Elektroniikka Piirilevyn suunnittelu, kaiuttimen automaattinen tehokytkin

Transkriptio

1 1 Elektroniikka Piirilevyn suunnittelu, kaiuttimen automaattinen tehokytkin Johdanto Kilpailun aiheena on automaattinen tehokytkin aktiivikaiuttimille. Tehtävän suunnittelija on Ville Viitala yhteistyössä Genelec Oy:n kanssa. Tehtävänä on toteuttaa piirilevy laitteelle, joka mittaa audiosignaalia ja kytkee automaattisesti aktiivikaiuttimen päälle, kun riittävän suuri signaali havaitaan. Kun audiosignaali on hävinnyt, laite odottaa tietyn ajan, jonka jälkeen laite sammuttaa kaiuttimen sähkön säästämiseksi. Laite ottaa sähkönsä suoraan 230 V sähköverkosta. Laitteen lohkokaavio Tehtävän kuvaus Saat piirikaavion. Tehtävänäsi on suunnitella kaksipuolinen piirilevy, joka toteuttaa laitteen. Levylle tulee sekä pintaliitos että läpiladottavia komponentteja. Osalle komponenteista on määritetty tietty kohta piirilevyllä, johon kyseinen osa tulee sijoittaa. Erillisiä läpivientejä levyllä saa olla enimmillään 10 kpl, mutta voit kuitenkin käyttää läpijuotettavien komponenttien jalkoja läpivienteinä rajattomasti. Hyppylankoja tai nollaohmin vastuksia ei piirilevylle saa asentaa. Levyllä olevien johdinvetojen on täytettävä määrätyt minimieristeväli ja minimipaksuusvaatimukset. Piirilevyn koko on 110 x 85 millimetriä. Piirilevy tullaan kiinnittämään koteloon, joten sijoita kiinnitysreiät piirilevylle mittakuvan mukaisesti. Piirilevyn suunnittelussa käytössä olevat poranterät ovat: 0,9 mm, 1,1 mm, 1,3 mm, 1,5 mm ja 1mm leikkuuterä yli 1.6 mm rei ille. Kiinnitä erityistä huomiota levyllä oleviin eristeväleihin, koska levyllä käsitellään myös 230 V verkkojännitettä. Eristevälit ja johdin paksuudet Käytettävät eristevälit ja minimipaksuudet: Verkkojännitteelliset johtimet: Paksuus min 60 mils, eristevälit 236 mils (6 mm) poikkeuksena triacin jalat. Muut johtimet: paksuus min 14 mils, eristevälit 8 mils (0.2 mm)

2 2 Komponenttien pakolliset sijoitukset Komponenteille ei ole aivan absoluuttisia paikkoja määritelty, vain tiettyjä alueita joissa komponenttien tulee sijaita. Alla olevassa kuvassa näkyvät audio liittimet tulee sijaita piirilevyn reunalla. Verkkojännitteelliset osat tulee pitää yhtenä ryhmänä levyn toisessa laidassa ja huomioida 6 mm eristeväli verkkojännitteellisissä vedoissa. Verkkojännitteelliselle alueelle ei saa tulla kuparitäyttöä. Kuva 1. Esimerkki osasijoittelusta Uuden Komponentin luonti Sinun tulee luoda kaksi uutta komponenttia, joita ennakkotehtävässä ei mainittu. Nämä komponentit ovat 2 napainen ruuviliitin 10 mm jalkavälillä ja tasasuuntaussilta. Saat komponenttien tarvittavat dokumentit komponenteille tuomareilta.

3 3 Muita yleisiä ohjeita Kiinnitä huomiota komponenttien oikeaan nimeämiseen piirikaaviossa annettujen tietojen mukaisesti. Tekstit ja merkinnät eivät saa peittää komponenttien paikkoja, porausreikiä tai juotostäpliä. Sijoita nimikirjaimesi ja kilpailunumero levyyn sopivaan ja näkyvään paikkaan. Yleisiä ohjeita kilpailijalle Tulosta (PDF tai XPS asiakirja) arviointia varten 1:1 kokoinen tuloste, jossa samassa kuvassa näkyy sekä osasijoittelu että piirilevykuva. Tulosteessa pitää näkyä kilpailijanumerosi ja nimikirjaimesi. Anna muistitikulle talletettuna tarvittavat piirilevyn valmistustiedostot.

