leoniv (leoniv) wrote,
leoniv
leoniv

Category:

Затянувшийся выходной (2)



Продолжение. Оказывается, ЖЖ не дает много писать.



Зная, что раствор после травления придется куда-то сливать, накануне я отправился в гастроном за подходящей бутылкой. К ней предъявлялся ряд требований: бутылка должна быть темной, так как на свету обычно химические реакции ускоряются, что негативно может сказаться на сроке хранения раствора. Горлышко у бутылки должно быть широким, чтобы упростить процесс переливания раствора из ванночки. Форма бутылки не должна вызывать ненужные ассоциации, всякие бутылки от чая Lipton не подходят, там по бокам какие-то листочки. Нашел бутылку с холодным чаем с лимоном местного производства. Она подходила по всем параметрам. Содержимое бутылки было быстро выпито еще под дизайнирование этикетки, пустая бутылка помыта, этикетка отклеена. Заодно, не выходя из Corel Draw, решил сделать этикетку для бутылки. Значок ядовитого вещества в векторной форме скачал готовый, чтобы сэкономить время. Но долго не мог подобрать подходящую толщину линии рисунка, пришлось делать несколько пробных копий. Готовую этикетку поместил под прозрачный скотч и наклеил на бутылку. Теперь в ней можно хранить раствор хлорного железа, который и через 10 лет будет пригоден к применению, я проверял.



Еще одна неприятная работа при изготовлении плат – смывка тонера. Для этого используется ацетон или растворитель, его запах потом приходится долго выветривать. Хотя все равно успеваешь надышаться, и вся дальнейшая работа приобретает какой-то оттенок сюрреализма.



Самое слабое место ЛУТ – это полигоны. Они могут получаться дырявыми. Проверяем плату на просвет – полигоны целые. Их поверхность гладкая и блестящая.



Если есть неуемное желание понтануться, обработку контура платы можно сделать на фрезерном станке. Первая установка заготовки самая сложная, надо ее правильно выставить. Для этого в патрон ставлю инструмент с острым кончиком, опускаю его почти до самой платы, совмещаю с линией контура и подгоняю заготовку так, чтобы это совмещение не нарушалось по всей длине. Теперь можно фрезеровать. Надо сказать, что пыли при обработке на станке даже меньше, чем при обработке напильником.



Когда одна сторона обработана, ее можно использовать как базовую для следующих установок заготовки.



Контур платы обработан, следующая операция – сверление. Опять работа грязная, опять стеклотекстолитовые опилки.



Эти платы не такие сложные, содержат совсем мало отверстий. Сначала все сверлю диаметром 0.7 – 0.8 мм, затем нужные рассверливаю. Сверление производится по разметке, которая образовалась в процессе травления платы. Для ЛУТ производится специальная подготовка платы в PCAD. Все отверстия заменяются на 0.5 мм, такие подходят для разметки вместо кернения. Еще для ЛУТ обычно увеличиваю площадки переходных. Меньшие зазоры – это меньшее зло, их всегда можно процарапать. А сорванную площадку не вернуть.



Кроме рассверливания отверстий в этой плате нужно сделать прорези для впаивания плоских выводов клеммника. Решил попробовать сделать их миниатюрной фрезой с диаметром рабочей части около 0.8 мм.



В общем, прорези получились вполне нормально, выводы клеммника входят.





Для пластмассовых стоек корпуса в плате нужны отверстия диаметром 8 мм. Их удобно делать ступенчатым сверлом. Потом требуется лишь небольшая зенковка.



На этот раз решил перед лужением плату не зачищать наждачкой, чтобы не царапать текстолит. Использовал стирательную резинку. Конечно, многое зависит от травления, если поверхность меди немного подтравилась, зачищать наждачкой придется. На этих платах такого нет. Ну и двухсторонние приходится зачищать, так как со стороны выхода сверла обычно есть заметные заусенцы. Перед лужением покрываю плату канифольным флюсом на спирту собственного приготовления. Никаких левых флюсов!



