MONTÁŽNÍ NÁVOD + NÁVOD K OBSLUZE. Obj. č.:

MONTÁŽNÍ NÁVOD + NÁVOD K OBSLUZE

Obj. č.: 19 22 10

Tento regulátor nabíjení (omezovač nabíjecího napětí, regulátor napětí) můžete použít všude tam, kde potřebujete zajistit, aby byla akumulátorová baterie stále nabíjena bez nebezpečí jejího přebití. Tento modul je vhodný pro doplňující vybavení poplachových zařízení, solárních stanic a jiných zařízení, která jsou napájena akumulátory, zvláště když nejsou tato zařízení vybavena vlastním obvodem pro napájení připojených akumulátorů. Jakmile bude k tomuto modulu připojený akumulátor nabit na koncové nabíjecí napětí, provede tento regulátor automatické snížení nabíjecího proudu. K modulu připojený akumulátor bude mít takto stále potřebné napětí, které zajistí bezporuchové napájení příslušného zařízení. Tento modul je vhodný i pro nabíjení akumulátorů typů NiCd a NiMH.

Obsah Strana A. ÚČEL POUŽITÍ OMEZOVAČE NABÍJECÍHO NAPĚTÍ .............................................................. 2 B. PROVOZNÍ PODMÍNKY A BEZPEČNOSTNÍ PŘEDPISY (KRÁCENO) ................................... 3 C. POPIS VÝROBKU................................................................................................................................ 3 D. POPIS ZAPOJENÍ MODULU ............................................................................................................. 4 E. TECHNICKÉ ÚDAJE........................................................................................................................... 8 F. POZNÁMKY K SESTAVENÍ MODULU A JEHO UVEDENÍ DO PROVOZU ............................ 8 POZNÁMKY K SESTAVENÍ A ZAPOJENÍ MODULU (KRÁCENO) .......................................................................... 9 POZNÁMKY K PÁJENÍ SOUČÁSTEK (KRÁCENO)............................................................................................. 10 G. OSÁZENÍ A ZAPÁJENÍ SOUČÁSTEK DO DESKY S TIŠTĚNÝMI SPOJI.............................. 10 G.1. ODPORY (REZISTORY) ......................................................................................................................... 10 G.2. DIODA ................................................................................................................................................. 11 G.3. TRANZISTOR ........................................................................................................................................ 11 G.4. KONDENZÁTORY ................................................................................................................................. 12 G.5. SVORKY PRO PŘIPOJENÍ NAPÁJECÍHO NAPĚTÍ A AKUMULÁTORU .......................................................... 12 G.6. POTENCIOMETR (TRIMR)...................................................................................................................... 13 G.7. REGULÁTOR NAPĚTÍ (INTEGROVANÝ OBVOD IC1)............................................................................... 13 G.8. VIZUÁLNÍ KONTROLA OSAZENÍ DESKY S TIŠTĚNÝMI SPOJI A PŘIPÁJENÍ................................................ 14 H. SCHÉMA ZAPOJENÍ MODULU ..................................................................................................... 14 I. PLÁN OSÁZENÍ DESKY SOUČÁSTKAMI..................................................................................... 15 J. PŘIPOJENÍ A UVEDENÍ MODULU DO PROVOZU .................................................................... 16 MOŽNÉ ZÁVADY A JEJICH ODSTRANĚNÍ (KRÁCENO) .................................................................................... 16 POZNÁMKA K OMEZENÍ NABÍJECÍHO PROUDU .............................................................................................. 17

A. Účel použití omezovače nabíjecího napětí Tento modu slouží k napájení olověných akumulátorů (případně i akumulátorů typů NiCd a NiMH) v rozsahu napětí 2 až 12 V s maximálním nabíjecím proudem 500 mA nebo 1 A (se zohledněním technických údajů, které uvádí výrobce akumulátoru nebo akumulátorové baterie). Jiné použití tohoto modulu, než je výše uvedeno, není dovoleno.

