On-line LM317 kalkulator
Koliko cesto ste imali potrebu da napravite nekakav ispravljac ili naponski regulator za napajanje raznih elektronskih uredjaja? 🙂
Evo jedan simpatican online kalkulator koji ce vam pomoci oko proracuna vrednosti potrebnih elementata koji se koriste uz dobro poznati LM317 linearni naponski regulator.
Shema i proracun su napravljeni univerzalno tako da mogu da pokriju sve situacije gde vam ne treba veca struja od 1.5A i veci napon od 37V sto su prakticno i limiti ovog LM317.
Posaljite komentar ukoliko imate predloga za unapredjenje ovog kalkulatora ili neku ideju za drugu cesto koriscenu kalkulaciju u elektronici.
Hi-End Bridge LM3886TF Audio amplifier
Elektricnu shemu High End audio pojacivaca baziranoj na 2 x LM3886TF u mostnom spoju (bridge-mode) autora Dragoljuba Aleksijevica – Macola koju predstavljam u ovom clanku je prva iz serije potpuno novih i originalnih konstrukcija audio pojacivaca koje poseduju odlicne zvucne i prakticno laboratoriske tacne karakteristike. Ova konstrukcija je osmisljena kao “Open Hardware” DIY projekat i predstavlja rezultat visedeceniskog iskustva autora u linearnoj tehnologiji.
Prikazani audio pojacivac primenjuje nekoliko tehnickih resenja iz laboratoriske merne tehnike u cilju dobijanja sto boljih zvucnih karakteristika koje mogu da se porede sa veoma skupim komercialnim uredjajima upotrebom poznatog i lako dostupnog LM3886TF integrisanog kola.
Osnovni vodeci princip ove kosntrukcije se zasniva da rezultujuci zvucni signal osim sto treba da ga “valjano” pojacamo prakticno treba dovesti na sam zvucnik sto je tehnicki gledano prilicno zahtevno. Tehnicke anomalije (induktivne i kapacitivne karakteristike) i gubici u kablovima koji nastaju i proporcionalno rastu sa svakim metrom kabla i Watt-om upotrebljene snage, predstavljaju jedan od vecih uzroka izoblicenja audio signala pa je zato ovde primenjen takozvani “remote sensing” tj princip da povratnu informaciju o zvucnom signalu neophodnu za ispravan rad audio pojacivaca uzimamo sa samih prikljucnih konektora zvucne kutije ili samog zvucnika koji moze biti vise desetina ili stotina metara udaljen od pojacivaca cime se nastale anomalije u kablu prakticno ponistavaju dovodeci do osetno boljih perfomansi ovog audio pojacivaca u poredjenu sa velikim brojem konstrukcija koje nemaju nikakve spoljasne povratne veze.
Prakticna realizacija povratne sprege se svodi na upotrebu bakarne parice (slicna telefonskoj zici ili parici iz LAN/UTP kabla) uz vec postojeci zvucni kabal koji prakticno vise ne mora da bude nekog preterano visokog kvaliteta ili poprecnog preseka.
Kao rezultat ovog pristupa sa “remote sensing” dobijamo veoma veliki damping faktor koji se krece do 1740 pri 500Hz i odlicnim frekvetnim odzivom od +/-0,25dB u opsegu 20Hz do 20KHz tj. -3dB u opsegu 1,8Hz do 180KHz. Takodje se primecuje da na izlazu iz pojacivaca nema nikakavih dodatnih R/C niti L clanova koji su u nekim drugim shemama prakticno bili pokusaji da se svi gore spomenuti problemi sa kablovima prevazidju na nivou pojacivaca.
Zanimljivo je da ova konstrukcija ima veliku imunost na “teska” kapacitivna opterecenja i kako autor navodi >8μF pri 1kH pri punoj izlaznoj snazi bez promena zvucnih karakteristika sto je bitan parametar ukoliko se koriste kompleksne zvucne skrektnice ili elektrostaticki-elektrodinamicki hibridni zvucnici nalik Martin Logan i sl.
Provereni koncept mostnog spoja sa dva (ili vise) integrisana pojacivaca dodatno dobrinosi ukupnom kvalitetu ove konstrukcije. O prednostima i nekim manama mostnog spoja mozete procitati vise u temi na ES forumu.
