ВИДЕО
Рецензия от бота Алисы
Список сокращений, применённых в статье ПСГ2
ДНВ - датчик наклона и вибрации.
ПП – печатная плата.
ПСГ2 - Простой синусоидальный генератор - 2.
ПСГ2 является малогабаритной конструкцией, содержащей два одинаковых генератора гармонического сигнала, и предназначенной для проверки и настройки УЗЧ. Например, вот этого: УМЗЧ .
ДНВ (датчик наклона и вибрации).
Главная отличительная особенность ПСГ2 заключается в использовании малогабаритного источника питания – литиевой батареи CR2032 с рабочим напряжением +3 Вольта.
Вторая отличительная особенность ПСГ2 в том, что для уменьшения тока, потребляемого ПСГ2 от источника питания, в разрыв цепи «+» включены два кремниевых диода с прямым падением напряжения 0,7 х 2 = 1,4 Вольта.
Третья отличительная особенность ПСГ2 в том, что в нём имеется экономичный (с током потребления 200 мкА) индикатор включения питания «Вкл».
Четвёртая отличительная особенность ПСГ2 в том, что у генератора отсутствует традиционный выключатель питания. Функцию выключателя выполняет малогабаритный ДНВ типа SW520D.
Пятая отличительная особенность ПСГ2 - для его изготовления не требуются самодельные намоточные изделия (катушки индуктивности). Вместо них используются готовые реле РЭС49.
Основной недостаток модуля ПСГ2 – сравнительно небольшой диапазон перестройки частоты синусоидальных генераторов.
Составные части ПСГ2
ПСГ2 (см. рисунок 1) состоит из:
- литиевой батарейки GB1 фирмы GP CR2032, имеющей выходное напряжение 3 Вольта;
- Датчика SQ1 наклона и вибрации типа SW-520D, выполняющего функцию включателя питания;
- суперъяркого светодиода HL1 «Вкл.» красного цвета свечения с токоограничительным резистором R3;
- цепи из двух последовательно соединённых кремниевых диодов VD доп., понижающих напряжение GB1 c 3 Вольт до 1,6 Вольт;
- двух одинаковых генераторов (левого и правого каналов).
Для краткости изложения перечислим состав только левого канала. Он на рис 1 изображён сверху и состоит из:
- фазосдвигающих частотно зависимых элементов R1 R2 C1 C2;
- обмотки реле L1;
- биполярного транзистора VT1 структуры n-p-n;
- разделительного конденсатора C3;
- регулятора амплитуды выходного напряжения;
- Г-образного звена фильтра постоянного тока, собранного на оксидном конденсаторе C4 и дросселе Др1 типа ДМ0,1;
- общего для обоих каналов гнезда XS1 / XS1.1 «Выход».
В данной разработке автором впервые опробованы элементы GB1 (батарея типа CR2032) и датчик SQ1 наклона и вибрации SW-520D. Поэтому ниже приводятся собранные в разных источниках их подробные технические характеристики.
Технические характеристики батареи CR2032
Элементы питания CR2032 имеют форму диска и вес 2,8 г…3,2 г. Они построены на базе системы литий/диоксид марганца (Li/MnO2) с твердым катодом из диоксида марганца. В соответствии со стандартом МЭК в обозначении типа любого элемента Li/MnO2 присутствуют буквы CR. Следующие за этими буквами цифры определяют типоразмер элемента.
В ПСГ2 применена батарейка литиевая GP (производство Гонконг). Форм-фактор CR2032 - Диск («Таблетка») в зарубежной. классификации - coin. Температура при максимальной нагрузке = +27 °C. Напряжение 3 В. Напряжение без нагрузки 3,336 В. Ток короткого замыкания 0,3 А. Внутреннее сопротивление 5,06 мОм. Номинальная ёмкость = 210 мА/ч. Рабочий температурный диапазон -20°C …+70°C. Температура хранения 0 ... +30°С. Саморазряд = 2% или менее в течение 1 года. Время разряда (до уровня 2,7 Вольта) 1100 часов при R нагрузки = 15 кОм и температуре 23°C.
Номинальный разрядный ток = 0,2 мА. Максимальный ток разряда длительный = 3,0 мА. Максимальный ток разряда импульсный = 15,0 мА.
