Elektronické počítadlo k ruční vrtačce pro vinutí induktorů

[Lojza1]

Předkládám zde konstrukci, která si svou složitostí jistě nenajde četné následovatele. Tak asi spíš jen jako ukázku míry použitelnosti stavebnice CMOS 4000 půlstoletí po jejím vzniku. Je to obousměrné počítadlo otáček vřetene vrtačky s přednastavením a s trochu komplikovanějším postupem automatického vypínání motoru. V kombinaci s běžnou ruční vrtačkou s plynulou regulací otáček mačkáním spouště lze efektivně motat nejrůznější induktory, i když mačkající prst musí jemně držet otáčky dost nízko. Stiskem tlačítka START na počítadle se nastaví požadovaný počet závitů a z něho se pak během vinutí odečítá až do nuly. Řešení takové úlohy mikrořadičem by bylo při výrobě mnohem méně pracné a mohlo by například vypnout motor včas úměrně aktuální rychlosti otáčení vřetene, aby se zastavilo tak akorát na nule. Moje řešení motor vypíná na třech fixních počtech otáček před nulou, konkrétně 27,9 - 7.9 - 0.9, následně na nule a při otáčení vřetene kterýmkoliv směrem od ní.
Napevno zadrátovaná konstrukce z logických obvodů má ale přece jenom nějaké výhody. Její životnost nestojí a nepadá s trochou elektronů v plovoucích hradlech paměti programu a s možností najít a nějak vypálit program znovu, už v časech jiných operačních systémů atd. Celkově při použití více drobnějších pouzder tradičních logických obvodů není moc omezený počet logických výstupů ani napětí na nich, což je příznivé pro použití kontrastního LCD konstruovaného pro nemultiplexní provoz. Katalogové údaje obvodů stavebnice CMOS 4000 uvádějí limit pro klidový napájecí proud několik řádů nad typickou hodnotou. U součástek od normálního výrobce lze s trochou štěstí sestavit zařízení s klidovou spotřebou velmi malou. Například můj prototyp odebírá ze zálohovacího knoflíkového lithiového článku proud 10 nA a vybil by ho takto za nějaké tisíce roků; přitom řídicí deska sestává z 35 pouzder od různých výrobců. Ale alternativní řešení s vhodným mikrořadičem by v tomto ohledu mohlo být srovnatelně dobré, když ani neuvažuji o využití paměti flash v řešení bez zálohovacího článku. Shrnuto, předkládané řešení není špatné, ale je co do náročnosti na výrobu značně luxusní a přece jen ne tak složitě se chovající, jak by asi ještě mohlo být přínosné. Já jsem už zůstal u CMOS 4000, když jsem takto vytvořil dokonalejšího následovníka mého starého podstatně jednoduššího počítadla. Předkládám schéma prototypu a schéma trochu vylepšené podle poznatků, které jsem získal při jeho odladění.
Dodatečně upozorňuji, že v nevyzkoušené verzi improoved jsem našel chybu jako nečekaný důsledek změny zapojení. Na třetí stránce vlákna je opravená verze, zde jsem starou odstranil.
Primární lithiový článek CR2032 má, jak jsem zjistil, zvláště ke stáru opravdu hodně velký vnitřní sériový odpor. Aby se při ještě nějak živém starém článku počítadlo při zapnutí zbytečně nezresetovalo, změnil jsem teď v prototypu rezistor R1 z 10k podle původního schématu nově na hodnotu M1. V novější verzi schématu to tak už je.

[Lojza1]

dále několik fotografií

[Lojza1]

vnitřek počítadla

[Lojza1]

displej

[Lojza1]

displej mimo řádný rozsah

[Lojza1]

jen pro úplnost k prototypu mapka řídicí destičky

[samponek]

Ty jo, to musely být stovky hodin práce
Taky to tak mám, při stavbě zesilovače počty obvodů a součástek narůstají až se to zastavilo na 41 čipech a 64 tranzistorech.

[Lojza1]

Pracoval jsem na tom někdy od začátku července, když jsem zavzpomínal, jak je vymyšlené původní počítadlo, jehož schéma jsem tenkrát někam založil a už jsem ho pak nenašel. A došlo mi, že při té jednoduchosti logiky v něm musí být chyba, což jsem pokusem i ověřil - při opakované změně směru vznikla a kumulovala se nepřesnost. Reálně to nevadilo, ale měl jsem potřebu to vymyslet bezchybně a navrhnout lépe (použitelněji) i blokování motoru. Byla to brutální prokrastinace pod tíhou akutních úkolů. Snad skoro týden pak ještě zabrala výroba krabičky. Včera nafoceno, po pěti nebo šesti týdnech mizerné životosprávy konečně hotovo. Ono překvapivě hodně času zabralo kreslit schéma tak, aby se dobře čitelné vešlo na A4. Což jsem si mohl odpustit, ale s ohledem na ebastlírnu jsem se o to od začátku snažil.
Je tady vlákno "Co nebrat v Hadexu". Hodně součástek jsem použil odtamtud. Nádherný je LCD Tesla, který ještě vidím v nabídce Denkla - Hedex je dávno doprodal. Některé součásti z Hadexu jsou i novodobé a přesto použitelné. Osvědčily se drátky pro ovíjené spoje. Vyzkoušel jsem si metodu ostře zahnout vývody objímek IC přes okraj otvorů v destičce, drátek pak prostrčit vedlejším otvorem, přes vývod objímky napřed jen zachytit a až nakonec zapájet. Jde to rychleji i při opravách nedopatření a výsledek je fajn. Samotné papírové univerzální destičky jsou hodně tenké a jakoby vratké, ale vlastně jinak za tu cenu perfektní. Když jsem na destičce síťového zdroje trafopáječkou odstraňoval měděné kroužky v oblasti mezi primární a sekundární částí, bylo vidět, že drží mnohem lépe, než třeba na starém tuzemském laminátu Gumon. Použitelné jsou i síťové zásuvky a vypínač. Problematický je materiál krabičky - polystyren. Ale nic vhodnějšího jsem v sortimentu prodejců nenašel.

[lesana87]

To schéma je naprosto dokonale nepřehledné.

[Lojza1]

[lesana87]

[samec]

To už aj netlist je čitateľnejší. Tú schému môže oceniť snáď len milovník rébusov, alebo abstraktného umenia. Mrzí ma, že znova niečo kritizujem, ale ako technik sa zaujímam hlavne o technické riešenie a to je bez vyyriešenia Einsteinovej hádanky nečitateľné. K dizajnu sa môžem vyjadriť len neutrálne, slovom retro. Znova sa mi chce citovať Pelišky.

[Lojza1]

Lesana87: Cílená ne. Je to výsledek snahy vejít se na A4. Zkusil jsem to a vím, že to není výsledek ideální. Je to kompromis. Dá se to vytisknout (spíš černobíle) a dá se to i pochopit (spíš na monitoru barevně). Jiná složitá schémata dříve vyžadovala slepovat více papírů a tomu jsem se zkusil vyhnout.

[Lojza1]

samec: Nejsme v tom ve sporu. Je to retro, jak jsem i implicitně uvedl. Ano, schéma je hodně zhuštěné. Vešlo se takto na A4. Ano, dalo to spoustu práce a přitom je to taková blbost. Neberu to jako kritiku, neboj.

[asdf]

Moc pěkné. To schéma je vážně super.