MLAB wiki

You've loaded an old revision of the document! If you save it, you will create a new version with this data.

FIXME **This page is not fully translated, yet. Please help completing the translation.**\\ //(remove this paragraph once the translation is finished)//

====== General hints concerning modules ======

This pages sums up the possibilities and means of MLAB modules use. The individual paragraphs contain various different applications and special cases.

Beginners can make us of [[en:guide|a guide for beginners]]

===== Obtaining a module =====

In order to begin a construction, first you have to obtain all the necessary modules - either by [[en:how_to_make_pcb|building your own prototypes]] or by [[http://www.ust.cz/shop/|buying a ready-made modules]]. In case you do not find the necessary module, you can build it according to [[en:rules|rules guaranteeing compatibility]].

===== Tools =====

==== Mechanical tools ====

Work with MLAB modules requires only basic mechanical tools: a hexagonal socket wrench bola 5.5 mm with knurled edge for tightening using a hand, a hex key (in case of older models a cross screwdriver) and a lot of M3 nuts.

==== Electronic tools ====

=== Multimeter ===

Multimeter of almost any type is sufficient, we recommend a digital one.

{{:multimetr.jpg?direct&200|An example of an adequate multimeter}}

More advanced users can use [[en:ut804|a table multimeter]].

=== Oscilloscope ===

An oscilloscope is very useful tool when tuning any signal system. We use a following Rigol DS1052E, which, in its basic version, is 50MHz, but a firmware change can update it to 100MHz.  
 
{{:rigol_ds1052e.jpg?direct&200|An example of an oscilloscope}}

=== Soldering iron ===

A soldering iron is not necessary for most of the MLAB constructions, it is, however, a good investment for any laboratory. We can recommend Czech [[http://sagat.vyrobce.cz/doku.php?id=mikropajky|micro soldering irons from Sagat company]]. They have an excellent heat power and tips of a high quality.

{{:ersp50.jpg?direct&200|An example of micro soldering iron - ERSP50}}

It is even possible to agree on purchasing a 100W version with parameters exceeding even high class micro soldering irons from Weller.
 
When soldering peaces like connectors or thick wires and tinned sheet metal boxes, it is more practical to use a transformer soldering iron because of its higher heat power (150W).

{{:trafopajka-elektricka-125w.jpg?direct&200|An example of transformer soldering iron}}

When buying a transformer soldering iron, make sure you are buying the one with a horizontal soldering tip (??), as shown on the picture. Transformer soldering irons with vertical tips are more suitable for sheet soldering or welding / cutting of plastics.

Při nákupu trafopájky je vhodné se ujistit, že kupujete typ, který má pájecí oko vodorovně, jako je znázorněno na obrázku. Trafopájky se svislým uložením oka jsou vhodné spíše na dílenské pájení plechů, nebo svařování/dělení plastů.

**All types of soldering irons require a tube tin and a flux, otherwise they will not work properly.** For more information see chapter flux at [[http://www.mlab.cz/Articles/HowTo/How_to_make_PCB/DOC/HTML/How_to_make_PCB.cs.html]]

=== An aid for smoke extraction ===

During any soldering, the evaporated flux creates a very unpleasant smoke that irritates the respiratory tract. One of the solutions is to build a simple aid from an older PC ventilator. Connect it to an adjustable power supply and set it on a table in a way that it would blow the some away from the soldering workplace. In order to reduce a noice, the ventilator can be put onto a piece of rubber, for example from an old inner tube of a bike.

==== Using the tools ====

=== Connecting the oscilloscope probe ===

An oscilloscope’s probe ground can be easily connected to a MLAB kit thanks to the base [[en:base1621|ALBASE]]. Most of the modules (with an exception of power supply ones) have the corner screws connected to GND. That is why it is sufficient to put a screw from below to the base and screw it with a nut from above. You can use the protruding screw as a ground clamp for the oscilloscope’s probe.

The signal probe input can be connected to MLAB in a following way: the connecting cable is cut to half, part of the cable is stripped of an insulation and a terminal block (??) is crimped onto the cable. Now the cable, via the terminal block, can be easily attached to the probe’s hook and its second, end with the original PC terminal, can be connected to the pinch outlets of all modules.

Signálový vstup sondy se do MLABu připojuje tak, že se propojovací kablík přestřihne na polovinu, z části lanka se sundá izolace a na lanko se nakrimpuje svorková dutinka.

