Ajattelinpa spämmätä tännekin jos jotakuta sattuu kiinnostamaan.

Siis: Elektroniikan Epäteoreettiset Perusteet (EEP) alkaen to 28.2. klo 18-21, jatkuu yht. 8 kurssikertaa torstaisin.
Ketkä asustelee sopivan matkan päässä Helsingin Pitäjänmäestä ja elektroniikan alkeet kiinnostaa niin kolme paikkaa on vielä vapaana kurssille.
Osoite on Takkatie 18 Pitskun pienteollisuusalueella Vermon raviradan kupeessa, kts tarkemmin https://helsinki.hacklab.fi/.

Sisälltö on seuraavan oloinen:
Jokainen rivi on yksi torstai-istunto. Aikataulu saattaa hyvinkin vielä elää, varsinkin loppupäässä. Osallistujat voivat vaikuttaa sisällön painotuksiin, näistä voidaan sopia kurssin aikana. Myös viimeisen kohdan tarkempi sisältö päätetään kurssin kuluessa.

• Perusasiat: jännite, virta, Ohmin laki ym.
• Kondensaattorit
• Kelat ja diodit/ledit
• Transistorit ja FETit
• Transistorien labrailu jatkuu
• Operaatiovahvistimet
• & 8. Yksinkertaisen laitteen rakentaminen piirilevylle

EEP on elektroniikan alkeiskurssi, jossa lähdetään nollapisteestä, eli oletuksesta, että osallistujilla ei ole mitään aikaisempaa kokemusta elektroniikasta. Jos omaat jo kohtalaisesti rakentelukokemusta, saatat olla turhautumisvaarassa.Toisaalta, jos elektroniikkakokemuksesi on pelkistä rakennussarjoista, etkä oikeasti ymmärrä, mitä siellä piirilevyllä tapahtuu, mutta haluaisit ymmärtää, tämä voi olla hyvinkin hyödyllinen.

Kurssin aikataulun puitteissa ei pystytä menemään kovin monimutkaisiin kytkentöihin. Tavoite on oppia ymmärtämään, miten elektroniset piirit toimivat ja oppia rakentamaan niitä myös käytännössä. Tältä pohjalta on sitten helpompi lähteä omin avuin laajentamaan rakenteluharrastusta.

Ilmoittautumiset Hacklabin Discourse-foorumille osoitteessa: https://discourse.hacklab.fi/t/kurssi-elektroniikan-epateoreettiset-perusteet-eep-28-2/948

Ei Arduinossa mitään varsinaista vikaa ole kehitys-ja protoilulautana.  Aloittaja vaan haki korvaajaa STK500 kitille ja minä näen Arduinon askeleena taaksepäin. Se olen toki vaan minä, aloittajalla saattaa olla muut jutut mielessä mihin Arduino on hyvä.

Vaikka on totta että teollisuus- ja etenkin kuluttajaelektroniikka suunnitellaan osin kustannusten ehdoilla niin vastuunsa tuntevien valmistajien on täytettävä asianmukaiset turva- ym. vaatimukset. Meillä lähinnä IEC6xxxxx standardit. Arduinot ei täytä noista ensimmäistäkään. Toki vertailu on epäreilua mutta silti kaupallisen tuotteen suojaaminen on jotain ihan muuta kuin mössöön valamista.
Kannattaako korjaaminen on ihan vaan rahakysymys. Sadan tonnin instrumenttia korjataan hartaudella, mutta pesukoneen muutaman kympin ohjainlauta lentää kuikkaan saman tien. Kalliskin palikka uusitaan oitis jos se on tuotannon pullonkaula.

Vielä: yksi mikä Arduissa tökkii on tämä shield-systeemi ja sen rajoitteet. Koitapa tehdä ardulla nettiin kytketty ohjain joka kontrolloi vaikka muutamaa moottoria kiihtyvyysanturien, optisten ja uä etäisyysmittausten perusteella. Tulee sellainen kasa shieldejä että ei varmaan toimi.
Noista ja muista syistä Arduinot on multa jääneet jo pitkälti pois.  Jos jotain valmislautaa käytän niin sitten STn Nucleo-lautoja mutta niitäkin aika harvoin. Kiinasta saa piirilevyjä niin halvalla ja nopsaan, että helpointa tehdä aina tarpeeseen sopiva.

