Elektronický ovládač 1

Nemusím zdůrazňovat, že se jedná o ojedinělý projekt na českých stránkách. Rozhodnul jsem se, že poodhalím tajemství elektronických ovládačů široké automodelářské obci. Ten kdo je manuálně šikovný, tak ať má šanci si takový ovládač vyrobit. Ten kdo má peníze a neví co s nimi, nechť si jej koupí. Již na začátku tohoto návodu upozorňuji ty chytráky, kteří budou posuzovat tento projekt z jiných než konstrukčních hledisek a budou mne zasypávat dotazy o smyslu tohoto projektu a obtěžovat některými nevhodnými připomínkami, které se nebudou týkat samotné konstrukce, že můj čas příliš drahý na to, abych jim nějakým způsobem odpovídal. A tak hned pro začátek schema zapojení:

No a teď to nejlepší. Schéma je na webu a určitě by jste rádi znali hodnoty součástek. No a tady je:

odpor R1 33 Ohmů 11ks

odpor R2 330 Ohmů 1ks

potenciometr P1 100 Ohmů

potenciometr P2 5 kilo Ohmů

potenciometr P3 250 Ohmů

potenciometr P4 25-50 Ohmů/4 Watt

tranzistory T1, T2 MJ11015 2ks

miniaturní přepínač 230V/2A 1ks

6.5.2007

Abych navnadil případné zájemce, vystavuji fotografii potřebných součástek. Cena není závratná a tak doufám, že vás bude hodně, kteří se do stavby se mnou pustí. Aby to bylo trochu jednodušší, budeme přestavovat ovládač jehož základ tvoří střed ovládače Parma. Pochopitelně můžeme použít i prst ovládače a musíme použít pružný člen kontaktu i s uhlíkem.

Tak vypadá ovládač po 5 letech provozu v několika kroužcích mládeže. Mnoho pánů, žádný servis.

Aby se dal tento základ použít je nutno střed rozebrat a napravit škody, vyčistit a případně vyměnit poškozené části.

Po delší době opět pokračujeme na ovládači

Po nakreslení destičky plošného spoje v nějakém grafickém programu nebo přímo v software určeném pro vytváření plošných spojů (např. freeware verze Eagle) vytisknutý nákres přiložím na čistou jednostrannou cuprextitovou desku a z druhé strany zajistím lepící páskou. Pak důlčíkem přes nákres vyťukám místa, kde budou otvory pro součástky nebo vodiče. Také si zlehka vyklepnu značky pro lehčí kreslení spojů na desku

S důlčíkem jsme hotovi a tak stáhneme nákres, ale neroztrháme jej protože nám poslouží jako předloha pro nakreslení spojů. Používám obyčejný štěteček číslo 2 a kapalinu na kreslení plošných spojů. Nic si nedělejte z toho, že se vám občas spoje slijí dohromady. Po zaschnutí mezi nimi proškrábněte mezeru pomocí jehly.

Desku po zaschnutí zkontrolujeme, jehlou proškrábneme slité spoje a leptáme. Použijeme buď roztok chloridu železitého (roztok na leptání plošných spojů - seženete v každé prodejně pro elektroniky), nebo stejně jako já, roztok kyseliny chlorovodíkové (solné) a peroxidu vodíku. Po vyleptání ještě umyji desku mýdlem a následně smyji barvu lihem.

Desku ořízneme do konečného tvaru a vyvrtáme všechny potřebné díry. Pro součástky, v našem případě odpory, vrtákem o průměru 1 mm. Zkontrolujeme desku aby nikde nebyly vlasové spoje mezi spoji a raději riziková místa proškrábneme např, jehlovým pilníkem. Pak celou destičku přejedeme jemným smirkovým papírem.

Do destičky nastrkáme odpory a nejprve zapájíme u každého jeden vývod. Pak každé součástce zkrátíme vývody a důkladně připájíme i druhý vývod. Pájíme rychle a výkonným pájedlem.

A tak to vypadá ze strany součástek

Pokračování návodu začnu změnou, protože jsem nechal profesionální cestou vyleptat plošné spoje na ovládač. Přesto i vy máte možnost podle přiloženého nákresu si plošné spoje vyhotovit sami. Pohled je ze strany spojů.

A takto vypadají profesionálně vyrobené plošné spoje na elektronický ovládač.

Abychom mohli destičku připevnit k tělesu ovládače, budeme muset odřezat zahnutou část ovládače.