2

B. Provozní podmínky a bezpečnostní předpisy (kráceno) Vzniknou-li škody nedodržením tohoto návodu k obsluze, zanikne nárok na záruku! Neručíme za následné škody, které by z toho vyplynuly. Neodpovídáme za věcné škody, úrazy osob, které byly způsobeny neodborným zacházením nebo nedodržováním bezpečnostních předpisů. • Tento modul lze napájet pouze předepsaným napětím. • Buďte zvláště opatrní při střídavých napětích větších než 25 V (AC) nebo stejnosměrných větších než 35 V (DC). Při dotyku vodičů již s těmito napětími můžete utrpět životu nebezpečný úraz elektrickým proudem. • Za provozu může být přístroj v libovolné poloze. • Spolehlivá funkce přístroje je zaručena při okolní teplotě 0 °C až + 40 °C a toto rozmezí teplot nesmí být překračováno. • Přístroj používejte pouze v suchých a uzavřených prostorách. Přístroj nepoužívejte v blízkosti květinových váz, koupelnových van a umyvadel. Zařízení dále nevystavujte přílišné vzdušné vlhkosti, chraňte jej před stříkající vodou a před působením vysokého tepla v blízkosti topných těles. • Dojde-li ke kondenzaci vodních par, vyčkejte alespoň 2 hodiny, než přístroj zapnete. • Jednotlivé součástky nebo díly stavebnice nepatří do dětských rukou. • V průmyslových zařízeních je nutno dodržovat předpisy úrazové zábrany, které se týkají elektrických zařízení a provozních prostředků. • Ve školách, v učňovských zařízeních a amatérských dílnách by mělo být kontrolováno zacházení s měřícími přístroji odpovědným odborným personálem. • Nepoužívejte přístroj v prostorách s nepříznivými okolními podmínkami, ve kterých se nacházejí nebo kde by se mohly vyskytovat hořlavé plyny, výpary nebo prach. • K opravě přístroje používejte pouze originální součástky a náhradní díly. • Vnikne-li do přístroje voda nebo jiná kapalina, nechte opravit přístroj kvalifikovaným odborníkem.

C. Popis výrobku Tento mnohostranně využitelný regulátor nabíjení lze použít všude tam, kde je třeba zajistit stálé nabíjení akumulátoru, například jako doplňující vybavení poplachových zařízení, solárních stanic a jiných zařízení, která jsou napájena akumulátory, zvláště když nejsou tato zařízení vybavena vlastním obvodem pro napájení připojených akumulátorů. Jakmile bude k tomuto modulu připojený akumulátor nabit na koncové nabíjecí napětí, provede tento regulátor automatické snížení nabíjecího proudu. K modulu připojený akumulátor bude mít takto stále potřebné napětí, které zajistí bezporuchové napájení příslušného zařízení. Tento výrobek byl přezkoušen podle směrnice Evropského společenství 89/336 o elektromagnetické slučitelnosti a splňuje zákonná ustanovení evropských norem.

3

D. Popis zapojení modulu I nejlepší poplachové zařízení není k ničemu, pokud je možné ochromit jeho funkci nejprostšími triky zvenčí - sabotáží s přerušením napájení zařízení síťovým napětím, například úmyslně způsobeným zkratem. Z tohoto důvodu je třeba vybavit každou centrálu poplachového zařízení fungujícím náhradním (nouzovým) napájením, které zajistí v normálním případě paralelně připojená akumulátorová baterie. Jako náhradní zdroj napětí bývá zpravidla používána olověná akumulátorová baterie, neboť je robustnější a její údržba je snadnější než například údržba niklkadmiových akumulátorů (NiCd). Olověný akumulátor lze snadněji zapojit jako paralelní (náhradní) zdroj napájení příslušného zařízení, neboť může být tento akumulátor stále napájen konstantním napětím. U akumulátorů NiCd je poněkud obtížnější zajistit toto takzvané udržovací nabíjení z důvodů potřeby nabíjet tyto akumulátory konstantním proudem. U všech navrhovaných projektů, které se týkají provozních podmínek, je nutné bezpodmínečně zohlednit i teplotu okolí, která rozhodujícím způsobem ovlivňuje nabíjecí napětí akumulátoru. Budeme dále vycházet při popisu z toho, že okolní teplota zůstává na konstantní úrovni 20 °C.

Obr. 1: Vybíjecí charakteristika (křivky napětí/časový průběh) olověného akumulátoru s kapacitou 1,2 Ah při různých hodnotách odebíraného proudu (při okolní teplotě 20 °C). Výše uvedené skutečností platí i pro různé vybíjecí charakteristiky (křivky), které jsou uvedeny na obr. 1. Tyto časové průběhy vybíjení (vybíjecí křivky) nelze jednoduše obrátit a srovnat s průběhem nabíjení akumulátoru. Průběh napětí při nabíjení akumulátoru je řízen jinými zákonitostmi.

4

Při zohlednění číselných hodnot, které jsou uvedeny v „tabulce 1“, je k příslušnému zařízení paralelně zapojený olověný akumulátor s jmenovitým napětím 12 V nabíjen (napájen) konstantním napětím 13,8 V. Podle stavu nabití teče do akumulátoru různě vysoký proud, což by mohlo přivodit velice rychle přetížení napájecího zdroje nebo přebití akumulátoru. Tabulka 1: Typické parametry olověného akumulátoru (jednotlivé články při 20 °C) Jmenovité napětí: Plně nabitý článek: Polovybitý článek: Vybitý článek: Mezní nabíjecí napětí: Mezní nabíjecí napětí při rychlonabíjení: Mezní hodnota vybití článku:

