RELAYVAC Lite

zapojení a konstrukce



Původní velký RelayVac je na plastové desce a všechny vnitřní propoje jsou vedeny vespod kablíky s očky prošroubovanými šroubky M4 na dvojité faston vidlice. Asi tušíte, že montáž byla opravdu hodně pracná. RelayVac Lite jsem chtěl mít jednodušší. Použil jsem dvě moje oblíbené vrtané univerzálky v rozměru 20x10 cm. Desky jsou na výšku přes distance přišroubovány šroubky M3 těsně vedle sebe k plastové základně tl. 5 mm. Každá deska je na 13 šroubech s distancemi, aby byla pokud možno maximálně podepřená a neprohýbala se při zasouvání kablíků s fastony. Celek působí na první pohled jako jediná deska o rozměru 20x20 cm.


Nostalcomp RelayVac Lite
RelayVac Lite
Nostalcomp RelayVac Lite
RelayVac Lite


Celá plocha desky je pomyslně rozdělena na 4 svislé pásy (šíře 5 cm), které nazývám moduly. Svislé moduly jsou dále rozděleny vodorovně do tzv. bloků. Až na jeden blok, jsou všechny 4 moduly zapojené identicky. Horní blok je vyhrazen indikačnímu prvku. Pod ním je blok jiných součástek, který je na každém modulu zapojen jinak. Následuje blok relé a úplně dole je blok spínacích prvků. Vše je snad jasné z obrázku. Veškeré propoje na desce jsou vedeny shora drátky (uštípané nožičky vývodových součástek, které za tímto účelem schraňuji:-))


Nostalcomp RelayVac Lite
RelayVac Lite
Nostalcomp RelayVac Lite
RelayVac Lite a propojky


Blok indikace

Blok indikace obsahuje vždy jeden světelný indikátor na každém modulu (pásu). Celkem má tedy RelayVac Lite 4 indikátory pro univerzální použití. Originální Minivac 601 zde má klasické žárovky a to mu moc sluší. Jenže se žárovkami je problém. Mají malou životnost a velkou spotřebu. Jsou drahé, dnes už se blbě shání a obojí platí dvojnásob o paticích. Nehledě k možnému nespolehlivému kontaktu v patici. Kdo to má furt dotahovat? Takže jsem na obou svých RelayVacech jako indikátor použil velkou 10 mm Jumbo LED. Abych alespoň trochu simuloval žárovku, použil jsem červeně svítící LED v čirém pouzdře. Vypadá to fakt parádně. Jenže žárovka má i své výhody. Je nezávislá na polaritě a její vlákno má poměrně malý odpor a jako odpor ho lze i využít (Minivac 601 to tak dělá). Nezávislost na polaritě se dá snadno vyřešit můstkovým usměrňovačem. Použil jsem můstek v pouzdře DIP a je po problému. Malý odpor vlákna se dá simulovat připojením příslušného odporu paralelně na vstup můstku. Nevýhodou je zvýšená spotřeba takovéto "LEDžárovky". Proto jsem to nakonec nedělal. Raději v případě potřeby připojuji opravdické odpory.


Nostalcomp RelayVac Lite
Zapojení bloku indikace s LED

Ve schématech ukázkových obvodů reléové logiky, bude takto zapojený indikační prvek vždy nahrazován klasickou schematickou značkou žárovky.


Blok ostatních součástek

Zapojení tohoto bloku je na každém modulu (pásu) jiné. První blok zleva obsahuje pouze tzv. napájecí sběrnici. Jsou to dvě řady navzájem propojených faston vidlic. V každé řadě jich je 8. Počítá se zde s připojením napájení RelayVacu Lite a jeho dalším rozvedením.


Nostalcomp RelayVac Lite
Zapojení bloku napájecí sběrnice a bloku diod


Druhý modul obsahuje v tomto bloku dvojici křemíkových diod 3A. Diody sice nejsou z dob "dřevní" reléové logiky, ale kolikrát usnadní práci. Lze je využít k realizaci tzv. polarizovaného relé, nebo k zapojení jednoduchého AND či OR hradla, když už se nám nedostává relé. Hlavním důvodem jejich použití, ale bylo jedno zajímavé zapojení FLIP-FLOP klopného obvodu, který využíval dvojice diod, a který jsem si mermomocí chtěl vyzkoušet.

