ATM - Vyhřívání dalekohledu proti orosení
Slunce právě teď:
Počasí:
Doporučuji:

Obsah návodu a odkazy na jednotlivé kroky:

Motivace

Už mockrát se mi stalo, že jsem při focení musel bojovat s nepříjemným rosením objektivů. Musel jsem přerušovat focení a fénem čočku odrosit, nebo dokonce focení ukončit pokud fén nebyl po ruce. Proto jsem se začal poohlížet po nějakém vyhřívacím systému, který by s rosou zatočil. Na stránkách všech renomovaných astro prodejců se takovéto systémy dají pořídit, ale za až absurdní ceny.
Proto jsem se rozhodl pro stavbu svého vlastního zařízení, které bude levné, bude mít malou vlastní spotřebu, půjde nastavit výstupní výkon, bude informovat o stavu baterie, bude hlídat, aby nedošlo k jejímu zničení kvůli podbití a půjde sestavit z běžně sehnatelných součástek. Po nějaké době přemýšlení se mi opravdu povedlo postavit takové zařízení, které tyto podmínky splňuje bez jediného kompromisu.
Skoč na seznam odkazů

Popis zapojení

Zařízení se skládá ze dvou hlavních částí:
  • 1) IO 741 v zapojení jako komparátor s hysterézí (v levo)
  • 2) IO 555 v zapojený jako AKO (v pravo)
Schéma zapojení

1) IO 741 funguje jako hlídač baterie, který odpojí zátěž pokud klesne napětí pod nastavenou mez (u Pb baterií 10,5V). Tato mez se nastavuje trimrem R9. Jako referenční napětí se bere nap. na zenerově diodě D4. Pokud je napětí na R6 větší než na invertujícím vstupu pak je na výstupu komparátoru log. 1. Přes odpor R3 je zavedena hystereze cca 0,5V, která zajistí že při napájecím napětí blízkému zvolené mezi nezačne komparátor zběsile překlápět výstupní stav. Na výstupu komparátoru je LED, která při log. 1 svítí a při log. 0 její jas poklesne cca na polovinu. Dále na pravo je dělič napětí, který má za úkol upravit výstupní úrovně, tak aby jimi bylo možné ovládat sepnutí IO 555.
2) IO 555 zodpovídá za regulaci výkonu a spínání zátěže. Jde o astabilní klopný obvod u kterého lze ovládat šířku pulzů. Obvod kmitá (je připojena zátěž) pokud je na vstup RES přivedena log.1. Nastavení šířky pulzu je možné pomocí potenciometru R7 a to v rozsahu 1-99% periody. Odpor R1, R7 a kondenzátor C1 nastavují frekvenci kmitání AKO. Když je na výstupu OUT log. 1 je připojený tranzistor BD239C otevřený a sepne zátěž (připojena na JP4 a JP5) díky tomu, že tranzistor pracuje ve spínacím režimu, tak jsou tepelné ztráty jen minimální a pro výstupní proud cca 1A není potřeba chladič.
Na svorky JP1 se připojí napájecí napětí (baterie), na JP2 se připojí vypínač a JP3 slouží pro připojení voltmetru (na funkčnost nemá vliv).
Skoč na seznam odkazů

Postup výroby

Nejprve je potřeba nakoupit vše potřebné tady je seznam součástek i s orientačními cenami:
  • Tranzistor BD239C 10Kč
  • Voltmetr 15V 32Kč
  • CM555 7Kč
  • LM741 5Kč
  • páčkový přepínač 1x250V/3A ON-OFF-ON
  • napájecí konektory samec 2x 15Kč samice 2x 15Kč
  • krokosvorka cerevená 5Kč a cerná 5Kč
  • Odpory: 200R, 3k, 10k 2x, 6k8, 1k, 56R
  • Potenciometr 100k lineární 10Kč
  • Přístrojový knoflík 16x16mm 14,90Kč
  • Trimr nastojato 5k 6,5x3,5 5Kč
  • Odporový drát kanthal, R=53,1Ohm/m 4x 19,90Kč
  • Kondenzátory elyt. 4,7uF/35V, 10nF
  • Diody: 1N4148 2x, ZD 5,6V, RED LED
  • Krabička U-KM48N 38Kč
  • Samolepící suchý zip 1m 40Kč
Dále je potřeba vyrobit plošný spoj:
plošný spoj
Dávám k dispozici celý návrh v programu Eagle : zde

V samotném pájení není nic složitého jen je potřeba dbát na správné polarity součástek. LED1 je v obvodu tak utisknutá schválně, protože jsem počítal s tím, že bude vyvedena na čelní panel pomocí drátků. To samé platí pro R7, JP 1,2,3,4,5. Tranzistor v případě nutnosti lze ohnout a osadit chladičem.

Výrobek v krabičce

Dalším krokem je vyrobení vyhřívacích pásků. Pro každý jsem použil dva odporové dráty po 53ohmech a ty jsem paralelně spojil. Vznikl mi tak odpor cca 27ohm. Dráty jsem pak začal lepit k suchému zipu podle spodního obrázku, tím pádem je délka vyhřívacího pásku omezena na půl metru (pro mé účely zcela dostačující). A poté jsem je připájel k přívodním drátům, zaizoloval proti zkratu a nakonec přelepil druhou stranou zipu.

Přilepený drát

Hotový vyhřívací pásek

Hotový vyhřívací pásek

Hotové ovládání vyhřívání

Hotové ovládání vyhřívání

Skoč na seznam odkazů

Možné úpravy

  • Kdyby vám z nějákého důvodu nevyhovovala mnou navržená perioda AKO tak ji můžete změnit pomocí změny velikosti odporů R1 a R7 a kondenzátoru C1 a to podle vzorce T = 0,74x(R1+2xR7)xC1
  • Můžete změnit odpor vyhřívacích pásků aby jste získali vyšší výkon na výstupu. Podle vzorce P=U^2/R z toho pak vyjde vstupní proud I=P/U. Podle toho se pak musí dimenzovat chlazení tranzistoru.
  • Zapojení je optimalizovano pro napájení z 12V Pb baterie, proto chcete-li použít jiné napětí, tak musíte dát pozor, aby nebylo nižžší než 6V, jinak se musí zvolit patřičná zenerova dioda D4.
  • tranzistor je stavěný jen na proudy do 10A kolektorem pro výšší proudy se musí vyměnit (při použití napájení z baterie vyšší proudy nehrozí)

  • Skoč na seznam odkazů

Verze 2.0

Při testování předchozí verze mě napadlo, že by bylo celkem užitečné, kdyby šlo nastavovat výkon pro každý pásek zvlášť. Proto jsem ještě udělal upgrage předchozí verze. Princip je stále stejný akorát že, místo NE 555 se použije 556 (dvě 555 v jednom pouzdře). V zapojení se tedy některé části vyskytují dvakrát.

Schéma zapojení

Plošný spoj

Schéma zapojení

Celé pájení je bez jakýchkoliv záludností, jen upozorňuji na vzdušnou propojku (žlutá čára pod 556). V případě, že se rozhodnete tanzistory chladit, tak doporučuji použít vlastní chadič pro každý tranzistor.
Opět dávám k dispozici celý projekt v programu Eagle: zde
Tento návrh jsem v reálu netestoval, ale z teoretického hlediska není důvodu proč by neměl fungovat. Případně se na mě obraťte když něco nebude pracovat tak jak má.
Skoč na seznam odkazů