Min egen hjemlavet lyskasse med timer for fotoprint til PCB

Time delay kredsløbet er opbygget omkring en Micropower Long Range Timer XR 2243 fra EXAR. Timeren føres kun i få forretninger: Set hos EL-SUPPLY til 35,75 kr. Hos Vejle RC Elektronik 18,00 kr. kan anbefales her købte jeg mine. Typen XR 2242 kan også bruges, hvis blot R6 og P1 forøges med en faktor 8 (I praksis 10). Det skyldes konstanten K1 (11-bit) og K2 (8-bit) er henholdsvis 1024 og 128 (1024/128=8). Time delay Excel program. Det er muligt med XR 2243 at lave ultra lange tidsforsinkelser fra micro sekunder til dage og med to i kaskade op til et år. Det kommer ikke på tale her, vi nøjes med 1 minut til 18 minutter, da det dækker den tid, som skal bruges til at fremkalde et fotoprintkort. Ønsker du at vide mere om XR 2243, så find databladet på nettet, men jeg vil lige nævne nogle detaljer om kredsløbet. Arbejdsspændingen er mellem 2,7V og 15V (Abs. max 18V). Pin1 Vcc. Pin4 GND. Pin2 First Stage Output. Pin3 Counter Output. Pin5 Reset. Pin6 Trigger. Pin7 Rext og Cext (Her tilsluttes de eksterne komponenter R6 og C1 som bestemmer tidsforsinkelsen). Pin8 Time base output (bruges ikke her). Tidsforsinkelsen er givet ved formlen 1024*R*C og i mit Time delay Excel program kan tidsforsinkelsen beregnes. R indsættes i Ohm og C indsættes i uF. Spændingen 12 volt er valgt, da der findes gode og billige relæer hertil, og skulle kredsløbet også bruges til en lyskasse med UV-LED vil det passe med 3 stk. LED på 3,9V i serie (3*3,9=11,7V~12V) eller 3 stk. LED på 3,7V plus en diode i serie (3*3,7=11,1V+0,7=11,8V~12V). Disse UV-LED plejer at trække 20mA ved deres nominelle spænding og kan tåle max 30mA. Kredsen er ved opstart i "Reset Mode", som betyder at Pin3 Counter Output er "High" og Pin6 Trigger er "Low". Timeren startes ved, at Pin6 får en positiv trigger puls, når ringekontakten S1 aktiveres. Pin3 Counter Output går "Low". Timeren stoppes ved at Pin5 får en positiv reset puls. I monostable timer opstilling er Pin3 Counter Output forbundet til Pin5 Reset gennem en modstand R5. Det betyder efter 1024 talte "clock pulser", går udgangen på Pin3 "High" igen og resætter kredsløbet. Sagt med andre ord, efter trigger pulsen er aktiveret bliver udgangen "Low", når tiden 1024*R*C er gået vender timeren igen tilbage i "Reset Mode", tidsforsinkelsen er hermed tilendebragt. Af praktiske grunde vælges standard værdier for modstande og kondensatorer samt gængse transistorer og dioder. Det er kun modstanden R6, som bør udvælges med omhu, hvis minimum tidsforsinkelse på 1 minut ønskes. Det er en forudsætning at C1 er på 100uF. Elektrolytter har normalt en tolerance på +-10%, så hvis vi antager, at C1 er på 90uF, skal R6 være 651 Ohm. Hvis C1 er på 110uF, skal R6 være 533 Ohm. Det regner du selv efter på mit regneark ved at lave en "Hvad hvis analyse". R6 kan med fordel erstattes med en 1K Ohm trimmer, som jeg så har gjort. Bemærk modstandene R8 og R9, de er kun forbundet til testpunkterne TP3 og TP2. Formålet er at måle med en tæller eller et oscilloscope på kredsen XR 2243CP, hvis du ikke har mulighed for dette, kan du blot undlade at montere modstandene, da de ikke benyttes i denne opstilling. Opstillingen kan også "køres" som astable timer (friløb), hvis der indsættes en afbryder mellem modstanden R5 og Pin3. Timeren tæller indtil P5 får en positiv reset puls.

Fig. 1 Excel regneark Time delay fra 1 minut til 18 minutter for lyskasse

Transistorerne Q1 og Q2 styre lyset i lyskassen. På diagrammet nedenfor ses, hvorledes spændingen over relæet er, henholdsvis med "High" og "Low" på basen af Q1. Er basen "High" er relæet ikke trukket og kredsen trækker mindst strøm. Er basen "Low" er relæet trukket og kredsen trækker mest strøm. En positiv trigger puls på Pin6 starter timeren og Pin3 output går "Low", hvor basen på Q1 er tilsluttet. Når tiden 1024*R*C er gået, går Pin3 output "High" og resætter timeren og basen på Q1 går "High" og relæet slipper. Det viste relæ herunder er kun til en fase, og det er OK, hvis lyskassen bestykkes med UV-LED. Men jeg har tænkt mig at bruge lysrør til 230VAC, så i den opstilling, som jeg vil anvende, kommer der et relæ med fase og nul afbryder. Det ses i diagrammet ovenfor. PCB layout er udlagt til dette.