Třetí modul obsahuje dva výkonové odpory cca 68R/4W. Jelikož jsem je neměl a 5W odpor v keramickém pouzdře se mi tam nevešel, použil jsem paralelní kombinaci 120R a 150R, oba 2W. Hodnotu 68R jsem stanovil zkusmo tak, aby použité relé dokázalo spolehlivě sepnout s tímto odporem v sérii. Zároveň musí odpor dokázat omezit zkratový proud na přijatelnou hodnotu (zde 12/68 = cca 176 mA). Pro některé aplikace jsou dva odpory málo, ale níže bude ukázáno, jak do zapojení snadno přidávat další odpory a jiné součástky.


Nostalcomp RelayVac Lite
Zapojení bloku odporů a bloku kondenzátorů


Poslední - čtvrtý modul obsahuje dva elektrolytické kondenzátory 1G (1000uF) /25V. Ty jsou důležité pro stavbu aktraktivních monostabilních a zejména astabilních klopných obvodů. Kapacita je opět zvolena zkusmo, aby při realizaci těchto klopných obvodů docházelo k relativně dlouhým prodlevám a činnost těchto klopáků tak byla krásně vidět.

Přidání dalších součástek.

Pokud je potřeba do zapojení dostat další součástky (platí hlavně pro odpory), lze to udělat velmi snadno. Stačí si vyrobit pár propojovacích kablíků, které uprostřed přestřihneme a konce zapojíme do dvojité šroubovací svorkovnice (čokolády). Do volných konců svorkovnice lze velmi snadno připojit jakoukoliv dvouvývodovou součástku a tuto pak uplatnit v RelayVacu.


Nostalcomp RelayVac Lite
Přidání dalších součástek
Nostalcomp RelayVac Lite
Přidání dalších součástek

Zapojení se šroubovací svorkovnicí je vhodné pro přidání součástek, jejichž hodnotu už nebudeme měnit. Pokud chceme experimentovat s hodnotou (odpor, kapacita), je lepší namísto čokolády použít krokosvorky.


Blok relé

Blok relé je na všech modulech identický. Obsahuje vždy jedno relé 12V/960R s dvojicí přepínacích kontaktů (DPDT). Přípojné body kontaktů jsou orientovány svisle v tomto uspořádání: zcela nahoře je vždy spínací kontakt (NO), uprostřed je společný kontakt (COM) a dole pak rozpínací kontakt (NC). Následuje vlastní těleso relé a pod ním jsou přípojné body cívky. Při ladění testovacích zapojení se velmi hodí optická kontrola sepnutí relé. Proto jsem paraleně k cívce relé vždy zapojil LED diodu a její nezávislot na polaritě opět zajistil můstkovým usměrňovačem v DIP pouzdře. Předřadný odpor k LED je zde vhodné volit větší, abychom zbytečně nezvyšovali proudový odběr relé (při napájení z kondenzátoru v klopných obvodech je každá mA znát). Optická indikace pochopitelně není úplně 100%, protože LED se rozsvítí i při malém proudu, kdy relé ještě nemá šanci přitáhnout. Ale i tak je tato indikace k nezaplacení a mnohdy ani nemusíme zapojovat velké LED, protože si vystačíme s malými LED u relé.


Nostalcomp RelayVac Lite
Zapojení bloku relé s dvojicí přepínacích kontaktů

Cívka relé je indukční zátěž. A všichni víme, co se děje při rozpojování indukční zátěže. Indukované napětí se snaží "protlačit" zpět do obvodu. A jelikož je cívka již odpojena, "odnese" to LED u relé, která může probliknout. Na vlastní funkci relé to nemá žádný vliv, ale může to působit rušivě. K likvidaci tohoto probliknutí, lze nejlépe použít diodu připojenou antiparalelně k cívce relé. Stejně tak lze použít paralelně připojený nějaký malý keramický kondenzátor, či naopak větší odpor. Nutno vyzkoušet. Klidně jsem tam ty antiparalelní diody mohl dát rovnou, ale ztratila by se univerzálnost a je to zbytečné. LED u relé jsou jen orientační a pokud nám jejich probliknutí po vypnutí vadí, je lepší se na ně nedívat:-) Jako "závazné" výstupy testovaných obvodů je lepší používat velké LED či žárovky spínané kontakty dotčených relátek.


