Compact Matrix System

Transkript

1 Compact Matrix System. ÚVOD Elektronické stavebnice řady Compact Matrix System jsou unikátním řešením v oblasti mnohoúčelových elektronických stavebnic. Umožňují snadné, rychlé a spolehlivé sestavování nejrůznějších elektronických obvodů z diskrétních součástek a integrovaných obvodů, nabízejí extrémně široké možnosti uplatnění a jsou vhodné pro každého zájemce o elektroniku - začátečníci s nimi mohou učinit své první kroky do světa elektroniky, pokročilí s nimi mohou realizovat vlastní nápady a dále prohlubovat své odborné znalosti, a profesionálové s nimi mohou snadno a rychle vyvíjet a ověřovat části složitějších elektronických návrhů. Compact Matrix System je dokonalým prostředkem pro výuku, vývojovou činnost, experimentování i zábavu. Stavebnice se vyznačují vysokou variabilitou, spolehlivostí, životností, mechanickou stabilitou a odolností, rozšiřitelností, snadným zacházením, malými rozměry a přenositelností. Lze s nimi pracovat téměř kdekoliv bez omezení a bez nutnosti použití nářadí. Uvedených předností bylo dosaženo originální koncepcí a konstrukcí. Celý systém je jednodeskový a sestává z mnoha buněk (CELL) a jedné sběrnice (BUS). Každá buňka reprezentuje, zjednodušeně řečeno, jednu elektronickou součástku a sběrnice zprostředkovává elektrické propojení mezi všemi buňkami (obr. ). obr. blokové schéma systému / 3

2 Výsledná elektrická zapojení vznikají pouhým osazováním zkratovacích propojek (jumper) na kolíkové lišty (obr. 2). Zkratovací propojky jsou na obr. 2 znázorněny symbolicky jako tečky.. výchozí stav nezapojeno, zkratovací propojky neosazeny 2. konečný stav zapojeno, zkratovací propojky osazeny obr. 2 zjednodušená schémata znázorňující princip vytváření elektrických zapojení Vnější rozhraní (external interface) umístěné po obou delších stranách desky dovoluje pohodlné připojení měřících přístrojů nebo vzájemné propojení více stavebnic a tím vytváření složitějších elektrických obvodů, přesahujících možnosti jedné stavebnice. Je provedeno jako jednořadá kolíková lišta. Spojované stavebnice se musí dotýkat delšími stranami a vlastní propojení se provádí zkratovacími propojkami (jumpery) minimálně dvěma, maximálně deseti. Čím méně propojek je použito, tím více elektrických uzlů může mít výsledný elektrický obvod. Kombinace dvou a více stavebnic tedy umožňuje stavbu složitějších obvodů nejen co do počtu součástek, ale i co do počtu elektrických uzlů. Kombinováním více stavebnic lze budovat zajímavé modulární nadsystémy a pracovat ve skupině, kdy jsou jednotliví členové skupiny zodpovědní za stavbu dílčích modulů a za výsledné spojení modulů je zodpovědný integrátor nadsystému. 2 / 3

3 2. POPIS SYSTÉMU Systém obsahuje více elektrických buněk, které se dělí na dva základní druhy konfigurovatelné a pevné (obr. 3). Parametry konfigurovatelných buněk (hodnota nebo typ) lze nastavit zkratovacími propojkami na konfigurační kolíkové liště CFG. Parametry pevných buněk nelze měnit, protože neobsahují konfigurační lištu a reprezentují jen jediný typ součástky. Díky konfigurovatelným buňkám bylo dosaženo vysoké variability při zachování malých rozměrů stavebnice. obr. 3 příklad vnitřního zapojení konfigurovatelné a pevné buňky a jejich připojení ke sběrnici Na příkladu konfigurovatelné buňky typu RC je patrné, že ji lze konfigurovat jako rezistor s nastavitelnou hodnotou odporu, jako kondenzátor s nastavitelnou hodnotou kapacity nebo jako paralelní kombinaci rezistoru a kondenzátoru. Paralelní kombinace dvou nebo více součástek uvnitř jediné buňky je velmi výhodná, protože šetří počet obsazených buňek, čímž dovoluje stavbu složitějších obvodů. Všechny buňky (CELL) spojuje sběrnice (BUS) o šířce 0 nebo 20 vodičů v závislosti na modelu stavebnice. Každý vývod buňky je opatřen elektromechanickým multiplexerem z 0 nebo z 20 (MUX), realizovaným jako dvouřadá kolíková lišta. Toto uspořádání představuje spínací matici, sloužící k vytváření elektrických propojení mezi libovolnými buňkami (obr 4). Sběrnice o šířce 0 nebo 20 vodičů dovoluje stavbu elektrických obvodů až s 0 nebo 20 elektrickými uzly. Vodiče č. 0 a č. 9 jsou pevně vyhrazeny k rozvodu napájecího napětí. Propojení založená na zkratovacích propojkách jsou elektricky i mechanicky velmi spolehlivá, stabilní a zároveň snadno rozebíratelná. obr. 4 princip vytváření elektrického obvodu (špičkový detektor) osazením zkratovacích propojek 3 / 3