Технические характеристики ДНВ SW-520D
Датчик SQ1 наклона и вибрации SW-520D является широко распространенным датчиком наклона роликового типа, состоящим из двух проводящих элементов (полюсов, или контактов) и проводящей свободной массы (шара качения), заключённого в том же корпусе. Когда ДНВ ориентирован контактами вниз, стальной шарик замыкает полюса и сопротивление контактов стремится к нулю. При напряжении 12 Вольт коммутирует ток до 20 мА. Габаритные размеры: D = 5,5 мм.; h =12 мм; длина выводов – 10 мм; расстояние между выводами 2,5 мм. В интернет магазине MCU имеет артикул 00284 и цену 18 рублей (на 17.05.2023).
Оба канала ПСГ2 собраны по схеме близкой схеме RС-генератора с фазосдвигающими цепями. Однако за счёт использования индуктивности (обмотки реле) вместо одного из элементов фазосдвигающей цепочки, в нём использовано меньшее количество элементов. При этом диапазон питающего напряжения гораздо шире и начинается с 1,2 Вольта.
Порядок работы с ПСГ2
Включение питания ПСГ2 осуществляется переворотом его корпуса на 180 градусов. После этого напряжение с батареи GB1 + 3 Вольта (через понижающие диоды VD доп.) поступает на входы левого и правого каналов ПСГ2 (на правые - по рисунку 1 - выводы дросселей Др1 и Др1.1). Индикаторная цепь HL1-R3 питается непосредственно от GB1 напряжением 3 Вольта.
Необходимая амплитуда выходного сигнала устанавливается переменными резисторами RP1 и RP1.1 (для левого и правого канала - соответственно). Для настройки УМЗЧ это может быть от 0,8 до 1 Вольта эффективного значения, что соответствует размаху от 2,24 до 2,8 Вольта («размах» - удвоенную амплитуду - удобнее считывать по осциллографу).
По окончании работы с ПСГ2 не следует забывать выключить питание, перевернув изделие на 180 градусов.
Примечание. Выключить питание также можно повернув изделие на 90 градусов. Однако это будет менее устойчивое состояние режима «Выключено», особенно в случае появления вибрации. Поэтому лучшим признаком выключенного питания будет отсутствие свечения HL1.
Замена отслужившей батареи производится откручиванием 4 гаек М3 со стороны этикетки «Режим «Выкл.»». После снятия чёрной пластиковой крышки, батарейка GB1 вынимается из цилиндрического отсека - держателя с помощью монтажного пинцета. Пинцетом нужно сжать два металлических рычажка удержания батарейки в отсеке - держателе. После этого батарейка сама (под действием подпружиненного контакта-лепестка «минус») должна выскочить из отсека-держателя.
Установка новой батарейки делается с соблюдением полярности («плюсом» вверх) лёгким нажатием на корпус батарейки до защёлкивания металлического рычажка над корпусом батарейки.
Результаты первого включения ПСГ2
ПСГ2 работоспособен при U и.п. = +1,2 ... +4 Вольта. При большем U и.п. начинает срабатывать реле L1 и появляются искажения выходного сигнала. Частота выходного сигнала зависит от сопротивления R2 (750 ... 6,8 кОм) и может изменяться от 1000 Гц до 330 Гц (соответственно).
Рабочий режим VT1 устанавливается подбором сопротивления резистора R1* (22 ... 120 кОм). Возможно логическое (0/1) управление работой ПСГ2, подачей U упр. (управляющего напряжения) на верхний вывод R1, отключённый от + U и.п.
Напряжение выходного сигнала зависит от U и.п. (+1,2 ... +3 В) и изменяется соответственно от 1,5 Вольта до 4 Вольт (размах).
I потр. одного канала = 0,8 ... 2 мА при U и.п. (+1,2 ...+3 В) (соответственно).
Емкость конденсатора С4 может быть от 1 до 47 мкФ. Оксидный конденсатор может быть заменён керамическим.
Настройка ПСГ2
Настройка ПСГ2 может заключаться в установке частоты генерации выходного сигнала, например, 600 Гц или 1 кГц вращением шлица подстроечных резисторов R2 и R2.1 (для левого и правого канала - соответственно).
В случае появления искажений синусоиды (которые особенно заметны на нижних частотах), следует убедиться, что ёмкости конденсаторов С1 и С2 равны. Допустимый разброс ёмкостей не должен превышать 1-2 %. Также, возможно, потребуется уточнить режим работы генератора резистором R1*.
