MCUhobby.cz

Po úspěšné verzi v1 přicházíme s druhou verzí rotačních hodin s označením Propeller clock v2. Doznala hned několika vylepšení, která by měla ve výsledku zaručit požadovaný dlouhodobý chod zařízení. Verze v2 byla vyrobena pro reprezentaci katedry kat450 – Měřicí a řídicí techniky na Vysoké škole báňské, fakulty FEI.

1. Úpravy oproti verzi v1

a) Použití 64 LED diod

Bylo použito dvojnásobné množství LED diod oproti předchozí verzi. Tím se zvětšila zobrazovací plocha zařízení. Obrázky nyní mají více detailů.

b) Použití spínaného stabilizátoru

Původní verze obsahovala lineární regulátor 7805, tedy 5 V/1 A. Pro druhou verzi propelleru je použito spínaného zdroje od firmy Texas Instruments TPS54232 s výstupem 5 V/2 A. Regulátor s integrovaným výstupním MOSFET tranzistorem pracuje na frekvenci 1 MHz a spolehlivě dokáže pokrýt proudové odběry zařízení.

c) Mechanika přenosu energie, pohonu a uchycení rotující části

Tato část doznala nejvíce změn. Byla vytvořena zcela nová mechanika, od zadávacího výkresu, přes výrobu hliníkových dílů na soustruhu, až po konečnou kompletaci a montáž. Výsledkem je mechanika obsahující přírubu pro upevnění na plexisklo, přírubu pro upevnění DPS propelleru v2 a přírubu pro upevnění motoru s převodovkou. Mechanika rovněž řeší uchycení uhlíkových kartáčků (uhlík z rozdělovače z auta Škoda FAVORIT) pro přenos energie do rotující části.

d) Použití stejnosměrného motoru

Pro pohon bylo použito stejnosměrného motoru SPEED 500 s převodovkou MP JET 8063 s převodovým poměrem 3,8 : 1.

e) PWM měnič pro SS motor

Použitím SS motoru se oproti předchozí verzi propelleru velmi zjednodušilo řízení otáček. Byla vytvořena jednoduchá DPS obsahující mikrokontrolér pro generování PWM signálu a dále jednokvadrantový pulzní měnič.

2. Schéma zapojení a DPS

Schéma zapojení doznalo drobných změn. Tou největší je nahrazení lineárního stabilizátoru 5 V/1 A spínaným regulátorem 5 V/2 A. Ten se tolik nezahřívá a poskytuje dostatečnou rezervu pro špičkové proudové odběry. Zvětšil se počet zobrazovacích LED diod na 64 a s tím i počet jejich budičů STP16CP05 na celkem 4. Zbytek schéma zapojení zůstalo shodné s původní verzí v1.

Obr.1 - Schéma zapojení

Byl vytvořen návrh oboustranné desky plošných spojů s kombinovanou metodou osazení. Výroba DPS byla zadána firmě Huráb (http://www.hurab.com/). Osazení součástek bylo provedeno v domácích podmínkách. Výsledek můžete vidět na následujících obrázcích.

Obr.2 - DPS - strana TOP

Obr.3 - DPS - strana BOTTOM

Obr.4 - Hotová DPS - strana TOP

Obr.5 - Hotová DPS - strana BOTTOM

3. Mechanická konstrukce

Pohon rotujícího displeje zajišťuje stejnosměrný motor SPEED 500 s převodovkou MP JET 8063 s převodovým poměrem 3,8 : 1. Ten je zabudován do hliníkového nástavce. Na následujícím obrázku (Obr. 6) je zobrazen model celé mechaniky. Pro přenos elektrické energie na rotující část je využito dvou uhlíkových kartáčů. Napájecí zem prochází přes jeden z kartáčů, mosazný kroužek a přes hliníkovou osu, na které je pak připevněna rotující část. Kladný pól napájení je veden přes druhý kartáč, na mosazný kroužek, který je od osy izolován. Na tomto kroužku je naletován vodič, který je pak na rotující část veden dutou částí osy.

Obr. 6 - Mechanická konstrukce - vnitřek

Obr.7 - Mechanická konstrukce - celkový pohled

Celý mechanizmus pohonu byl namodelován v prostředí Autodesk Invertor. Je sestaven celkem ze čtyř různých materiálů a několika běžně dostupných součástek. Uchycení uhlíkových kartáčků a izolace jednoho z třecích kroužků je vyrobena ze silonového materiálu. Osa, matice pro uchycení DPS a samotné tělo mechanizmu je vyrobeno z hliníku. Třecí kroužky jsou vyrobeny z mosazi a uchycení motoru je zkonstruováno ze železného plechu síly 1mm.

4. Foto

Na závěr video z kanálu Youtube.

5. Závěr

Po registraci a přihlášení na našem webu Vám budou na tomto místě k dispozici soubory ke stažení, kde naleznete navrženou desku plošných spojů pro program EAGLE a celý projekt pro MPLAB se všemi zdrojovými kódy.

  Propeller_clock_v2.rar (135,1 KiB, 250 hits)