4 Modely stavebnic a způsob značení: CMA-350 Compact Matrix Analog, 35 buněk, desetivodičová propojovací sběrnice (umožňuje až 0 elektrických uzlů) CMA-3520 Compact Matrix Analog, 35 buněk, dvacetivodičová propojovací sběrnice (umožňuje až 20 elektrických uzlů) CMD-220 Compact Matrix Digital, 2 buněk, dvacetivodičová propojovací sběrnice (umožňuje až 20 elektrických uzlů) 4 / 3

5 Přehled buňek u modelů CMA-350 a CMA-3520 buňka druh počet popis IC Integrovaný obvod LM2902 čtyřnásobný operační zesilovač IC2 Integrovaný obvod NE555 časovací obvod BUZ Elektromagnetický bzučák MIC Elektretová mikrofonní vložka MCE00 RC 6 7 rezistorů, 3 kondenzátory Konfigurovatelná jako odpor R (00R / 330R / k / 3k3 / 0k / 33k / M), kondenzátor C (22n / u22 / 2u2), paralelní kombinace RC. RC2 2 7 rezistorů, 3 kondenzátory Konfigurovatelná jako odpor R (4R7 / 47R / 470R / 4k7 / 47k / M47 / 4M7), kondenzátor C (47n / u47 / 4u7), paralelní kombinace RC. LTS 2 cívka L 680uH, odporový trimr TR k, mikrospínač SW Konfigurovatelná jako cívka 680uH, tlačítko, odporový trimr k. T 3 bipolární tranzistor NPN, PNP, digitální NPN (s integrovanými vnitřními rezistory) Konfigurovatelná jako NPN (BC87), PNP (BC807), digitální NPN (BCR4). T2 bipolární tranzistor NPN, PNP, fototranzistor Konfigurovatelná jako NPN (BC87), PNP (BC807), fototranzistor (PT9). T3 2 bipolární tranzistor NPN, PNP, unipolární tranzistor NMOS Konfigurovatelná jako NPN (BC87), PNP (BC807), NMOS (BSS38). D 2 usměrňovací dioda, LED s předřadným odporem, Zenerova dioda Konfigurovatelná jako usměrňovací dioda (SS355), LED (s předřadným odpor k), Zenerova dioda 5,6V (MMSZ5V6T). D2 2 usměrňovací dioda, LED s předřadným odporem, Schottky dioda Konfigurovatelná jako usměrňovací dioda (SS355), LED (s předřadným odpor k), Schottky dioda (NRVB40SF). PWR Napájecí zdroj s dvěma články,5v typu AAA s DC/DC měničem 3V/8V Konfigurovatelná jako zdroj 3V nebo 8V. Maximální výstupní proud 00mA. Přehled buňek u modelu CMD-220 buňka druh počet popis IC 4 Patice DIL6 LED 6 Indikátor logické úrovně s LED a budícím tranzistorem SW 4 Generátor logické úrovně s mikrospínačem a pull-up odporem PWR Napájecí zdroj s dvěma články,5v typu AAA RC 6 2 rezistory, 2 kondenzátory Konfigurovatelná jako rezistor R (k / 0k), kondenzátor C (22n / 2u2), paralelní kombinace RC. 5 / 3