При необходимости изменить яркость свечения HL1 «Вкл», подбирают номинал резистора R3. Это может понадобиться при использовании в позиции HL1 других (менее ярких) типов светодиодов.
Детали ПСГ2
В ПСГ2 применены постоянные резисторы ОМЛТ, С2-23, С2-33. Конденсаторы C1, C2, C1.1, C2.1, C3, С3.1 керамические типа КМ, К10-17 или зарубежного производства. Остальные конденсаторы оксидные типа К50-35 или зарубежного производства, например, серии CFM фирмы «Maron» или серии ТК фирмы «Jamicon». Дроссели Др1 и Др1.1 типа ДМ0,1. Транзисторы VT1 и VT1.1 КТ315Г можно заменить КТ3102 или КТ315 с любым буквенным индексом. Красный светодиод HL1 с повышенной светоотдачей ARL2-5113URC можно заменить красным FYL-5013URC или жёлтым ARL-5013UYC. Вместо электромагнитных реле РЭС49 (002) можно использовать малогабаритный капсюль ТМ-2В от ушного телефона. При увеличении размеров корпуса - телефонный капсюль ТК-67. Вместо GB1 CR2032 можно применить CR2025. Высота батарейки CR2025 не 3,2 мм, а 2,5 мм. Поэтому в отсеке, рассчитанном на батарейку CR2032, возможно придётся просто слегка подогнуть контактный лепесток «минус».
Время разряда батарей GP до уровня напряжения 2,7 В и 2 В (при постоянной нагрузке сопротивлением 3 кОм и температуре +25ºС) составляет 128 час и 241 ч. (соответственно). Источник информации: «Сравнительное тестирование батарей CR2032, используемых для питания сенсорных тегов WST-#». В ПСГ2 GB1 работает на нагрузку 750 Ом (или 1,5 кОм - при использовании 1 канала генератора). Проверено, что ПСГ2 сохраняет работоспособность при снижении напряжения до 1,2 Вольта, а практически целесообразный уровень снижения напряжения для CR2032 составляет 2 Вольта. Таким образом, ожидается, что CR2032 в составе ПСГ2 должна проработать не менее нескольких десятков часов.
Информация любителям улучшать схемы
1). В корпусе ПСГ2 имеется достаточно места для установки в позиции GB1 двух элементов типоразмера ААА – size с рабочим напряжением 1,5 Вольта. Это позволит значительно увеличить срок службы батареи
2). Вместо аккумуляторного питания для ПСГ2 можно применить сетевое питание от адаптера (блока питания) с рабочим напряжением от 5 до 10 Вольт.
3). В верхней крышке корпуса можно просверлить два отверстия диаметром 3,2 мм. (под отвёртку) над подстроечными резисторами R2 и R2.2 для оперативной регулировки частоты обоих каналов ПСГ2. Правда, при этом потребуется эстетическая доработка рисунка фальшпанели.
Печатная плата ПСГ2 выполнена из односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 50 х 37 х 1,5 мм (см. рисунки 2 и 3). Диаметр отверстий на печатной плате под радиоэлектронные компоненты – 0,8 … 1 мм, под соединительные проводники - 1…1,2 мм, под крепёжные отверстия – 3,2 мм.
Рисунок печати – «трассировка печатной платы» – (см. рисунок 3) может быть перенесён на медную фольгу методом термопереноса. О методе термопереноса рисунка трассировки ПП (печатной платы) 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:
Большинство радиоэлектронных компонентов ПСГ2 (кроме датчика SQ1, аккумулятора GB1, HL1-R3 и потенциометров RP1 и RP1.1) расположено на печатной плате, которая устанавливается в корпусе мыльницы прямоугольной формы размерами 100 х 60 х 25 мм. Светодиод на трении вставляется в отверстие диаметром 4,8 мм. Вывод «минус» светодиода укорачивается и к ней на расстоянии 5 мм припаивается резистор R3. Противоположный вывод R3 и вывод «плюс» светодиода HL1 подключаются двумя изолированными проводниками к плате расположения GB1 и SQ1 (см. эскиз на рисунке 11).
Варианты фальшпанелей смотрите на рисунках 4А … 4Ж:
С обратной стороны корпуса (со стороны где прикручиваются 4 гайки М3) скотчем шириной 50 мм, приклеивается понравившаяся часть этикетки (рисунок 5).
Рисунок 5. Этикетка.