===== Connecting of modules =====

Moduly se spojují lankovými vodiči opatřenými PC konektory. (Klasický hřebínek) Tato metoda je výhodná například i v tom, že po přestřihnutí vodiče můžeme na volné konce napájet libovolnou další součástku např. LEDku, odpor, kondenzátor, odrušovací tlumivku atd.  Nechráněné vývody překryjeme smršťovací bužírkou a máme spolehlivý a užitečný doplněk stavebnice.

==== Napájení ====

Napájení [[cs:napajeci_zdroje|ze zdrojů]] je mezi moduly rozvedeno kablíky odlišnými od běžných propojovacích, které jsou navíc barevně odlišeny podle různých napájecích napětí, což snižuje možnost fatální chyby při zapojování.

=== Napětí do +5V ===

Toto napájecí napětí se rozvádí červeno-modrým napájecím kablíkem s tří-pinovým konektorem.

== 3,3V ==

Napájecí napětí 3.3 V je vedeno stejným kablíkem, jako napájení +5V. Ale červený vodič je nahrazen oranžovým vodičem.

=== Napětí nad +5V ===

Toto napájecí napětí je obvykle 7,2 (2x Li-ion článek) nebo +12V (Olověný akumulátor a jiné zdroje). Z důvodu bezpečnosti je proto vedeno žlutým vodičem (+) a černým vodičem (-), po vzoru ATX zdrojů. Konektory jsou tentokrát čtyřpinové, dva prostřední + a dva krajní -/GND. Konektor je opět symetrický, aby nemohlo jednoduše dojít k záměně polarity.

{{:cs:powering_cable_yellow-black.jpg?350|Napájecí kablík na zvýšené napětí}}

=== Symetrické napájení ===

Tento druh napájení, tradičně +12V a -12V se používá v analogových konstrukcích využívajících operační zesilovače. Je rozvedeno napájecím kablíkem s 5ti piny. Prostřední je + dva piny symetricky okolo prostředního - a dva úplně krajní jsou GND, nebo kostra.

{{:cs:powering_cable_symmetric.jpg?350|Kablík pro symetrické napájení}}

=== Výkonové napájení ===

Tam kde se pracuje s vysokými proudy jednotky až desítky Amper a zároveň napětím desítky Voltů (typicky pohony robotů napájené z akumulátorů) se napájení rozvádí samostatnými vodiči opatřenými konektory FASTON. Vzhledem k tomu, že ochrana proti přepólování je v případě vysokých proudů problematická, tak je třeba při zapojování takových konstrukcí dbát zvýšené opatrnosti.

=== Velmi vysoké napájecí napětí ===

Tímto je myšleno napájecí napětí v rozsahu stovek voltů až jednotky kV. Toto napájení se využívá pro některé speciální detektory, nebo výbojky, LASERy a podobně. Rozvádí se koaxiálním kabelem s konektory SHV nebo MHV.

==== Vysokofrekvenční signály ====
=== Asymetrické signály ===

Analogové VF signály jsou v MLABu rozvedeny klasickými VF Pigtaily vyrobenými obvykle z koaxu RG-174 na obou koncích jsou opatřené šroubovacím SMA (Male) konektorem.

**Pozor** konektor na obrázku obsahuje ukázkovou chybu - chybějící smršťovací bužírku přes nakrimpovanou ferruli konektoru. Bez ní dochází k postupnému vylamování pláště kabelu z konektoru.

**Zakrimpované  ferule konektorů je potřeba na kabelu chránit smršťovací bužírkou!** [[http://www.youtube.com/watch?v=SuoQfriRhSE|Návod na nakrimpování SMA konektorů]] - v tomto videonávodu je na zakrytí konektoru použit místo smršťovací bužírky speciální návlek.

=== Diferenciální symetrické signály  ===
Rychlé digitální signály, jako jsou například hodiny ADpřevodníků, nebo sekvenčních obvodů rozvádíme v MLABu obvykle diferenciálně kvůli omezení rušení. Používá se obvykle logika PECL nebo LVDS. Vedení je zajištěno standardním přímým SATA kabelem - ten byl zvolen kvůli svojí definované impedanci a dobré dostupnosti.

==== Digitální sběrnice ====

Digitální sběrnice, jako I2C, TWI, nebo 1-wire se mezi moduly rozvádějí běžnými kablíky. Vetšinou pouze upravenými tak aby v jedné plastové koncovce byly všechny vodiče sběrnice případně ještě společně s napájením.

