Principalele subiecte prezentate
1. Componente electronice destinate tehnologiei SMT (III)
Inductoarele SMD
Prezentarea componentelor SMD a ajuns la capitotele dedicate inductoarelor, elementelor de conectica / comutatie si componentelor active discrete – diode si tranzistoare.
Inductoarele montate pe suprafata sunt utilizate in general in aplicatii unde se cere o mare densitate de echipare. In unele aplicatii de inalta frecventa, inductoarele montate pe suprafata pot oferi performante similare unor inductoare THT.
Desigur, componentele SMD fiind limitate ca dimensiuni, nu se pot obtine valori foarte mari ale inductantei sau ale factorului de calitate.
In prezent, exista doua variante de realizare a inductoarelor in varianta SMD: inductoare avand conductor bobinat si inductoare multi-strat.
Inductoarele SMD cel mai des utilizate in prezent sunt de tip clasic, cu fir bobinat. Pentru valori mari ale inductantei se utilizeaza bobinajul pe un miez de ferita, de cele mai multe ori sub forma unui mosor.
Pentru utilizare la frecvente inalte se utilizeaza ca suport un material nemagnetic, de obicei alumina.
Diodele SMD
Odata cu larga utilizare a componentelor pasive SMD, pentru a avea o anumita omogenitate a procesului tehnologic de asamblare, au fost cerute de industrie si componente active in varianta SMD.
Diodele au fost componente usor de adaptat pentru montarea pe suprafata si au fost realizate in acest scop diverse variante constructive, unele variante fiind derivate din componentele utilizate in circuitele hibride.
Cu trecerea timpului, cateva din capsule s-au impus in utilizare. Acestea sunt prezentate in figura 5 (din articol).
Capsula cilindrica MELF – Metal Electrode Face este similara cu cea utilizata pentru rezistoare. In cazul diodelor MELF capsula are un corp de sticla cu electrozi metalici la capete, pentru lipire, cum se poate observa in figura 6 (din articol).
Cei doi electrozi metalici contacteaza de asemenea structura de siliciu care este prevazuta cu bumbi de lipire. Pentru diodele MELF exista doua variante, identificate ca MLL 34 (SOD-80) si MLL 41 (SOD 87).
Tranzistoarele „Small Outline” (SOT)
Tranzistoarele „Small Outline” au fost printre primele componente active utilizate la montarea pe suprafata. Tranzistoarele sunt disponibile in capsule cu trei sau patru terminale, identificate ca SOT (Small Outline Transistor).
Cele mai raspandite capsule cu trei terminale sunt SOT 23 (EIA TO 236) si SOT 89 (EIA TO 243). Dintre capsulele cu patru terminale, mai des utilizata este capsula SOT 143 (EIA TO253).
Toate aceste capsule pot fi utilizate atat pentru tranzistoare cat si pentru diode. Constructia capsulei SOT 23 este prezentata in figura 10 (din articol).
Capsula SOT 23 exista in trei variante cu inaltimi (profile) diferite fata de substrat: mic, mediu si mare, dupa cum se poate observa fi figura 11 (din articol).
Varianta cu profil redus (low – engl.) este optimizata pentru depunerea de adeziv si lipirea in val, cea cu profil inalt (high – engl.) fiind preferata pentru lipirea reflow permite o mai buna curatare. Varianta cu profil mediu este un compromis si se poate utiliza in ambele procedee de lipire.
2. Placa universala cu doua relee
Cartelele cu relee, triace, tiristoare sau alte elemente semiconductoare de putere de comutatie sunt elemente de executie universale de o reala utilitate practica in aplicatiile industriale de automatizari.
O noua realizare la Conex Electronic, placa universala cu doua relee este proiectata in doua variante, respectiv pentru relee de 12V sau 24V pentru un curent in sarcina de 8A.
Placa cu doua relee se poate utiliza ca interfata intre partea de comanda electronica si cea de forta (a elementelor de executie).
Montajul realizat in kit de Conex Electronic reprezinta o placa universala cu doua relee. Acestea sunt comandate prin intermediul unor tranzistoare de curent mic. Comanda se face pe baza, cu semnal „high’ (pozitiv fata de masa).
Curentul absorbit de intrarile de comanda, IN1 si, respectiv IN2 este mic. Particularitatea montajului consta in posibilitatea de a se monta pe cablajul imprimat, fie relee cu tensiune nominala de alimentare de 12V, fie de 24V, dimensiunile fizice si amplasarea pinilor fiind aceleasi.
Releele au doua perechi de contacte NI/ND, notate in schema din figura 1 (din articol), K1 si K2, respectiv K3 si K4. Releele suporta un curent de sarcina de 8A. Placa cu relee se alimenteaza cu 12Vcc sau 24Vcc, functie de tipul releelor utilizate, de la conectorul K6.
3. ZCD – Zero Cross Detector – Detector cu trecere prin zero a tensiunii retelei
Detectoarele de trecere prin zero a tensiunii retelei electrice se utilizeaza cu precadere in redresoarele de putere, ale caror dispozitive de comutatie sunt tiristoarele.
Ele genereaza semnalele de comanda cu o intarziere bine determinata fata de trecerea prin zero a tensiunii retelei, determinand intrarea in conductie a dispozitivelor semiconductoare de putere.