Вырезанные и «заламинированные» прозрачным скотчем рисунок фальшпанели и этикетка приклеиваются клеем ПВА к зачищенным мелкой шкуркой нужным местам корпуса. Сушка ведётся под прессом (с прокладкой из впитывающей влагу бумаги) в течение 24 часов.
Уважаемые читатели!
Предлагаем Вашему вниманию гуманитарный блок к статье ПСГ2. Первая часть гуманитарного блока – четыре загадки радиотехнической тематики.
Загадка-шарада №1.
Первую часть вы из снега слепите
и плотною коркой его назовите.
Дальше - три буквы у пчёл повстречайте; двухбуквенным «КА» опус сей завершайте.
Может быть, вам в большей степени понравится другая загадка. Попробуйте прочитать подсказку:
Загадка №2.
Синоним искомого - в жезле ГАИ,
но пайку на трассе ты всё ж не ищи.
Проверь, что «состряпал», да КИП подключи
и ДЕЛО своё не спеша заверши.
А вот и предпоследняя - третья загадка – с аналогичной подсказкой и совсем не трудная.
Загадка №3.
Если расчёт схемы вам помогает,
но результат вас слегка огорчает,
рекомендации нужно вершить,
чтобы ПРОЦЕСС «на ура» завершить.
Загадка №4.
Сначала паяльник к сети подключите
и выводы нужных деталей лудите.
Проверьте, спаяйте, замерьте - потом;
ПРОЦЕСС интересный закончив притом.
Вторая часть гуманитарного блока – ребус ПСГ2 №1. Он является дублирующим заданием к загадкам. Если ни одна загадка не отгадана, то разгадайте ребус (см. рисунок 6).
Рисунок 6.
Полный ответ к ребусу ПСГ2 №1:
По полному ответу к ребусу несложно выделить ответ и проследить почему так, а не иначе читаются рисунки, составляющие ребус. Большое пожелание - не заглядывать сразу в ответ, а попытаться разгадать ребус.
Ответ к ребусу ПСГ2 №1:
Разгадав загадки или ребус, следует ввести ответ в строку «Пароль» файла «PSG2_4work». Тогда вы сможете, получить комплект КД для изготовления ПСГ2, и в качестве бонуса готовый к термопереносу (в масштабе = 1:1) отражённый рисунок трассировки печатной платы. Также, Вы сможете в открытом виде прочитать ответ к ребусу №1. Архив файла «PSG2_4work» можно скачать здесь:
«Рецензия» на ПСГ2 от бота Алисы
Текст рецензии по рекомендации Алисы читает актриса Татьяна Шитова.
Начну, пожалуй, с критических замечаний.
1). Включение переворачиванием это оригинально, но не очень удобно. К тому же провода перекручиваются и в конце концов оборвутся.
2). Концы четырёх стоек не закрываются гайками и будут царапать стол в режиме «Включено». Концы стоек можно укоротить. Но вдруг стойки с длинной резьбой вновь понадобятся!?
3). Не подписано назначение потенциометров.
4). В условиях вибрации и тряски датчик наклона в качестве выключателя питания вряд ли будет целесообразен.
Ой, кажется, я не оставила и камня на камне от ПСГ2! Хотя к новшествам поначалу всегда относятся настороженно.
Теперь – о достоинствах поделки.
1). В корпусе имеется свободное место, а это реальная возможность для улучшений, дополнений и различных доработок.
2). Хороша фальшпанель изделия. Повышает настроение настройщикам. Только не отвлекала бы их от работы. Не нужно также забывать переворачивать картинку по окончании работы. Ведь для отключения питания корпус ПСГ2 переворачивается.
3). Хорошо, что для схемы не требуются самодельные индуктивности. Многие радиолюбители не любят связываться с намоткой.
4). В статье ПСГ2 есть рекомендации по уменьшению потребляемого тока, а это немаловажно для малогабаритной батарейки.
И в заключение, советы изготовителям поделки.
1). Я бы трёхвольтовую батарейку заменила полуторавольтовым элементом типоразмера AAA-size.
2). 4 стойки с резьбой М3 можно дополнить полноценными ножками или на выступающую резьбу накрутить гайки-колпачки.
3). На передней панели корпуса есть резервное отверстие. Его можно использовать для установки разъёма для подключения сетевого блока питания или мигающего светодиода – индикатора разряда батареи.