6 3. KONFIGURACE A PROPOJOVÁNÍ BUNĚK Buňky se konfigurují a propojují osazováním různobarevných zkratovacích propojek (jumper) na kolíkové lišty. Jednoznačné umístění zkratovacích propojek v systému popisuje tzv. jednoduchý textový řetězec používaný v našich stavebních návodech k usnadnění stavby obvodů. Příklad propojovacího předpisu pro jednu buňku: CELL4_3k3_22n_6_20 Vysvětlivky: CELL4 buňka č. 4 3k3 zkratovací propojka na konfigurační liště CFG na pozici 3k3 22n zkratovací propojka na konfigurační liště CFG na pozici 22n 6 zkratovací propojka na multiplexeru MUX na vývodu na pozici 6 20 zkratovací propojka na multiplexeru MUX na vývodu 2 na pozici 0 _ oddělovací znak multiplexer :0 (MUX) na vývodu konfigurační lišta (CFG) číslo buňky CELL4 multiplexer :0 (MUX) na vývodu 2 Následující tabulky znázorňují ta buněk. U konfigurovatelných buňek závisí ekvivalentní schéma na její konfiguraci. Znázorněny jsou zde pouze některé příklady konfigurací. RC-cell CELL4_330 CELL4_0k_33k CELL4_u22_2u2 CELL4_k_u22 6 / 3

7 RC2-cell CELL09_4M7 CELL09_4u7 CELL09_M47_4u7 CELL09_M47_4M7 _u47_4u7 LTS-cell CELL0_680uH CELL0_TR CELL0_SW 7 / 3

8 T-cell CELL2_NPN CELL2_PNP CELL2_NPN-DG T2-cell CELL24_NPN CELL24_PNP CELL24_NPN-PH 8 / 3

9 T3-cell CELL25_NPN CELL25_PNP CELL25_NMOS D-cell CELL29_D CELL29_L CELL29_Z 9 / 3

10 D2-cell CELL3_D CELL3_L CELL3_S PWR-cell CELL35_3V CELL35_8V 0 / 3

11 BUZ-cell buňka bez konfigurační lišty CELL27 MIC-cell buňka bez konfigurační lišty CELL28 IC-cell buňka bez konfigurační lišty CELL33 IC2-cell buňka bez konfigurační lišty CELL34 / 3

12 4. STAVBA ELEKTRONICKÉHO OBVODU Postup stavby je velmi snadný a probíhá obecně ve čtyřech krocích. UPOZORNĚNÍ Elektronické obvody by měly být sestavovány zásadně při vypnutém napájecím napětí.. Přidělení prostředků a kontrola realizovatelnosti Ve výchozím schématu se přidělí uzlům čísla a součástkám buňky. Pokud překročí počet uzlů ve schématu maximální počet (roven šířce propojovací sběrnice), nebo nelze některé součástce přidělit volnou buňku, obvod není realizovatelný. Tento krok odpadá u stavby elektrických obvodů podle našich stavebních návodů, jejichž realizovatelnost je předem zaručena. výchozí schéma zapojení číslování uzlů přidělení buněk 2. Osazení zkratovacích propojek Zkratovacími propojkami konfigurovat a propojit buňky podle propojovacího předpisu nebo podle schématu zapojení. výchozí stav nezapojeno, zkratovací propojky neosazeny mezistav - osazeny pouze konfigurační propojky konečný stav zapojeno, všechny propojky osazeny 3. Kontrola zapojení Podle propojovacího předpisu nebo schématu pečlivě zkontrolovat správné osazení všech zkratovacích propojek. 4. Uvedení do provozu Zapnout napájení vložením dvou článků,5v AAA mezi příslušné kontakty a zasunutím zkratovacích propojek v buňce PWR. 2 / 3

13 5. POKYNY K MANIPULACI A LIKVIDACI VAROVÁNÍ Při připojování externích zdrojů napětí k systémům CMA a CMA nesmí jejich výstupní napětí překročit 30V. VAROVÁNÍ Při připojování externích zdrojů napětí k systémům CMD nesmí jejich výstupní napětí překročit 5V. Výrobek obsahuje elektrostaticky citlivé součástky. Výrobek obsahuje malé části. Držte mimo dosah dětí do 3 let. Výrobek likvidujte ekologickým způsobem. Výrobce: Cygnus2 - Vladimír Rykl, Zbožská 27, Nymburk, PSČ , Česká republika tel / (GSM) cygnus2@cygnus2.net 3 / 3