AJASTINKELLO

Paavo Pesusieni MYtlpt13X

1.04.2014

SISÄLLYSLUETTELO

1 Johdanto....................................................................3

2 Projektisuunnitelma...................................................3

3 Aikataulu....................................................................3

4 Työturvallisuus...........................................................3

5 Kytkennän toiminta....................................................4

6 Komponenttien tunnistus...........................................4

7 Piirilevyn suunnittelu..................................................4

8 Piirilevyn valmistus....................................................6

9 Kytkennän mittaaminen.............................................6

10 Simulointi................................................................8

11 Simulointitulokset...................................................9

12 Kotelon suunnittelu...............................................10

13 Kotelon valmistus.................................................10

14 Kotelointi...............................................................10

15 Itsearviointi...........................................................12

16 Lähteet.................................................................12

1 Johdanto

Keittiökäyttöön tarkoitetulla ajastinkellolla saadaan hälytys ennalta säädetyn ajan

kuluttua. Aika valitaan portaallisesti kahdestatoista vaihtoehdosta: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,

10, 15, 20, 30 ja 60 min.

2 Projektisuunnitelma

Ensimmäisenä tutustutaan työhön ja sen kytkentäkaavioon. Tämän ohessa tehdään

valmiiksi aikataulua, projektisuunnitelmaa ja dokumentointia. Kun työhön on

tutustuttu, se suunnitellaan ja suunnitelma tarkistetaan huolellisesti. Piirilevyn

valmistaminen aloitetaan poraamalla siihen reiät kiinnityskohdille, ja muokkaamalla

se koteloon sopivaksi. Tämän jälkeen komponentit juotetaan kiinni järkevimmässä

järjestyksessä. Kun työ on toiminnallisesti valmis, sen toiminta simuloidaan

Multisimillä. Sitten tehdään kotelo, ja samalla dokumentointi loppuun.

3 Aikataulu

Aikataulu 10-Mar 12-Mar 14-Mar 17.3.-21.324.3-28.3 31-MarProjektisuunnitelmaAikataulun teko xxPiirilevyn suunnittelu xxPiirilevyn valmistus xx xxKytkennän mittaaminen xxSimulointi xxKotelon suunnittelu xxKotelon valmistus xxKotelointi xxDokumentointi x x xx xx

4 Työturvallisuus

Rauhallinen työskentely luokassa. Työpiste pidetään siistinä. Ulkovaatteet

naulakkoon. Luokassa pidetään työtakki päällä. Erityistoimenpiteissä tilannetta

vaativat suojavälineet, esim. poratessa suojalasit.

3

5 Kytkennän toiminta

Kiertokytkimellä K1 valitaan oskillaattorin taajuuteen vaikuttava resistanssin suuruus,

esimerkiksi kytkimen ollessa asennossa 5, mukaan tulevat resistorit R1, R2, R3, R4

ja R5. Mitä suurempi resistanssi on, sitä pienempi on oskillaattorin taajuus.

Ajan asetuksen jälkeen kytketään piirin jännite kytkimellä K2. Tällöin välittyy

nollapulssi kapasitorin C2 kautta nastaan 12 ja laskin nollautuu, nastan 12 jännite

palautuu nopeasti 0 volttiin resistorin R15 kautta. Tämän jälkeen laskin alkaa laskea

oskillaattorin taajuuden määräämällä nopeudella. Aina kun neljännen flip-flopin (FF4)

annon Q4 tila vaihtuu nollaksi ja annon Q4 tila ykköseksi (ja nastan 7 tila nollaksi),

kulkee virtaa resistorin R14, ledin L ja zeneridiodin Z kautta ja ledi syttyy. Kun taas

annon Q4 tila vaihtuu nollaksi, ledi sammuu. Ledin vilkkumistaajuus on siis

riippuvainen oskillaattorin taajuudesta eli valitusta ajasta.

Kun laskuri on edennyt vaiheeseen, jossa FF14:n annon Q14 tila vaihtuu nollaksi ja

nastan 3 tila ykköseksi, transistori T saa kantavirtaa resistorin R16 kautta. Tällöin

transistori tulee johtavaksi ja virta kulkee summerille S, joka alkaa soida.