Za obradu povratne sprege i kontrolu izlaznog DC napona (servo) upotrebljen je dodatni visokokvalitetni dupli operacioni pojacivac LME49720 cime je postugnuta dugorocna stabilnost offset-a koja je manja od 500μV na prikljucnim konektorima na samom zvucniku ili zvucnoj kutiji uz ukupni shum pojacivaca od svega 1,5mVpp koji je distribuiran po celom spektru, prakticno beli sum.
Maksimalna izlazna snaga za koju autor tvrdi da je u domenu High End perfomansi je 70W RMS na 4Ω, ili oko 100W RMS na 8Ω. Neka buduca i tacna merenja (THD, SNR i sl) je ostavio nama da uradimo :).
ES tema vezana za ovu konstrukciju ovde.
Nastavak sledi …
DSP Radio USB Si570 Controller – Download
DSP Radio USB Si570 Controller (beta) verzija nakon malo testiranja i sa par novih funkcija je konacno dostupna za preuzimanje u binarnom formatu. Ova verzija nije savrsena ali je sasvim funkcionalna. Jedna od novih funkcija je ta da je moguce ukucati u polje za ucestanost direktno numericku vrednost koja ce biti poslata preko USB interfejsa ka Si570 oscilatoru tako da je moguce koristiti ovaj program za kontrolu oscilatora nevezano od DSP Radio aplikacije.
Program poseduje u sebi i nezavisni driver za komandno okruzenje (Contents/Resources/hidtest2) koji prakticno upravlja USB PIC 18F2550 kontrolerom baziranom na firmware-u objavljenoj na SourceForge stranici ovog projekta. Raspolozive opcije ovog drivera moguce je dobiti kucanjem u komandnom okruzenju (shell) “./hidtest2 -h”. Zamenom ovog drajvera sa adekvatnim u okviru aplikacionog paketa, moguce je koristiti ovu GUI aplikaciju i za druga HW/SW resenja za upvaljanje lokalnim oscilatorom SDR primopredajnika.
Preuzmanje aplikacije SDRBrowserV2.app.zip iz SVN repozitorijuma (putanja trunk > SDRBrowser > SDRBrowserV2.app.zip):
http://sourceforge.net/p/usbpicsi570/code/
EMI suppression
Evo jedan konkretan slikovit primer koliko moze da utice kvalitet NF kabla na prijem kod SDR prijemnika. SDR je zgodan za poredjenje jer se kod njega svi ti problemi tacno “vide” a naravno sve se to desava i kod klasicnin krijemnika samo se malo teze uocava. U ovom malom eksperimentu sam pustio prijemnik i u toku rada brzinski zamenio kablove kako bi tacno mogao da uporedim. U pitanju je kabal za povezivanje SDR prijemnika sa zvucnom karticom.
Kabal br 1 je rucno sastavljen sa dodatim EMI feritnim prstenovima (EMI suppression) za suzbijanje smetnji dok je br 2 kompletno fabricki bez feritnih prstenova.
Razlika je ocigledna, kod kabla br 2, brum i shum oko nulte ucestanosti (0 – 3kHz) je drasticno izrazen dok kod kabla br 1 to skoro da uopste nepostoji. Ova pojava se drasticno uvecava kada je prijemni signal nizeg inteziteta pa je neophodno da se izvrsi dodatno programsko pojacanje signala (software gain).
U ovom slucaju je masa od USB i masa od signalnog kabla bila potpuno/galvanski razdvojena. Kada sam probao sa spojenim masama (naravno sve zavisi od kompletne postavke racunara/zvucne kartice) dobio sam jos gomilu fleka (uspravne linije oko nulte ucestanosti veoma jakog intenziteta) koje su kod kabla br 2 bile drasticno izrazenije. Naravno, sam kvalitet kabla takodje ima veliki uticaj pa je preporucljivo za povezivanje SDR prijemnika sa zvucnom karticom koristiti sto je moguce bolji kabal posto je to “usko grlo” cele postavke. Svi ti problemi koji se vide na ekarnu se narvno i prakticno cuju kod prijema!