Se pot enumera insa si alte aplicatii: masurarea frecventei retelei cu o precizie foarte mare, masurarea defazajului dintre tensiune si curent pentru cazul sarcinilor rezistiv – inductive sau capacitive, etc.
Detectorul de trecere prin zero a tensiunii prezentat in acest articol este realizat cu un microcontroler industrial din seria C51, AT 89C2051, in scopul obtinerii unei precizii ridicate si a posibilitatii conectarii la un calculator personal prin portul serial, utilizand o interfata RS232 clasica.
4. Metode de caracterizare virtuala a sistemelor digitale
Caracterizarea virtuala a sistemelor digitale „high-speed” implica utilizarea unui mediu de modelare si simulare adecvat, care sa permita luarea in considerare a efectelor parazite ce influenteaza negativ functionarea acestora.
In articolul de fata autorii au ales (pentru punerea in evidenta a subtilelor efecte nedorite) un program considerat a fi printre cele mai performante in domeniul analizei integritatii semnalelor.
HyperLynx (numele comercial al soft¬ului prezentat) este un mediu de evaluare a proiectelor digitale la nivel de layout si se dovedeste a fi un instrument extrem de util specialistilor implicati in dezvoltarea de produse noi, cu focalizare asupra proiectarii si fabricatiei de module PCB.
5. Programator de microcontrolere PIC si memorii I2C
Programarea fizica a memoriei microcontrolerelor reprezinta o simpla etapa din tot lantul de dezvoltare a a unei aplicatii si se face cu ajutorul unui programator.
Microcontrolerele din seria PIC sunt produse de Microchip si sunt des utilizate in aplicatii din cele mai variate, fiind preferate de multi dezvoltatori de aplicatii.
Sunt relativ ieftine in comparatie cu alte tipuri de procesoare, usor de programat, printr-un set redus de instructiuni, au consum mic, se pot realiza aplicatii rapide, fiind proiectate intr-o arhitectura RISC, beneficiaza de suport informativ foarte bogat si mediatizat din partea producatorului etc.
Programatorul prezentat ca aplicatie practica faciliteaza programarea celor mai uzuale microcontrolere produse de Microchip. In plus, se pot programa memorii la fel de uzuale, cum sunt cele din seria l2C – 24Cxx.
In aplicatii comerciale si industriale alimentarea microcontrolerelor PIC se face cu tensiune joasa, 2…6Vcc.
6. Modulator TV pentru minicamere video
Sunt dese cazurile cand suntem in posesia unei camere video miniaturizate sau a unui magnetoscop si dorim sa trimitem semnalul video complex fie prin intermediul unui cablu coaxial, fie prin eter, catre un televizor care nu are intrare AV.
Conex Electronic a realizat un modulator TV care interconecteaza o camera video de supraveghere cu un TV fie pe cablu, fie radio. Montajul asigura o buna stabilitate a frecventei precum si o modulatie de amplitudine de calitate.
Pentru a asigura acest deziderat a fost folosita varianta prezentata in figura 1 (din articol). Blocul oscilator este realizat cu un tranzistor de tipul BRF93A (de tip SMD) a carui frecventa de oscilatie este de doua ori mai mica decat a semnalului de la iesire a montajului.
Se mentioneaza ca modulatorul functioneaza in domeniul frecventelor ultrainalte (UIF) si poate fi reglat (ca frecventa), incat sa acopere domeniul de canale TV 24…40. Acest fapt inseamna ca poate fi folosit domeniul de frecvente de 500-630 MHz.
7. STK 401 – XXX – Amplificatoare audio de putere duble cu alimentare simetrica
Firma SANYO a dezvoltat recent o noua familie de circuite integrate hibride pentru amplificatoare audio de putere, a caror caracteristica majora este compatibilitatea pin la pin a tuturor tipurilor din serie precum si din serii diferite.
Acest lucru permite fabricantului de amplificatoare de diferite puteri sa proiecteze si sa utilizeze un singur tip de circuit imprimat.
Dintre caracteristicile notabile ale circuitelor din seria STK401 – xxx se remarca urmatoarele:
- compatibilitatea la pini cu seria STK 400 – XXX (3 canale pe capsula);
- impedanta de sarcina de la 3 la 6 Ohm;
- o noua asignare a pinilor pe blocuri functionale separate (intrari, iesiri, alimentare) fapt care determina minimizarea degradarii parametrilor electrici datorata circuitului imprimat;
- necesita putine componente externe (nu mai sunt necesare rezistoare si capacitoare de bootstrap).
8. Releu de putere – Solide State 220Vca/13A
Acest releu static de putere poate comuta sarcini diverse, alimentate la 220Vca ce au un consum de pana la 13A. Elementul comutator este un triac, iar comanda se face in tensiune (12…24V, continua sau alternativa) prin izolare optica cu optotriac.
Realizarea practica permite montarea pe o rama DIN de tablou electric. Comanda in tensiune, a releului de putere semiconductor este utilizata datorita curentului mic consumat pe intrarea de comanda.
Un alt avantaj il reprezinta lipsa componentelor „in miscare”, ceea ce elimina probleme ca stingerea arcului electric.
Interesant la aplicatia prezentata este faptul ca optotriacul (de tip MOC3042) ofera trigger (comanda pe poarta) cu detectie de trecere prin zero a tensiunii alternative (Zero Crossing Circuit);
Surse:
