Zpátečka na elektře – teorie, aneb jak to vidí elektrikář
Autor: NovakO <@>, Téma: Elektronika (nejen) pro modeláře, Vydáno dne: 07. 12. 2007Celé to vlastně spískal Jirka svým článkem o zpětném světlometu na elektru na svých stránkách www.jirkacbx.wz.cz, který doporučuju nejprve přečíst včetně následné diskuze.......
Dokonce bych si v této souvislosti dovolil poznamenat, že kam čert nemůže (= o co by se elektrikář normálně ani nezajímal), nastrčí Jirku (= neelektrikář s chutí se do elektriky pouštějící....). Že já ten článek vůbec četl – už první přečtení mě donutilo napsat reakci (Jiří sorry, ale některé výrazy a popis člověku elektricky znalému pravdu trhají uši...) a tím byl červíček do hlavičky zahlodán a musel jsem se tím chtě-nechtě začít zabývat, už také jen proto, že mí kolegové se ihned chytili (jak se jedná o „neštěstí“ druhého - tedy moje, to se hned přidají, že...) a začali se do toho také šťourat (tak vám tedy pěkně děkuju...), čímž červíčka v mé hlavě zvětšili na pořádného červa. Tak jsem tedy zvedl hozenou rukavici a kouknul se na to očima modeláře - elektrikáře - elektronika, i když zatím jen teoreticky, na praxi se dostane později – praktické poznatky znalého (tedy snad mne) a neznalého (Jirka) pak budeme moci porovnat, i když je už teď jasné, že v neznalosti je síla a že to bude na rozdíl ode mne Jirkovi fungovat!
Začal jsem tak, jak jsem zvyklý, tedy nákresy (schema) a popisy jednotlivých variant zapojení automatického rozsvěcení zpětného světlometu při couvání modelu (jak vletný název pro jednu LEDku, že...). Ze základní diskuze vzešly 3 varianty, pracovně jsem je nazval „Varianta 1 – tzv. Jirkova“ (pouze dioda pro polaritu napájení), „Varianta 2 – tzv. Mírova“ (přidán stabilizátor pro stálý svit LED) a nakonec „Varianta 3 – tzv. Ondrova“ (řešení pomocí RC spínače ovládaného pulzy pro couvání). No, jak by řekl Míra – „ty s tím naděláš....“, ale co sranda musí být a šéfredaktor (Míra) si objednal článek, tak se snažím......
K jednotlivým variantám se pokusím do tohoto článku vložit obrázky schémat, snad to bude dostatečně čitelné, je to jen v ruce, neměl jsem čas ani chuť to kreslit v PC, zájemcům to mohu poslat také v .pdf.
A teď k jednotlivým variantám:
1) varianta 1
popis – dioda D1 propouští k LED diodě LD1 napětí pouze při couvání (obrácená polarita), velikost odporu R1 je potřeba počítat při nejvyšším možném napětí, které se může na LD1 dostat (Ubat - UD1 - ULD1 : ILD1, tj. 7,2V - 0,7V - 4V : 0,035mA, nejbližší vyšší v řadě 82Ohm, hodotu odporu je možno změnit praktickým měřením), regulace otáček motoru pomocí PWM LED diodě nevadí.
plus - naprosto jednoduché zapojení, minimum součástek, minimální šance něco při zapojování pokazit (je tak, Jiří?), velmi nízké pořizovací náklady, funkčně naprosto jednoduché a bez možných provozních problémů, malé rozměry.
minus – z jednoduchého zapojení vyplývají i některé nectnosti, z nichž největší je změna svítivosti LED při změně otáček motoru, tj. při pomalé jízdě bude LED svítit méně než při rychlé jízdě, jak moc se bude změna svítivost projevovat ověří až praktické zkoušky zapojení (čehož se dobrovolně ujal Jiří, že!)
2) varianta 2
popis – použitím stabilizátoru IO1 se eliminuje změna svitu LED diody při změně otáček motoru, ostatní zapojení a princip je stejný jako u var.1, kondenzátory C1,C2 mají za úkol chránit IO1 před rušením z použité regulace otáček PWM, která může rušit činnost stabilizátoru – jak moc může mít regulace PWM vliv na činnost stabilizátoru (a např. jeho životnost) by dokázal odpovědět nějaký více erudovaný teoretik (což já rozhodně nejsem!) a nebo praktické zkoušky zapojení. Velikost odporu R1 není třeba počítat, měřením byla hodnota pro daný typ LED (W18C PBF) a napájení 5V určena na 39Ohmů.
plus – stále jednoduché zapojení s minimem součástek a i nízkou pořizovací cenou (především při použití 78L05), malé rozměry (při použití 78L05). Hlavní výhodou je od určitých otáček motoru (=rychlosti jízdy, =napětí na motoru atd.....) stejný svit LED diody (lepší při L4940V5)
minus – požití více součástek, větší rozměry a cena (při L4940V5), větší šance něco při zapojování pokazit (je tak, Jiří?), to určitých otáček (zvláště při 78L05) stejné vlastnosti jako u var.1. Použití stabilizátoru pro nižší napětí znemožňuje úbytek na LED diodě asi 3,5V (katalogově 4V).