2,0 V > 2,1 V 2,06 V < 1,95 V ≤ 2,3 V ≤ 2,4 V ≥ 1,75 V

Z tohoto důvodu je nutné provést zajištění omezení maximálního nabíjecího proudu, neboť by byl akumulátor tepelně přetěžován, což by mohlo způsobit jeho poškození. Toto vše však v žádném případě neznamená omezení provozu s jednoduchou údržbou, ale poukazuje na to, že je nutno při návrhu vhodného zapojení nabíjecího obvodu dodržet určité okrajové podmínky. Pokud toto nezohledníte, bude to okamžitě znamenat nesprávně prováděnou údržbu akumulátoru, která může po delší době způsobit drastické snížení doby životnosti takto připojeného akumulátoru. Tyto uvedené úvahy platí ve stejném smyslu i pro startovací baterie v automobilech. Regulátor napětí (který je součástí systému nabíjení akumulátorové baterie v automobilech) je rovněž nastaven na koncové nabíjecí napětí 13,8 V, avšak v mnoha případech bez zohlednění maximálního nabíjecího proudu a okolní teploty (která může v automobilu značně kolísat, například - 15 °C v zimě nebo až + 45 … 50 °C“ v létě). Nešetrná údržba akumulátoru s jeho příležitostným podvybíjením způsobí, že takovýto akumulátor vydrží sotva dva roky. Jak jsme již uvedli výše, nelze díky robustnosti olověných akumulátorů provést jejich spolehlivou náhradu například niklkadmiovými akumulátory. I přes různé ovlivňující činitele (faktory), které musíme zohlednit při nabíjení akumulátorů, neznamená vhodné nabíjecí zařízení žádnou nadměrnou komplikaci. Toto tvrzení můžeme zdůvodnit následujícími třemi příklady: • 1): Považujeme teplotu okolí za konstantní, to znamená, že příslušný systém používáme v domě. V tomto případě může odpadnout teplotní kompenzace nastaveného nabíjecího napětí. • 2): Udržování konstantní úrovně požadovaného nabíjecího napětí neznamená elektronicky žádný velký problém. Již s jednoduchým regulátorem napětí (v jiném provedení než je elektromechanický regulátor napětí v automobilu) dosáhneme vynikajících výsledků. • 3): A ještě jednodušeji lze provést realizaci požadovaného omezení nabíjecího proudu. Tuto úlohu zajistí prostý odpor (rezistor) v přívodu nabíjecího proudu, který řídí otvírání a zavírání do obvodu zapojeného tranzistoru (malým) úbytkem napětí.

5

Nyní přejdeme k dalšímu předpokladu, který sníží náklady na rozumnou míru: Jako maximální nabíjecí proud připustíme hodnotu 0,5 A nebo 1 A (tento nabíjecí proud zcela postačí k nabíjení akumulátorů s kapacitou cca 1 až 2 Ah). A nyní se podívejme blíže na návrh zapojení příslušného omezovače nabíjecího napětí: Nabíjecí napětí zajišťuje regulátor napětí (integrovaný obvod) „LM317“, jehož výstupní napětí „UA“ lze nastavit. Tento integrovaný obvod (IO) zajistí takové výstupní napětí, že mezi jeho vývody „A“ a „Ref“ naměříme napětí 1,25 V (interní referenční napětí). Odmyslíme-li si nyní zapojení tranzistoru „T1“ a rezistorů (odporů) „R2 … R4“, pak platí pro koncové nabíjecí napětí akumulátoru „UAkku“ následující rovnice (souvislost): R1 + P1 ∗ 1,25 V R1 Z toho vyplývá, že může být nabíjecí napětí akumulátoru teoreticky nastaveno v rozsahu od 1,25 V (při P1 = 0) až do 24,4 V (při P1 = 5 kΩ). V praxi však využijeme pouze část tohoto rozsahu nabíjecího napětí. U akumulátoru s jmenovitým napětím 12 V je třeba nastavit jeho nabíjecí napětí pomocí potenciometru (trimru) „P1“ na hodnotu 13,8 V (toto provedeme změřením napětí na akumulátoru, na svorkách s označením „- AKKU +“). U Akku =

