Устройство лабораторного включения (далее просто УЛВ2) предназначено для упрощения работы с низковольтными поделками при их настройке и регулировке с питанием через разъём от батареи «Корунд» (от батареи или аккумулятора). А также от сетевого блока питания.
УЛВ2, несмотря на максимальную простоту схемы, имеет несколько особенностей, делающих поделку привлекательной.
1). Корпус УЛВ2 практически ничего не стоит. Он выполнен из двух крышек от разных пластиковых бутылей: от брусничного напитка и от геля для стирки (показано в видео и на рисунках 8 и 9). Можно будет взять две крышки даже одной разновидности.
2). Дополнительно, в режиме «БАТ» УЛВ2 имеет индикатор разряда батареи. Для этого последовательно с зелёным светодиодом HL1 «БАТ» (см. рисунок 1) включён ещё один такой же светодиод HL2. Поэтому HL1 «БАТ» перестаёт светиться при разряде батареи до 6 Вольт. Кстати светодиоды очень дёшевы. Их можно купить по 3 рубля за штуку в интернет-магазине «Чип и дип».
3). Разъём XP1 «Корунд» может использоваться в двух режимах: Для подключения питающей батареи. Для срочного подключения 9-вольтовой конструкции, в которой села батарея и нужно без особых размышлений о соблюдении полярности подключиться к «Сети», то есть запитать готовую конструкцию от сетевого БП (блока питания).
4). В состав УЛВ2 включён тумблер SA1, позволяющий моментально зашунтировать (или разблокировать) миллиамперметр, подключённый к составному гнезду XS1 «Амперметр». Это экономит время настройщика.
5). Для облегчения запоминания обеих режимов работы УЛВ2, цвет свечения светодиодов рекомендуется выбрать следующим образом:
HL1 – Белый. Первая буква «Б» совпадает с первой буквой названия режима «БАТ» (батарея).
HL2 – Синий. Первая буква «С» совпадает с первой буквой названия режима «Сеть» (от сетевого БП).
6). Тумблер SA1 «Работа / Измерение» одновременно может работать выключателем питания. Нагрузка будет выключена, если к составному гнезду XS1 «Амперметр» ничего не подключено (а сам SA1 находится в положении «Измерение»).
7). Минимальное количество деталей в поделке, не требует больших затрат времени на её изготовление. Более того, использование УЛВ2 дополнительно сокращает временные затраты при проверке, настройке и регулировке подключаемых изделий.
Ещё бы добавить сдвоенный тумблер разрыва цепи питания (для режима заряда аккумулятора) и электронный предохранитель, но в корпусе мало свободного места!
Основной недостаток УЛВ2 – не резкое погасание HL1 при достижении критического уровня разряда батареи – объясняется желанием максимально упростить схему.
Рекомендуемый тип батареи для работы в комплекте с УЛВ2 - литиевый аккумулятор FinePower KT-3113 производства КНР с micro USB гнездом и кабелем для подзарядки. Его заявленные параметры: ёмкость 500 мА/ч.; 9 Вольт; 0,1 Ампера; 500 циклов перезарядки. Правда, реально он заряжается до 7,4 … 8,4 Вольта. Во-вторых, глубокий разряд его (ниже 6,5 … 7 Вольт) нежелателен. В-третьих, если повезёт приобрести качественный экземпляр, то всё равно это «игрушка на год». Заряжается медленно (до 7 часов). Требуется бережная эксплуатация: заряжать его лучше каждый день, не разряжать ниже 7 … 7,2 Вольта (так как это снизит его ёмкость), нежелательно хранить в разряженном состоянии…
УЛВ2 состоит из:
- разъёма XP1, снятого с отслужившей батареи «Корунд»;
- предохранителя FU1;
- индикатора HL1 «БАТ» (Батарея), собранного на зелёном светодиоде типа GNL-5073PGC;
- дополнительного светодиода HL2 зелёного цвета свечения, обеспечивающего прекращение свечения HL1 «БАТ» при снижении напряжения питания до 6 Вольт;
- токоограничительного резистора R1, ограничивающего ток через светодиоды HL1 и HL2 до величины 5 мА;
- индикатора «Сеть», собранного на синем светодиоде HL3 и токоограничительном резисторе R2;
- составного гнезда XS1 «Амперметр»;
- тумблера SA1 «Работа / Измерение», шунтирующего составное гнездо XS1 в положении «Работа»;
- гнёздных контактов XS2 «Нагрузка» с расстоянием между гнёздными контактами 10 мм (не критично).
- керамического предохранителя на ток срабатывания 0,15 Ампера, установленного в держатель предохранителя типа ДПБ.
УЛВ2 имеет два режима работы:
1). «БАТ» (питание нагрузки от аккумуляторной батареи).