4 4 Arviointikohteet Arviointikohteen tyyppi O = Obj S = Sub Arviointikohde Nimi tai lyhyt kuvaus Tavoitearvo Vain objektiiviselle arvioinnille Lisätietoa (Lisää uuden rivin arviointikohteen alle) Pisteet O Kuparivetojen oikeellisuus IPC A 610 D Kaikki komponentit, kaikki solmupisteet OK 4,00 O Suunnittelun laatu, johdinleveydet ja reiät, eristevälit IPC A 610 D Johtimen leveydet ja etäisyydet, hyppylangat, verkkojännite puoli 4,00 reikien koot O Suunnittelun laatu, komponenttien footprinttien oikeellisuus IPC A 610 D Piirilevykuvio, reiät ja silkkipaino OK 4,00 O Suunnittelun laatu, yleisilme, loogisuus IPC A 610 D Kuinka hyvä ja käytännöllinen suunnittelu 4,00 O Työn viimeistely Gerber files Piirilevyn jyrsimiseen liittyvät määritykset (saadaan piirilevyn valmistusdokumenteista) 4,00

5 AC1 F3 FUSE +VCC J1-1 T1 1 2 D 1 D 230VAC 4 3 D1 +VCC U1 +5V 7805 J C1 C3 IN OUT GND C4 + C2 220u 100n 100n 220u AC2 Muuntaja: 9V, 1 VA C C AC2 J5-1 B PB2 R1 270R 1 U4 5 R3 470R AC1 Kaiuttimen sähköliitäntä B R2 1k D2 2 D3 ZERO CROSSING 4 CIRCUIT PC4SD21YXPDF R4 470R J5-2 A MacGyver Technologies A TITLE: DRAWN: Ville Viitala CHECKED: DATED: DATED:

6 D Ohjelmointiliitäntä D (MISO) PB1 (SCK) PB2 RESET J V PB0 (MOSI) GND +5V C C8 100n C 4 GND 8 VCC +5V RESET 1 RESET U2 3 (PCINT4/ADC2) PB4 2 (PCINT3/CLKI/ADC3) PB3 7 (SCK/ADC1/T0/PCINT2) PB2 6 (MISO/AIN1/OC0B/INT0/PCINT1) PB1 5 (MOSI/AIN0/OC0A/PCINT0) PB0 PB4 PB3 PB2 PB0 TRIAC Ohjaus Signaali R14 18k PB1 Referenssi komparaattorille PB3 R16 1k D4 ATTINY13 R15 10k B B A MacGyver Technologies A TITLE: DRAWN: DATED: Ville Viitala CHECKED: DATED:

7 D +5V D R12 10k +5V right LM358 7 U3-B C7 KAIUTTIMELLE J6 R13 10k 6-100n left C J7 C +5V R5 R7 100k 3.5mm JACK J k R6 10k C5 + 10u R8 100k LM358 1 U3-A - R11 100k PB0 B R10 100k B R9 1k + C6 10u A MacGyver Technologies A TITLE: DRAWN: DATED: Ville Viitala CHECKED: DATED:

8 Taitaja2011, Kuopio Elektronisen laitteen rakentaminen Johdanto Tässä tehtävässä kootaan ohjeiden mukaan täydellinen elektroninen laite. Laitteen kokoonpanoon kuuluu yksittäisten elektronisten komponenttien asentamista ja juottamista piirilevyihin. Kokoonpano etenee rakenteen mekaaniseen kokoamiseen ja kaapelointiin. Kokonaisuus asennetaan koteloon, johon tuodaan 230 V käyttöjännite normaalien sähköturvallisuutta määrittävin sääntöjen mukaan. Kun laite on saatu valmiiksi, se testataan ja varmistetaan että kokonaisuus toimii moitteettomasti. Käyttöönottomittauksista tehdään mittauspöytäkirja. Yleiskuvaus Vuoden 2011 Taitajissa tämä laite on Velleman K6002 rakennussarjaan perustuva rakenne. Itse päälaite on lämpötilan säädin (Temperature Controller). Tämä yksikkö kootaan erilliseen koteloon. Jotta lämpötilamittaus onnistuisi, tarvitaan myös erillinen lämpötilan ilmaisin (Temperature Sensor) välittämään lämpötila-anturin signaalia. Tämä yksikkö kootaan omalle erilliselle piirikortille, koteloidaan ja kytketään ohjeiden mukaan säädinyksikköön. Näet alla olevassa kuvassa oikealla koteloidun säätimen, sen vieressä vasemmalla koteloidun lämpötilan ilmaisimen ja takana sille 12 VDC jännitteen syöttävän virtalähteen. Lämpötilan ilmaisimen liittimiin on kytketty keltaisella teipillä merkitty lämpötila-anturi (Transmitter). Valmiiksi koottu laite. 1

9 Laitteiston rakentaminen Laitteiston rakentaminen tapahtuu kolmessa vaiheessa. 1. Säätimen K6002 rakentaminen ja kotelointi 2. Lämpötilan ilmaisimen K6001 rakentaminen ja kotelointi 3. Laitteiston testaaminen Tarvittavat osat Saat kilpailun alussa seuraavat osat: - Velleman-KIT K6002 paketti, joka sisältää myös lämpötilan ilmaisimen K6001osat - kokoamisohjeet - kotelon lämpötilan säätimen K6002 kotelointia varten - kotelon lämpötilan ilmaisimen kotelointia varten - muuntajayksikön (230/9 VAC) osat: piirilevyn, muuntajan ja ruuviliittimen - verkkojohdon runkoliitin (sisältää sulakkeet) - laitteen arvokilpitarra ja sulakkeen merkintätarra, kun sulakkeiden arvotiedot ovat selvillä - johtimia liitoskaapelien valmistamista varten - johtoliittimiä - säätimen kokoamiseen tarvittavat ruuvit, mutterit ja aluslevyt 1. Säätimen K6002 kokoaminen Avaa rakennussarjan pakkaus. Löydät sieltä ohjeet K6002 rakentamista varten. Suorita rakentaminen näiden englanninkielisten ohjeiden mukaan. Lopputuloksena sinulla on alla olevan kuvan mukainen kolmesta piirilevystä koostuva kokonaisuus, joka kiinnitetään kotelon etulevyssä olevaan aukkoon neljällä kuusiokoloruuvilla. Ruuvisarjaan sisältyvät mutterit ja tähtialuslevyt. 2