Mikäli jännite katkaistaan kesken ajastuksen ja kytketään uudelleen, laskuri nollautuu

ja ajastus alkaa alusta.

6 Komponenttien tunnistus

Annetuissa komponenteissa oli ylimääräisiä, ne karsittiin pois osalistan ja

yleismittarin avulla. Vastusten tunnistaminen kävi yleismittarilla nopeinten.

7 Piirilevyn suunnittelu

Piirilevyn suunnittelussa oli kolme vaihetta:

1. Levyn mitoittaminen koteloon ja reikien paikat.

2. Piirilevyn suunnittelu.

3. Suunnitelman huolellinen tarkistus.

Ensiksi piirilevyn sopivuus koteloon kokeiltiin, tässä vaiheessa huomattiin, että

piirilevyn kulmista täytyy leikata palat pois. Reikien paikat mitattiin kotelon

ruuvikohtien mukaan.

4

Itse piirilevyn suunnitelma tehtiin valmiille pohjalle, johon oli merkitty verolevyn kiskot.

Ensin suunnitelmaan sijoiteltiin vastukset R1-R12 ja kiertokytkin. Tämän jälkeen IC-

piiri ja sille vievät hyppylangat. Loput komponentit sijoiteltiin suunnitelmaan

summerilta ja paristolta jäävään tilaan. Lopulta suunnitelma tarkistettiin huolellisesti

kytkentäkaaviota apuna käyttäen.

5

8 Piirilevyn valmistus

Piirilevystä poistettiin 12mmx12mm palat kulmista, jotteivät kotelon ruuvikohdat ota

siihen kiinni. Piirilevyyn porattiin 3mm reiät sen kiinnitystä varten.

9 Kytkennän mittaaminen

Kytkentä mitattiin oskilloskoopilla IC-piirin 5, 7, ja 9 pinneistä maata vasten. Lisäksi

työstä mitattiin ledin kynnysjännite, kokonaisresistanssi vastuksista R1-R12 ja

kokonaisvirran kulutus.

Ledin kynnysjännite UL: 1,5V

Kokonaisresistanssi RKOK vastuksista R1-R12: 417.5Ω

Kokonaisvirran kulutus IKOK: 9mA

6

IC-piiri mitattiin kytkimen K1 ollessa asennossa 1(lyhin hälytysaika)

7

10 Simulointi

Piirikaavio Multisimillä tehtynä.

8

11 Simulointitulokset

IC-piirin pinnin 5 signaali. Pinni 7.

Pinni 9. Kokonaisresistanssi-ja virrankulutus

9

10

12 Kotelon suunnittelu

Koteloon suunniteltiin tarkasti reikien paikat kiertokytkimelle, ledille ja vipukytkimelle.

Koteloon merkittiin porauskohdat maalarinteipin päälle.

13 Kotelon valmistus

Koteloon porattiin pylväsporakoneella 7mm reikä kiertokytkimelle, 6,5mm reiät ledille

ja vipukytkimelle.

14 Kotelointi

Koteloinnissa täytyi huomioida johtojen ja pariston tilanvienti.

11

12

15 Itsearviointi

Työ sujui lähes ongelmitta, pieniä huolimattomuusvirheitä sattui, mutta ne oli helppo

korjata. Jälleen kerran opin, kuinka tärkeää tarkka työskentely on.

Arvioinnin kohde 1 1,5 2 2,5 3

Työp

rose

ssin

hal

linta

Projektisuunnitelma

Aikataulu Piirilevysuunnittelun tarkastaminen koe

Piirilevyn mekaniikkasuunnittelu

Piirilevyn elektroniikkasuunnittelu

Kotelon suunnittelu

Oma-aloitteellisuus

Työm

enet

elm

ien,

vä

linei

den

ja

mat

eria

alie

n ha

llint

a

Kytkennän mittaaminen

Simulointi

Piirilevyn valmistus

Kotelon valmistus

Kotelointi

Työn

per

usta

na

olev

an ti

edon

ha

llint

a

Komponenttien tunnistuskoe

Teoriakoe

Työn laatu

Dokumentointi

Työn toimivuus

Elin

ikäi

sen

oppi

mis

en

avai

ntai

dot

Työturvallisuus

Tuntiaktiivisuus

Ammattietiikka

16 Lähteet

Ajastinkello-vihkonen.

13