Show your projects! Part *25*

Voor het museum in Zuid Noorwegen waar ik werk (Fennefoss geomuseum) heb ik i.v.m. een expositie over Curie/Becquerel/radioactiviteit een geigerteller gemaakt.

Hier staat de teller samen met info mbt Becquerel en de ontdekking van radioaktiviteit. De rest van de expositie staat buiten beeld.

De schakeling is gebaseerd op de schakeling zoals deze op de website van Robert Groot wordt gepresenteerd:

https://sites.google.com/site/geigermullercounter/home

Ik ben Robert dankbaar voor het programmeren van de Atmega en het vervaardigen van de 7-segmenten displays gebaseerd op de Maxim MAX7219.

De LCD display die oorspronkelijk werd gebruikt, voldeed niet aan mijn wensen w.b.t. de demonstraties aan het publiek en vooral schoolkinderen. De MAX7219 is een goedkope en effectieve oplossing.

Op de laatste foto is van links naar rechts de voeding, hoogspanningsgenerator en print met de Atmega te zien.

De Geiger-Müller buis is de SBM-20.

Aangezien er in de groeves en mijnen in het gebied rond Evje veel radioactieve mineralen worden gevonden, ontbreekt het niet aan demonstratie materiaal!

Mineralen zoals aeschyniet, euxeniet, fergusoniet, polycraas, samarskiet, uraniniet e.v.a. bevatten uranium en/of thorium.

@ronw :
Je hebt privé mail van mij

Geen werkelijk project maar een stageverslag, toch iets waar redelijk wat tijd in heeft gezeten.
En ook nog op hackaday gekomen:
http://hackaday.com/2012/06/29/a-guide-for-laying-out-4-layer-pcbs/

Het is me niet helemaal duidelijk of het nu meer een Eagle-handleiding is, of juist een routing-guide. Ik ga hem eens een keer lezen als ik tijd heb, even kijken of het ook voor niet-eagle gebruikers interessant is.

Maar bij het doorbladeren viel me wel je layer-stackup op:


Layer 1, normal traces
Layer 2, 3.3V plane
Layer 3, RAM and FLASH routing, high speed.
Layer 4, RAM and FLASH routing, high speed.
Layer 5, GND plane
Layer 6, normal traces

Ik weet dat dit vaker gedaan wordt zo, maar als je het hebt over highspeed routing en BGA's, dan kom je juist bij de designs uit waar de rol van capaciteit tussen 2 aanliggende planes ook mee gaat tellen. Je komt wel weg met bovengenoemde opbouw, alleen je moet goed op je ontkoppeling gaan letten.

In de dagelijkse praktijk wil je dus graag je voedings- en groundplane op 2 opvolgende layers leggen. Echter is het ook aan te raden om gevoelige signalen tegen een plane aan te leggen. Je zou dan hier aan kunnen denken:

Layer 1, normal traces
Layer 2, RAM and FLASH routing, high speed.
Layer 3, 3.3V plane
Layer 4, GND plane
Layer 5, RAM and FLASH routing, high speed.
Layer 6, normal traces

Dan loop je wel tegen het nadeel aan dat je signal-layers niet meer afgeschermd zijn, een nadeel voor emission. Het hangt een beetje van je ontwerp en toepassing af of dit erg is. Je kunt ervoor kiezen om je low-speed signalen ook op layer 2 en 5 te routen, en dan layer 1 en 6 een groundplane te maken (met je pads natuurlijk). Dit heeft dan ook het voordeel dat je bijvoorbeeld al je C'tjes onder een BGA heel laag-impedant naar ground kunt leggen.

Omdat je vaak nog wel een voeding meer nodig hebt, kun je er overigens ook voor kiezen om een groundlayer op een buitenste laag in te ruilen voor dat powerplane.

Je merkt wel dat je snel tegen het nadeel aan loopt dat je nog steeds maar 2 signaallagen overhoudt met een dergelijke stack-up. En dat terwijl je nu juist signal layers dacht te winnen met die 6 layer PCB.

Dit is ook de reden dat ik de 6-laags in veel designs over sla, want als je met 2 signal-layers af kunt, kun je ook voor 4-laags gaan, of je gaat een stap verder naar 8-laags:

Layer 1, normal traces
Layer 2, GND plane
Layer 3, 3.3V plane
Layer 4, RAM and FLASH routing, high speed.
Layer 5, RAM and FLASH routing, high speed.
Layer 6, other powerplane
Layer 7, GND plane
Layer 8, normal traces

Het prijsverschil tussen 6-laags en 8-laags is meestal niet zo groot meer.

In de laatstgenoemde stackup leg ik de GND overigens op layer 2, omdat ik de gewoonte heb om zo dicht mogelijk bij de pin met +3.3V (danwel 5V, +1.8V, etc.) de ontkoppel C'tjes te plaatsen. Als je dat doet, dan gaat de andere kant van de C middels een via naar de GND, en die ligt dan het beste op de dichtstbijzijnde (dus meest naar buiten) plane.

Heb je ook iets geschreven over de orientatie (X/Y) van je routing? Is ook nog wel interessant. En dan komt ook de interferentie tussen high-speed signalen nog om de hoek kijken... Hmm, ik begin de grenzen van het show-topic een beetje uit te lopen dus ik trap maar even op de rem

Een tussendoortje.
Ik moet 2 shutters testen voor volgend jaar 3D stereo macro opnames te kunnen maken van de snelste insecten. Nu bedraagt de shutter - lag tijd 53 ms. Voor vliegen heb je een tijd nodig die beneden de 10ms ligt. Twee VS25s shutters kunnen dit met 6 ms shutter-lag. Doorvoor moet ik echter 65V DC hebben en moet de shutter stuurpuls een breedte hebben van 6 ms. De shutterspoel heeft 12 ohm DC weerstand en de zelfinductie was niet opgegeven.

Ik heb nog een gelijkaardige VS14s shutter ligggen van verleden jaar met dezelfde spoel. Eerst even de zelfinductie gemeten. Met een oude audio generator van rond 1972 (bouwdoos philips indertijd) even doorgesweept en met de eenvoudige picoscope de resonantie frequentie gemeten met een 4700 pF capaciteit op de spoel. het resultaat:

Inductie bepaling van een VS14 shutterspoel. by fotoopa, on Flickr

De resonantie frequentie lag op 16.5 KHz en omgerekend geeft dit een spoel (in niet bekrachtigde positie) van 20 mH. Meetschema staat in de picoscope figuur.
Dan maar een testprint ontwerpen om de 65V te kunnen maken uit 6xAA batterijen zijnde 7.2V ingangsspanning ( geheel moet draagbaar zijn in de field en zo weinig mogelijk gewicht hebben). Deze testprint is slechts voorlopig, gewoon om enkele metingen vlot te kunnen uitvoeren.

Hierbij het volledige schema:

vs25_power_v3 by fotoopa, on Flickr

Alle foto's zijn klickbaar waarna je kunt doorklikken tot je de max resolutie bekomt.
Een Attiny26 AVR controller doet mijn testen, die PWM kan intern zelfs op 64 MHz via een PLL draaien waardoor heel hoge nauwkeurige aansturing mogelijk is. Later blijkt uit de resultaten dat het niet zo snel moet gaan, een gewone clock zal volstaan.

Ik wou de 65V DC heel eenvoudig maken omdat het niet zoals een voeding is die konstant moet energie leveren. Hier moet enkel een flash elco ( weinig lek, lage ESR, heel hooge stroom mogelijk)opgeladen worden. Dat de spanning daalt tijdens de 6ms aansturing is geen probleem. De DC/DC convertor mag ook niet meer dan 250 mA van mijn batterijen trekken om de rest van de schakelingen niet te veel te belasten.

Snel een PCB getekend:

vs25_power_v3_layout by fotoopa, on Flickr

Bestukt (linker helft voorlopig)klaar om te testen.

vs25_power_v3_bestukking1 by fotoopa, on Flickr

Er is ruimte genoeg, het gaat gewoon om een testopstelling en de stuursignalen zijn langs boven door te verbinden met korte draden met female pinnen. Zo kon ik na de software aanpassing gemakkelijker veranderingen van stuursignalen aanleggen. Ik heb beide uitgangen van de PWM gebruikt om de fet te sturen die de 150 uH spoel stuurt. Hierdoor wordt het aan en uitzetten van die fet heel snel gedaan (actieve sturing via de transistoren) De PWM uitgang van de Attiny26 zorgt er zelf voor dat er een clockje tijdsverschil zit tussen het positieve en het negatief sturen waardoor beide trappen niet gelijktijdig kunnen geschakeld worden. Dit werkt uitstekend.
Ik heb ook een burstmode met een rate van 3/sec getest. Omdat de elco niet voldoende kan opladen tussendoor verlaagt trapsgewijs de spanning verder.