В основную плату будет впаиваться сетевой провод и провода выключателя. Прочности площадок для этого явно недостаточно, поэтому устанавливаю пустотелые заклепки – пистоны. Диаметр – 1.5 мм. Для расклепывания пистонов идеально подходит вал шпинделя патефона.



Платы залужены, в основной плате развальцовываю резьбовую втулку (резьба М4) для крепления трансформатора.



Отверстия, предназначенные для крепления основной платы к штатным стойкам корпуса Z-16, пришлось превратить круглым надфилем в прорези. Потому что корпус Z-16 очень кривой (как и все корпуса серии Z), смещение стоек видно невооруженным глазом. Зато эти корпуса самые дешевые.



Платы готовы для монтажа, но про эту пижонскую работу рассказывать совершенно нечего. Некоторых номиналов точных резисторов купить так и не удалось. Думал отзвонить из 5%, но нашлись точные других номиналов, которые по ходу пересчитал.

Совсем забыл, что из-за плотной компоновки платы стандартный радиатор GN26112 не влезает и требует фрезеровки. Опять приходится возвращаться к грязной работе.



Укоротить ребра не составило труда, но на этом механическая работа не закончена. К радиатору нужно крепить 3 микросхемы в корпусах TO-220. Для этого требуется проделать отверстия и нарезать в них резьбу М3.



Для нарезания резьбы использую успевший стать любимым шахматный метчик. Его преимущество заключается в том, что не надо вставать с места и брать в шкафу масло, не надо потом оттирать это масло от радиатора и мыть руки. Даже без смазки этот метчик не забивается стружкой и делает хорошую резьбу в алюминии.



Ну и последнее – зенковка для удаления заусенец. Их нельзя оставлять в месте крепления транзисторов, так как иначе может быть повреждена изолирующая прокладка. Зенковку можно сделать сверлом диаметром 5 – 6 мм, а можно зенкером.

Вообще, изоляция транзисторов на радиаторе – это больная тема. Самые распространенные эластичные прокладки имеют просто никакую теплопроводность. Намного лучше – слюда. Но с ней надо возиться, готовых вырезанных прокладок с отверстием не попадалось. Еще лучше – керамика, но это еще трудоемче. Хорошим решением для не сильно нагруженных мест являются корпуса TO-220F (Full Pack). Это по теплопроводности почти как слюда. Далеко не все приборы можно найти в таких корпусах. В данном случае удалось найти KIA317P, но аналога LM337 в таком корпусе найти не удалось. Но это тоже облегчение – изолировать нужно только одну деталь. Учитывая низкую тепловую нагрузку, выбрал самый легкий путь – эластичную прокладку. Изолирующие втулки продаются готовые, они есть двух видов с разным диаметром отверстия. Выбрал те, куда влезает винт М3.



Примерка собранной печатной платы напомнила еще об одной забытой работе. Штатные стойки, которые есть на нижней части корпуса, нужно укоротить до 5 мм. Зажимать эту часть корпуса за бортики для выполнения этой работы нельзя, потому что днище выгибается и приподнимается. Нужно прижимать само днище, использовал для этого попавшиеся под руку два болта.



Использую специальную фрезу с центром. Чтобы не промахнуться с высотой, положил стопку измерительных плиток высотой 5 мм, опустил на них фрезу и установил в таком положении ограничитель. Теперь можно не думая фрезеровать каждую из четырех стоек до упора, высота будет ровно 5 мм.



Никогда не оставляйте фрезу в патроне! Выключенный станок не ассоциируется с опасностью, но он ее таит. Можно будет писать книгу «Фрезерный станок. Первая кровь».