Aby mohl integrovaný obvod vůbec pracovat, musí být vstupní napětí „Uein“ vyšší cca o 3 V než výstupní napětí „UAkku“. Nebudou-li do obvodu zapojeny rezistory (odpory) „R3/R4“, pak za tohoto předpokladu by mohl akumulátorem protékat proud až max. cca 1,5 A (tolik, kolik dovolí například předřazený síťový napájecí adaptér a regulátor napětí – integrovaný obvod „IC1“). Zapojení rezistorů „R3/R4“ způsobí při každém průtoku proudu úbytek napětí „USense“ s označenou polaritou (plus musí být na „M“). Jakmile dosáhne napětí hodnoty 0,6 V, dojde k otevření tranzistoru „T1“ a tento tranzistor paralelně k potenciometru „P1“ odvede proud z bodu „R“. Tímto způsobem dojde k posunutí nastavených poměrů stejnosměrného napětí takovým způsobem, že se výstupní napětí nepatrně sníží. Dojde k vytvoření rovnováhy, která dovolí maximální nabíjecí proud 1 A. Tento proud představuje přesně hodnotu úbytku napětí 0,6 V, které vyplývá z paralelního zapojení rezistorů „R3/R4“ (= 0,6 Ω) a které dále způsobí otevření tranzistoru „T1“. Je samozřejmé, že větší hodnota odporů „R3/R4“ sníží nabíjecí proud na hodnotu nižší než 1 A, neboť v tomto případě bude dříve dosaženo napětí 0,6 V mezi bází a emitorem tranzistoru. Prosíme Vás, abyste si ujasnili při sledování těchto souvislostí, že nabíjecí proud protéká ze vstupu „+Uein“ přes akumulátor a „R3/R4“ zpět na vstup „-Uein“. Bod „M“ má stejný potenciál jako minus kontakt připojeného akumulátoru, má tedy kladnou hodnotu vůči emitoru tranzistoru „T1“. Předřadný odpor (rezistor) „R2“ zajišťuje měkkou regulační charakteristiku, to znamená, že spínání tranzistoru je uskutečňováno bez ostrého přechodu. Kondenzátory „C1“ a „C2“, které jsou zapojeny paralelně na vstupu, slouží k vyhlazení vstupního napájecího napětí, přičemž „C2“ zkratuje vysokofrekvenční složky napájecího napětí. Elektrolytický kondenzátor „C3“ brání krátkodobému kolísání zatížení na výstupu, které by ovlivnilo referenční napětí. Kondenzátor „C4“ potlačuje náchylnost k oscilacím „rychle pracujícího“ integrovaného obvodu „IC1“. 6

Protože je integrovaný obvod (regulátor napětí) velice citlivý na nesprávnou polaritu („Ua“ > „Ue“), chrání inverzní dioda „D1“ tento obvod před nedovoleným zapojením. Při výpadku síťového napájení (vstupního napětí) nemůže dojít k vybití připojeného akumulátoru, protože na vstup „Uein“ přichází napětí zpravidla z můstkového usměrňovače. Osazení desky s tištěnými spoji proveďte podle plánu jejího osazení součástkami a podle schéma zapojení modulu. Nejdříve osaďte desku s tištěnými spoji 4 odpory a diodou (proužek označující její katodu musí směřovat k „C1“). Dejte prosím pozor na to, že dielektrická pevnost kondenzátoru „C1“ musí odpovídat maximálnímu vstupnímu napětí „Uein“. Dále uvedeme několik poznámek o kondenzátorech, které jsou v zapojení použity (s ohledem na výstupní napětí použitého napájecího zdroje – síťového adaptéru). Při nezatíženém modulu (bez připojeného akumulátoru) stoupne napětí na kondenzátoru „C4“ až o 30 … 40 % oproti plně zatíženému obvodu. Při nabíjecím napětí 13,8 V musí mít potřebné vstupní napětí „Uein“ úroveň minimálně 16,8 V (musí být tedy o cca 3 V vyšší než výstupní napětí). V tomto případě musíme počítat s napětím naprázdno až 25 V. Oproti tomu napětí na elektrolytickém kondenzátoru „C3“ (rozdíl napětí mezi bodem „R“ a „M“) je přesné a představuje napětí o 1,25 V nižší než je nastavená hodnota nabíjecího napětí „UAkku“ a nedosáhne nikdy hodnoty 13 V. Abyste zabránili vzniku přechodových odporů na svorkách, musíte oba bloky svorek připájet do desky stištěnými spoji dostatečným množstvím pájecího cínu při dostatečné teplotě pájky. Totéž platí i o regulátoru napětí (integrovaném obvodu), u něhož budete muset nejdříve ohnout jeho vývody do správné polohy. Střední vývod „IC1“ ohněte přibližně na místě, kde bude zkrácen o cca 1 mm, oba boční vývody ohnete ve vzdálenosti cca 2 mm. Nemusíte v tomto případě provádět žádnou izolaci obvodu „IC1“, optimální odvod tepla (chlazení) zajistíte pevným utažením připevňovacího šroubku. Dejte prosím pozor na to, že při maximálním proudu 1 A (který může protékat integrovaným obvodem i při plně nabitém akumulátoru) a při napětí 3 V na stabilizátoru vzniká tepelný ztrátový výkon 3 W, jehož odvedení je nutno zajistit! Jinak by sice nedošlo k poškození integrovaného obvodu, ale nechlazený „IC1“ by správně nepracoval. V tomto integrovaném obvodu zabudovaná tepelná ochrana snižuje protékající proud na únosnou míru, což však může za určitých okolností způsobit nedostatečné napájení připojeného zapojení. V tomto případě by mohlo dojít k výpadkům, které by byly zdánlivě nevysvětlitelné. Po správném zapájení potenciometru (trimru) nastavte seřizovacím šroubkem správné výstupní napětí (otáčení šroubku doleva znamená zvýšení nabíjecího napětí). U olověného akumulátoru s jmenovitým napětím 12 V nastavte výstupní napětí na hodnotu 13,6 … 13,8 V, u akumulátoru s jmenovitým napětím 6 V nastavte výstupní napětí na 6,8 … 6,9 V.

