальной схеме, но для которых есть установочные места на платах, — вместо этих резисторов можно установить перемычки.
Генераторы не требуют настройки и при безошибочном монтаже и исправных компонентах начинают работать сразу после подачи питания на схему управления и выходные транзисторы. Требуемый диапазон частот определяется емкостью конденсатора С1. Номиналы компонентов и позиции для обеих схем — одинаковые.
Источник
Пьезоэлектрический излучатель звука (бузер)
Пьезоэлектрический излучатель звука (бузер)
Пасивный пьезоэлектрический излучатель звука (бузер) на напряжение 5 вольт.
Бузер создан специально для подачи маломощных системных звуковых сигналов, показывающих чаще всего правильность или некорректность работы оборудования, или указывающих на завершение каких либо операций в электронных устройствах. Исходя из своего предназначения он имеет упрощенную конструкцию, поэтому не способен воспроизводить музыку или речь человека.
Бузеры бывают 2х видов: пасивные и активные.
Как известно, звук — это колебания воздуха. Чтобы эти колебания создать, у любого устройства воспроизведения звука (к классу которых относится и бузер) внутри есть специальный звукоизлучающий элемент, который колеблется под воздействием поданного на него электрического сигнала. В бузере в качестве такого элемента выступает пьезокерамический излучатель. При этом частота колебаний излучателя (т. е. частота звука) повторяет частоту подаваемого на него электрического сигнала. Так вот активные бузеры обладают встроенным генератором, создающим сигнал определенной частоты непосредственно внутри бузера. Поэтому активные бузеры не требуют ничего, кроме питания — колебания своего звукоизлучающего элемента такие бузеры создают сами. В связи с наличием внутренней электроники при подключении активных бузеров необходимо строго соблюдать полярность. Она задаются либо длиной ножек бузера (короткая соединяется с «минусом», а длинная с «плюсом»), либо маркировками рядом с ножками «+» и «-».
Пассивный же бузер самостоятельно создавать колебания излучателя нужной частоты не умеет, отчего на него необходимо подавать уже не постоянное напряжение, а модулированный сигнал, который чаще всего имеет внешний вид прямоугольной волны.
Подробнее о том как работать с бузером, как его можно использовать в электронных схемах или минипроектах рассказанно в Основном наборе Первого и Основном наборе Второго Уровня серии конструкторов Эвольвектор.
Написать отзыв
Ваш отзыв: Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст.
Оценка: Плохо Хорошо
Введите код, указанный на картинке:
Источник
Почем нынче радиолюбительство? Или самодельный генератор сигналов.
Поговорим об вечном выборе радиолюбителя — что дешевле собрать самому нужный в работе прибор или купить?
Я уже писал в одной статье на примере генератора сигналов что дешевле купить готовую плату и не мучаться с травлением платы, пайкой деталей, поиском ошибок и т.д. Ссылку на эту статью я дам в конце.
Но я не знаю ни одного радиолюбителя, который хотя бы не мечтал собрать генератор сигналов. В радиолюбительской практике это нужный прибор. Можно легко проверить работоспособность усилителей, приемников, цифровых схем и т.д.
Я тоже решил обзавестись этим прибором. И конечно чтобы сэкономить деньги я решил заказать вот этот модуль на Aliexpress. Стоит он недорого, всего лишь 140 руб. Генератор собран на микросхеме ICL8038. Схему устройства китайцы естественно не привели, по-видимому она близка к той, что есть в даташите на микросхему. Кстати, скачать его можно здесь .
Посылка пришла быстро, всего лишь за 2 недели. Казалось бы все хорошо, но посмотрев на плату внимательно я очень огорчился. У этого чуда китайской инженерии двухполярное питание + — 12 В! Такого подвоха я не ожидал. такого блока питания у меня нет. И что делать?
В наших магазинах ни импульсных ни трансформаторных блоков питания я не нашел. Опять заказывать на у китайцев и ждать неизвестно сколько? Это не выход. Спаять самому импульсник? Благо схем в инете полно. Я не уверен что микросхемы для него есть в магазинах. Опять на Али идти?