Přemýšlel jsem, jakým způsobem připevnit destičku s odpory k tělesu a nejjednodušším řešením se mi jeví přilepení destičky na modelářské nosníky o průřezu 10 x 10 mm (1 kus) a 10 x 2 mm (2 kusy) o délce mezery mezi boky, které jinak upevňují odpor.

Lepit budu 4 minutovým epoxidem. Je to drahé lepidlo, ale jen epoxidová lepidla zaručují pevnost spoje dural – dřevo – laminát.

Na následujících dvou fotografiích můžete vidět, jak jsem si s lepením destičky poradil. Pohledy jsem zespodu a také shora.

Po dokonalém vytvrzení vyvrtáme do destičky plošného spoje díry vrtákem o průměru 0,8 až 1 mm pro řetězec odporů R1. Ty poté můžeme do destičky vpájet. Myslím, že fotografie je dosti názorná, aby nemusel být problém.

Mezitím, než nám zatvrdne epoxid, můžeme si vyvrtat díry do druhé z destiček. Na fotografii jsou doplněny rozměry otvorů.

Nejprve si připájíme na pozici přepínač. Nyní si dovolím trochu odbočit a vysvětlit některé postupy. Každou součástku budu ukazovat ze dvou stran destičky a barevně vyznačovat místo pájení. To proto, že tento ovládač mohou stavět také ti, kteří nikdy nic takového nedělali. Otvory pro přepínač upravíme přiměřeně jehlovým pilníkem, aby do destičky vnikly vývody volně. Pájíme rychle a pomáháme si kalafunou. Nespoléhejte, že tzv. trubičkový cín má kalafuny dost.

Nyní můžeme do destičky zapájet propojku, kterou vytvoříme ze zbytku, který bude odstřihnutý drátek z nějakého, již připájeného, odporu. Pozice je na dalších dvou fotografiích.

Hned vedle propojky je pozice na připájení odporu R2. Následující fotografie poví více.

Odpor R2 máme připájen a tak je nyní čas na připájení odporu R1.

Budeme pájet regulační prvky ovládače, ale předtím si budeme muset potenciometry upravit. Zkrátíme jejich hřídelky tak, aby vyčnívající délka byla asi 10 mm. Také se podívejte na levý potenciometr, který má všechny vývody a pravému již dva vývody chybí. Prostě jsem je štípačkami odstranil u všech třech potenciometrů. Potenciometry jsou typu TP 160 (P1, P2 a P3).

A nyní již můžeme pájet jednotlivé potenciometry do destičky. Potenciometr nejprve prostrčíme do destičky, přitáhneme maticí (dosti silně) a poté přihneme vývody (2) a připájíme za použití kalafuny.

Pokračujeme druhým potenciometrem P2.

No, a zbývá nám 3. potenciometr P3.

Každý regulační prvek (potenciometr) budeme muset opatřit knoflíkem pro lepší manipulaci. Je vhodné, aby každý knoflík měl jinou barvu. Orientace na ovládači je pak snazší. Použil jsem levné knoflíky, které jsem silně natlačil na hřídelky.

A poslední prací na této desce (zatím) je připájení propojek pro spojení obou destiček mezi sebou. Pozice jsem vyznačil barevně. Délka vyčnívajících drátů je asi 20 mm.

A teď můžeme obě destičky spolu propojit. Na fotografii je naznačeno , jak desky mezi sebou propojit drátky, které jsme zapájeli do jedné z desek.

Ještě než desky definitivně pospojujeme, budeme muset převrtat označené díry na destičce s řetězcem odporů na průměr díry 3 mm.

Připravíme si dva šroubky M3 o délce 12 mm a distanční podložky mezi destičky. Já jsem použil dva kousky z novoduru o tloušťce 4 až 5 mm a rozměrech 10 x 10 mm. Díry jsou ve středu podložek o průměru 3 mm.

Samozřejmě budeme muset drátky odizolovat bužírkou, kterou na ně navlékneme.

Musíme také drátky přihnout podle potřeby a pak je prostrčíme do správných dírek ve druhé destičce. Před pájením stáhneme destičky k sobě (distanční podložky jsou mezi destičkami) šroubky s maticí. Pak teprve můžeme drátky zapájet do druhé destičky.

Konečně začneme práci na vodičích. Mohli bychom psát elaboráty o průřezu vodičů. Já používám vodiče, které vypreparuji z obyčejného síťového kabelu. Jsou v něm tři žíly (modrá, hnědá a zelenožlutá). K těmto třem licnám potřebují ještě jednu žílu, kterou získám z kabelu pro reprosoustavy, a to černočervenou. Délku žil volím asi 1,5 metru.