Если не считать подсветки индикаторов, то это, вроде, первое устройство, где я решился применить синий светодиод. Здесь требуется индикация трех уровней напряжения. Пробовал взять красный, желтый и зеленый, но получается как-то бледно. Поэтому на уровень -15 В решил рискнуть поставить синий светодиод.

Для светодиодов я обычно делаю световоды из молочного стекла. Вставляю их в отверстия передней панели. Они имеют диаметр 2 мм, плоский торец и совсем не выступают. Угол обзора приближается к 180°. К тому же, они хорошо рассеивают свет, поэтому не обязательно брать светодиод с молочным корпусом, подходит любой. Но изготовление этих световодов – отдельная история. Молочное стекло есть в виде листа толщиной 2 мм. Из него нужно изготовить цилиндр диаметром 2 мм, а затем нарезать кусочки длиной 2.5 – 3 мм (по толщине передней панели). Первым делом отрезается полоска стекла шириной чуть более 2 мм. Затем ей надо как-то придать цилиндрическую форму. Грубую обработку веду напильником, ну а в конце нужна какая-то механизированная обработка.



Короткие отрезки удается обтачивать надфилем, зажав в патрон станка. Но с длинными такое не проходит из-за недостаточной жесткости. Давно думал про какой-то инструмент, который может делать из неправильной заготовки цилиндрическую. Типа развертки наоборот. В итоге получилось сделать требуемое с помощью плашки М2.5. Она практически нарезает на заготовке резьбу, делая деталь цилиндрической. Но резьба здесь не нужна, да и диаметр ее великоват, поэтому если в процессе придерживать плашку, то она свою же резьбу и срезает. Получается требуемый цилиндр, правда, с небольшими следами резьбы.



Для нарезания световодов и шлифовки торцов используется технологическая пластинка такой же толщины, как и передняя панель, с такими же по диаметру отверстиями. Цилиндрическая заготовка вставляется в отверстие, затем обрезается, затем шлифуется тонким надфилем.



Получаются цилиндрические детали длиной 3 мм и диаметром 2 мм.



Остается их вставить в панель и подсветить сзади светодидами.



Непременным условием использования разноцветных светодиодов является выравнивание их яркости. Эффективность светодиодов разных цветов может сильно отличаться, поэтому одинаковый ток может дать заметно разную яркость. Для каждого цвета надо подбирать свой резистор. Для этого была собрана установка из трех БП, каждый из которых позволял регулировать ток для отдельного светодиода. Одновременно индицировалось прямое падение напряжение, этих данных достаточно для расчета резисторов.



Оказалось, для красного и желтого светодиодов нужен ток 10 мА, при этом падения составляют 1.75 В и 2 В соответственно, а для синего для получения сопоставимой яркости нужен ток всего 1 мА при падении 2.68 В. Резисторы получились 330 ом, 1.3 кОм, 12 кОм (с учетом разного напряжения питания). Не понимаю этих синих светодиодов. То их никак не могли сделать, но когда сделали, они оказались ярче всех. Но даже когда яркость выровнял, все равно синяя точка смотрится диковато. Впрочем, примерно так же смотрится эта точка и на рисунке дизайна передней панели, что в начале поста.





Детали, находящиеся под сетевым напряжением, изолированы термоусадкой. Предохранитель, как и всякие защитные элементы типа варисторов, всегда будет не лишним поместить в термоусадку. Иначе, разлетаясь на мелкие кусочки и извергая дым и пламя, они могут подпортить внешний вид платы. А в некторых случаях – серьезно ее повредить из-за возникновения дуги на какой-нибудь соседний элемент.

Крепление сетевого выключателя – спорное, но сил больше не было делать пластмассовый кронштейн. В собранном виде он надежно фиксируется в вырезе крышки, а вот при снятой крышке висит на жестких проводниках, подпаянных к его выводам. Не спорю, гармонию это несколько нарушает.