===== Údržba a čištění =====

==== Propojovací kablíky ====

U propojovacích kablíků se v důsledku jejich postupného opotřebení mechanickým přepojováním snižuje vodivost jejich konektorů. Trvá řádově několik stovek zapojení, než se tento jev projeví, ale může být urychlen například neopatrnou přepravou zapojených konstrukcí, kdy jsou konektory v desce stranově namáháhy. (například hozených více zapojených desek na sebe v krabici) Tento stav se pozná jednoduše i mechanicky tak, že dutinka kablíku téměř nedrží nasunutá na hřebínku.

Tento stav lze napravit opětovným napružením kontaktu konektoru šroubovákem, nebo jiným podobným nástrojem. To se provádí zvenku u zámku konektoru. tlakem na pružinku proti stolu.

==== Moduly ====

U modulů vetšinou není třeba provádět žádnou údržbu. Pouze se stává, že se na modulech poměrně intenzivně hromadí prach. To lze řešit buď ofouknutím ofukovacím balónkem (stlačeným vzduchem). Nebo smetením antistatickým štětečkem.

<WRAP info> Nelze používat elektrostatickou prachovku na odstranění prachu, neboť by mohlo dojít ke zničení elektronických obvodů v modulech </WRAP>

Hodně zašpiněné moduly lze mýt v ultrazvukové myčce. Některým to však škodí (čidla, GPS.. ) Proto tento postup nemůžeme obecně doporučit.

===== Externí konektory =====

Konektory pro připojení jiných zařízení.

==== Napájení ====

Napájení je k modulům MLAB z externích zdrojů obvykle přiváděno válcovými konektory 5,5/2,1mm k příslušnému hlavnímu napájecímu modulu například UNIPOWER01A.

{{:cs:dc_cylindric_connector.jpg?200|Válcový konektor 5,5mm / 2,1mm}}

U válcových konektorů se rozlišují napájecí napětí smršťovací bužírkou navlečenou a staženou přes konektor žlutá=12V, červená=5V

Napájecí zdroje, také mohou využívat PC standardu [[http://cs.wikipedia.org/wiki/ATX|ATX]] a [[http://en.wikipedia.org/wiki/Molex_connector|konektorů MOLEX]].

Nebo v případě napájení pouze z baterií je lépe použít například modul BATPOWER02A. Pro připojení akumulátorů, kde lze očekávat větší proudové zatížení se pak používají T-konektory (klasické válcové modelářské se příliš neosvědčily).

{{:cs:deans-plug-tplug-t-plug-rc-lipo-battery-plug-connectors-rc-t-plug-ts3u.jpg?200|T connectors}}

==== Obecné svorkovnice ====

=== Šroubové svorkovnice ===

Na trhu existují dva rozšířené typy běžně používaných šroubových svorkovnic. Kromě toho, že se poměrně výrazně liší cenou, tak se ještě výrazněji liší kvalitou a komfortem jejich užití.

První typ je více rozšířený hlavně kvůli své nizké ceně. Avšak díky použití plechových vložek pod šrouby není možné do tohoto typu kvalitně upnout holý vodič malého průměru. Navíc plechové podložky často vypadávají, případně blokují vytažení vodiče.

Druhý typ je dražší, ale tyto problémy nemá, navíc je možné upnout i čisté lanko. A tato svorkovnice je v podstatě zárukou kvalitního vodivého spoje. 
 
{{:cs:ok-screw-terminal-block.jpg?200|}}  
 
=== Pružinové svorkovnice ===

Pružinové svorkovnice jsou výbornou moderní náhradou za šroubové svorkovnice, které technicky již pomalu zastarávají. Jejich nevýhodou o proti šroubovým svorkovnicím je pouze mírně větší rozměr a nemožnost regulace přítlaku spoje.

Používaným typem je obvykle WAGO256

==== Vysokofrekvenční signály ====

Vysokofrekvenční signály jsou k externím zařízením v laboratoři vedeny stejně, jako mezi moduly koaxiálními kablíky s SMA konktory. Nebo případně připojeny krátkým pigtailem k některému jinému panelovému [[http://en.wikipedia.org/wiki/RF_connector|RF konektoru]]. Přeferovány, jsou konektory typu F, BNC, N a PL (v tomto pořadí).
Pro připojení vzdálených zařízení, jako například přijímacích antén je dobrá volba F-konektor především díky jeho snadné montáži a demontáži, což umožňuje snadné protahování koaxiálních kabelů.

==== Datové konektory ====

=== USB ===

Nejrozšířenější externí sběrnicí užívanou na modulech je [[http://cs.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus|USB]] s konektorem USB-B. Důvod použití konektoru USB B je v tom, že je to nejodolnější konektor pro USB, má vývody skrz desku a tím pádem se netrhá z PCB, jako různé další varianty USBmicro konektorů.

