Введение
Помню, как лет в десять впервые взялся за паяльник и к годам так к четырнадцати уже собрал радиуправляемую машину, но с появлением компьютера как то-забросил это благородное занятие. И вот, буквально две недели назад, меня посетила идея сделать что нибудь красивое. Подумал и решил сделать VU — meter. Начал перекапывать форумы по электронике, в поисках наилучшей, на мой взгляд, реализации данного девайса. Спустя день поисков я наткнулся статью в журнале “РадиоХобби”, поискав еще немного я нашел рисунок печатной платы. Так что, что ни логика ни печатная плата мне не принадлежит, предложил данную схему, как написано в журнале — Марцин Вьязаня.
Тут начинается самое интересное…
Осторожно трафик
Это прецизионный индикатор уровня звукового сигнала с расширенным динамическим диапозоном и повышенной точностью индуцируемых уровней. Звуковой сигнал поступает на прецизионный детектор, выполненный на ОУ U1, диодах D1, D2 и конденсаторе C6. Выпрямленное и сглаженное напряжение с выхода детектора поступает непосредственно на вход ИМС драйвера линейки светодиодов U2 и через делитель R4R5, ослабляющий сигнал на 5 дБ, — на аналогичный драйвер U3. Выходы обоих драйверов перемежены так, что их одноименные выводы в общей линейке из семнадцати светодиодов D3-D19 соответствуют уровням, смещенные на эти самые 5 дБ (уровни срабатывания дБ на схеме ) указаны справа от светодиодов). Таким образом обеспечена индикация сигналов уровнем от -23 дБ до +5 дБ с шагом в 1дБ для уровней от -6 до +5 дБ. Вместе с цветовой маркировкой (D19-D17 — красные, D16, D15 — желтые, остальные зеленые) такое построение индикаторов обеспечивает удобное наблюдение за уровнем сигнала вблизи номинального. Питание устройства осуществляется от однополярного источника напряжением 12 В. ИМС интегрального стабилизатора U4 обеспечивает питание линейки светодиодов и через R6D20-D22 формирует опорные напряжения «искусственной земли» для ОУ U1 и драйверов U2, U3. Чувствительность устройства 0.775 В = 0 дБ, верхняя граница частотного диапазона 22 кГц
«РадиоХобби» 1/2008, с. 23-24
Вообще статья нацелена на аудиторию читателей владеющих базовыми навыками работы с паяльником и желающих сделать что нибудь интересное, имеющее практическое применение и не слишком сложное в реализации. В статье описывается голый тестовый образец, в будущем я планирую заказать оргстекло размерами 15 * 150 * 100 мм, их будет 20 штук на каждый из двух каналов, блоки будут расположены горизонтально. В каждом блоке будет по 3 диода. Должно получиться что то вроде VU — TOWERов.
Ближе к делу
Изготовление печатной платы
Для начала нам нужно вытравить печатную плату. Для этого берем немного денег и едем на радиорынок, или другое место где можно купить:
- Стеклотекстолит односторонний размером 10*15 (~50р)
- Хлорное железо (~60р за 100г)
- Глицерин (~40р)
- Фотобумага Lamond глянцевая 120 или 140 г/м^2 (~200р за 50 листов)
- Ацетон
Изготавливать печатную плату мы будем по технологии лазерно-утюжного метода, или просто ЛУТ. Технология основана на том, что под высокой температурой тоннер с фотобумаги закрепляется на фольгированном текстолите, создавая при этом защитный рисунок, защищающий медь под принтом от отравления хлорным железом.
После того как мы запаслись всем необходимым мы можем приступать к изготовлению платы.
Скачиваем любую программу для открытия *.lay (я использовал Sprint Layout 5) и скачиваем проект платы.
Печатаем на лазерном принтере рисунок платы, при этом желательно в настройках драйвера принтера указать высокую контрастность и качество печати. Также в Sprint Layout убираем слой с подписями, и цвет дорожек ставим черный. Необходимо печатать в зеркальном отображении. Бумагу желательно не трогать пальцами за поверхность, чтобы не оставить на ней жирные пятна.
После печати аккуратно вырезаем ее и пока откладывам.
Берем стеклотекстолит уже разрезанный под нужные размеры (115 * 45 мм), шлифуем мелкой шкуркой, и удаляем жирные пятна ацетоном или средством для снятия лака.
Далее прикладываем принт тоннером вниз к стеклостекстолиту и очень тщательно проглаживаем утюгом на максимальной температуре. Это очень важный момент, неоюходимо прогладить каждый уголок, каждый квадратный миллиметр бумаги. Гладим пока бумага слегка не пожелтеет. На это у меня ушло около 5 — 7 минут.