2). «Сеть» (питание нагрузки от сетевого блока питания).
Режим «БАТ»
Рисунок 2.
При работе с УЛВ2 вилку XP1 подключают к батарее «Корунд». При этом включается зелёный светодиод HL1, указывающий что батарея работоспособна. Обычно при первом включении устройств, подлежащих ремонту или настройке, проверяют потребляемый ток. Для этого к составному гнезду XS1 подключают мультиметр в режиме «Амперметр постоянного тока».
При КЗ или чрезмерном токе, потребляемом нагрузкой, перегорает предохранитель FU1.
Радиолюбители довольно часто применяют жучки, устанавливая их на место сгоревших предохранителей. В состав УЛВ2 также входит предохранитель. Не исключено, что когда при работе с УЛВ2 закончатся закупленные целые предохранители, радиолюбитель для экономии времени начинает ставить жучки. Многие любители знают, что жучки можно делать рассчитанными на определённый ток, но чаще всего выбирают толщину проволочки «на глазок» и такой проволочкой восстанавливают сгоревший предохранитель. Чем чреваты такие предохранители, также всем известно. В связи с этим рекомендую несложную формулу, по которой можно рассчитать I пл. (ток плавления) тонких (0,02 – 0,2 мм) проволочек из разных материалов [1].
I пл. = (d – 0,005) / k,
где d – диаметр проводника в мм, а k – коэффициент, который следует подставить в формулу для разных материалов. Для серебра (Ag) k = 0,031. Для меди (Cu) k = 0,034. Для никелина k = 0,06. Для константана k = 0,07.
Для толстых проводников I пл. = a ∙ 3,
где a – коэффициент для разных материалов. Для меди (Cu) a = 80,0. Для алюминия a = 59,2. Для никелина a = 40,8. Для олова a = 12,8.
Режим «Сеть»
Рисунок 3.
1). Отключаем XP1 от севшей батареи.
2). Подключаем к XS2 нужное [9 Вольт] напряжение с сетевого блока питания. Если светится синий HL3, то можно подключать XP1 к нагрузке. Но если включился зелёный (белый) HL1, то следует изменить полярность подключения сетевого БП!
Настройка УЛВ2
Собранное без ошибок и из исправных деталей устройство работоспособно при первом включении. Яркость свечения зелёного светодиода HL1 при необходимости можно уточнить подбором сопротивления резистора R1. При этом рабочий ток светодиода не должен превышать 20 мА (но вполне достаточно 1 ... 5 мА). Яркость свечения синего светодиода HL3 можно уточнить подбором сопротивления резистора R2. Все перепайки желательно делать при отключённой батарее.
Максимальный ток нагрузки, подключаемой к розетке XS2, определяется предохранителем FU1, который выбран на ток 0,15 Ампера. Рекомендуемый разрядный ток рекомендованной батареи – не более 100 мА.
Детали УЛВ2
В схеме применены резисторы типа ОМЛТ (МЛТ, С2-23, С2-26, С1-4) мощностью 0,125 Ватта. Светодиоды HL1 и HL2 - GNL-5073PGC (зелёные суперъяркие 5 мм, 3В, 20 мА) желательно (для «буквенной аналогии») заменить супербелыми GNL-5073UWC (5 мм, 3В, 20 мА).
Подробнее о светодиоде GNL-5073PGC-1. Форма линзы круглая. Цвет свечения - зеленый. Макс. сила света (Iv макс.) = 500 мКд, при токе Iпр., = 30 мА. Видимый телесный угол = 140°. Размер линзы = 5 мм, Цвет линзы - прозрачный, Максимальный импульсный прямой ток = 150 мА. Рабочая температура - 40 ... + 80°C.
Светодиод HL3 - GNL-5073UBC (синий суперъяркий 5 мм, 3В, 20 мА). Тумблер SA1 - MTS102, SMTS102 или любой другой малогабаритный на два положения.
Пластмассовая стойка с резьбой М4, соединяющая обе половинки корпуса УЛВ2, взята из блока УКВ–II–1С от радиолы «Рекорд-354». Впрочем, можно обойтись и без неё, прикрепив ПП (печатную плату) к верхней половинке корпуса винтом М4х10, а обе половинки корпуса скрепить, обмотав их двумя-тремя слоями цветной изоленты.
Все компоненты УЛВ2 (кроме элементов SA1, XP1, FU1) располагаются на ПП – см. рисунки 4 и 5 - выполненной из фольгированного стеклотекстолита размерами 35 х 17 мм. и толщиной 1,0 … 2 мм.
