Chronolite - Детали и печатные платы, советы по сборке

Опытные радиолюбители, возможно, сочтут советы излишне подробными. Но пусть они примут во внимание, что советы рассчитаны на любителей пневматического оружия, которые для изготовления Chronolite, возможно, впервые возьмут в руки паяльник.

Но даже опытным радиолюбителям стоит заглянуть на cтраницу "Технологии изготовления" (и для них там может найтись что-нибудь новое и полезное). А новичкам это надо сделать обязательно!

Применяемые детали

Список деталей, из которых собирается Chronolite, можно просмотреть в виде текстового файла или скачать в виде архива (0,8 Кб). Есть даже фотография комплекта деталей (в этот комплект включен стабилизатор напряжения 7805).
Описания и фотографии некоторых деталей собраны в разделе "Справочные материалы".

Индикатор

В качестве индикатора рекомендуется BA56-12SRWA (их выпускает Kingbright), они широко распространены. Буквами (одной или двумя) между цифрой 12 и буквами WA обозначаются цвет и яркость индикатора; если не будет SR (сверхъяркий красный) можете взять любой другой. Например, "Y" - цвет желтый, яркость "обычная".
А вот буква A (которая BA56) - крайне важна! Это значит, что сегменты разрядов имеют общий анод.
В зависимости от применяемого индикатора и желаемой яркости его свечения номиналы резисторов R3..R9, возможно, потребуется изменить (скорее всего, это будет номинал 360..910 Ом).
Можно применить другой трехразрядный семисегментный индикатор с общим анодом, например A363SR. Но при этом следует учесть не только разницу в яркости индикации. Строго говоря учитывать надо не яркость, а ток, который протекает по сегментам индикатора; чем больше ток - тем больше яркость; но если превысить максимально допустимый для данного индикатора ток - сегмент сгорит. Вот ток сегментов и ограничивается резисторами R3..R9. Учитывать надо и возможное отличие в размерах, расстояниях между контактами и цоколевке.
В разделе "Справочные материалы" приведены описания индикаторов BA56-12 и некоторых других.

Детали оптопар

Постарайтесь приобрести именно те фотодиоды и фототранзисторы, которые даны в списке (L-34F3C и L-32P3C). Они имеют наружный диаметр 3 мм. Вместо них можно взять фотодиоды L-53F3C и фототранзисторы L-51P3C. Характеристики у них практически те же, только наружный диаметр составляет 5 мм., это менее удобно для монтажа в трубке хронографа. Характериситик настолько близки, что Вы можете применять пары L-34F3C и L-51P3C (или L-53F3C и L-32P3C).
В разделе "Справочные материалы" приведены описания фотодиодов и фототранзисторов.

Кварцевый резонатор

Обычно его фамильярно называют просто "кварц". Вам нужен кварц на 20 мегагерц (краткое обозначение MHz или МГц). Сейчас широко распространены резонаторы в корпусах HC-49/U и HC-49/S ("усеченный", "лодочка"). Свойства и качество от корпуса не зависят. Обратите внимание - выводы длинные, цилиндрические. Еще бывают для поверхностного монтажа, корпус точно такой же, но выводы - плоские, короткие, разведены в стороны. Можно поставить и такой, аккуратно распрямив ему ноги; но придется увеличить диаметр отверстий в печатной плате.

Питание устройства

Изначально планировалось использовать в устройстве батареи "Крона". Но "Кроны" хватает не надолго. Можно использовать 4 батареи "АА" или "ААА", соединенных последовательно. Можно вместо батарей использовать аккумуляторы подходящего размера.
Для размещения батарей (или аккумуляторов) выпускаются и есть в продаже специальные отсеки питания.

Стабилизатор питания

Настоятельно рекоменуется применять стабилизатор LP2950-5.0, который упомянут в списке. Возможная замена - стабилизаторы 78L05, 78M05 и 7805. Они различаются мощностью (током, который они способны через себя пропускать). LP2950-5.0 и 78L05 расчитаны на ток до 100 mA (миллиампер), и при использовании индикатора большой яркости, да еще светящего "на полную катушку", могут греться слишком сильно. 78М05 пропустит через себя ток в 500 mA - этого для питания Chronolite более чем достаточно. А 7805 может выдать целых 1,5 А Но применение стабилизаторов 78L05, 78M05 и 7805 нежелательно, так как они "съедают" для своих личных нужд слишком много напряжения от источника питания.
Если Вы будете использовать для питания Chronolite аккумуляторы, то стабилизатор лучше вообще не ставить. Аккумуляторы типоразмеров "AA" и "AAA" выдают не 1,5V, а 1,2V; стало быть, 4 последовательно соединенных аккумулятора выдадут 4,8V. В самый раз. Стабилизатор в этом случае лучше вообще не ставить, так как он (даже LP2950-5.0) в этом случае только будет расходовать энергию попусту. Но есть одна тонкость - сразу после окончания зарядки напряжение аккумулятора может быть выше 1,2V. Проверьте напряжение на батарее аккумуляторов сразу после зарядки: если оно выше 5.2V, то немного подождите включать хронограф - можно повредить микропроцессор.
Или поставьте стабилизатор, но соедините его вход и выход отключаемой перемычкой (например, джампером; "рога" джампера можно выпаять из какого-нибудь ненужного компьютерного ISA-контроллера или отпилить от разъема типа PLS). На свежем комплекте батарей Вы будете его включать, а на подсевшем - можно отключить и прибор проработает еще какое-то время. Но будьте осторожны, не забудьте его снова включить при установке свежих батарей!