R12ohm_burst_elco_switch by fotoopa, on Flickr

Maar later heb ik de DC/DC convertor verder geoptimaliseerd zodat hij sneller oplaad en dan komt de spanning weer tussendoor op peil maar hier hab ik geen foto meer van.
Zoals je ziet zitten er nogal wat stoorpulsen op de meting. Dit komt van de testopstelling, er moet meer ontkoppeling en filtering gedaan worden maar die problemen ken ik en zullen in de latere versie opgelost worden.
Frans.

Wat een gedoe, om een paar vliegen te "vangen".

Ik heb beide uitgangen van de PWM gebruikt om de fet te sturen die de 150 uH spoel stuurt. Hierdoor wordt het aan en uitzetten van die fet heel snel gedaan (actieve sturing via de transistoren)

Snel sturen zonder een echte FET-driver kan je ook zo doen:

Bij het inschakelen van T1 zorgt D1 er voor, dat de spanning op de basis van T2 0.6V lager is dan op diens emitter - die spert dus onmiddelijk.
Maar je had voor deze toepassing ook een logic-level FET kunnen nemen. Die kan je rechtstreeks aansturen.

[Aanvulling]

De spanningspieken op de fet komen daardoor gemakkelijk boven de 300V. De meeste logic-fets hebben een veel lagere werkspanning.

Daar heb ik even niet aan gedacht. Nu weet ik weer, waarom ik steevast hoofdpijn krijg bij het uitzoeken van een geschikte FET...

Bedankt Pros! Is idd iets eenvoudiger. Rechtstreeks met een logic fet gaat meestal niet omdat die niet voldoende spanning verdragen. Ik mag niets op de uitgang zetten om de inductiepuls te blussen want die houd mijn shutter te lang toe. De spanningspieken op de fet komen daardoor gemakkelijk boven de 300V. De meeste logic-fets hebben een veel lagere werkspanning. Maar het aansturen zoals je aangeeft is zeker goed.

Update:
Ik zie nog enkele verschillen, je sturing is negatief, opzich niet zo erg maar je moet dan de negatieve PWM uitgang gebruiken. Ik had meer componenten maar er zit ook wat extra beveiliging tegen ongewenste sturing tijdens het programmeren ( shutter mag nooit konstant gestuurt worden vanaf die 65V) Ook tijdens powerup mag niet gestuurt worden. Daarom was mijn tweede ingang optioneel een extra enable signaal die tijdens die momenten via de voeding correct geschakeld wordt. ( met je BS170 kun je dit ook doen via een pullup extra weerstand).

[Bericht gewijzigd door fotoopa op 1 juli 2012 12:32:19 (40%)

Mooi hoor Frans. Even snel een printje ontworpen. Geen idee wat voor u snel is maar veel mensen zijn voor dit resultaat toch lang bezig.
Was het niet eenvoudiger geweest om een standaard dc-dc converter te gebruiken? Die kant en klare blokjes kosten ook niet de hoofdprijs meer en dan had u ook een supercap kunnen opladen. Bijvoorbeeld_{deze is wat duur}

Neemt u de opstelling ook wel eens mee naar het buitenland? Waar ik zit bijvoorbeeld vliegen kolibries en dergelijke rond en zo hebben veel landen andere dingen te bieden natuurlijk. Of zou de douane moeilijk gaan doen en u liever niet door willen laten?