Použití USB konektoru na modulu vyžaduje zařazení proudové pojistky do napájení z USB (obvykle 750mA PTC) Protože jinak může při vyzkratování napájení dojít ke shození HOST systému a tím pádem i ke ztrátě dat (laděného programu).

=== RS-232 ===

Dalším používaným datovým konektorem je  [[http://cs.wikipedia.org/wiki/D-Sub|D-sub]] typu DE-9. Je využívaný hlavně pro sériový datový přenos standardu [[http://cs.wikipedia.org/wiki/RS-232|RS-232]]

=== RS-485 ===

V průmyslu se se na tuto sběrnici používají svorkovnice. Vhodné tak je použít například modul [[cs:inputuni|INPUTUNI01A]].

=== CAN ===

Pro rozvod sběrnice CAN na delší vzdálenosti, například v domě, je vhodné použít UTP kabel a konektory RJ-45.  
===== Testovací konstrukce =====

==== Standardní uspořádání ====

Testovací konstrukce se skládají na některou ze [[cs:base1621|základních desek]].

{{:mlab_plc_board.jpeg?200|MLAB jako PLC (optimalizováno na vyšší napětí)}}

==== Měřící uspořádání ====

Tento způsob montáže kdy se na uchycení rohových šroubů modulů využijí úhelníky například ze stavebnice Merkur má výhodu v tom, že lze pak bez problémů přistupovat k obou stranám desky a měřit i na plošném spoji. Proto se hodí zejména k oživování nových modulů.

==== Přímé skládání ====
Moduly lze také šroubovat přímo k sobě což je výhodné zejména pro nenáročné konstrukce z několika modulů podobné velikosti.

{{:direct_mounting.jpg?direct&200|}}
==== Věžové uspořádání ====

Kovové MLAB desky lze pomocí závitových tyčí skládat i na sebe, což šetří místo na pracovním stole a umožňuje tvorbu komplikovanějších a rozsáhlejších systémů..

Použité závitové tyče jsou M5 a každá deska je na tyči uchycena maticí ze shora i zespoda. Mezi deskou a maticemi jsou podložky. U jedné matice se vkládá ještě pružinová podložka.  Řezná délka sloupků pro případ dvou desek nad sebou je 12 cm. Tato délka je zvolena z důvodu, že z 1 m dlouhé závitové tyče lze vyrobit 8 sloupků a 4cm zbydou na prořez a tolerance.

===== Permanentní zařízení =====

Permanentní, nebo semi-permanentní zařízení můžeme ze stavebnice snadno udělat tak, že odladěnou konstrukci i s nosnou deskou. Přišroubujeme na dno elektroinstalační krabice. A pro zvýšení odolnosti proti vibracím můžeme přívody k hřebínkům modulů přilepit tavným lepidlem a kablíky vyvázat k základní desce stahovacími pásky. Taková konstrukce je poměrně levná a přitom robustní i variabilní v případě potřeby změny.

==== Samostatná konstrukce ====

Modulovou konstrukci můžeme snadno umístit do kovové krabice [[cs:unibox|UNIBOX]].

{{:cs:designs:unibox01a_big.jpg?300|}} {{:cs:designs:measuring:gmcount_parts.jpg?300|}}
 
==== Instalace do rozvaděče  ====

Moduly je též možné podobným způsobem instalovat do nízkonapěťových částí elektrických rozvaděčů. V dobrém elektru lze sehnat plastové svorky použitelné k uchycení na DIN lištu.

==== Instalace do elektroinstalační krabice ====

Elektroinstalační krabici lze využít podobným způsobem, jako rozvaděč ovšem s výhodou, že v krabici obvykle není problém s uchycením [[cs:base1621|základní desky]].

===== Vzorové konstrukce =====

* [[http://www.mlab.cz/Designs/STOPWATCH02A/DOC/STOPWATCH02A.cs.pdf|Časomíra]] - měří časy pohybu mezi několika optickými závorami.
     * [[http://www.mlab.cz/Designs/GPSnavigator/DOC/GPSnavigator.cs.pdf|Jednoduchá GPS navigace]]
     * [[cs:labduino|LABduino]]
     * [[cs:thermometer|Teploměr]]

Please fill all the letters into the box to prove you're human. B P D I J Please keep this field empty:

Edit summary

Note: By editing this page you agree to license your content under the following license: CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 4.0 International