4). Вместо двух одинарных потенциометров я бы применила сдвоенные. Слева получится регулятор «Уровень», а справа - регулятор «Частота».
Ой, ой, ой!!! Снова с моего пришвартованного флиполёта звучит искажённый сигнал «На обед!». Захвачу ваш простой генератор, чтобы проверить усилительный тракт сигнализирующего устройства флиполёта. А за это, я в следующий раз привезу с Фобоса сдвоенные потенциометры для доработки ПСГ2. Их недавно списали по завершению финансирования устаревшей программы межзвёздных войн. Вижу цель и не вижу препятствий.
Посоветуйте мне спешить, не спеша и на затемнённом космодроме не перепутать мой аппарат с аппаратом недружественного агента с Венеры. До встречи! See you soon!
Для того, чтобы послушать рецензию бота Алисы на мобильном устройстве вы можете воспользоваться QR - кодом: 
Некоторые особенности изготовления ПСГ2
Рисунок 07.
Разметку чёрной тиснёной пластиковой крышки делаем «очерчивая» шилом верхнюю половинку мыльницы.
Рисунок 08.
Чёрную пластиковую крышку, которая имеет толщину 2 мм, вырезаем ножницами по металлу и дорабатываем на плоском напильнике.
Рисунок 09.
Разметка и сверление 4 отверстий диаметром 3,2 мм в чёрной крышке выполняется методом кондуктора. В качестве кондуктора используется корпус с уже просверленными отверстиями. Следует заметить, что без зажатия струбциной метод теряет своё главное свойство – точность разметки.
Рисунок 10.
Эскиз доработки корпуса (большей половинки от мыльницы) ПСГ2 разметкой центров отверстий и их сверлением.
Рисунок 11.
Слева – формы и размеры наклеек из самоклеящейся плёнки. В верхнем правом углу - эскиз платы, на которой размещены держатель батарейки GB1, дополнительные диоды VD доп. типа КД522Б и ДНВ SQ1. Красными линиями обозначены линии разреза медной фольги. Эти линии разреза выполнены с обратной (фольгированной) стороны платы.
Рисунок 12.
Радиоэлектронные компоненты, применённые в ПСГ2. Общие для обеих каналов ПСГ2: батарея GB1 и её держатель (с двух сторон), SQ1, HL1, R3, XS1. Остальные детали показаны в количестве, необходимом для одного канала.
Рисунок 13.
Калибровка тестера («Testing …») при напряжении питания 8,9 Вольта, поданного с лабораторного БП.
Перед установкой конденсаторов С1 и С2 (а также С1.1 и С2.1) на ПП, проверяем их ёмкость. Выбираем пары, ёмкости которых отличаются не более, чем на 1-2 %.
Рисунок 14.
Измеренная емкость конденсатора, зажатого между «крокодильчиками» №1 и №2, равна 3,174 нФ.
Рисунок 15.
Каждая из 4 стоек с двухсторонней резьбой М3 (для скрепления двух частей корпуса ПСГ2) дополнены тремя латунными гайками М4, что обеспечить необходимую высоту пространства внутри корпуса.
Рисунок 16.
Сверху - пластиковая крышка (тиснением наружу) с закреплёнными на ней четырьмя стойками. Снизу - все составные части ПСГ2, размещённые в корпусе. Вид на печатную плату - со стороны деталей.
Рисунок 17.
Работу ПСГ2 можно проверить на слух, при помощи гарнитуры из двух по-отдельности включённых капсюлей с импедансом 1600 Ом (каждый). Низкоомные (50 Ом) наушники не проверялись.
Рисунок 18.
Защита фальшпанели и этикетки от влаги выполнена «ламинированием» с помощью прозрачного скотча шириной 50 мм.
Рисунок 19.
ПСГ2 во включённом состоянии. Светится красный LED HL1. Рисунок фальшпанели пока не приклеен.
Рисунок 20.
ПСГ2 в выключенном состоянии. Красный LED не светится. Потребляемый ток равен нулю.
Рисунок 21.
КД (конструкторская документация) для изготовления ПСГ2.
Рисунок 22.
Проверка работы ПСГ2 подключённого ко входу стерео УМЗЧ, имеющему входное сопротивление 60 кОм (режим «Выключено»).
Примечание: в статье ПСГ2 использованы ребус ПСГ2 №1, загадки ЗРТ2 № 223, ЗРТ2 №222, ЗРТ2 № 224, ЗРТ2 №225.