Posto suzbijanje smetnji kod radio uredjaja ima veliki uticaj na kompletan prijem, evo primer kako treba sve kablove koji ulaze i izlaze iz uredjaja dodatno “blokirati” sa feritnim prstenovima visokog permabiliteta. Na slici se vide dva kabla sa fabricki dodatim feritnim prstenovima dok su druga dva kabla rucno sastavljena.
Mislim da ce vam ovaj mali primer biti od koristi 😉
ZMSDR Si570 GUI Controller
Nakon USB drajvera za ZMSDR koji je pisan za shell okruzenje, dosao je na red i prateci GUI. Ovaj GUI interface je predvidjen za povezivanje DSPRadio SDR programa sa ZMSDR USB baziranim kontrolerom za Si570 i zasniva se na izvornom code-u SDRBrowser-a autora PA3BYA dok u pozadini koristi driver ciji je source code objavljen na SourceForge stranici.
Aplikacija je pisana u XCODE i bazirana na je Cocoa interfejsu. Trenutno je aplikacija u beta fazi i nakon testiranja ce biti dostupna za preuzimanje u binarnom formatu.
Merenje pomocu sweep generatora
Stigla merna tehnika 😉 …
Evo jedan zanimljiv primer merenja (dok sam probao instrumente) pomocu Sweep generatora (napredan vobler malo starije generacije) i osciloskopa u X/Y modu.
Za primer je uzet jedan prost BPF za 80m
Slika prakticno govori sve, ja sam samo malo docrtao radi lakseg razumevanja …
Nivoi atenuacije su ustanovljeni naknadno preko step atenuatora (100dB po 10dB korak i drugi 10dB sa 1dB korakom). Zanimljivo je kod ovog generatora da poseduje markere koji se mogu postavati na svakih 1, 10 ili 100MHz radi lakseg orijentisanja u prikazu. Izlaz iz filtera je povezan u fabricki detektor (VF ispravljac) potom u “marker in” sklop dok je “marker out” povezan na Y odklon (korekcija YU1AW, tnx!). X odklon je klasican testerasti (sweep) signal koji dalazi iz ovog generatora.
Bice zanimljvo iskoristiti ove sprave prilikom projektovanja sledece verzije ZMSDR-a. 😉
PS: Stigla mi je i jos jedna “prava” i “ludja” sprava za merenje ali o tome kada je malo “provalim” i napravim neka konkretnja merenja na trenutnom ZMSDR RX/TX
ZMSDR I/Q TX – 2. deo
Da li ste slusali mozda album od Disciple A Kitchme – I Think I See Myself On CCTV?
Sada mogu i ja da kazem slicno, I Think I See Myself On WebSDR! 🙂
Slika prikazuje prijem signala (ljubicasti spektar) koji salje ZMSDR (samo nosilac, bez modulacije) sa snagom od 5W na 520km udaljenoj lokaciji. Prijemni signal je relativno slab, S6 po “S” skali tj skoro na ivici prijema. I ovako slab signal je za mene odlican rezultat sto pokazuje da je TX koncept koji sam predstavio poptuno ispravan.
Sam I/Q modulator je vrlo malo izmenjen. OPA1632 diferencijalnog pojacivaca koji je uzgred mozda jedan od najboljih audio operacionih pojacivaca koje je Texas Instruments napravio, u mom konceptu se nije pokazao bas najsjanije. Ovaj OP je prilicno zahtevan po pitanju napona napajanja kao i potrebne struje. Posledicno ovaj OP se prilicno greje i bez ozbiljne dvoslojne PCB koja je projektovana tako da dodatno i odvodi toplotu, tesko da moze da se koristi. Takodje, njegova velika mana je sto ne moze da na svom izlazu daje napone koji su bliski naponu napajanja i samim tim gubimo deo snage koju moze da proizvede (non rail-to-rail).
Sa druge strane, THS4521 koji sam trenutno postavio u modulator je totalno druga prica. Ovo je Low Power, Low Noise, Rail-To-Rail diferencijalni operacioni pojacivac predvidjen za 5V napajanje. Sa ovim OP sam dobio vise snage sa nizim naponom napajanja (5V) u odnosu na OPA1632. Dodatno, ovaj OP se uopste ne greje pa je njegovo mesto u ZMSDR TX zagarantovano.