Fig. 2 Relæ styring af lys i lyskassen

Strømforsyning: Den største "strømsluger" er relæet Finder 41.52.9.012, det trækker 33mA, LED1 10mA, XR2243CP 1mA og Q1 max 1mA. I alt 43mA (516mW) i count mode og 11mA (132mW) i reset mode. Transformator Gerth 304.12.1,8VA blev valgt, brokobling ensretter B40C400 (eller B40C800) og en spændingsregulator uA78L12 (eller LM78L12) til 12V og 100mA.

Beregning af nettrafo: Diagrammet herunder af en transformator kan omskrives til et ækvivalent diagram, så man kan beregne den udgangsspænding, man får ved en given belastning. Der er to vigtige beregninger, som man bør foretage. Første beregning ved Imax (den maximale strøm som fabrikanten tillader) og anden beregning ved Iakt (den strøm som du forventer dit kredsløb bruger). Iakt skal altid være mindre end Imax. Klik på billedet og du kommer til EXCEL programmet. Når sekundær spændingen er beregnet ved en given strøm, kan man så vælge den spændingsregulator, der er velegnet til formålet. Ved de gængse og billige spændingsregulatorer (LM78Lxx) skal der være et spændingsfald mellem 2V og 3V (typisk 2,50) over In volt og Out volt. Det er vigtigt at overholde dette, hvis den regulerede spænding skal være korrekt. MEN på den anden side, skal spændingen heller ikke være meget for stor, da den afsatte effekt (varme) i spændingsregulatoren vil overskride de tilladte grænser. Effekt tabet i spændingsregulatoren følger formlen W=V*I, spændingsfald 2,5v og udgangsstrøm 50mA giver således 0,125W effekt tab. Vin i LM78L12 i kredsløbet ovenfor anbefales i følge datablad at være 14,5V og udgangsstrøm større end 1mA og mindre end 70mA.

Fig. 3 En transformators ækvivalent diagram. Klik på billedet for Excel programmet

PCB aptering: Beskrivelsen herefter er almen gældende for alle PCB. Montering af enhedens komponenter er blot et spørgsmål om placering af alle komponenter i overensstemmelse med PCB Top Overlay og Materialelisten. Når alle komponenter er monteret og enheden afprøvet og fundet i orden, skal undersiden først renses for fluss midler (lodde harpiks) inden den lakeres med en transparent beskyttelseslak Plastik 70, som isolerer, beskytter og forsegler loddesiden af printet. Det bedste rensemiddel er isopropyl alkohol fra Matas. Der findes en PCB Cleaning 101 hjemmeside på engelsk. Montering af PCB foregår efter følgende princip, de laveste komponenter monteres først, d.v.s. jumper, små dioder, modstande, små kondensatorer, LED, transistorer, IC eller IC sokler, sikringer, klemrækker, trimmer, potentiometer, høje radiale el. lytter og nettrafo. LED monteres på frontpladen så man kan se, om enheden er i On eller Off. Til de, som ikke er så bekendt med elektronik, vil jeg blot sige: Der er nogle komponenter, som skal vendes korrekt - dioder, transistorer, IC, el. lytter, og nettrafo. De andre passive komponenter - modstande og kondensatorer, kan isættes vilkårligt, MEN vend modstandene ens, så farvekoden læses ens på alle lodrette samt alle vandrette modstande. Vend også kondensatorerne ens m.h.t. teksten. Det letter senere fejlfinding. Aksiale el. lytter vendes med påskriften opad, så værdien kan aflæses under et service tjek.

Fig. 4 PCB for Time Delay for 230VAC for lyskasse

Næste skridt i dette projekt bliver at finde en egnet indbygningskasse (kuffert)

Fig. 5 Min gamle lyskasse skal skiftes ud med en ny indbygget i en alu kuffert. Timeren monteret på en support.

LÆS DENNE ANSVARSFRASKRIVELSE: Du er velkommen til at bygge denne lyskasse med timer efter min tegning, men du skal ikke forvente hjælp, hvis det går "galt". Kredsløbet anvender potentielt dødelige niveauer af spænding og strøm fra 230VAC nettet. Lyskassen indeholder købte ting til 230VAC, nemlig UV-rør med tilbehør. VÆR FORSIGTIG! Hvis du ikke er sikker på, hvad du gør, især når det kommer til kredsløb med strøm fra 230VAC. DET ER DIT ANSVAR: At hente hjælp, at forlade projektet, ikke komme til skade, ikke bygge sjusket kredsløb, ikke såre andre, ikke starte brande. Denne information stilles til rådighed som en service til enhver person. Et hvert ansvar for sikker og korrekt anvendelse for disse kredsløb fraskrives.

one.com