Lainaus käyttäjältä: Makeek - 22.01.19 - klo:09:47
Laitetaan suljettuun koteloon, niin poissa näkyvistä/poissa mielestä :D
Ymmpäristövaatimus?

Niin siis ympäristön asettama vaatimus, kuten vaikkapa IP-luokka koteloinnille. Tärinä, lämpötila, kosteus; rakennetun keksinnön mekaaninen tukevuus/kestävyys; sähköisten osien jännitelujuus, eristysvälit, EMI- ja ylijännitesuojaus jne jne. Näissä kaikissa Ardu on varsin avuton.
Toisaalta jos projekti elää elämänsä miesluolan työpöydällä tai vastaavassa paikassa, niin sittenhän noita haasteita ei välttämättä ole.

Onhan se Arduino helppo ja hauska. Ei siinä mitään vikaa ole, mutta tuotokset on sitten helposti vähän kuumaliima & hyppylanka-virityksiä. Toki joillakin malleilla kuten Nano ja Micro ja niiden kaltaiset, saa tehtyä ihan "kunnollisiakin" laitekokoonpanoja. Kyllä Arduino kelpaa moneen kokeilujuttuun, joskin itseäni siinä nyppii juuri fyysinen toteutus ja se, ettei Ardun IDE:ssä ole minkäänlaista debuggeria. Mihinkään millä on ympäristövaatimuksia se sen sijaan on aika toivoton. Toki jos semmoista ei tarvita niin ei ole ongelmaa.

Käypä vaikka Atmelin tai siis nykyisin Microchipin sivuilla penkomassa. Niillä on ollut aika iso valikoima erilaisia devauslautoja eri prosessoriperheille. En tiedä onko juuri sinun tarpeisiin sopivaa, mutta katsomallahan se selviää.

Fusion 360.  Tiedä sitten onko tuo vailla suurempia höppeitä, mutta perushommissa hyvinkin toimiva. Ei ole mitenkään viimeinen sana vaikka johonkin Mastercamiin verrattuna, mutta on se ainakin ilmainen.

No sittenpä ei ole ongelmaa.

Lainaus käyttäjältä: porepe - 15.12.18 - klo:17:34
Tässä hieno hieman editoitu versio alkuperäisestä kuvasta. Tuolla toimii. Alkuperäisestä kuvasta ei saanut varmuutta että oliko A2 kytketty L vai T puolelle. Pojat kokeilivat ensin kytkeä vetokäämin suoraan kontaktori tulopuolelle mutta kontaktori veti liian nopeasti ja sulakkeet meni. Kehoitin kokeilemaan tuota oman piirustukseni kaltaista kytkentää jossa riskinä on toki se että 2.2Kohm vastus ei kestä jos veto hidastuu liikaa. Vastus on vain 25W kestoltaan joten sitä rääkätään varmaan hetkellisesti liikaa...

Tuolla kytkennällä homma kuitenkin alkoi toimimaan ja kontaktori vetää olipa siellä kuormaa takana tai ei, eli käämi saa riittävästi voimaa tuon vastuksen läpi ilman kuormaakin. Tämä taasen tarkoittaa sitä että ennen kontaktoria pitää olla päävirtakytkin.  Eli jos A2 on kytketty L3 nastaan niin ei toimi, mutta kun se on kytketty T3 nastaan niin toimii... 

Pahoittelut kuvan laadusta 😂

Kiinnititkö huomiota, että tuossa kytkennässä kontaktorin kela saa pääjännitteen napoihinsa. Yleisesti kelat on 230VAC joten reilulla ylijännitteellä menee. Voi olla lyhytikäinen kontti...