Naravno, 5W koje spominjem nisu dosli direktno iz modulatora vec od prostog single-band linearnog pojacivaca sa jednim IRF510 tranzistorom koji je spojen na izlaz iz modulatora. HF pojacivac je sklopljne po ovoj shemi uz malu modifikaciju, ulazni atenuator i RX/TX preklopnik je izbacen i koriscen je samo 80m-ski filter. Signal iz pojacivaca je dalje spojen na Inverted V antenu preko MFJ-945D antenske kutije. Tehnicki je potrebno dodati jos jedan mednju pojacivacki stepen izmedju I/Q modulatora i IRF510 kako bi dobili jos vise izlazne snage ali ja u mom slucaju nisam koristio – bilo mi je zanimljivije ovako.
Sledeca vrlo interesantna funkcija ovog ZMSDR I/Q modulatora se svodi na to da je moguce dobiti kako single-ended tako i diferencijalni izlaz iz modulatora prostim ukrstanjem 4 izvoda na CBT3253 (2. grana u kolu – protivfazno). Diferencijalni izlaz daje nekoliko vrlo bitnih prednosti. Kao prva je drasticno manje izoblicenje signala i bolja izolacija od lokalnog oscilatora. Ono sto je ovde poenta, ovakav diferencijalni signal mozemo dalje pojacati sa nekim opet vrlo pristupacnim brzim drajverskim IC koji mogu direktno da guraju gornju i donju granu jacih izlaznih FET tranzistore u push-pull pojacivacu cime izbegavamo koriscenje ulaznog transformatorskog kola za pojacivac koji je inace vrlo kritican i po pravilu problematican za nabavku dok sa druge strane dobijamo drasticno bolje karakteristike generisanog signala uz manje komponenti.
Posto je cela ova postavka prilicno interesantna za experimentisanje, bile su mi potrebne dodatne izmene u DSP Radio programu koji nazalost nije open source. Medjutim, kratak e-mail autoru Sebastianu Mrozeku DL2SDR sa nekoliko zahteva za izmenu su urodile plodom! Sebastian je u roku od par sati izbacio novu verziju DSP Radio 1.3.4 sa novim funkcijama te mu se ovom prilokom zahvaljujem na zalaganju. Nova verzija izmedju ostalog donosi i mogucnost da se sirina (bandwith) TX signala sada moze proizvoljno menjati isto kao i kod RX sto daje dodatne mogucnosti za upravljanje generisanim / modulisanim signalom. Sa ovom funkcijom je cak moguce napraviti i neku vrstu prostog mreznog analizatora ali o tome kada dodje vreme.
Kako napuniti akumulator za automobil sa punjacem od Netbook – 2. deo
Zbog velikog interesovanja za ovaj clanak u ovim ledenim zimskim danima kada vecina vozaca ima problema sa akumulatorskim baterijama u svojim automobilima, postavljen je drugi deo ovog clanka sa novim i korisnim informacijama. Prvi deo clanka ovde.
Zasto se olovni akumulator prazni na niskim teperaturama?
Tehnicki gledano, olovni akumulator se ne prazni sam od sebe na niskim temperaturama ali zbog takvih uslova moze doci do smrzavanja tecnosti (elektrolita) u samom akumulatoru sto drasticno otezava njegovo ispravno funckionisanje pa dobijamo utisak da je oslabio ili da se ispraznio. Lagano “otoplavanje” na sobnoj temperaturi tokom 10-ak sati moze povratiti vas akumulator u upotrebu (do sledeceg smzavanja). Posledicno, ova pojava nas tera da svoj automobil vise “verglamo” i onda dolazimo u situaciju da stvarno ispraznimo akumulator pa je punjenje neminovno.
Kako utice spoljasnja temperatura na rad olovnog akumulatora?