Снизу основная плата усеяна диодами. Два выпрямителя, плюс защитные диоды между выводами LM317 и LM337. Это ведь лабораторный источник, все может быть. Некоторые места для SMD резисторов свободны, они нужны только в версии с фиксированными напряжениями, когда дополнительная плата не устанавливается.

Платы полностью готовы, можно переходить к следующему этапу проекта – трансформатору. За основу взял стандартный тороидальный трансформатор для питания галогенных ламп мощностю 20 ватт.



Штатную обмотку немного отмотал, чтобы получилось подходящее напряжение для питания стабилизатора 5 В. Для каналов ±15 В надо мотать свои обмотки. Когда трансформатор берется готовый и частично переделывается, некоторые его праметры остаются неизвестными. Нельзя точно измерить сердечник или посмотреть, каким проводом намотана первичная обмотка и сколько там витков. Однако тех параметров, которые можно измерить, достаточно для расчета новых обмоток. Главное – определить просадку напряжения под нагрузкой. Для тороидальных трансформаторов достаточно учесть активные сопротивления обмоток, так как индуктивность рассеяния у них пренебрежимо малая. Нужно привести сопротивление первичной обмотки к вторичной, для этого его надо поделить на квадрат коэффициента трансформации. А потом сложить с сопротивлением вторички и вычислить падение напряжения под нагрузкой на этом суммарном сопротивлении. На вскидку, для тороидов мощностью от 5 до 20 Вт для номинальной нагрузки падение напряжения составляет около 20%, 35 Вт – 15%, 50 Вт – 10%, 100 Вт – 7.5%. Чтобы не считать вручную, все, что известно про этот трансформатор, я заношу в параметры модели PSpice. Составляю простую схему и добиваюсь нужных уровней питания для нужных нагрузок с учетом пульсаций.



Индуктивность и сопротивление первичной обмотки я измерил, а также сопротивление вторичной обмотки канала +5 В. Скорректировал напряжение этой вторичной обмотки, одновременно определив число витков на вольт (оно оказалось примерно 15). Получилось, что для канала 5 В напряжение холостого хода обмотки должно быть 8.2 В, а для каналов ±15 В – примерно 16.5 В. Во втором случае ограничением еще были конденсаторы на 25 В с учетом повышенной на 10% сети.



Из имеющихся в наличии обмоточных проводов для обмоток каналов ±15 В выбрал провод диаметром 0.355 мм. Решил мотать в два провода. Не для того, чтобы улучшить симметрию, а по более простой причине – чтобы было легче скорректировать количество витков, ведь число витков на вольт известно только примерно. Если мотать обмотки по очереди, доступа к нижней обмотке не будет. По расчету получалось 2х250 вит., а это примерно 2х25 м провода. Пришлось разматывать провод по всей квартире, складывать вдвое, затем наматывать на челнок. Это еще что, когда я мотал трансформатор для усилителя, складывал провод вдвое на стадионе близлежащей школы.



Намотав расчетное число витков обмоток, отрезать провод не стал. Если что, можно будет домотать. Нашел начало провода на челноке, зачистил и измерил напряжение вторичек. Как оказалось, число витков немного завышено, пришлось отмотать 13 витков для получения расчетного напряжения. Естественно, при этом контролировал и сетевое напряжение.



Теперь все, напряжения вторичек в норме, можно окончательно заделывать трансформатор. Выводы тонких вторичек сделал многожильным монтажным проводом, а выводы толстой вторички оставил, как есть. Сверху трансформатор обмотал ПЭТ лентой. Для крепления трансформатора нужен целый набор деталей: нижняя прокладка в виде кольца из силиконовой резины, верхняя прокладка, металлическая накладка в виде чашки. Обычно под чашку кладут еще прокладку из электрокартона, так как эластичная прокладка может прорубиться краем чашки. Но в данном случае чашка имеет диаметр почти как весь трансформатор, она не может своим краем закоротить витки. Винт крепления трансформатора понадобился очень длинный (40 мм), такой нашел только с потайной головкой. Но зенковать чашку не получится, она слишком тонкая, поэтому подобрал под потайную головку винта специальную прокладку.