[Bericht gewijzigd door MAH op 1 juli 2012 14:23:41 (11%)

Snel is 1 dagje van ontwerp,tekenen,layout,etsen,boren, beschermlaag spuiten, drogen, bestukken en testen.
Ik heb heel wat zitten zoeken voor dc/dc convertors die werken op 7.2V ingang en 70V uitgang geven. Tot 24V vindt je vanalles maar erboven niet. Ik gebruik die DC/DC convertors wel voor van 7.2V naar vb 3.3V te gaan om mijn groene lasers te sturen want die hebben samen ongeveer 700 mA stroom nodig. Die DC/DC convertor heeft de afmeting van een 7805 regelaar en kan 1.5A aan. Maar voor 7.2V in en 70V out, nee die heb ik niet gevonden.

Naar het buitenland ga ik niet meer, tenzij naar Nederland. Maar dan geld het princiep op vakantie = fietsen of wandelen, geen fotografie. Gemiddeld gaan we 6 midweeks waarvan enkele volledige weken gaan fietsen.
Maar de kolibrie zit hier ook ieder jaar, er staan verschillende opnames van vorige jaren op mijn web. Maar dit jaar is hij precies later door het slechte weer. Andere jaren zie ik hem begin Juni.

Ik heb mij beziggehouden met het maken van een licht-theremin die kan worden aangesloten op een computer.
Ik ben blij met het resultaat , dus ik dacht het hier even te showen

Een filmpje van de theremin aangesloten op computer met FL Studio.
http://www.youtube.com/watch?v=kvZ4QnKQ2IE

Het is nog maar een prototype dus het moet nog worden ingebouwd.

Frans, kijk eens bij Conrad, die heeft een gigantishe lijst. Ik weet zeker dat daar 48 V bij zit. 70 V weet ik niet, maar misschien kom je door vervolgens naar de merken te googelen wel ergens...

Kijk ook naar die converters, die bijvoorbeeld een ingangsspanning van 5-9 V of zo kunnen hebben...

[Bericht gewijzigd door Tidak Ada op 1 juli 2012 15:00:57 (21%)

Bij Conrad heb ik gekeken, niet gevonden. Maar eigenlijk maak het niet veel uit, het dc/dc gedeelte dat nu werkt is vrij klein en kan nog kleiner in de definitieve uitvoering mits wat SMD componenten. De rest heb ik toch nodig, beveiliging, shutter-spoel sturing en die elco's moeten flash types zijn, de stroom die ik nodig heb ligt rond de 5A gedurende 6 ms. De elco's (820uF/330V) houden uren lang hun spanning, na 12 uur rust hebben ze nog ongeveer de halve waarde en het meeste verlies is door de belasting van de meetweerstand van 31 Mohm.

Snel is 1 dagje van ontwerp,tekenen,layout,etsen,boren, beschermlaag spuiten, drogen, bestukken en testen.

Heb je die dag ook nog gegeten, geslapen, gewassen, etc.?
Dit is niet gewoon 'snel' meer.
En dan ook nog zo'n net resultaat, mijn complimenten.

Op 30 juni 2012 16:44:01 schreef Jochem:

Kijk, altijd goed om te horen als iemand er commentaar op heeft
het is een beetje van beide.

Voor het stackup gedeelte, het verschilt per design uiteraard maar mijn kennis en tijd was niet genoeg om alles uit te proberen

Op 1 juli 2012 16:04:04 schreef Kareltje:
[...]Heb je die dag ook nog gegeten, geslapen, gewassen, etc.?

Slapen mag je aftrekken, ik kan dit toch niet meer, eten, daar heb ik altijd opmerkingen van mijn vrouw dat ik al gedaan hebt voor zij kan beginnen, wassen gaat snel, scheren kan soms nog net een dagje overgeslagen worden

Het testen stond erook bij maar moest eigenlijk zijn beginnen testen want je kunt een heel lang testen. Ik heb nog de software vergeten, die moest ook nog geschreven worden. Maar een PWM in assembler is rond de 12 instructies's dus dat maakt niet veel uit. init heb ik altijd standaard, dat is juist de in-outputs invullen en een routine aanroep. Compileren is de tijd nodig om de F7 toets in te drukken en ISP programming via de STK600 gaat even vlug. Ik gebruik 2 schermen eentje om de resultaten van de picoscoop of Intronix analyser te zien en de andere voor de AVR studio 6.0

ik heb ondertussen wel een dc/dc gevonden van Recom maar hun ingangsspanning valt niet in mijn range. Een groot probleem blijkt nu ook dat de meesten niet toelaten om een elco van 820 uF aan de output te plaatsen want die gedraagd zich als een kortsluiting tijdens de powerup waarbij geen spanning vooraf op de elco staat. Ook dit is in mijn huidige versie opgelost door de serieschakeling van de 150uH spoel en de spanningsval over de switchdiode. Toch geeft ze nog een behoorlijke korte piekstroom maar de diode kan dit net aan.