И я решил не мудрить и собрать простейший трансформаторный блок на всем известных стабилизаторах LM 7812, LM7912. Нужен трансформатор с двумя вторичными обмотками на 12 В или с одной 24 В с отводом от середины. Схему приводить не буду она банальна.
А у меня его нет! Пришлось бежать в магазин, заодно купил микросхемы их у меня тоже не оказалось. Нужный трансформатор я нашел только в одном магазине за 500 руб. ПЯТЬСОТ рублей, грабеж какой то! Но делать нечего, пришлось доставать кошелек.
Ну и конечно, каждому хочется чтобы прибор выглядел прилично. Пришлось покупать для генератора корпус. Можно было его сваять из текстолита, как это делают многие радиолюбители. Но увидев цену на него, решил купить готовый и не выпендриваться. Лист нужного мне размера стоил 600 ( ШЕСТЬСОТ ) рублей! А готовый корпус стоит 450 руб! Как говорится ощутите разницу!
Ну и на разную мелочевку: шнур, переключатели, вставку для предохранителя и т.д. ушло около 200 руб. А теперь давайте посчитаем во сколько мне обошелся генератор? Цены на момент публикации статьи!
- Плата генератора — 140 руб.
- Трансформатор — 500 руб.
- Корпус — 450 руб.
- Микрухи для БП и мелочевка — 200 руб.
- Итого 1290 руб.
Стоило ли оно того, спросите вы? Не знаю. Но посмотрите, что у меня получилось:
Источник
Регулируемый генератор на Ардуино для ультразвуковой ванны с излучателем Лажевна. Часть 1
В интернете полно статей со схемами пуш-пулл, и даже тут, на Хабре, но люди не любят брать в руки паяльник, а уж тем более осцилограф.
Я же опишу схему, собранную на стандартных для ардуинщика модулях.
Из приборов необходим только тестер (да хоть DT-830), паяльник тоже нужен, но буквально на 6 точек — подключить сам излучатель и трансформатор.
Внимание! Статья содержит сцены насилия над электроникой и ненормативную лексику нестандартное использование компонентов,
поэтому если Вы радетель за чистоту науки — делайте классическую полумостовую схему, остальные — welcome под кат!
Итак, В чем сила, брат? сразу открою все карты — сердцем конструкции служит мостовой драйвер двигателей на L298N:
Да, я не открыл Америки, ибо на нем собран ультразвуковой левитатор, да и код Ардуино взят оттуда же.
Просто в данной конструкции выходы запараллелены и микросхема работает практически на пределе, у меня потребление при 20В составило 3 ампера, при четырех максимальных.
Суть же как раз в том, что схема может питать излучатель Лажевена мощностью 50-60Вт с частотой до 40кГц, и это просто!
Минус тоже есть — если что-то пойдет не так (пропадание контакта одной из сигнальных линий А0-А3), микросхема сгорит, может даже с фейерверком 😉
Поэтому данные проводники лучше запаять, или по крайней мере использовать новые разъемные «дюпонты».
Итак, для сборки конструкции нам понадобятся следующие основные компоненты:
Начиная от уже знакомого нам коммутатора по часовой стрелке:
- Ультразвуковой излучатель 50-60W 28/40кГц
- Импульсный трансформатор от старого компьютерного блока питания
- Step-UP преобразователь мощностью от 100/150 Ватт
- Ардуино — по вкусу — любой на Atmega328P — Uno, Pro mini, Nano и т.д., я взял последнее просто потому, что оно было под рукой 😉
По поводу трансформаторов — в качестве донора подойдет любой старый БП от компьютера:
Как видите, со своим я не церемонился — просто поломал печатную плату, чтобы было удобней обкусывать выводы бокорезами (ибо выпаивать без термофена неудобно).
Да, на плате обычно присутствует несколько трансформаторов, следует выбрать самый крупный.