Lainaus käyttäjältä: G Brzeczyszczykiewicz - 11.12.18 - klo:04:32
@Kremmen: "tähän piirrettyä Hahnin muuntajaa ei enää saa mistään. "

- Jonsen pahoon erehry niin nuota oon ostellu Vaasan elektroniikkakeskuksesta.
  Eikö se oo tälläänen? < https://www.starelec.fi/product_info.php?cPath=70_338_2265&products_id=15233 >

Kah. Ent. VEKOY:lta ei yleensä tule hommattua mitään, mutta olipa hyvä että tuli tietoa. Kyllä se taitaa juuri tuo linkkaamasi olla eli sieltä sitten noita.

Muok: Ja mä pystyn auttamaan noiden piirilevyjen kanssa. Joko ihan tilaamalla avuksi, kuin tulee noita kaiken aikaa hommailtua niin menee siinä sivussa. Tai sitten voin laittaa gerberit jos itse tilaat tai printattavat kuvat jos itse syövytät.

Onhan mulla kuvat tallessa toki. Eli tämmöinen tuli aikanaan tehtyä. Äkkiä päivitin komponenttien kirjastotiedot ajan tasalle, joten ainakin Mouserilta pitäisi löytyä noi kaikki paitsi että tähän piirrettyä Hahnin muuntajaa ei enää saa mistään. Sen voi korvata Triadin vastaavalla https://www.mouser.fi/ProductDetail/Triad-Magnetics/FS12-200?qs=sGAEpiMZZMvwUzoUXIIvydH8%2fj5UF54yJb9E4swz5Og%3d mutta vaatii pikku fiksauksen piirilevyyn kun reiät on eri kohdassa.

Tämä on siis pelkkä ohjain joka vedättää pää- ja ohituskontaktoreita. Kontit tarvitaan erikseen, sekä tehovastukset sarjaan kunkin vaiheen kanssa. Vastuksen mitoitus riippuu muuntajan nimellistehosta (ensiövirrasta) ja siitä, onko muuntajan ensiö kytketty tähteen vai kolmioon.

Jos systeemissä on päävirtakytkin erikseen, niin sitten tämä ohjain on vähän tarpeeton, kun saman asian voi ajaa yksinkertaisella vetohidastetulla aikareleellä joita saa sähkötarvikeliikkeistä. Aikareleellä vaan vedätetään ohituskontaktori kiinni noin sekunnin kuluttua pääkytkimen sulkemisesta jolloin muuntajan magnetointi on tasaantunut.

Konsultoin kyllä mielelläni lisää jos tuntuu tarpeelliselta.

Voisi noita iC-NV-piirejä kokeilla mutta en ole löytänyt niille jakelijaa (en ole tosin juuri etsinytkään). Mistäpäin itse olet hommannut noita ja mihin hintaan?
Tiheärasterisiin mittasauvoihin noi soveltuu ja siihen ne on kai suunniteltukin. Itsellä on mielessä myös pyörivän resolverin tulkinta ja siihen haluaisin mielellään 6 bitin sijaan vähintään 12 tai ehkä jopa enemmänkin jotta absoluuttiaseman dekoodaus olisi tarkka. Elättelen toiveita, että parilla nopealla A/D-muuntimella ja ehkä Artix-7:lla saisi kilpailukykyisen ratkaisun. Semmoisen kehittämisessä olen tuota Zynqiä käyttänyt kun siinä se PL-osuus on juuri Artix.

Tässä vähän alustavaa kuvaa miltä seuraava versio alkaa näyttää. Ajattelin tuottaa piirilevyn lisäksi kotelolle stl-mallin josta halukkaat voi printata itselleen kotelon. Vaihtoehtoisesti minäkin voin niitä printata pientä suolarahaa vastaan sen minkä aika ja oman printterin kapasiteetti sallii.
Kun täällä foorumilla oli kovia rajoituksia tiedostojen koossa, niin tässä Dropbox-linkit jotta kuvat löytyy kaikki samasta paikasta.