3) varianta 3
popis – použití RC spínače odstraňuje skoro všechny „nectnosti“ jednodušších variant a jako jediné si zaslouží přívlastek „to pravé modelářské“ (no, nedalo mi to, abych si takto nerýpl do některých kolegů modelářů.....) a při použití „pokročilejších“ variant RC spínačů umožňuje nastavení funkce podle přání uživatele případně využití dalších funkcí některých RC spínačů. Ovládání spínání zpětného světla je pomocí pulzů z přijímače, nastavení okamžiku sepnutí světla se provádí nastavením RC spínače (sepnutí při couvání). Napájení RC spínače (a tím i LED diody) je možné buď z pohonné baterie (kde ale také dochází ke kolísání napětí, pouze však v rozsahu asi 1,8V, je menší než u var. 1 a 2) a nebo ještě lépe z dostatečně dimenzovaného BEC obvodu (stálé napětí 5V, odpor pro danou LED 39Ohm)
plus – všechny, které vyplývají z využití „pravé modelářské varianty“
minus – větší váha a rozměry, vyšší pořizovací cena, další zatížení BEC obvodu (pokud ho neobsahuje použitý RC spínač), u RC spínačů, které neumožňují nastavit okamžik spínání na couvání nutnost použití invertoru řídícího signálu a z toho vyplývají negativa – rozměry, hmotnost, cena ap.Vhodnost jednotlivých RC spínačů lze ověřit praktickými zkouškami (což se chystám udělat s RC spínači, které mám k dispozici)
Tak, toto byla trocha teorie a dále nezbývá než začít praktické zkoušky, jejich výsledky popíšu později. Teď už mě zbývá jen odpovídat na všetečné otázky a komentáře, takže, směle do mě!
Poznámka nejen pro Jirku – kdyže to nakousneš otázku brzdových, směrových, dálkových, obrysových, parkovacích a mlhových světel, případně osvětlení SPZ? A co takhle autentický zvuk WRC motoru? No, raději končím, abych si nekoledoval ......
Dokonce bych si v této souvislosti dovolil poznamenat, že kam čert nemůže (= o co by se elektrikář normálně ani nezajímal), nastrčí Jirku (= neelektrikář s chutí se do elektriky pouštějící....). Že já ten článek vůbec četl – už první přečtení mě donutilo napsat reakci (Jiří sorry, ale některé výrazy a popis člověku elektricky znalému pravdu trhají uši...) a tím byl červíček do hlavičky zahlodán a musel jsem se tím chtě-nechtě začít zabývat, už také jen proto, že mí kolegové se ihned chytili (jak se jedná o „neštěstí“ druhého - tedy moje, to se hned přidají, že...) a začali se do toho také šťourat (tak vám tedy pěkně děkuju...), čímž červíčka v mé hlavě zvětšili na pořádného červa. Tak jsem tedy zvedl hozenou rukavici a kouknul se na to očima modeláře - elektrikáře - elektronika, i když zatím jen teoreticky, na praxi se dostane později – praktické poznatky znalého (tedy snad mne) a neznalého (Jirka) pak budeme moci porovnat, i když je už teď jasné, že v neznalosti je síla a že to bude na rozdíl ode mne Jirkovi fungovat!
Začal jsem tak, jak jsem zvyklý, tedy nákresy (schema) a popisy jednotlivých variant zapojení automatického rozsvěcení zpětného světlometu při couvání modelu (jak vletný název pro jednu LEDku, že...). Ze základní diskuze vzešly 3 varianty, pracovně jsem je nazval „Varianta 1 – tzv. Jirkova“ (pouze dioda pro polaritu napájení), „Varianta 2 – tzv. Mírova“ (přidán stabilizátor pro stálý svit LED) a nakonec „Varianta 3 – tzv. Ondrova“ (řešení pomocí RC spínače ovládaného pulzy pro couvání). No, jak by řekl Míra – „ty s tím naděláš....“, ale co sranda musí být a šéfredaktor (Míra) si objednal článek, tak se snažím......
K jednotlivým variantám se pokusím do tohoto článku vložit obrázky schémat, snad to bude dostatečně čitelné, je to jen v ruce, neměl jsem čas ani chuť to kreslit v PC, zájemcům to mohu poslat také v .pdf.