Трансформатор можно устанавливать на плату. Теперь платы полностью собраны, дополнительная плата вставлена в разъем основной платы.



Раз электроника полностью готова, ее можно включить. Говорят, что если первое включение обошлось без дыма, с прибором будут большие проблемы. Это частенько подтверждается. Вот и сейчас – включил, а дыма нету. Проконтролировал напряжения на выходах. Регулируются от нуля (погрешность порядка 10 мВ) до + 4.98 В, +15.06 В и -15.12 В. По-моему, точность вполне достаточная. Так что, что собранная из исправных деталей схема в настройке не нуждается?



Следующий этап – изготовление этикетки. Позже надо будет заказать ее у рекламщиков, а на первое время пойдет и самодельная. Печатаю на лазерном принтере на самоклеющейся бумаге Xerox, затем делаю холодное ламинирование шагреневой пленкой.



Дальше этикетку нужно наклеить на панель и вырезать все необходимые отверстия. Операции довольно сложные, поэтому не особо приятные. Ровно наклеить этикетку очень тяжело, а малейшее отклонение хорошо заметно. С пятой попытки приклеил более-менее ровно. Хорошо еще, что бумажная этикетка почти не тянется, ее можно оторвать, если частично приклеилась, затем попробовать еще раз. Пленка ПВХ обычно в таком случае растягивается и приходит в негодность. Отверстия в наклейке вырезаются с помощью надфилей. Движения делаются только в сторону прижима этикетки к панели.



Если бы панель была плоской со сквозными отверстиями, проблем бы не возникло. А в этой многослойной панели с глухими отверстиями для надфиля просто нет хода. С мучениями кое-как отверстия вырезал.



Как оказалось, этикетка немного смещена вверх, это хорошо заметно по шкалам переменников. Правда, когда установил ручки, они погрешность частично скрыли.



Казалось бы, все закончено, но находится еще работа. Чтобы ножки не скользили, в них желательно вставить кружочки из силиконовой резины. Можно и из обычной, но она пачкает поверхность, на которой прибор стоит. Чтобы вставить кружочки, нужно немного утопить саморезы, для этого ножки нужно раззенковать.



На этот раз точно всё, собираю корпус. Вот он, готовый продукт.



Даже такой маленький проект потребовал довольно объемного описания работ, проделанных при его реализации. Что тогда говорить о более сложных проектах? Например, работа над PSL-3604 заняла 4 года, можно было написать несколько томов.

Наверное, хочется побыстрее узнать, чем все закончилось? Конец истории грустный. Как оказывается, вероятность и вредность косяков от сложности проекта не зависит. Другими словами, делая даже что-то очень простое, вероятность накосячить практически та же, как и при реализации сложного проекта. Вот и здесь выплыл неприятный глюк. После выключения сети напряжения на каналах +15 В и +5 В кратковременно подскакивают примерно до 5 В. С таким поведением использовать БП в качестве лабораторного решительно нельзя. Пока без понятия, как этот глюк устранить. В очередной раз купил порцию негатива, оплатив его собственным трудом и глупостью.

Tags: electronics
Subscribe

  • Test 800px image

    Test: Facebook and Twitter are very popular networks but if you can look for alternatives that might be more relevant to your content (e.g.…

  • Оглавление

    Начал делать оглавление журнала, которое поместил в заглавный пост. Без него найти что-либо здесь весьма затруднительно, так как названия постов…

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 89 comments

  • Test 800px image

    Test: Facebook and Twitter are very popular networks but if you can look for alternatives that might be more relevant to your content (e.g.…

  • Оглавление

    Начал делать оглавление журнала, которое поместил в заглавный пост. Без него найти что-либо здесь весьма затруднительно, так как названия постов…

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…