7

Tímto modulem můžete samozřejmě nabíjet i jiné akumulátory než akumulátory s jmenovitým napětím 12 nebo 6 V, pokud dodržíte následující podmínky (o kterých jsme již zmínili v předchozích odstavcích): Napájecí vstupní napětí „Uein“ musí být o cca 3 V vyšší než koncové nabíjecí napětí akumulátoru „UAkku“. Podle použitého typu akumulátoru bude ještě třeba nastavit maximální nabíjecí proud „Imax“ nižší než 1 A. Pro výslednou hodnotu „Rres“ paralelního zapojení odporů „R3/R4“ platí vždy následující rovnice: Rres • Imax = 0,6 V (0,65 V) Při použití vhodného síťového napájecího adaptéru musíte dát pozor na to, že jeho maximální výstupní proud závisí v prvé řadě na zatížení modulu a nikoliv na stavu nabití připojeného akumulátoru. Pokud nebude možné ze síťového adaptéru (nebo z jiného vhodného napájecího zdroje) odebírat plný proud zátěže, odebere tento proud spotřebič z akumulátoru, u kterého může následkem toho dojít k jeho částečnému vybití. V tomto případě bude akumulátor namáhán jiným způsobem (který nebude vždy přesně definovatelný), a to jako v čistém, nezatíženém paralelním provozním režimu, což se může nepříznivě projevit na životnosti takto udržovaného akumulátoru.

E. Technické údaje Napájení (vstup):

Stejnosměrné napětí vyšší o cca 3 V než nastavené koncové nabíjecí napětí akumulátoru

Koncové nabíjecí napětí:

Nastavitelné v rozsahu 1,3 … 20 V

Nabíjecí proud:

Max. 0,5 A až 1 A (interní omezení)

Rozměry modulu:

50 x 45 mm

F. Poznámky k sestavení modulu a jeho uvedení do provozu Pozor! Důležitá upozornění! Dříve než přikročíte k osazení desky s tištěnými spoji a k uvedení modulu do provozu, přečtěte si prosím nejdříve pozorně celý tento návod k obsluze (zvláště kapitolu „Možné závady a jejich odstranění“) a dále přirozeně i bezpečnostní předpisy (které jsou v tomto návodu k obsluze uvedeny). Tímto se vyvarujete chybám, jejichž odstranění by mohlo být velice náročné nebo nákladné. Všechna pájení a drátová propojení provádějte absolutně čistě a svědomitě, nepoužívejte žádnou pájku obsahující kyseliny, pájecí tuky atd. Zajistěte, aby při pájení součástek nevznikly žádné studené spoje. Nečisté pájení nebo špatně připájené vývody, uvolněné kontakty nebo nesprávné osazení součástek (nesprávná polarita vývodů) mohou znamenat velice časově náročné hledání chyby a za určitých okolností i zničení součástek, což může vyvolat řetězovou reakci a zničit celou stavebnici. Dejte prosím pozor na to, že za součástky, které připájíte pájkou s obsahem kyseliny nebo pomocí pájecího tuku atd., neposkytneme žádnou náhradu a stavebnici neopravíme. Sestavení elektronických zapojení předpokládá základní znalosti se zacházením s elektronickými a elektrickými součástkami a s pájením.