10 Jatka rakentamista kokoamalla muuntajayksikön (Transformer PCB) piirilevy. Juota piirilevylle myös 9 VAC johtimet. Kiinnitä piirilevy kotelon pohjaan kolmella ruuvilla kuvan osoittamalla tavalla. Kytke 9 VAC johtimet K6002 yksikön ruuviliittimen liittimiin VA ja VB. Asenna johtimiin pääteholkit. Kiinnitä verkkopistokerunko takapaneelin aukkoon oikein päin ja tarkista, että se on tiukasti paikallaan. Asenna sulakkeenpidin ja sulakkeet (2kpl). Merkitse samalla muistiin sulakkeiden virtaarvo ja nopeusluokka. Sulakkeiden tietoja vastaan saat tuomarilta sulakkeen merkintätarran. Valmista verkkosähkön liitosjohdot (2 kpl) huolella käyttäen kytkentäjohdossa verkkopistokerungon puolella kaapeliliittimiä ja ruuviliittimen puolella puristettavia pääteholkkeja. Kytke johtimet ja kiinnitä takapaneeli pohjalevyyn kahdella ruuvilla. Kiinnitä myös etupaneeli. Muuntajayksikön (Transformer PCB) sijoitus koteloon ja kytkentäjohtimien kiinnitys verkkopistokerunkoon. Ota annetuista johtimista kaksi 50 cm pitkää kaapelia (musta ja punainen). Purista johtimien toiseen päähän pääteholkit ja kytke ne ruuviliittimen nastoihin -IN (mu) ja +IN (pun). Kuljeta johtimet takalevyn reiän läpi ja sen jälkeen vedonpoistajan kumiholkin läpi. Säädä johtimien laitteen sisälle jäävä pituus sopivaksi ja purista vedonpoistaja kiinni. Asenna se paikalleen. Tue johtimet toisiinsa nippusiteellä. Katso kuvaa. Kun rakentelu on tässä vaiheessa, pyydä tuomari paikalle. Tuomari tarkistaa 230 V kytkennät ja antaa luvan kytkeä jännitteet päälle. Pyydä tuomarilta sulakkeiden merkintätarra. Kun liität laitteen verkkojännitteeseen, laitteen näyttöön ilmestyy teksti FAIL, joka kertoo että laiteen pitäisi olla kunnossa. Loppu testaamien suoritetaan vasta sen jälkeen kun lähetinyksikkö K6001 valmis ja liitetty järjestelmään. 2. Lämpötilailmaisimen K6001 rakentaminen Lämpötilan ilmaisimen rakentamisesta on oma erillinen englanninkielinen ohje. Seuraa siinä annettuja ohjeita. Lopputuloksena sinulla pitäisi olla koottuna seuraavan kuvan mukainen piirilevy. 3

11 Lämpötilailmaisimen koottu piirilevy. Käytä lämpötilan mittausanturin (Transmitter) kytkemiseen ohutta 0,5 mm punaista johdinta. Eristä liitokset ohuella kutistemuoviholkilla ja tee vesitiivistys paksulla kutistemuoviholkilla (ks. kuva). Asenna lämpötilan ilmaisin koteloonsa. Kiinnitä se tarrateipillä kotelon toiseen puoliskoon. Lämpötilan mittausanturin liittäminen 3. Testaaminen Kun molemmat laitteet ovat valmiita, voidaan testaaminen viedä loppuun saakka. Lämpötilan ilmaisin K6001 tarvitsee oman erillisen 12 VDC käyttöjännitteen, joka otetaan työpöydän virtalähteestä (Katso asennusohjeen s. 14). Kytke ensin +IN ja -IN johtimet lämpötilan ilmaisimen sinisen liittimen nastoihin seuraavasti: +IN nastaan OUT ja -IN nastaan miinus. Kytke edelleen 12 VDC syöttö virtalähteen nastoihin miinus ja plus. Käytä kaapelien päissä banaanikoskettimia. Kytke lämpötilan mittausanturi lämpötilan ilmaisimen liittimeen SENSOR. Anturin napaisuudella ei ole merkitystä. Käytä kaapelien päissä puristettavia pääteholkkeja. Säätimen K6002 ohjeen sivuilla on selostettu laiteen etupaneelin painikkeiden käyttö. Laita SELECT painikkeen avulla näyttö tilaan, jossa se näyttää kiinteästi lämpötilaa. 4