Piirilevy - pohjapuoli: https://www.dropbox.com/s/pv98ccm5fcqfdt0/PCB_bottom_20181202a.PNG?dl=0
Piirilevy - yläpuoli: https://www.dropbox.com/s/vmny30qcc5aom24/PCB_top_20181202a.PNG?dl=0
3D-malli - alapuoli: https://www.dropbox.com/s/m1qa20526tkn7hu/3D_bottom_20181202a.PNG?dl=0
3D-malli - yläpuoli: https://www.dropbox.com/s/fi6i8jjv3o4rc8l/3D_top_20181202a.PNG?dl=0
3D-malli - kotelon pohja: https://www.dropbox.com/s/i72er7aopisqmcu/3D_housing_bottom_20181202a.PNG?dl=0

Saa kommentoida ja ehdottaa muutoksia.
Asetuspainikkeet puuttuvat vielä leiskasta, ne tulee seuraavaan versioon.
Kotelosta puuttuu vielä kansi kokonaan sekä pohjan reunaan tuleva huullos ja kiinnikkeiden paikat. Kanteen tulee asetuspainikkeiden läpiviennit sekä valoputket vasemman reunan indikaattoriledeille (näyttävät kun lähtö 1..4 on päällä).

Heidenhainin 11 uA mittasignaalia on tullut työstettyä Zynqin kanssa juurikin ajatuksena tuottaa mittasauvasta A/B/Z-signaali servo-ohjausta varten. Siinä on vaan juttuja jonka takia suoraviivaisin arc tangentilla vaihekulman laskenta ei käytännössä ole luotettava.
Oikeasti toimiva ratkaisu on käyttää observaattorialgoritmia, tässä tapauksessa sellaista kuin ATO eli angle tracking observer. Sitä vaan ei moni prosessori jaksa ajaa, eli tarvitaan FPGA ja sen takia olen vääntänyt sitä Xilinxin Zynqillä. Sekin vielä jonain päivänä toimii, mutta työkiireet ajaa edelle.

Väliaikapäivitystä tähän aiheeseen:

Suunnittelu on edennyt. Yleisesti ottaen ajattelin päivittää koko designin tälle vuosituhannelle, mikä tarkoittaa että laitteessa käytetään lähinnä pintaliitostekniikkaa. Ihan jo senkin takia, että perinteisten komponenttien saatavuus hiipuu kaiken aikaa, vaikka toki noita nyt vielä saa, että ei se ole pääasiallinen syy. Moni seikka kuitenkin puoltaa pintaliitoksia, ei vähiten hinta ja se että laite on näin tehtynä paljon kompaktimpi. Olen vakioinut 1608M-kokoiset komponentit (0603 metrisesti rajoittuneille :) ). Koska ne ei enää toimi rakennussarjassa paristakaan syystä, niin tämä laite toimitetaan valmiina piirilevynä.

Liitännät ulkomaailmaan ajattelin tehdä 3,5mm riviliittimin siten, että oletus on käyttää Phoenixin pieniä pistoriviliittimiä. Ne ei ole ihan halpoja, mutta niiden ergonomia on ylivoimainen kun johdot voi kytkeä ihan muualla ja vain tökätä paikoilleen. Vaihtoehtoisesti on mahdollista juottaa johdot itse suoraan liittimen juotostäppiin.
Niin ja +5V syöttö vakio mikro-USB-liittimellä, jotta vanhat puhelinlaturit toimii powerina. Vaihtoehtona otin pyynnöstä mukaan +24V syöttömahdollisuuden ja se otetaan samoilla riviliittimillä kuin muutkin.

Näyttönä ajattelin käyttää samoja 1" 7-segmenttinäyttöjä koska ainakin itse pidin niitä hyvin selvälukuisina. Ellei raati muuta vaadi niin väri olisi edelleen se keltainen joka oli viimeksikin.

Edellisen mallin konfigurointi tehtiin painonapein. Sama toimisi tässä uudessakin, mutta voisi myös käyttää pientä painikkeellista enkooderia ylös/alas/OK -valintoihin. Voisi tulla hieman kompaktimpi eikä lisäkustannus ole merkittävä. Mielipiteitä vastaanotetaan.