K tomu, abychom mohli připájet jednotlivé žíly do určených pozic, budeme muset provést ještě nějaké úpravy. Do destičky s řetězcem odporů je potřeba vyvrtat jeden otvor o průměru 1,5 mm a jednu dírku na tento rozměr převrtat.

Nejprve připájíme zelenožlutou licnu pro plný plyn (FULL). Z licny stáhneme izolaci, konec zakroutíme a pocínujeme, prostrčíme destičkou zespodu a poté důkladně zapájíme. Pomáháme se kalafunou.

Do druhé dírky připájíme stejným postupem druhou modrou licnu pro brzdu (BRAKE).

Pro další krok v naší práci si budeme muset připravit pájecí očka. Já jsem je připravil ze starých kartáčků. Jsou to mosazné plíšky o tloušťce 0,5 mm a rozměrech 4 x 8 mm. Díra je o průměru 2 mm.

Pájecí očka vložíme pod matice dorazů a pořádně přitáhneme. Musíme dbát také na to, aby dorazy byly ve správné poloze vůči prstu ovládače.

Podle potřeby zkrátíme licny pro brzdu i plný plyn. Zelenožlutou licnu plného plynu připájím na očko podle fotografie zároveň se zbývající délkou stejné licny. Modrou žílu brzdy připájím na druhé očko zároveň s deseticentimetrovým kouskem, který povede k potenciometru brzdy.

Hnědá žíla bude připájena ke kontaktu prstu (jezdce, WIPER). Pozor, neměla by se v žádném případě v jakékoli poloze dotýkat duralového rámu.

No, a konečně černá licna bude připájena jedním svým koncem na vyznačené místo destičky.

Teď je čas k tomu, abychom zapracovali na ovládání brzdy. K tomu budeme potřebovat výkonový potenciometr alespoň 4W. V našem schématu je označen jako P4. Pokud budete potenciometr zastavovat přímo do tělesa ovládače Parma pak s tím budou dost velké problémy, ale při troše trpělivosti se to dá uskutečnit. Tak tedy si připravíme vše, co je k tomu potřeba. Samozřejmě je nutno zkrátit hřídelku potenciometru na délku asi 10 mm.

Nesmíme zapomenout, že budeme muset upravit i kryty ovládače. Jediné vhodné místo pro umístění potenciometru brzdy je v horní přední části ovládače. Ve spodním dílu krytu pilníkem vypilujeme potřebný zářez a v horním také tento zářez symetricky obrácený, ale ještě musíme okolí zářezu ztenčit, aby kryt bylo možno vložit do mezery mezi maticí a tělesem potenciometru, když potenciometr bude zcela přitažen do spodní poloviny krytu.

Během práce a poměřování jsem dospěl k úpravě připojení hnědého kabelu pro připojení jezdce. Prostě a jednoduše, zezadu již nebylo tolik místa a kablík se zadrhával.

Kryty jsou připraveny a tak budeme pájet vývody potenciometru. Jako první připájíme krátkou modrou žílu od kontaktních plošek brzdy.

Střední vývod potenciometru nám bude sloužit k připájení dlouhé modré žíly (asi 1,20 m), která povede ven z tělesa ovládače.

No, a nyní přijde obtížnější část montáže, správné napasování středu ovládače a potenciometru do spodní části krytu. Pozor na odizolování, nikde nesmí docházet k dotyku „živých“ částí s rámem.

Ještě jeden pohled.

Aby kabeláž byla v poloze, jako potřebuji, a aby se kabely nedostávaly na místo, kde nechci, používám lepící pistoli.

A konečně máme těleso ovládače v kupě. Jen chci připomenout, jen srovnání kabelů tak, aby vše lehce chodilo mi trvalo 2 a půl hodiny ! Proto preferuji výrobu vlastního tělesa ovládače, protože mám vychytáno lámání kabelů a nejsem limitován prostorem krytů. Pravda je však taková, že to pro některé nevypadá „profi“. Ale v případě ovládače mi jde o funkčnost bez nepředvídaných závad. Vzhled je až na 5. místě. Z tělesa ovládače nám pak vycházejí 4 žíly (modrá – BRZDA, zelenožlutá – PLNÝ PLYN, hnědá – JEZDEC, černá – BÁZE TRANZISTORU)

V této chvíli si připravíme součástky na „silovou“ část ovládače. Šroubky, podložky a matičky – vše M3, vlevo dole dvě slídové podložky pro tranzistory, vpravo dole jsou dva kusy zajišťovacích objímek pro kabeláž a dole uprostřed můžete vidět izolační průchodky pro montáž tranzistorů. Uprostřed jsou oba tranzistory. Všimněte si levého, že má popsán vývody. E je editor, B je báze a C je kolektor.