12 Kalibrointi HUOM! Anna laitteen lämmetä virta päällä n. 10 minuuttia ennen kalibrointisäätöjen tekemistä. Seuraa lämpötilan ilmaisimen K6001 säätöohjetta sivuilta lopullisten lämpötila-asetusten kalibroimiseen. Kalibrointi käsittää seuraavat vaiheet: 1. 0 C -asteen säätö - lämpötilan mittausanturi pitää olla kiinni laitteessa - kytke yleismittari DC-alueella vastusten R2 ja R7 välissä olevaan mittauspisteeseen, merkitty levyyn - pyydä järjestäjiltä kalibroinnissa tarvittava jääpala-astia - upota anturi jääpaloja sisältävään veteen niin että saat sen lähelle nollapistettä - DC mittarin näyttö pitäisi olla lähellä 0 volttia. Säädä se täysin nollaan trimmerin RV1 avulla - varmista että lämpötilan ilmaisin K6001 on kiinni säätimessä K6002 (johdot +In ja -IN kytketty) - Säädä trimmerin RV2 avulla säätimen näyttö osoittamaan nollaa (anturi edelleen jäissä) Nyt lähetin on kalibroitu. Aseta laitteen kelloaika sekä ylä- ja alaraja-asetukset tuomarien määräämään arvoon. 5

13 Arviointi: Yksityiskohtainen arviointitaulukko Kohde Max Pisteet A. K6002 piirilevyjen koonti 6 Levy P6002PS1 2 Levy P6002UP2 2 Levy P6002D2, näyttö 2 B. K6002 Levypaketin koostaminen 3 Kilpailijan pist. Arviointikriteerit Ovatko osat kuvan osoittamissa paikoissa Osat suorassa Juotosten laatu 1. Juotosrimojen kiinnitys 2 Katso, Fig 2.0, 3.0, ja 4.0 sivu Levypakan loppuasennus 1 Katso sivun 12, Fig 5.0 C. K6002 muuntaja sähkösyöttö ja sähköturvallisuus 4 1. Muuntajalevy 2 Kiinnitys, kytkentä, sähköturvallisuus V kaapelit 2 Abikoliittimet, sähköturvallisuus D. K6001 piirilevyn koonti 2 Piirilevyn koonti 2 Ovatko osat kuvan osoittamissa paikoissa Osat suorassa Juotosten laatu E. Toiminnallisuus ja testaus 5 K6002 toimii 2 OK K6001 toimii 2 OK Säädöt oikein 1 OK 6

14 Elektroniikka Laitteen rakentaminen, Kaiuttimen automaattinen tehokytkin Johdanto Kilpailulaitteena toimii Ville Viitalan ja Genelec Oy:n yhteistyössä toteutettu automaattinen tehokytkin aktiivikaiuttimelle. Laitteen havaitessa audiosignaalin, laite kytkee automaattisesti aktiivikaiuttimen päälle. Audiosignaalin hävittyä laite odottaa hetken jonka jälkeen se sammuttaa kaiuttimen sähkön säästämiseksi. Laite ottaa sähkönsä suoraan 230 V sähköverkosta. Tehtävän kuvaus Kilpailijan tehtävänä on koota aiemmin suunniteltu piirilevy automaattiselle tehokytkimelle. Kilpailija saa tarvittavat komponentit tehtävän alkaessa. Piirilevy sisältää pintaliitos sekä läpijuotettavia komponentteja. Kilpailija saa valita käyttääkö hän pintaliitososien juottamiseen juotospastaa ja kuumailma asemaa, vai käyttääkö hän perinteistä lankatinaa. Kun kilpailija on saanut koottua laitteen, suorittaa hän sille mittauksia. Kilpailijan tulee osoittaa mittauksilla, että laite on turvallinen verkkojännitepuolen osalta. Tämän jälkeen kilpailija saa kytkeä sähköt laitteeseen mittausta varten. Kilpailija mittaa laitteen toiminta kuntoa ja osoittaa toiminnan tuomarille. Tämän jälkeen laite testataan oikeissa olosuhteissa.