Hierbij onze thesistekst voor de geïnteresseerden over de AR Drone autonoom door een boomgaard laten navigeren: http://hulens.be/scriptie%20AR%20Drone.pdf

Op 1 juli 2012 14:53:23 schreef GlennV:
Ik heb mij beziggehouden met het maken van een licht-theremin die kan worden aangesloten op een computer.
Ik ben blij met het resultaat , dus ik dacht het hier even te showen

Een filmpje van de theremin aangesloten op computer met FL Studio.
http://www.youtube.com/watch?v=kvZ4QnKQ2IE

Het is nog maar een prototype dus het moet nog worden ingebouwd.

Ha! Leuk gedaan! Heb je ook geprobeerd een oscilator te sturen ipv notes? Dan kom je weer wat meer in de buurt van een theremin.

Die "Theremin" van Glenn is idd. een leuke toepassing.

[Beetje offtopic]

Slapen mag je aftrekken, ik kan dit toch niet meer...

Dat is nou net iets, waar ik helemaal geen moeite mee heb. Maar ik heb dan ook 35 jaar de gelegenheid gehad, me in deze kunst te vervolmaken bij m'n werkgever - een bekende elektriciteitsproducent in Belgenland...

Mooi Glenn,
daar mag je best een schema van posten en een beschrijving van de software

En de gemaakte muziek eventueel ook wel...

Op 1 juli 2012 17:21:13 schreef AC/DrieC:
Hierbij onze thesistekst voor de geïnteresseerden over de AR Drone autonoom door een boomgaard laten navigeren: http://hulens.be/scriptie%20AR%20Drone.pdf

Nice, opgeslagen om later 's door te lezen, filmpje gezien, mooi ding.

@AC/DrieC:
Echt prachtig! Er zit echt veel werk in!
Ik vraag mij af of realtime videoprocessing ook mogelijk is in de drone zelf(maar maak dan geen ED 209 alsjeblieft).

Ja, ja, na uhm ja 2 jaar is hij dan eindelijk af.
De zener, diode, led tester. Op basis van het schema van Hugo.
De uitlezing wordt gedaan door een hoe kan het ook anders een Pic.
Dit doet hij door een spannings-deler. Het nadeel hier van is dat als er geen te testen diode is aangesloten hij toch een spanning meet. De waardes van de spannings-deler zijn te laag (90k om 10K 1/10 deler). Maar goed voor alles is een (tijdelijke)oplossing, de 6 standen schakelaar heeft ook een "Nul" positie. Als hij weer eens open moet verander ik het.

Foto,

Meer foto's hier

Nu mijn 7segemnts klok afmaken.

@Tinus016

Netjes gedaan ook nog lof over uw website, als ik geen inspiratie heb of ik heb niets te doen staat daar altijd wel wat

Welke microcontroller heeft u gebruikt?

Leuke projecten allemaal

Eduard

EDIT:

Nog even een algemene vraag, hoe heten de draden die je aan de connectors (zwarte pinnetjes onderaan op print van Tinus) kan gebruiken?

[Bericht gewijzigd door koploper op 2 juli 2012 21:40:32 (25%)

Thanks,

Die pennetjes heten Headers, De draatjes komen [url="www.samenkopen.net/action_product/173337/913464"]hier[/url] vandaan.

Als je de lose stekkers bedoelt dan moet je op die link hier boven even verder kijken. Je hebt hier wel een speciale tang voor nodig die wordt hier ook verkocht alleen is dit niet zoon beste. Ik heb er een tijdje terug een via Klein is fijn gekocht in een IA ik zou alleen niet meer weten waar hij ze vandaan had.

Edit: Gebruikte Pic 16F88

@tinus:

draai je die pic nu op een 58Mhz crystal of is dat een s:p
ik vermoet dat hetr wel 8MHz zal zijn maar toch effe vragen