Встречаются и трансформаторы-девочки, потому как с косичкой 😉
В любом случае, ультразвуковой излучатель подключают к крайним выводам по стороне где 2(3) контакта, остальные следует искать, но об этом позже.
Да, еще нам потребуется вентилятор для охлаждения радиатора драйвера двигателей (из того же блока питания), и опционально вольт-амперметр:
На самом деле достаточно амперметра, включенного между преобразователем step-up и платой L298N.
Зачем? Да просто чтобы оценивать потребляемый схемой ток (чтобы не сгорела), а заодно настраивать частоту резонанса.
Последняя может «гулять» +-500Гц в зависимости от условий работы излучателя.
Схема подключений у нас следующая:
Обращаю внимание, что на плате драйвера двигателей следует снять перемычку над контактами питания (5VEN), иначе микросхема сгорит.
Выводы на двигатели ультразвуковую головку (справа и слева соединяются перекрестно) — один выход не вытягивает по мощности.
Соответственно, задействуются все четыре управляющих входа коммутатора, откуда и вытекает возможность короткого замыкания, о которой писал вначале.
Вообще-то эту операцию следует выполнять после холостого прогона с прошитым контроллером, убедившись тестером(на пределе
200V) что между соединяемыми точками нулевой потенциал.
До сборки схемы на преобразователе step-up выставляется минимальное напряжение (при питающем 12В, на выходе для начала делаем не более 14В)
Излучатель и вентилятор пока не подключаем, сначала нужно найти «правильные» обмотки трансформатора.
Для этого в Ардуино загружаем нижеследующий скетч:
Я в нем добавил одну лишь строку «OCR1A = 285;» для излучателя в 28кГц, подбор частоты — не более +-15 к указанной величине.
Все, можно включать схему(без головки) и приступить к поиску правильной обмотки:
Косичка — общий, остальные (по стороне где много выводов) — перебором — следим, чтобы радиатор коммутатора не грелся(иначе обмотка — не та) и напряжение на выходе(там, где 2/3 вывода — между крайними) было минимальным (у меня
Теперь, обесточив схему, подключаем ультразвуковой излучатель, амперметр между преобразователем напряжения и коммутатором, вентилятор.
Излучатель для настройки ставим в ванночку с водой так, чтобы черные «шайбы» были сухими.
Включив питание, подбором коэфициента OCR1A добиваемся максимального тока потребления — это и будет резонанс ультразвуковой головки.
Мощность регулируется изменением напряжения преобразователя step-up (коммутатор поддерживает до 48 Вольт).
Все, схема настроена, можно строить ультразвуковую ванну.
Ее описание приводить не буду, ибо боян, скажу лишь, что система и фольгу растворяет, и болты чистит:
Да, разница лишь в том, что я к дну емкости излучатель не клеил, а прикрутил болтом с гайкой — резьба в головке нестандартная М10х1.
Болт подошел от крепления шаровой автомобиля «Таврия», кстати с ним частота резонанса поднялась с 27500Гц до положенных 28000.
И еще, на самой головке во время резонанса напряжение составляет киловольты, поэтому следует соблюдать правила техники безопасности.
Клей не использовал по одной простой причине — во второй части расскажу о более интересных профессиях ультразвука, чем «стирать белье».
UPD!
По просьбам читателей, привожу фотографии своей «ультразвуковой ванны», собранной буквально из говна и палок канализационной заглушки и болта от Таврии 😉
Заглушка для труб диаметром 110мм, это раз: 
Крепление сделано тем самым болтом с шайбой, диаметром не менее, чем диаметр верхней части излучателя(50мм против 45), это два: 
И наконец, конструкция в сборе, это три: 
Да, это не столь эстетично, как скажем у HamsterTime,
зато поставив сверху отрезок пластиковой сливной трубы с уплотнителем, я смогу почистить ствол своего дробовика совершенно без усилий,
да и на излучатель у меня еще планы — собрать ультразвуковой резак, в стиле вот такого:
Ну а ультразвуковая медогонка(ради которой и городил всю затею) пока не получилась.
Источник