О методе термопереноса рисунка трассировки ПП подробно можно прочитать в файле MTR_TO (3444 кБ), пройдя по ссылке:
О методе ускоренного травления ПП подробно можно прочитать в файле «ПП_водная_баня» на Яндекс.Диске, пройдя по ссылке:
Диаметр отверстий на печатной плате под радиоэлектронные компоненты – 0,7 … 0,9 мм, под соединительные проводники - 1…1,2 мм., под крепёжное отверстие – 4,2 мм. Для крепления ПП к передней стенке корпуса используют бонку (полый цилиндр) с резьбовыми отверстиями М4 или винты с полукруглой головкой М4х12, в комплекте с 2 гайками М4.
С использованием двух крышек для УЛВ2 получился цилиндрический пластмассовый корпус диаметром 50 мм и высотой 29 мм. Сверху и снизу выведены двухпроводные кабели, а сзади установлен держатель предохранителя. Переднюю панель корпуса можно оформить с использованием самоклеящихся цветных бумажек и маркера с тонким (1 мм) «пером». Задняя стенка корпуса «украшается», например, распечатанной на цветном принтере этикеткой с годом изготовления поделки. Нужная часть рисунка 6 размечается карандашом и вырезается ножницами.
Рисунок 6.
Информация любителям модернизаций
1). К задней стенке УЛВ2 можно приклеить (слева и справа от колпачка держателя предохранителя) два декоративных магнита цилиндрической формы. Тогда УЛВ2 можно будет прочно фиксировать на металлической поверхности. Его корпус не будет свободно перемещаться (болтаться) по рабочему столу, угрожая упасть на пол и потянуть за собой другие предметы. К тому же тумблер SA1 будет удобнее переключать.
2) При необходимости работать с источниками низкого напряжения разъём «Корунд» можно оснастить переходником или заменить. Напряжение источников питания не должно превышать 12 Вольт, так как для светодиодов в схеме УЛВ2 нет защиты от обратного напряжения. Критическое обратное напряжение (напряжение пробоя) светодиода АЛ307Б проверено практически и оказалось равным 14,5 ... 16 Вольт. А вот доводить новые светодиоды из УЛВ2 до пробоя из простого любопытства как-то не хочется. HL1 GNL-5073PGC, включённый последовательно с резистором на 330 Ом в течение 1 минуты «держал» обратное напряжение 25 В. Причём в потреблении тока светодиод замечен не был. И во всём диапазоне напряжения (от 0 до 25 Вольт) роста обратного тока также не наблюдалось. Измерение было выполнено тестером Ф434 в диапазоне 0,06 мА.
3). Чтобы повысить напряжение погасания светодиода HL1 последовательно с HL1 и HL2 следует добавить ещё один светодиод (красный, оранжевый или жёлтый). Для него на ПП предусмотрено «посадочное» место, обозначенное как «HL доп.». Разряд аккумуляторной батареи FinePower KT-3113 до напряжения +7 Вольт обеспечит режим продления срока службы аккумуляторной батареи.
Уважаемые читатели! Предлагаем Вашему вниманию гуманитарный блок к статье УЛВ2.
Первая часть блока - разгадать загадки:
Загадка №1.
Со шкалой, но не весы.
Со стрелкой, но не брюки.
С делениями, но не на бумаге.
А без подключённой нагрузки включать запрещается.
Если загадка не поддаётся, прочитайте подсказку:
Загадка №2.
Если цепь не разорвать – не измерю, каюсь.
Если тока много дать – в клещи превращаюсь.
Загадка №3.
Я приборчик силовой и в разрыв бросаюсь.
Но работой без шунта я не отличаюсь.
Загадка №4.
Параллельно, как вольтметр, я не подключаюсь.
И за жуткий «коротец» я не отвечаю.
Разгадав загадки, следует ввести ответ к загадкам в строку «Пароль» файла «ULV2_4work». Тогда вы сможете, получить комплект схем для изготовления УЛВ2, и в качестве бонуса готовый к термопереносу (также в масштабе = 1:1) отражённый рисунок трассировки печатной платы. ZIP - архив файла «ULV2_4work» можно скачать здесь:
Вторая часть - ребус № 1 УЛВ2 (см. рисунок 6) является заданием, дублирующим загадки. То есть, если вам не удалось разгадать ни одну загадку, верным способом отыскать пароль к файлу «ULV2_4work» будет разгадывание ребуса:
Рисунок 7.
Полный ответ к ребусу УЛВ2 №1:
По полному ответу к ребусу несложно выделить ответ и заодно можно проследить почему так, а не иначе читаются рисунки, составляющие ребус.
ВИДЕО
Если у Вас есть желание посмотреть на поделку при демонстрации её внешнего вида, то откройте видео «ULV2» (67,9 МБ), пройдя по ссылке:
Для того, чтобы посмотреть этот же файл на мобильном устройстве вы можете воспользоваться QR- кодом:
Рецензия от бота Алисы
Вот, что хотела сказать об УЛВ2 наш непревзойдённый диктор и постоянный обитатель Яндекса - бот Алиса:
Начну, как всегда с критических замечаний.