15 Arviointikohteet Arviointikohteen tyyppi O = Obj S = Sub Arviointikohde Nimi tai lyhyt kuvaus Tavoitearvo Vain objektiiviselle arvioinnille Lisätietoa (Lisää uuden rivin arviointikohteen alle) Pisteet O Komponenttien asennus, asettelu IPC A 610 D Komponentit asennettu oikein ja levyn pintaa pitkin, pintaliitososat keskitetty 6,00 O Juotokset IPC A 610 D Juotosten laatu 6,00 O Sähköturvallisuus IPC A 610 D Verkkojännitejohto asennettu oikein, mittaukset suoritettu 4,00 O Mittaus ja toiminnan osoittaminen Kytkentä toimii, mittaukset suoritettu 4,00

16

17

18

19 Ohjelmointi, Kaiuttimen automaattinen tehokytkin Kilpailulaitteena on aiemmin rakennettu kaiuttimen automaattinen tehokytkin. Varmista heti että mikro ohjaimen kelloa koskevat fuse bitit on oikein (sisäinen 9,6MHz kello käytössä, jako 8:lla). Kääntäjä on vapaa ja ainoastaan C kielinen tuotos arvioidaan. Tehokytkin tutkii audiosignaalin riittävän tason ylittäviä nousevia reunoja. Kun taso ylitetään, käynnistää mikro ohjain itsensä ja liipaisee Triacin johtavaksi. Kun audiosignaalia ei ole havaittu 30sek sisällä edellisestä, saatetaan Triac eristävään tilaan ja asetetaan mikro ohjain unitilaan. Osion maksimipisteet: 20 p ARVIOINTI 1 Alustukset, kirjastot 3p 2 Analoginen vertailija 3p 3 Timer0 ylivuotokeskeytys 3p 4 Toimiva laite 4p 5 Extra ominaisuudet 4p 6 Kommentointi (2p), Rakenne (1p) 3p Maksimi 20p

20 1. ALUSTUKSET, KIRJASTOT Luo alifunktio Init(void), funktio ei palauta mitään. Kirjoita alifunktioon I/O tarvittavat alustukset, globaali keskeytysten sallinta ja rivit jossa mahdollistetaan virransäästötilan toiminta IDLE tilassa. Lisää myös tarvittavat kirjastot. (0 3p) 2. ANALOGINEN VERTAILIJA Init() funktioon lisätään rivit jossa otetaan analoginen vertailija käyttöön, sallitaan sen keskeytys nousevalla reunalla. Tee ohjelma jossa LED (PB3) vaihtaa tilaa aina vertailijan keskeytyksen sattuessa. Kutsu tuomari paikalle ja esitä toiminta hänelle. Tuomarin hyväksynnän jälkeen voit jatkaa eteenpäin. (0 3p) 3. TIMER0 YLIVUOTOKESKEYTYS Alusta Timer0 keskeyttämään 1ms välein (+/ 0,5%). Aseta kellon esijakajaksi 8. Tee ohjelma jossa Timer0:n keskeytysfunktiossa LED vaihtaa tilaa joka keskeytyksellä, vilkkuu 500Hz taajuudella. Kun valmista, kutsu tuomari paikalle ja esitä toiminta hänelle. Valmistaudu mittaamaan oskilloskoopilla LED:in taajuus. Tuomarin hyväksynnän jälkeen voit jatkaa eteenpäin. (0 3p) 4. TOIMIVA LAITE Laitteen havaitessa äänisignaali, lähtö (PB2) kytkeytyy päälle. Lähtö on päällä vielä 30s laskien viimeisestä havaitusta signaalista. Kun lähtö ei ole päällä, LED on myös pois. Ajan kuluttua lähtö kytkeytyy pois päältä. Laitteen toiminta esitetty vielä lohkokaaviossa. Kun valmista kutsu tuomari paikalle ja esitä toiminta hänelle. (0 4p) 5. EXTRA OMINAISUUDET Lisätään vielä LED toiminta ja unitila. Kun kaiuttimen päälläoloaikaa on alle 10s jäljellä, LED vilkkuu vaihtaen tilaansa puolen sekunnin välein. Kun päälläolo aika on loppunut, Led sammuu myös. Kun valmista kutsu tuomari paikalle. (0 4p)