8

Poznámky k sestavení a zapojení modulu (kráceno) Možnost, že po konečném sestavení stavebnice nebude modul správně fungovat, snížíte svědomitou a čistou prací na minimální míru. Zkontrolujte raději dvakrát každý Váš krok, každé připájení, dříve než přikročíte k další práci. Dodržujte všechny pokyny uvedené v tomto montážním návodu a v návodu k obsluze. Postupujte přesně podle uvedených pokynů a nic nepřeskakujte. Zaškrtněte si dvakrát každý provedený krok, poprvé po osazení desky a připájení součástek, podruhé jako kontrolu. Při osazování desky s tištěnými spoji a při pájení nespěchejte. Delší čas vynaložený na správné zapojení se Vám jistě vyplatí než náročné a zdlouhavé hledání závad. Častou příčinou nefunkčnosti zapojení bývá nesprávné (obrácené) osazení vývodů součástek do desky s tištěnými spoji, jedná se hlavně o integrované obvody, diody a elektrolytické kondenzátory. Dejte pozor na barevné označení přiložených rezistorů proužky. Tyto proužky znamenají velikost odporu a některá barevná označení byste mohli snadno zaměnit. Dejte pozor i na hodnoty vyznačené na kondenzátorech (například „n 10“ = „100 pF“ a nikoliv „10 nF“). Proveďte raději dvakrát nebo třikrát kontrolu. Dejte prosím pozor na to, abyste u integrovaného obvodu zastrčili do příslušných otvorů v desce s tištěnými spoji všechny jeho vývody. [Vývody integrovaných obvodů musejí být všechny zasunuty do příslušných patic (žádný z vývodů nesmí být při osazování ohnut). K tomu stačí pouhé lehké zatlačení IO do příslušné patice (objímky) – toto upozornění se přímo netýká této stavebnice]. Pokud dodržíte všechna tato opatření a modul nebude přesto fungovat, mohou být příčinou takzvané studené spoje. Tyto studené spoje vznikají buď nedostatečným ohřevem místa pájení (pájecí cín nemá dostatečný kontakt s vývody či spojem na desce) nebo pohnutím součástky (spojení) při chladnutí cínu dříve, než došlo k jeho dostatečnému ztuhnutí. Tyto studené spoje poznáte podle matného (nikoliv lesklého) místa připájení. V tomto případě pomůže pouze nové provedení pájení. U 90 % reklamovaných stavebnic se jedná o nesprávně provedené pájení, studené spoje nebo o použití nevhodné cínové pájky. K pájení používejte pouze cínovou pájku pro elektronické součástky s následujícím označením „SN 60 Pb“ (60 % cínu a 40 % olova). Tento trubičkový cín je vyplněn kalafunou, která slouží jako tavidlo, které chrání místo pájení při práci před oxidací. Jiné pájky (pájecí pasty, tuky, atd.) nepoužívejte, neboť obsahují kyselinu a jiné přísady. Tato kyselina může poškodit desku s tištěnými spoji nebo elektronické součástky. Kromě jiného jsou tyto přísady vodivé a mohou být dále příčinou bludných proudů nebo zkratů. Pokud bude po této kontrole vše v pořádku a modul nebude přesto fungovat, může to znamenat, že je některá z použitých součástek vadná. Jste-li začátečníci, požádejte v tomto případě o radu některého z Vašich známých, který se vyzná v elektronice a může eventuálně provést proměření jednotlivých součástek. Pokud tuto možnost nemáte, zašlete nám (Vašemu prodejci) stavebnici k opravě s přesným popisem závady.

9

Poznámky k pájení součástek (kráceno) K pájení používejte pouze výše uvedenou cínovou pájku a malou páječku (případně elektronickou mikropáječku) s příkonem max. 30 W. Pájecí hrot musí být dokonale očištěn (zbaven opalků, nesmí být zoxidován). Pájení provádějte krátce a najednou (delší pájení by mohlo poškodit pájené součástky) nebo tištěné měděné spoje. K pájení používejte jen tolik cínu, kolik je třeba. Po provedeném pájení nepohybujte minimálně 5 sekund deskou ani připájenou součástkou. Pájecí plochy musejí být naprosto čisté. Po zapájení odstřihněte vyčnívající vývody kleštěmi na štípání drátu. Při pájení polovodičů, diod a IO nesmí překročit doba trvání pájení 5 sekund. Dejte pozor na správnou polaritu diod a elektrolytických kondenzátorů. Po osázení desky s plošnými spoji součástkami (před jejich pájením) proveďte ještě jednou vizuální kontrolu správnosti osazení.

G. Osázení a zapájení součástek do desky s tištěnými spoji G.1. Odpory (rezistory) Nejdříve ohněte vývody rezistorů podle roztečí příslušných otvorů v desce s tištěnými spoji do pravého úhlu (viz plánek osazení). Aby rezistory při otočení desky před pájením nevypadly, ohněte jejich vývody v úhlu cca 45 ° od sebe na druhé (pájecí) straně desky. Poté vývody zapájejte a vyčnívající (přečnívající) drátky odstřihněte.

V této stavebnici jsou použity rezistory s uhlíkovou vrstvou s tolerancí 5 % (označení zlatým proužkem). Odpory jsou označeny celkem 4 barevnými proužky (kroužky), které představují jejich hodnoty (3 barevné proužky) a poslední proužek toleranci. Podržte rezistory tak, aby zlatý proužek (označení tolerance) byl na jejich pravé straně. Podle vlevo se nacházejících barevných proužků proveďte jejich roztřídění podle hodnot a označení (R1 až R4). V následující tabulce uvádíme přehled všech použitých rezistorů. Označení a hodnota R1 = 270 R (270 Ω)

Barevné označení hodnoty (proužky zleva doprava) červený fialový hnědý

R2 = 2,2 k (2,2 kΩ)