Печатная плата

На сегодняшний день разработаны несколько вариантов печатных плат. Они подготовлены для изготовления платы с помощью "Лазерно-Утюжной Технологии" (ЛУТ). ЛУТ описана в разделе "Технологии изготовления" и во многих других местах на просторе Интернета.
Статей про ЛУТ очень много, даже, пожалуй, слишком много. И про технологию фотошаблонов статей тоже очень много. И очень много споров про то, что лучше - ЛУТ или технология фотошаблонов, у кого дорожки тоньше, а у кого хрен толще...
Поэтому хочу обратить Ваше внимание на то, что Вам не нужна СУПЕРточность; Вам не нужна СУПЕРтонкость дорожек и Вам не нужна СУПЕРузкость промежутков между дорожками. Вам нужно сделать одну вполне конкретную, небольшую и, вдобавок, довольно простую печатную плату. Материалов, имеющихся в разделе "Технологии изготовления", на мой взгляд, для этого вполне достаточно. Если захотите совершенствоваться в этом искусстве, то загляните в раздел "Полезные ссылки".

Программа "Sprint Layout"

Ниже предлагаются три варианта печатных плат. Все они подготовлены с помощью программы Sprint Layout. Чтобы воспользоваться любым из предлагаемых вариантов печатной платы Вам придется скачать архив Sprint Layout (400 Кб).
С помощью этой программы Вы сможете не только распечатать образ печатной платы для переноса на текстолит, но и сделать в плате небольшие изменения, если это потребуется. А потребоваться это может, например, если Вы приобрели индикатор не соответствующий по размерам тому индикатору, на который расчитана предлагаемая плата. Или если Вы захотите установить на плату кнопку выключения питания, или положить электролитический конденсатор "на бок", или подвинуть детали для того, чтобы сделать крепежное отверстие и т.д. и т.п.

Вариант Julbu

              
(двойной клик на рисунке, чтобы скачать архив)         (двойной клик на рисунке для посмотра фото)

Вариант Rishelie

              
(двойной клик на рисунке, чтобы скачать архив)         (двойной клик на рисунке для посмотра фото)

Вариант Sky

Вариант с обычными (Through hole) деталями              Вариант с деталями для поверхностного монтажа
               
(двойной клик на рисунке, чтобы скачать архив)         (двойной клик на рисунке, чтобы скачать архив)

Оба варианта платы содержатся в одном файле на отдельных закладках. В том же файле (на одельной же закладке) есть и плата для программатора JDM.

Каким будет Ваш хронограф


Вот и настало время решить для себя каким должен быть Ваш вариант исполнения хронографа. Если он весь (вместе с деталями печатной платы) должен надеваться на ствол, а винтовка у Вас - мощная ППП, то исполнение должно быть весьма добротным в плане надежности. Может быть, Вам стоит разделить датчики и само устройство, соединив их кабелем? Но если Вы собираетесь носить его с собой постоянно, то, конечно, Вам гораздо больше подойдет моноблочное исполнение, такое, как у хронографа S04 (или S06). А если Вы собираетесь пользоваться им изредка, и только дома, то может быть его можно сделать и безкорпусным?
Решать Вам. Но лучше - именно на данном этапе.