Silová část ovládače musí být chlazena a proto použijeme nějaký chladič a k němu vyrobíme spodní kryt z duralového plechu nebo laminátové desky. Vhodný typ chladiče můžete najít v nabídce www.ezk.cz. Jedná se o typ V7144-BLK za cenu 54,- Kč.

Na následující fotografii můžete vidět již jen samotný chladič, ale se slídovými podložkami. K čemu jsou ? Někdy mne udivuje, jací jsou modeláři – elektronici diletanti. Důležité je odizolování všech vývodů od chladiče. Zlozvykem je to, když chladič použijeme jako vodič pro propojení kolektorů obou tranzistorů. Pak se může stát, že se nám chladič dotkne svorek pro připojení banánků na panelu autodráhy a následný zkrat zlikviduje celou elektroniku ovládače.

Na této fotografii máme příklad použití izolačních průchodek při montáži tranzistorů.

Na další fotografii můžeme vidět jakou sestavu šroubů budeme muset použít. Nejprve tedy namažeme chladič pod slídovou podložkou silikonovou vazelínou. (seženeme ji v rybářských potřebách). Stejnou vazelínou namažeme slídovou podložku seshora. Pak na ní položíme tranzistor.Sestava delšího šroubku: šroub, plochá podložka – vsunout seshora do tranzistoru, zespodu nasunout izolační průchodku, korunkovou podložku a dotáhnout maticí. Kratší šroub: šroub, izolační průchodku – vsunout seshora do tranzistoru, zespoda izolační průchodku a dotáhnout maticí. Jen touto montáží není tranzistor propojen s chladičem.

Chladič otočíme na druhou stranu a na vývody tranzistoru navlékneme kousky bužírky, kterými izolujeme vývody proti náhodnému dotyku s chladičem.

Nyní budeme společně propojovat stejné vývody tranzistoru. Delší šrouby jsou vývody označené C (kolektory). Propojka je z měděného drátu o průměru 1 mm. Pájíme rychle a pomocí kalafuny.

Poté propojíme stejným drátem vývody B (báze) a E (emitor). Je vhodné drát na obou koncích opatřit malými očky a ještě předtím dvěmi kousky izolace. Fotografie napoví.

Vývody tranzistorů máme pospojovány a nyní je potřeba si připravit krycí plech chladiče. Vyznačíme si díry pro šroubky, které budeme potřebovat k přichycení ke chladiči, nebo pro přitažení příchytek pro kabel.

Vyznačené díry vrtáme vrtákem průměr 3 mm, zahloubení pro hlavy šroubu vrtákem průměru 6 mm.

Spodní kryt chladiče nám také slouží jako místo pro upevnění kabelového svazku od ovládače. Žíly ovineme izolační páskou a uchytíme k plechu příchytkou, kterou přichytíhneme z druhé strany dvěmi šroubky M3. Plech si položíme na chladič podle fotografie aby vývody byly co nejkratší (mohl by být problém s místem pro dlouhé kabely uvnitř chladiče). Na holé místo propojky B-B připájíme zkrácený konec černé žíly. Je vhodné propojku i konec žíly nejprve pocínovat a pak teprve spojit pájením.

Zkrátíme hnědou žílu na potřebnou délku a poté do ní vpleteme asi 30 cm kus žíly (zde používám audio kabely k reproduktorům), spojíme pájením a poté připájíme k propojce C-C (to je ta, která je na dlouhých šroubech).

Stejně postupujeme v případě zelenožluté žíly, která patří propojce E-E.

Zkrátíme i modrou žílu (ta by mohla být i průchozí) a prodloužíme ji o stejný kus kabelu. Tento spoj izolujeme izolační páskou. Můžeme izolovat i ostatní spoje.

Pájení banánků nebudu podrobně popisovat. Na modrý kabel (BRAKE) patří červený banánek (RED).

Černý (BLACK) banánek na hnědou žílu. (WIPER)

A bílý (WHITE) banánek na žílu zelenožlutou (FULL)

Vycházející žíly opatřené banánky je potřeba také přichytit ke krycímu plechu chladiče.

Srovnáme žíly dovnitř chladiče a přiklopíme krycím plechem a můžeme sešroubovat sestavu dohromady. Stačí čtyři krátké šroubky s maticemi.

No, a máme tady hotový výtvor.

Nyní je potřeba poděkovat mé manželce, že měla spoustu večerů trpělivost.

backtolist