červený

červený

červený

R3 = 1,2 R (1,2 Ω)

hnědý

červený

zlatý

R4 = 1,2 R (1,2 Ω)

hnědý

červený

zlatý

10

G.2. Dioda Nejdříve ohněte vývody diody podle rozteče příslušných otvorů v desce s tištěnými spoji do pravého úhlu (viz plánek osazení). Dejte pozor při osazování na její správnou polaritu (viz proužek označující katodu diody). Aby dioda při otočení desky před pájením nevypadla, ohněte její vyčnívající vývody v úhlu cca 45 ° od sebe na druhé (pájecí) straně desky. Poté vývody zapájejte (pájejte pouze krátkou dobu). D1 = 1 N 4002 (nebo podobná křemíkový výkonná dioda)

G.3. Tranzistor Zastrčte vývody tranzistoru podle označení (potisku) do příslušných otvorů na desce s tištěnými spoji. Dejte prosím pozor na polohu jednotlivých vývodů. Obrysy tranzistoru musejí souhlasit s potiskem na desce stištěnými spoji. Vývody tranzistoru nesmíte v žádném případě zkřížit. Tranzistor musí zůstat vzdálen od desky s tištěnými spoji cca 5 mm. Vývody pájejte velice krátkou dobu, aby nedošlo k přehřátí tranzistoru. T1 = BC 547, 548, 549 A, B nebo C (tranzistor s nízkým výkonem)

Pohled ze spodu

11

G.4. Kondenzátory Nejdříve prostrčte vývody kondenzátorů do odpovídajících otvorů v desce s tištěnými spoji (viz plánek osazení). Jejich vývody na druhé straně desky trochu od sebe ohněte. Při osazování elektrolytických kondenzátorů (zkratka elko) dodržte správnou polaritu jejich vývodů (+ a -). Poté vývody zapájejte a vyčnívající (přečnívající) drátky odstřihněte.

Pozor! Podle typu a výrobce elektrolytických kondenzátorů bývá polarita vývodů těchto kondenzátorů různě označena. Směrodatné na těchto kondenzátorech je označení polarity (+ a -) uvedené výrobcem. Označení a hodnota C1 = 47 µF C2 = 0,1 µF C3 = 10 µF C4 = 0,1 µF

= 100 nF

= 104

= 100 nF

= 104

elektrolytický kondenzátor fóliový (svitkový) kondenzátor elektrolytický kondenzátor fóliový (svitkový) kondenzátor

G.5. Svorky pro připojení napájecího napětí a akumulátoru Zastrčte vývody (kolíky) těchto šroubových svorek do příslušných otvorů na desce s tištěnými spoji a tyto kolíky čistě připájejte. V tomto případě bude připájení trvat poněkud déle než u ostatních součástek. 2 bloky svorek se 2 vývody (kolíky)

12

G.6. Potenciometr (trimr) Nyní proveďte správné zapájení vývodů trimru do desky s tištěnými spoji. P1 = 5 k (5 kΩ)

G.7. Regulátor napětí (integrovaný obvod IC1) Nakonec proveďte připájení vývodů regulátoru napětí v příslušných otvorech na desce s tištěnými spoji. Při montáži tohoto IO (IC1) a jeho chladiče dejte pozor na to, abyste vývody napěťového regulátoru neohnuli příliš blízko k chladiči, neboť by existovalo nebezpečí vzniku zkratu. Připájení vývodů proveďte až po utažení šroubku, který přitlačí integrovaný obvod s chladičem k desce s tištěnými spoji. Tím zajistíte, že nedojde k mechanickému namáhání míst připájení vývodů. Dejte pozor na správnou polohu IO. Správnou polohu IO zjistíte podle jeho zadní kovové strany. Tato kovová strana musí obrácena k chladiči (popis IO musí být čitelný). Vývody IO nesmíte v žádném případě zkřížit. Vývody IO pájejte velice krátkou dobu, aby nedošlo ke zničení napěťového regulátoru jeho přehřátím. IC1 = LM 317 T (napěťový regulátor, integrovaný obvod) Montážní materiál: 1 šroubek M3, 1 matice M3

13

G.8. Vizuální kontrola osazení desky s tištěnými spoji a připájení Po osázení desky a připájení součástek proveďte vizuální kontrolu zapojení bez připojeného napájení. Jedná se o kontrolu správného osazení (nejsou-li součástky uvolněny), kontrolu správné polarity příslušných součástek, osazení desky správnými hodnotami rezistorů a kondenzátorů, správné osazení diody a integrovaného obvodu. Dále zkontrolujte, zda jste neprovedli při pájení přemostění jednotlivých propojení na pájecí straně desky s plošnými spoji. Tyto zkraty by mohly poškodit nebo zničit jednotlivé součástky. Zkraty mohou též způsobit odstřihnuté nebo ohnuté vývody součástek. Případné zjištěné závady odstraňte.