21 T2011_softa.c /****************************************/ /* */ /* */ /* */ /* */ /* */ /****************************************/ #define F_CPU UL // 600kHz #include <avr/io.h> #include <util/delay.h> #include <avr/interrupt.h> #include <avr/sleep.h> // Funktioiden prototyypit void Init(void); // Vakiot #define Triac_ON 0x04 #define LED 0x08 // Globaalit muuttujat uint16_t Sleep_Counter=0; uint8_t Counter_On=0; /***************** * Main looppi * *****************/ int main(void) { Init(); // alustukset while(1); } /**************************** * Timer0 OVF keskeytys * ****************************/ ISR(TIM0_OVF_vect) { TCNT0 = 106; Sleep_Counter++; // päivitetään rekisteri // lisätään laskuria if(!(sleep_counter % 300) && Sleep_Counter > 5000) PORTB ^= LED; } if(sleep_counter > 10000) // mennyt ajan yli { PORTB &= (~(Triac_ON LED)); // sammutetaan triacci TIMSK0 &= ~(1<<TOIE0); // sammutetaan Timer0 Sleep_Counter=0; // laskuri nolliin sleep_enable(); sei(); sleep_cpu(); // nukutetaan prossu } /**************************** * Komparaattori keskeytys * ****************************/ Sivu 1

22 ISR(ANA_COMP_vect) { sleep_disable(); Sleep_Counter=0; PORTB = Triac_ON; PORTB &=~(LED); TIMSK0 = 1<<TOIE0; } T2011_softa.c // nollataan nukutuslaskuri // sallitaan ylivuotokeskeytys /**************** * Alustukset * ****************/ void Init(void) { // Timerin asetukset TCCR0B = (1<<CS01); // kellon jako 8 F_CPU/8/8 = 150kHz TCNT0= 106; // keskeytys noin 1000kertaa /sekunti // unitilan asetukset MCUCR = (1<<SE); // Unitila käyttöön, unitilaksi Powerdown. // Analogisen vertailijan asetukset ACSR = (1<<ACIE) (1<<ACIS1); // vertailijan keskeytys sallittu, Rising edge int PORTB = 0x00; DDRB = 0x0C; } sei(); // Globaali keskeytysten sallinta Sivu 2

23 Taitaja2011 Kuopio Elektroniikan vianhaku Kilpailutehtävä Vikaantunut laite on Infrapunalla ohjattava digitaalinen äänenvoimakkuus säädin. Laitteessa on kaikkiaan kuusi toisistaan riippumatonta vikaa, jotka asetetaan keinukytkimillä yksi kerrallaan. Koska tämä on kilpailutehtävä, vika voi olla missä tahansa kytkennän osassa, eikä se ole välttämättä ko. laitteen tyypillisin vika. Laitteen viat vastaavat tuotantovikoja (viallinen komponentti, foliokatkos, oikosulku), jolloin laite ei ole vielä koskaan toiminutkaan. Vianhakutehtävässä on kaksi vaihetta. Ensimmäisessä vaiheessa kilpailija rakentaa testauskytkennän ja suorittaa tarpeelliseksi katsomansa referenssimittaukset. Tästä vaiheesta kilpailija tekee mittauspöytäkirjan, joka myös arvioidaan. Mittauspöytäkirja tulee tehdä sillä tarkkuudella, että elektroniikka-alan opiskelija pystyy toistamaan sen avulla mittaukset ja näin varmistamaan saadut tulokset. Mittauspöytäkirjan pitää sisältää myös lyhyen kuvauksen laitteen toiminnasta lohkotasolla. Kilpailijan tulee tarkkaan miettiä mitä mittauksia kannattaa tehdä, koska kilpailun aikana ei sallita vertailumittauksia toimivasta laitteesta. Mittauspöytäkirja kirjoitetaan käsin paperille. Toisessa vaiheessa kilpailija pyrkii selvittämään viat yksitellen. Testaa laite, jotta voit todeta miten se toimii vikaantuneena. Kun olet selvittänyt vian ilmenemisen, voit ryhtyä mittaamaan kytkentää tarkemmin vikaantuneen komponentin löytämiseksi. Löydettyäsi vian aiheuttajan (esim. vastus Rx poikki, kondensaattori Cx oikosulussa, foliokatkos välillä IC3 pinx IC5 pinx), merkitse se vastauslomakkeeseen sanallisesti sekä piirrä vikakohta kytkentäkaavioon. Kun olette tehnyt merkinnät viasta, niin kutsu tuomari paikalle. Jos ilmoitat vian oikein saat löydetystä viasta 2 pistettä. Jos ehdotat viaksi väärää vian aiheuttajaa, saat uuden yrityksen, mutta seuraavasta oikeasta esityksestä saat vain 1 pisteen. Jos toinenkin ehdotuksesi on väärin, et voi enää saada pisteitä kyseisestä viasta. Viat voit esittää tuomarille haluamassasi järjestyksessä. Arviointi Tehtävän kokonaispistemäärä on 20 pistettä Mittauspöytäkirja 0-8 pistettä. - Täysin oikein tehty mittauspöytäkirja 8 pistettä Kaikki ovat viat samanarvoisia: 1. ehdotus oikein 2 pistettä 2. ehdotus oikein 1 pistettä 3. ehdotus väärin 0 pistettä