A teď k jednotlivým variantám:
1) varianta 1
popis – dioda D1 propouští k LED diodě LD1 napětí pouze při couvání (obrácená polarita), velikost odporu R1 je potřeba počítat při nejvyšším možném napětí, které se může na LD1 dostat (Ubat - UD1 - ULD1 : ILD1, tj. 7,2V - 0,7V - 4V : 0,035mA, nejbližší vyšší v řadě 82Ohm, hodotu odporu je možno změnit praktickým měřením), regulace otáček motoru pomocí PWM LED diodě nevadí.
plus - naprosto jednoduché zapojení, minimum součástek, minimální šance něco při zapojování pokazit (je tak, Jiří?), velmi nízké pořizovací náklady, funkčně naprosto jednoduché a bez možných provozních problémů, malé rozměry.
minus – z jednoduchého zapojení vyplývají i některé nectnosti, z nichž největší je změna svítivosti LED při změně otáček motoru, tj. při pomalé jízdě bude LED svítit méně než při rychlé jízdě, jak moc se bude změna svítivost projevovat ověří až praktické zkoušky zapojení (čehož se dobrovolně ujal Jiří, že!)
2) varianta 2
popis – použitím stabilizátoru IO1 se eliminuje změna svitu LED diody při změně otáček motoru, ostatní zapojení a princip je stejný jako u var.1, kondenzátory C1,C2 mají za úkol chránit IO1 před rušením z použité regulace otáček PWM, která může rušit činnost stabilizátoru – jak moc může mít regulace PWM vliv na činnost stabilizátoru (a např. jeho životnost) by dokázal odpovědět nějaký více erudovaný teoretik (což já rozhodně nejsem!) a nebo praktické zkoušky zapojení. Velikost odporu R1 není třeba počítat, měřením byla hodnota pro daný typ LED (W18C PBF) a napájení 5V určena na 39Ohmů.
plus – stále jednoduché zapojení s minimem součástek a i nízkou pořizovací cenou (především při použití 78L05), malé rozměry (při použití 78L05). Hlavní výhodou je od určitých otáček motoru (=rychlosti jízdy, =napětí na motoru atd.....) stejný svit LED diody (lepší při L4940V5)
minus – požití více součástek, větší rozměry a cena (při L4940V5), větší šance něco při zapojování pokazit (je tak, Jiří?), to určitých otáček (zvláště při 78L05) stejné vlastnosti jako u var.1. Použití stabilizátoru pro nižší napětí znemožňuje úbytek na LED diodě asi 3,5V (katalogově 4V).
3) varianta 3
popis – použití RC spínače odstraňuje skoro všechny „nectnosti“ jednodušších variant a jako jediné si zaslouží přívlastek „to pravé modelářské“ (no, nedalo mi to, abych si takto nerýpl do některých kolegů modelářů.....) a při použití „pokročilejších“ variant RC spínačů umožňuje nastavení funkce podle přání uživatele případně využití dalších funkcí některých RC spínačů. Ovládání spínání zpětného světla je pomocí pulzů z přijímače, nastavení okamžiku sepnutí světla se provádí nastavením RC spínače (sepnutí při couvání). Napájení RC spínače (a tím i LED diody) je možné buď z pohonné baterie (kde ale také dochází ke kolísání napětí, pouze však v rozsahu asi 1,8V, je menší než u var. 1 a 2) a nebo ještě lépe z dostatečně dimenzovaného BEC obvodu (stálé napětí 5V, odpor pro danou LED 39Ohm)
plus – všechny, které vyplývají z využití „pravé modelářské varianty“
minus – větší váha a rozměry, vyšší pořizovací cena, další zatížení BEC obvodu (pokud ho neobsahuje použitý RC spínač), u RC spínačů, které neumožňují nastavit okamžik spínání na couvání nutnost použití invertoru řídícího signálu a z toho vyplývají negativa – rozměry, hmotnost, cena ap.Vhodnost jednotlivých RC spínačů lze ověřit praktickými zkouškami (což se chystám udělat s RC spínači, které mám k dispozici)
Tak, toto byla trocha teorie a dále nezbývá než začít praktické zkoušky, jejich výsledky popíšu později. Teď už mě zbývá jen odpovídat na všetečné otázky a komentáře, takže, směle do mě!
Poznámka nejen pro Jirku – kdyže to nakousneš otázku brzdových, směrových, dálkových, obrysových, parkovacích a mlhových světel, případně osvětlení SPZ? A co takhle autentický zvuk WRC motoru? No, raději končím, abych si nekoledoval ......