Taitaja2011, Kuopio Elektronisen laitteen rakentaminen

Transkriptio

1 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

2 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

3 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

4 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

5 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

6 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