Uticaj spoljasnje temperature ima veliki uticaj na rad akumulatora. Ekstremno visoke temperature (preko 50C°) tehnicki ne smanjuju njegov kapacitet ali uticu na njegovo “starenje” tj radni vek zbog moguceg isparavanja elektrolitske tecnosti i dodatno mogu uticati na samo-praznjenje. Ekstremno niske temperature sa druge strane imaju drasticno vidljiviji efekat. Na temperaturama koje su manje od +20C°, sa svakim stepenom nize, kapacitet akumulatora opada za 1%. Na temperaturama od oko -20C°, kapacitet akumulatora se moze smanjiti za citavih 70% sto nas dovodi u nezgodnu situaciju da ne mozemo “upaliti” automobil. Sledeci grafikon prikazuje zavistonst kapaciteta u odnosu na temperaturu:
Kako uopste napuniti olovni akumulator?
Na ovo prosto pitanje, postoji prost odgovor, pomocu punjaca! Medjutim, nemamo svi u kuci spreman punjac akumulatora pa je dovijanje pomocu stapa-i-kanapa neophodno.
Dakle, da bi smo napunili akumulator neophodan je izvor jednosmerne struje (ispravljac / punjac). Snaga tog izvora (“amperaza”) nam direktno utice na vreme punjenja. U tu svrhu prakticno nam moze posluziti bilo koji ispravljac koji daje izmedju 17 – 22V. Isuvise nizak napon ispravljaca (tehnicki ispod 14V) nece uopste dovesti do punjenja akumulatora dok previsok napon moze dovesti do pregorevanja ispravljaca – akumulatoru nece da fali nista! Ispravljaci od laptop ili netbook / notebook racunara upravo imaju taj raspon izlaznog napona. Ispravljaci od mobilnih telefona, minijaturni “sa buvljaka” ili od druge sitne elektronike nazalost ne mogu da posluze u ovu svrhu, jednostavno, preslabi su za ovu namenu.
U prvom delu ovog clanka je detaljno opisano kako to uraditi uz pomoc najobicije auto halogene sijalice i punjaca za netbook racunar. Moram napomenuti da je sijalica OBAVEZNA jer nam ona stiti sam punjac od prevelike struje / opterecenja. Prakticno mozemo koristiti bilo koju 12V sijalicu, ali zavistno od njenje snage zavisice i struja punjenja tj potrebno vreme punjenja. Sto jaca sijalica, krace vreme punjenja i obrnuto. Ukoliko se vas ispravljac od racunara pocne grejati vise nego sto je to uobicajeno za njegov normalan rad, postavite slabiju sijalicu u kolo.
Kako povezati akumulator na ovako improvizovan punjac?
Sledeca shema/skica prikazuje kako povezati akumulator “redno” preko sijalice na punjac/ispravljac.
Dodatna pitanja?
Posaljite komentar. 🙂
DOPUNA (11.08.2012)
Ukoliko zelite da napravite dobar i tesko unistiv punjac sa svim potrebnim zastitama i kontrolama (vojna verzija) predlazem vam da pogledate ovu Macolinu konstrukciju postavljenu na EliteSecurity forumu:
Nov ZMSDR PIC firmware i USB kontrolni program
Posle izrade TX prototipa koji sam predstavio u predhodnom postu, doslo je na red da se malo i PIC firmware izmeni.
Nov PIC firmaware verzije 1.2 sadrzi novu opciju za upravljanje predajnikom (prebacivanje RX/TX). Ova opcija je relativno prosta i njena funkcija se svodi samo na ukljucivanje i iskljucivanje napona na RA2 pinu od PIC kontrolera koji se dalje koristi za relejni preklopnik (kod antene) i zaustavljanje/startovanje de/modulatorskog kola kako bi izbegli da prijemnik radi dok je ukljucen predajnik i obrnuto.
Za kompletiranje TX funkcije bilo je neophodno i modifikovati medju-program (u mojoj postavci) SDRBrowser koji je zaduzen za “slusanje” programskih dogadjaja koje proizvodi DSPRadio. Prakticno, kada se u DSPRadio ukljuci predaja, SDRBrowser prepozna taj “dogadjaj” i shodno tome posalje komandu PIC kontroleru za ukljucivanje predajnika.
SDRBrowser u ovom trenutku nije Open Source tako da sam izvorni code za Mac OS X dobio direktno od autora Gerrit Polder PA3BYA kome se ovom prilikom zavaljujem.