Prosessori päivittyy Atmelin 8-bittisestä ATmega 328:sta ST:n 32-bittiseen STM32F303-prosessoriin jossa on huomattavasti enemmän vääntöä ja kapasiteettia kaikin puolin. Tämä mahdollistaa haluttaessa oikean A/B/Z pulssienkooderin käytön ja sitä myötä useita ehkä kiinnostavia sovelluksia. Maksimipulssilukua ei ole vielä kiinnitetty, mutta siihen tähdätään, että luokkaa 10 000 p/r enkooderit vielä toimii kierrosluvuille alle 100 000 rpm. Toki edellismallin yksi/muutama pulssi per kierros ilman suunnantunnistusta toimii myös.

Edellismallin tapaan tässäkin on apulähtöjä joita voi käyttää eri tarkoituksiin. Nyt lähtöjä on 4 kpl ja ne on tuotu kunnolla liittimille sekä galvaanisesti erotettu ja ylivirtasuojattu. Lähtö simuloi potentiaalivapaata relekontaktia eli piiri tarvitsee jännitteen ulkoa. Koska mitään sähkömekaanista komponenttia ei käytetä, lähdöt ovat hyvin nopeita ja pystyvät ainakin kilohertsiluokan kytkentätaajuuksiin.

Nyt kun käytössä on "kunnollinen" ARM-prosessori jossa on myös D/A-muuntimet niin piirsin mukaan kolme lähtöä analogisille signaaleille. Koska kaikki eivät näitä tarvitse/halua, niin varsinainen lähtöelektroniikka kuhunkin kanavaan toteutetaan erillisellä paikalleen juotettavalla modulilla. Yksinkertaisimmat modulit tuottavat 0...+5V lähtösignaalin mutta varaus on myös kaksipäisille lähdöille esim -10 ... +10V tai mikä tahansa muu haluttu jännitealue tai vaikkapa 4-20mA virtasignaali. Signaalit on mahdollista myös galvaanisesti erottaa analogimodulissa. Eli moduleja voi rakentaa myöhemmin niin monta erilaista kuin mielikuvitus antaa myöten ja tila sallii.
Näitä signaaleja samoin kuin digitaalilähtöjä siis voi käyttää erilaisten apujuttujen ohjaukseen. Konfiguraattoriin sisällytetään toiminnot joilla lähtöjen käyttäytymistä ohjataan.

Jo edelliseen mittariin muutamat jäsenet tulostelivat koteloita 3D-printterillä. Tämän mallin layout ja mekaniikka on tarkoitus suunnitella 3D-ystävälliseksi niin, että kotelon tulostaminen olisi mahdollisimman suoraviivaista. Olen nykyisin itsekin Prusa Mk3:n tyytyväinen omistaja, joten tarvittaessa pystyn tuottamaan myös koteloita sikäli kuin niitä joku sitten aikanaan haluaa. Mutta ajatus on laittaa kotelon suunnittelu- ja valmistuskuvat jakeluun sitten laitteen muun dokumentaation yhteydessä.

Okei, halukkuutta tuntuu oleva. Tehdäänpä siis seuraava versio aiheesta.
Jos on ajatuksia mitä toimintoja olisi hyvä olla perusnopeusnäytön lisäksi niin kirjatkaa niitä tänne jotta saadaan mukaan. Ajattelin päivittää prosessorin ARM-pohjalle jolloin saadaan mukaan mm. D/A-muunnokset ja sitä kautta analogisia lähtösignaaleja jos sellaiseen on kiinnostusta.
Edellisen version ominaisuudet pyritään ottamaan mukaan ja tarvittaessa säätämään niitä paremmiksi sikäli kuin siltä tuntuu.

Mark 2 toteutetaan varmaan suurimmaksi osaksi pintaliitoskomponentein ja lienee helpointa että laite tulee jakeluun ainakin lähes valmiina piirilevynä.

Omronin anturit lienee toimineet hyvin joten niitä samoja voisi varmaan käyttää jatkossakin. Rinnalle voisi ajatella Hall-anturitekniikkaa jos jollekin magneettinen vaihtoehto olisi paremmin toteutettavissa.

Mutta perästä kuuluu jahka homma alka etenemään.