H. Schéma zapojení modulu

14

I. Plán osázení desky součástkami

15

J. Připojení a uvedení modulu do provozu 1.

Po osázení desky s plošnými spoji součástkami a po odstranění eventuálních závad (studené spoje, můstky, zkraty atd.) můžete provést první otestování modulu. Dejte pozor na to, že tento modul může být napájen pouze vyfiltrovaným napětím z vhodného síťového napájecího adaptéru či z jiného podobného zdroje nebo z baterie či z akumulátoru. Tento zdroj napětí musí být rovněž dimenzován na potřebný odběr proudu a musí odpovídat příslušným předpisům. Automatické nabíječky a transformátory pro napájení modelových železnic nejsou pro tento účel vhodné a mohly by způsobit poškození součástek modulu nebo jeho nefunkčnost.

2.

Ke svorkám, které jsou označeny jako „- AKKU +“ připojte správnou polaritou digitální multimetr (voltmetr).

3.

K bloku svorek s označením „+ a –“ připojte správnou polaritou stejnosměrné napětí, které musí být vyšší o cca 3 V než koncové nabíjecí napětí nabíjeného akumulátoru. Dodržte bezpodmínečně polaritu, neboť by mohlo dojít ke zničení součástek modulu.

4.

Nyní změřte voltmetrem (multimetrem) na svorkách „- AKKU +“ výstupní napětí (koncové nabíjecí napětí akumulátoru) a požadované koncové nabíjecí napětí nastavte trimrem „P1“ podle typu a počtu článků nabíjeného akumulátoru (u olověného akumulátoru s jmenovitým napětím 12 V odpovídá jeho koncové nabíjecí napětí hodnotě 13,8 V).

5.

Bude-li vše v pořádku, pak přeskočte následující kroky, které pojednávají o možných závadách a jejich odstranění.

Možné závady a jejich odstranění (kráceno) (Zaškrtněte si každý krok provedené kontroly!) Pokud oproti očekávání nepůjde nastavit koncové nabíjecí napětí akumulátoru nebo objeví-li se jiná závada, odpojte modul okamžitě od napájecího zdroje a zkontrolujte desku s tištěnými spoji podle následujících bodů: Připojili jste napájecí napětí správnou polaritou? Je napájecí napětí dostatečně vysoké? (Musí být o 3 V vyšší než koncové nabíjecí napětí nabíjeného akumulátoru.) Odpojte opět napájecí napětí od modulu? Připájeli jste do desky s tištěnými spoji odpory se správnou hodnotou? Proveďte kontrolu podle kapitoly „G.1. Odpory (rezistory)“. Připájeli jste ochrannou diodu správnou polaritou? Souhlasí proužek označující katodu diody s vyznačením na desce s tištěnými spoji? Vývod diody s proužkem katody musí směřovat ke kondenzátoru „C1“.

16

Připájeli jste elektrolytické kondenzátory správnou polaritou? Porovnejte označení polarity na elektrolytických kondenzátorech s potiskem na desce s tištěnými spoji. Připájeli jste správně tranzistor? Nezkřížili jste jeho vývody? Souhlasí potisk na desce s tištěnými spoji s obrysy tranzistoru? Připájeli jste správně integrovaný obvod „IC1“? Nezkřížili jste jeho vývody? Strana „IC1“ s jeho označením musí být viditelná (musí směřovat nahoru). Nevznikl při pájení můstek nebo zkrat na pájecí straně desky s tištěnými spoji? Zkontrolujte vodivá propojení na desce s tištěnými spoji. Nevznikly při pájení studené spoje?. Zkontrolujte pomocí pinzety, zda nejsou některé součástky uvolněny. V případě podezření proveďte přepájení příslušného místa. Zkontrolujte, zde je každý bod připájen. Častou příčinou nefunkčnosti modulu bývá přehlednutí a nepřipájení některého vývodu součástky. Dejte pozor na to, že připájení nesmíte používat žádné pájecí vodičky (kyselinu), pájecí tuk nebo podobná tavidla. Tyto přísady vedou elektrický proud a mohou být příčinou takzvaných bludných proudů nebo zkratů mezi jednotlivými spoji. Pokud použijete k pájení tyto prostředky, neposkytneme Vám žádnou náhradu ze záruky.

Poznámka k omezení nabíjecího proudu Při nabíjení akumulátoru dodržte údaje výrobce akumulátoru. Maximální nabíjecí proud můžete omezit výměnou rezistorů (odporů) „R3, R4“. Pro hodnotu výsledného odporu platí známý Ohmův zákon: R = U/I. U = 0,65 V I = požadovaný maximální nabíjecí proud Příklad: Pro „I“ = 0,5 A pak platí: R = 0,65 : 0,5 = 1,3 Ω Podle normalizované řady odpovídá tato výsledná hodnota odporu rezistoru označeném jako „1,2 R“ (1,3 Ω). V tomto případě stačí připojit pouze rezistor „R3“ (= 1,2 R) a rezistor „R4“ v zapojení modulu odpadne.

17