Blok spínacích prvků

Blok spínacích prvků (každý blok obsahuje dva spínače) je na všech modulech zapojen shodně. Liší se pouze použité spínače. Každý spínač má jeden přepínací kontakt (SPDT). Na prvních dvou blocích zleva jsou použity páčkové přepínače, na zbylých dvou blocích jsou nearetovaná přepínací tlačítka. Zapojení přepínacích kontaktů je shodné jako u relé. Shora je to vždy spínací (NO), pod ním společný (COM) a vespod rozpínací (NC). U páčkových přepínačů je NC kontakt sepnut v poloze páčky dole, u tlačítek to odpovídá nestisknutému tlačítku.


Nostalcomp RelayVac Lite
Zapojení bloku přepínačů a bloku tlačítek s přepínacími kontakty



Propojování součástek (proč fastony?)

K propojování kontaktů a součástek na RelayVacu slouží kablíky se zásuvkami faston 6,3 mm. Proč právě fastony? Již při stavbě velkého RelayVacu jsem přemýšlel nad způsobem snadného rozebíratelnéno propojování součástek. Originál Minivac používá systém kolík-dutinka. Pochopitelně mě napadlo používat klasické zdířky a banánky. Ale! Za prvé to leze do peněz a za druhé je výroba propojovacích kabelů s banánky dosti pracná. Proto jsem nakonec zvolil fastony. Jsou velice levné a máte-li krimpovací kleště, jde výroba propojek rychle od ruky. Navíc lze velmi snadno vytvářet složité uzly díky použití zásuvky s odbočkou. A proč jsem nepoužil nějaké menší fastony? Jednak v nich nebývá takový výběr typů a druhak jsou obvykle dražší, než standardní rozměr 6,3 mm. Takže tak.

Každý přípojný bod RelayVacu Lite odsahuje dvě vidlice faston 6,3 mm do plošného spoje. Proč právě tyto fastony je popsáno výše, ale byl ještě jeden důvod. Vlastně dva. Pájecí vidlice fastonu 4,8 má stejnou rozteč pinů jako 6,3, takže se místo neušetří. A pájecí vidlice fastonu 2,8 má jen jeden pin, který by se manipulací snadno ukroutil. A taky jsem to chtěl mít kompatibilní s velkým RelayVacem, to je snad jasné. Tím je definitivně zdůvodněno proč faston 6,3 mm. To, že každý přípojný bod obsahuje dva konektory, umožňuje téměř neomezené řetězení spojů. Ale pokud by to nestačilo, lze na propojovacím kabelu použít zásuvku s odbočkou a získáme tak snadno další přípojné body (zatím jsem to nepotřeboval).


Nostalcomp RelayVac Lite
RelayVac Lite
Nostalcomp RelayVac Lite
RelayVac Lite


Jeden problém se u fastonů přeci jen vyskytl. Vidlice má v sobě takovou maličkou dírku, do které zapadne boulička na tělese zásuvky. Toto má bránit samovolnému rozpojení. Na to, jak jednoduchý systém to je, je až překvapivě účinný! Fastony kolikrát zacvaknou tak dokonale, že rozpojit je, je velmi obtížné. Můžete se zásuvkou viklat a lomcovat jak chcete, ale vytáhnout ji z vidlice prostě nelze bez použití značné síly. U velkého RelayVacu to až tak nevadí, neboť dvojité vidlice jsou vždy přišroubovány. Ale u RelayVacu Lite, kde jsou vidlice zaletovány do DPS už by to problém byl a pájené spoje by takovou sílu nemusely vydržet (a ověřil jsem si, že opravdu nevydrží). Přistoupil jsem tedy k malé úpravě zásuvek. Našel jsem vhodný plochý šroubovák, který akorát pasoval mezi obloučky zásuvky. Zásuvku jsem položil na stůl, přiložil šroubovák a malým kladívkem do něj ťuknul. Na několika prvních kusech jsem "odladil" sílu úderu (stačí opravdu málo) a bylo po problému. Boulička se zmenší a zásuvku lze z vidlice snadno vytáhnout.



Napájení RelayVacu Lite

Napájecí zdroj jsem neřešil a používám stabilizovaný adaptér 12V/2A s konektorem 5,5/2,1 mm. Zatím účelem jsem si vyrobil speciální napájecí kabel s protikusem tohoto konektoru na jednom konci a faston zásuvkami na druhém. Kabel zapojuji do napájecí sběrnice na levém modulu a odtud již napájení rozvádím dle potřeby. Pokud by někdo přesto trval na speciálním zdroji pro RelayVac Lite. Není nic jednoduššího. Ve velkém RelayVacu mám zdroj přímo zabudovaný. Je to nestabilizovaný zdroj se síťovým tráfkem 12V, můstkovým usměrňovačem a elektrolytickými kondenzátory. Jelikož 4 relátka v RelayVacu Lite nemají zas takovou spotřebu, jistě by se dalo použít i trafo se sekundárem 9V (při dostatečném výkonu dává naprázdno stejně mnohem více) a po usměrnění a filtraci kondy se na těch 12V dostanete taky. Na zdroj by bylo vhodné umístit vlastní napájecí sběrnici (dvě řady fastonů) a ta na desce RelayVacu Lite by se pak mohla využít k vytváření různých uzlů apod.