Даем плате остыть 5 — 10 минут, и подставляем под струю воды. Аккуратными движениями пальцев скатываем бумагу, пока она полностью не отделится от пластинки. На данном этапе важно хорошо проверить качество принта, так как если останутся места где не отпечатался тоннер они вытрявятся и контакты буду разорваны. Если все плохо то повторяем процесс заного, если есть небольшие косяки, то замазываем их маркером.
Далее готовим раствор хлорного железа в воде. Обычно хватает 100 г порошка на 0.5 — 0.7 литра воды. Засыпаем порошок в воду, а не наоборот и маленькими порциями, так как реакция идет с выделением большого количество тепла. Перемешивая доводим до равномерно ржавого цвета.
Аккуратно под углом опускаем нашу плату в раствор, держим некоторое время периодически проверяя как идет процесс. В среднем процесс травления идет от 10 до 40 минут.
Когда вся ненужная медь будет вытравлена, достаем плату и промываем под струей воды. Далее внимательно рассматриваем плату на наличие остатков меди и разрывов. Если таковых нет, то все получилось замечательно и печатная плата почти готова. Осталось совсем немного. Снова берем ацетон и аккуратно ваточкой удаляем тоннер с платы.
Можно начинать сверлить. Так как бормашины у меня нет, как и других точных инструментов я использовал обычную строительную дрель.
Далее нам необходимо залужить плату. Ставим паяльник разогреваться, а пока берем ватную палочку мокаем в глицерин и наносим слой на плату. Когда паяльник разогреется берем жалом немного припоя и проходим по всем дорожкам платы. Лучше покрыть все дорожки оловом, чтобы исключить окисление меди и быть уверенным что нигде не разорван контакт. После чего отмываем плату от глицерина под струей воды и даем ей высохнуть.
Итак печатная плата готова. Теперь можно приступить с наполнению ее электронными компонентами.
Наполнение платы начинкой
Список покупок
- ИМС LM3916N-1 PDIP18 * 2шт (~100руб каждая)
- Стабилизатор напряжения 78L05 — 1шт (~20р) *
- Диоды 1N4148 (КД522А) 150мА, 100В DO-35 * 5шт (~1р каждый)
- Операционный усилитель TL081 PDIP8 — 1шт (~20р)
Конденсаторы:
- К10-17А Н50 0.1мкФ * 2шт (~5р)
- К10-17А Н90 0.33мкФ — 1шт (~5р)
- К50-35 47мкФ 16В * 3шт (~5р)
- К50-35 470мкФ 16В — 1шт (~5р)
Резисторы
- 330 Ом
- 2.2 кОм
- 3.0 кОм
- 3.9 кОм
- 47 кОм
- 120 кОм
- Резистор подстроечный на 10кОм, я брал 3362-1-103 (~20р)
Я брал С1-4 0.25 Вт подошли отлично, берите каждого по 5 штук, останутся лишние нестрашно, лучше иметь прозапас нежели мотаться снова по магазинам за компонентом из за сломанной ножки.
*Насчет стабилизатора напряжения. Изначально спаял схемы на 78L05, после включения он очень сильно грелся, стабилизатор расчитан на 100мА потребеление диодов оказалось много выше, поэтому я заменил его на LM7805 в корпусе ТО220, который рассчитан уже на 1А и закрепил на него радиатор. Так что если диоды будут с большим амперажом то советую позаботиться и о стабилизаторе.
Так же при желании можно позаботиться и о панельках для микросхем, ибо выпаивать микросхемы в случае неисправности довольно проблематично.
Думаю процесс паяния не нуждается в объяснении, поэтому предлагаю вашему вниманию просто фотографии без комментариев.
Демонстрация рабочего образца
И еще одно видео, уже два собранных драйвера
Вывод
Вообще на сборку ушло около одного вечера, цена вопроса примерно 600 рублей с учетом стоимости диодов. Как использовать данное устройство зависит от вашей фантазии, о своей задумке я рассказал, думаю данный драйвер неплохо впишется в компанию к сабу в машине да и в любую акустическую систему. К тому же данный драйвер имеет 2 режима отображения уровня сигнала: BAR и DOT. Для их переключения необходимо замкнуть или разомкнуть контакты, обозначенные на печатной плате S1P/L. Особенно понравилась реализация данного девайса с использованием оргстекла, когда режутся блоки толщиной 10 — 20мм и в каждый блок вставляется диод. Выглядит очень красиво.
Хочется еще добавить, что это часть одного большого проекта по сборке домашней аудиосистемы в которую войдут:
- Внешний USB ЦАП
- Графический эквалайзер на 10*2 полос
- Анализатор спектра 20 * 20
- Усилителя с темброблоком на энкодерах
- И многое другое, исключительно своими руками
Сейчас занимаюсь разводкой печатной платы для анализатора спектра. Кому станет интересно, с радостью поделюсь всей собранной информацией по этой теме.