С чего начинается хронограф

Наверное, Вы удивитесь - но он начинается с коробочки. С той коробочки, в которая станет корпусом Вашего устройства. Если вы начнете с изготовления платы, то потом, возможно, вам понадобится просверлить крепежное отверстие через микропроцессор. Или загнуть край текстолитовой печатной платы на 7 миллиметров.
Гораздо проще не доходить до таких крайностей после сборки устройства, а сначала напечатать один из вариантов платы на картоне (напечатать на бумаге и наклеить на картон) и поприкладывать эту картонку к коробочке.
Загляните в справочный листок по батарейным отсекам. Вам подойдет батарейный отсек на 4 (или 6) батарей "АА" (или "ААА"). Посмотрите какие они (отсеки) вообще бывают. Вы можете поставить и "Крону", но у нее очень маленькая емкость, хватать ее будет не надолго. Прикиньте, какой батарейный отсек Вы можете раздобыть (или выломать из какой-нибудь игрушки, или изготовить самостоятельно). Сделайте его габаритный макет из пенопласта или еще из чего-нибудь подходящего.
И вот, вооружившись этой картонной платой и пенопластовым батарейным отсеком подбирайте подходящую коробочку. Когда вы это сделаете,то окончательно поймете, какого размера и конфигурации должна быть печатная плата у Вашей конструкции. Советую не полениться и вырезать и ее "финал релиз" из картона тоже, разметить на ней крепежные отверстия и убедиться что все встает на свои места и детали при этом остаются целыми.
Просверлите или проколите на этой картонной плате отверстия под выводы деталей и убедитесь, что приобретенный Вами индикатор точно ставится в предназначенные для его выводов отверстия. И микросхемы тоже. И кнопки...
Поставте на нее все крупногабаритные детали и посмотрите как готовая плата будет вписываться в выбранный Вами корпус. Может быть, Вам придется поискать электролитический конденсатор меньшей высоты (кстати, при использовании батарейного питания можно смело уменьшать его емкость до 10 или даже до 5 микрофарад), может быть поискать кварцевый резонатор в низком корпусе (HC-49/S), а может быть - поискать более высокие наконечники для кнопок или сделать эти наконечники самостоятельно.
Кстати, от этой второй картонной платы будет еще одна польза: она будет для Вас шаблоном при вырезании из фольгированного текстолита заготовки печатной платы устройства.

Чем продолжается хронограф

Да Вы уже наверное догадались - трубочкой. Той трубочкой, в которой будут установлены оптопары. Трубочка должна быть достаточно жесткой, чтобы не мяться и не гнуться. Она не должна быть хрупкой. У нее должны быть достаточно толстые стенки (в тонкой фотодиод или фототранзистор будет болтаться). Она должна очень плотно надеваться на ствол Вашего оружия, так как неплотность даст перекос (несоосность); а отсутствие соосности со стволом в лучшем случае увеличит погрешность измерений, а в худшем - пуля попадет в деталь оптопары.
Совсем будет замечательно, если Вам удастся организовать резьбовую посадку хронографа на ствол.
При изготовлении необходимо как можно точнее выдержать расстояние между оптическими осями оптопар.
Расстояние между торцами деталей оптопары должно быть порядка 13 мм. Если будет меньше - велик риск отстрелить датчик пулей. Будет больше - уменьшится мощность потока ИК-лучей, хронограф будет менее устойчив к загрязнениям; оптопары придется чистить чаще. Хотя на практике в отдельных реализациях Chronolite это расстояние увеличивались до 25 мм и хронограф работал достаточно устойчиво.
Есть два подхода к установке деталей оптопар. Некоторые предпочитают, чтобы детали оптопары не выступали из стенки трубки вообще, так меньше вероятность их повредить. Но так их труднее чистить. И есть вариант, при котором под оптопары сначала сверлится канал диаметром 2 мм., а потом он рассерливается до диаметра 3 мм. на такую глубину, чтобы деталь чуть-чуть, буквально на 0,3..0,5 мм. выступала из стенки своей сферической частью. Так ее проще чистить, но можно повредить пулей.
Не расчитывайте на то, что Вы будете прижимать трубку к стволу пальцами. Нормальную соосность так обеспечить не реально. Известны случаи, когда люди отстреливали по нескольку датчиков за день. Хотя они очень старались держать трубку как следует. Ладно, может датчиков Вам не жалко - так пальцы пожалейте! Свои ведь. Больно ведь...
Кстати, сделайте из написанного правильный вывод о том, что Вам, возможно, когда-нибудь потребуется заменить детали оптопар. Так что не стоит ставить их "на неизвлекаемость". Пользуются заслуженным успехом два вида установки - фиксация деталей оптопары термоклеем или обтягивание термоусадочной трубкой.
Загляните в раздел "Чертежи". Возможно, Вы найдете там что-то полезное для себя или у Вас появятся какие-нибудь светлые идеи.

Фотографии готового устройства

От Julbu


         (двойной клик на рисунке, чтобы его увеличить)

От Бармалея

                        (двойной клик на рисунке, чтобы его увеличить)                        (двойной клик на рисунке, чтобы его увеличить)

Корпус, который Вы видите на этих фотографиях, имеет внутренние размеры,123х62х23 мм. Одну стойку, скрепляющую половины корпуса, пришлось удалить для того, чтобы поместился батарейный отсек

Очень много фотографий есть в архиве (4 Мб) темы-прародительницы этого сайта.

На cтраницу "Схема, плата, прошивка - обстоятельно"
На cтраницу "Описание устройства"
На главную страницу