Svi spomenuti programi, PIC firmware (hex), USB kontrolni program (source) i modifikovani SDRBrowser (binary) su dostupni na SVN repozitorijumu ZMSDR projekta na adresi http://sourceforge.net/p/usbpicsi570/code/.
ZMSDR I/Q TX
Prica o SDR predajniciima zahteva razumevanje rada SDR prijemnika. ZMSDR prijemnik je baziran na duplo balansirajucem “Tayloe” mikser-u. TX zahteva prakticno iste elemente ali signale je neophodno poslati u suprotnom pravcu. Ideja da se koristi jedan isti sklop uz upotrebu relejnih prekidaca je zanimljiva kada se pogleda da je na trzistu dostupan minijaturni “reed” releji koji je predvidjen za rad na visokim ucestanostima. Detalji oko ovoga uskoro.
Za predajnik je dakle neophodan modulaciski sklop koji nase I/Q signale iz programa mesa sa podesenom ucestanoscu lokalnog oscilaora kako bi se kao rezultat tog mesanja dobio signal na izabranoj ucestanosti i osobina koje smo postavili iz SDR programa.
Sledeca slika prikazuje spektralni izgled I/Q signala koji se generisu iz DSPRadio programa.
Prakticna realizacija modulatorskog (mikser) sklopa se svodi na upotrebu CBT3253 prekidackog kola dok se komplementarni I i Q signali dobijaju upotrebom diferencialnog pojacivaca OPA1632.
Ovaj HF predajnik moze raditi u opsegu 0 – 30MHz i prakticno sa svim vrstama modulacija (SSB, LSB, CW, FM, AM, DRM i ostali digitalni modovi). Ucestanost lokalnog oscilatora (LO Input) mora biti 4 puta veca tj isto kao i kod prijemnika.
Update 1: Kratak update, gore prikazani koncept se pokazao kao ispravnim i mali prototip koji sam napravio ovako je PRORADIO!
Update 2: situacija sa ovom shemom postaje sve zanimljivija. Posle malo testiranja, koncept sa diferencijalnim pojacivacem se pokazao kao jako dobar jer njegova simetricna struktura u potpunosti “lezi” ovoj nameni. Evaluacijom sheme dosao sam do zakljucka da izlazni transformator NIJE potreban kao ni druga grana miksera tj izlaz sa nozice 9 iz CBT3253 (eventualno paralelnim povezivanjem obe grane mesaca mozemo prepoloviti njegove gubitke tj prepoloviti unutrasnji otpor prekidackih elemenata). Takodje prvi rezultati daju veoma dobar rezultat sto se tice izlazne snage. Po mojem pre-eliminarnom merenju, moguce je dobiti 100-150mW snage sa SSB modulacijom direktno iz samog mesaca! Jos jedna zanimljiva stvar lezi u tome da cak ni negativno napajanje za operacione pojacivace nije neohodno, uz malu posledicu da gubimo deo izlazne snage zbog cinjenice da ovi pojacivaci nisu “reail-to-rail”. Upotrebom alternativne varijante kao npr THS4521 diferencijalnog pojacivaca (rail-to-rail output) i ovaj problem bi verovatno bio resen uz opciju da je moguce kompletan sklop napajati samo sa jednostrukih +5V bez degradacije perfomansi! I zadnja bitna izmena, kondenzatori na izlazima pojacivaca (koji su za prijemnik sluzili kao integrator) takodje NISU potrebni. Jos jedna fina stvar vezana za ove pojacivace i njegovog “bias” (2 nozica) ulaza lezi u tome da smo tako izbegli 10-ak elemenata koji su u nekim drugim slicnim shemama sluzili za simetriranje DC ofseta sa leve i desne strane mesaca – ovde se to radi automatski! Jedina mana (ako to uopste moze da se tako i nazove) lezi u tome da je neophodno koristiti opornike (R1 – R8) sa veoma malom tolerancijom, reda 1% ili manje kako bi odrzali apsolutnu simetriju diferenijalnog pojacivaca.
Update 3: Postavljena prva verzija sheme SDR I/Q modulatora
73 de YU3MA
YU3MA.net 