1). Сразу бросается в глаза устаревший плавкий предохранитель, а его держатель в интернете предлагается приобрести за 81 рубль. Это дорого, так что лучше ищите его в старых изделиях и приборах или замените электронным предохранителем.
2). Для устройства не разработана фальшпанель. Зато есть три фрагмента для этикеток. Автор предлагает вам самостоятельно выбрать и вырезать требуемый рисунок для этикетки.
3). «Индикатор» разряда батареи переключается не резко, а плавно: уменьшая яркость свечения светодиода «Сеть».
4). Провода кабелей желательно заключить в ПХВ – трубки.
5). В режиме «Сеть» перегорание предохранителя не сопровождается погасанием светодиода.
Положительные моменты:
1). Корпус устройства получился практически бесплатным.
2). В отличие от других поделок, в устройстве применены не четыре, а всего одна крепёжная бонка с резьбой М4.
3). В корпусе оставлено немножко свободного места для возможной модернизации устройства.
4). Устройство облегчает работу ремонтников и настройщиков аппаратуры, особенно когда требуется часто контролировать ток, потребляемый нагрузкой.
Советы и пожелания любителям модернизаций.
1). Рекомендую «заглубить» гнёзда для амперметра.
2). Зелёный светодиод «Батарея» лучше бы применить белого цвета свечения. И цвет, и название режима будут начинаться с одной и той же буквы «Б».
3). На время заряда аккумуляторной батареи желательно дополнительным сдвоенным тумблером разрывать цепи питания.
4). При наличии изоленты, скрепляющей обе половинки корпуса, крепёжную бонку можно заменить винтом с гайкой для крепления платы.
На этом позвольте откланяться: улетаю на рынок радиодеталей для приобретения самовосстанавливающегося предохранителя к устройству лабораторного включения - 2. Как говорят англичане, See u soon!
Некоторые особенности изготовления УЛВ2
Рисунок 8.
Пробку для корпуса УЛВ2 можно взять, например, от флакона с гелем для стирки Vanish GOLD.
Рисунок 9.
Подойдут также пробки от освежающего ягодного напитка «Брусничный». Бутыль может быть ёмкостью 2, 4 или 6 литров. У всех бутылей пробки одинаковые: d = 50 мм.; высота h = 14,5 мм.
Рисунок 10.
Сначала в пробке стамеской вручную срезают внутренний уплотняющий бортик. Затем шилом намечают центры отверстий. В последнюю очередь сверлят отверстия: малого, среднего и большого диаметров (по порядку). Все отверстия первоначально желательно сверлить сверлом меньшего диаметра. Это позволяет в случае децентровки отверстия, «поправить» его надфилем.
Рисунок 11.
Плату для УЛВ2 можно сделать разделённой на клеточки размером 5х5 мм, но лучше не полениться и изготовить печатную плату (см. рисунки 4 и 5).
Рисунок 12.
Все детали, необходимые для изготовления УЛВ2. Бирки на кабелях предназначены для маркировки «Вход» и «Выход» или для знака «РТО».
Рисунок 13.
Дата изготовления сока с пробки смывается многократным протиранием ветошью, смоченной в спирте. Пазы в отверстии под держатель предохранителя пропиливаются треугольным надфилем. Ограничитель хода надфиля сделан кусочком изоленты так, чтобы ширина пропиливаемого паза составила 3 мм.
Рисунок 14.
УЛВ2 в сборе, но со снятой задней крышкой и не подпаянным плавким предохранителем.
Рисунок 15.
УЛВ2, работающий в режиме «БАТ» («Батарея»). Ток, потребляемый нагрузкой (резистором 10 кОм) составляет 0,74 мА.
Рисунок 16.
УЛВ2, работающий в режиме «Сеть» (от сетевого БП). Через УЛВ2 подаётся питание на мультиметр (Батарея мультиметра разрядилась и мультиметр запитали от сетевого БП).
Рисунок 17.
Для того чтобы корпус УЛВ2 без перекоса лежал на рабочем столе или прикреплялся к стальной вертикальной поверхности, к задней стенке корпуса рекомендуется приклеить два цилиндрических магнита. Штрих код товара из 6 магнитов 4260107491170 .
Примечание
В статье использованы ребус УЛВ2 №1 и загадки радиотехнической тематики ЗРТ2 №163, 159, 161 и 162.
Литература: 1. Гостехиздат УССР. Справочник радиолюбителя под редакцией В. Огиевского. Киев, 1957 год. Стр. 32.