24 Taitaja2011 Kuopio Elektroniikan vianhaku Ajankäyttöohje Torstai klo Vianhaku, 3 h Vaihe 1. Mittauspöytäkirja Vaihe 2. Vianetsintä 1 h 2 h

25 Taitaja2011 Kuopio Elektroniikan vianhaku Vianhaku (max. 12 pistettä) Kilpailijan nimi: Jokaisen vian aiheuttaman toimintahäiriön joudut itse toteamaan. Arviointi: - Ensimmäinen esitys viaksi on oikein 2 p - toinen esitys viaksi on oikein 1 p - Jos toinenkin esitys on väärin 0 p Vika 1: 1. esitys: 2. esitys: Vika 2: 1. esitys: 2. esitys: Vika 3: 1. esitys: 2. esitys: Vika 4: 1. esitys: 2. esitys: Vika 5: 1. esitys: 2. esitys: Vika 6: 1. esitys: 2. esitys: Osio 1. yhteensä: pistettä.

26 Taitaja2011 Kuopio Elektroniikan vianhaku Mittauspöytäkirja (max. 8 pistettä) Kilpailijan nimi: Tätä arviointilomaketta ei saa näyttää kilpailijalle! Arviointi: 1. Lyhyt kuvaus laitteen toiminnasta 2p. o Kytkennän eri lohkojen toiminta eriteltynä (4 lohkoa) 2. Mittauspöytäkirja on toimiva mittauskytkentä 2 p. 3. Mittauspöytäkirjassa on mittalaitteet ja mittauslaitteiden käyttöasetukset 2 p. 4. Mittauspöytäkirjassa on taulukoituna mittaustuloksia mittayksiköineen 2 p. Mittauspöytäkirjan sisältö: 1. : pistettä 2. : pistettä 3. : pistettä 4. : pistettä Osio 2. yhteensä: pistettä Koko kilpailutehtävän yhteispistemäärä: pistettä

27 Taitaja2011 Kuopio Elektroniikan vianhaku Tuomariohje kytkennän viat Tätä arviointilomaketta ei saa näyttää kilpailijalle! Vika 1. D3 katodin folio poikki, +5V käyttöjännitesyöttö on poikki. Vika 2. IC2 (12F629) pinni 5 / IC1 (TC9413AP) pinni 8:n folio poikki, CK kellosignaali poikki. Vika 3. IR-diodin out / IC2 (PIC12F629) pinni 4 välinen folio oikosulussa GND:tä vasten. Vika 4. IC2 (12F629) pinni 3 / LED3 anodi välinen folio poikki. Vika 5. IC1 (TC9413AP) pinni 16 folio poikki, Vdd +6V käyttöjännitesyöttö on poikki. Vika 6. R3 (1Kohm) oikosulussa.

28

29 Osasijoittelukuva komponenttipuoli

30

31

32

33