4 relé nestačí?

Pokud by vám byly 4 relé málo, není problém RelayVac Lite postavit vícekrát. Zejména v případě, že by se někdo ujal návrhu a výroby DPS. S takovými 2-3 RelayVacy Lite už by se daly dělat věci! A ty další vychytávky, které mám na velkém RelayVacu (telefonní číselnice, motorový kodér, otočný přepínač), ale i jiné, by se daly sestavit ve formě samostatných jednotek. Také je možné přidávat jen samotné reléové moduly, třeba opět na té univerzálce 20x10 cm na výšku, kam by se v pohodě vešly další 4 relé.



Rozpiska součástek

Pochopitelně jsem při výrobě svého prototypu RelayVacu Lite používal především šuplíkové zásoby. Přesto jsem si dal tu práci a vyhledal konkrétní součástky i s jejich objednacími čísly v GME.cz (kromě DPS, ty jsou z PSELECTRONIC.cz):

4x    634-856    Relé s DC cívkou 12V FORWARD RELEG5V2-12LR
2x    221-001    Diody 1N5408
2x    123-616    Elektrolytický kondenzátor CE 1000u/25V HIT-ECR 10x21 RM5 BULK
8x    227-011    Diodový můstek B380C1000DIL
2x    114-053    Metal oxidový rezistor RMO 120R 0411 2W 5%
2x    114-054    Metal oxidový rezistor RMO 150R 0411 2W 5%
4x    511-671    LED 10mm, červená, 3000mcd, 20° 1025MR2C
4x    511-052    LED 3mm, žlutá, 30mcd, 35°, difúzní BL-B3141-AT

4x    119-405    Metalizovaný rezistor RM 820R 0204 0,4W 1%
(4x    119-397    Metalizovaný rezistor RM 1k 0204 0,4W 1%)
4x    110-069    Metalizovaný rezistor RM 680R 0207 0,6W 1%
(4x    110-071    Metalizovaný rezistor RM 820R 0207 0,6W 1%)

4x    631-223    Tlačítkový spínač B068BS
4x    631-004    Páčkový spínač P-KNX2
168x    834-010    Faston vidlice: FVP 6,3x0,8 cínovaný
100x    834-300    Faston zásuvka: FZK 6,3x0,8 cínovaný 0,5-1,3mm2
5-10m    651-514    Dvojlinka CYH 2X0,35 černorudý (na propojky, natrhat)

2x    5107-093    DPS 100x200 bodový plošný spoj univ. vrtaný PR200 (pselectronic.cz)

Volitelně:
1x    751-632    Napájecí adaptér síťový 12V, 1500mA, 5,5/2,1mm GS18E12-P1J
1x    806-128    Napájecí souosý konektor 5,5/2,1 na kabel K36724A
(1x    899-462    Napájecí souosý konektor 5,1/2,1 se svorkovnicí TP-003B)

Součástky v závorkách jsou alternativní. Spínače a tlačítka jsou sice s pájecími očky, ale nevadí. Stačí do DPS udělat větší ďouru a prošít to drátkem:-) Použité páčkové přepínače P-KNX2 jsou dvoupólové, ale pro zvýšení spolehlivosti mají oboje kontakty propojeny paralelně a používají se jako jednopólové (SPDT).

Určitě jste si všimli, že pokud byste měli úplně vše kupovat, není stavba RelayVacu Lite opravdu nic levného. A teď si představte stavět opravdový reléový počítač...

Přiznávám, že výroba RelayVacu Lite je pracná (ale pořád čajíček oproti velkému RelayVacu), ovšem fakt to za tu následnou zábavu stojí!


Publikováno: 4/2020    



« RET          ↑ TOP ↑          HOME


Odladěno na MS IE 8.0 a Firefoxu při rozlišení min. 1024 x 768 pixelů
www.NOSTALCOMP.cz    2010  -  2020