Valaisinnäytön projektikuvaus

Heimoi!

Tämä päivitys käsittelee osanäytön projektikuvausta. Eli aika vastaava kuin edellinen päivitys, mutta näyttö on erilainen. Siinä missä edellinen käsitteli rakennussarjaa, tämä on valaisinkytkennästä. Tämä toimi hyvänä alustana edelliselle kuvaukselle, joten päätin tehdä myös tämän tänne. Oppimisen kannalta voisi olla hyvä idea käyttää projektikuvauksiin erilaisia alustoja, mutta mieleistäni on aika sama tehdä se tänne kuin Wordiin. Toki muitakin vaihtoehtoja on, mutta esimerkiksi PowerPoint ei palvele tarkoitusta yhtä hyvin.

Mutta itse asiaan. Idea yksinkertaistettuna on tehdä kytkentä, jossa on valaisin, sitä ohjaava kytkin, pistorasia. Ne yhdistetään toisiinsa kaapeleilla. Tämä tehtiin kahdesti, ensin harjoitus jonka jälkeen sai palautetta ja korjausehdotuksia ja sen jälkeen varsinainen näyttö. Asennuksen opettelun aikana tuli yllätyksenä, että sähköasennukset ovat tarkkaan säädeltyjä. Kytkimet, pisto- ja jakorasiat ja valasin on asennettava oikealle korkeudelle. Kaapelien kiinnikkeiden tulee olla oikealla etäisyydellä toisistaan sekä kytkimistä ja rasioista. johtimien pitää olla oikean pituisia ja niitä pitää kuoria oikealta pituudelta. Ja kaapelien tulee olla suoria ja muutenkin asennuksen pitää olla esteettisesti kunnossa. Tämä viimeinen näistä ei ollut yllätys, koska jos näkee epäsiistejä asennuksia ja mutkalla olevia kaapeleita, niin kyllähän sellainen pistää silmään. Ja tulee sellainen olo, että nyt ei asentaja ole tehnyt työtään kunnolla.

Ensimmäinen vaihe siis oli selvittää edellä mainitut asiat. Käytin siihen koululta löytyviä kirjoja sekä nettiä. Näyttöä varten tehtiin piirustus. Siihen merkittiin asennuskorkeudet ja laskettiin kiinnikkeiden määrä ja etäisyys toisistaan. Tein myös suunnitelman johtimien kytkemisestä jakorasian sisällä. Kaikki neljä kaapelia (valaisin, pistorasia, jakorasia ja syöttö), yhdistyvät jakorasiassa. Käyttämässäni kaapelissa on kolme johdinta. Ja nämä johtimet täytyy yhdistää toisiinsa oikealla tavalla jotta kytkentä toimii. Johtimien yhdistämiseen käytetään liittimiä (Wago). Juottaminen olisi epäkätevää ja hidasta. Jos sattuu liittämään johtimet väärin, on ne helpompi irrottaa liittimestä alkaa purkamaan juotoksia. Johtimia voi myös joutua liittämään yhteen useamman kuin kaksi, tässä näytössä enimmillään kolme. Saattaa kuulostaa vaikeaselkoiselta jos ei ole asiaan vihkiytynyt. Kuvat kertonevat enemmän.

Aloitin varsinaisen asennuksen jakorasian kiinnittämisellä seinään. Näyttöä varten meille oli rakennettu puiset seinät, joihin asennukset tehtiin. Jakorasia asennetaan 2200 mm:n korkeudelle lattiasta, tai kattoon. Korkeus on ilmoitettu asennettavan kappaleen keskelle. Rasia kiinnitetään ruuveilla. Käytin apuna vatupassia, jotta sain rasian suoraan. Seuraavaksi piirsin seinään lyijykynällä paikat kaapeleille ja muille asennettaville kappaleille. Tässäkin käytin apuna vatupassia. Merkitsin myös kiinnikkeiden paikat. Jos asennusta ei tehtäisi harjoitusympäristössä, viivoja voisi tuskin vetää noin selvästi. Vaikka ne jäävät ainakin osittain kaapelien ja kappaleiden alle, esteettinen puoli kärsii. Voihan ne toki poistaa jälkikäteen, mutta luulisi että pääsee vähemmällä työllä jos merkinnät ovat vähemmän näkyvät eikä kulu aikaa niiden kumittamiseen myöhemmin.

Jakorasia kiinnitettynä.

Tämän jälkeen kiinnitin kytkimen, rasioiden ja valaisimen tapaan ruuveilla. Asennuskorkeus on 1000 mm lattiasta. Se tulee kiinnittää oikein päin. Tässä kohtaa tuli virhe sekä harjoitustyössä, että näytössä. Kytkimeen on kyllä merkitty nuolet, mutta oletin niiden kertovan sen mistä sähkö tulee ulos. Johtimet liitin vasta myöhemmin, koska tässä vaiheessa kaapelit eivät olleet paikallaan.

Kytkin kiinnitettynä. Nuolet osoittavat ylöspäin, joten se on kiinnitetty oikein. 

Seuraavaksi kiinnitin pistorasian, ruuveilla senkin. Käytettävä pistorasia oli 2-osainen ja tällöin sen sijoituskorkeus mitataan alimman rasian mukaan. Asennuskorkeus on 200 mm lattiasta. Ensimmäisellä kerralla tein tässä virheen asentaessani rasian sen keskiosan mukaan. Harjoituskerralla kiinnitin pistorasian väärin päin. Rasia on tarkoitus asentaa siten että nollajohdin tulee vasemmalle puolelle. Pistorasioissa on merkitty vaihde- ja nollajohtimien paikat (L ja N). Muistin johtimien värit väärin, väreistä myöhemmin lisää. Pistorasia itsessään kyllä toimii vaikka vaihe- ja nolla johdin ovat väärin päin.

Pistorasia kiinnitettynä. N on vasemalla, eli rasia on kiinnitetty oikein.

Tämän jälkeen oli valaisimen vuoro. Sama homma kuin muidenkin kappaleiden kanssa, eipä siitä sen enempää sanottavaa.

Valaisimen kotelo kiinniettynä.

Kun kaikki asennettavat kappaleet olivat paikoillaan, vuorossa olivat kaapelit. Siinä on kolme johdinta, vaihdejohdin, nollajohdin ja suojamaadoitusjohdin. Vaihe on väriltään ruskea, nolla on (vaalean)sininen ja suojamaa kelta-vihreä. Kun aikaisemmin kerroin sekoittaneeni johtimien värit, sekoitin ruskean ja vaaleansinisen.  Tämä selittää miksi pistorasia meni väärin päin. Muistan kuulleeni neuvon pistorasioiden kytkemiseen. Eli vasi vasempaan, eli siis vaaleansininen johdin rasian vasemmalle puolelle. Ja kun muistin vaaleansinisen johtimen olevan vaihdejohdin, meni rasiakin väärin.

Vaihdejohdin on se johdin, jonka kautta virta kulkee sinne minne se ikinä ollaankaan tuomassa. Tässä esimerkissä pistorasiaan. Nollajohdin on se jonka kautta virta tuodaan pois. Eli vaihde on plus ja nolla miinus. Suojamaata käytetään nimensä mukaan suojamaadoitukseen. Se on turvallisuutta varten. Jos jännite pääsisi esimerkiksi vian takia paikkaan johon se ei kuulu, maadoittamalla se saadaan ohjattua turvallisesti pois eikä siten aiheudu vaaraa. Verkkovirta kun on hengenvaarallista.

Takaisin kaapeleiden asennukseen. Se kiinnitettiin seinään naulakinnikkeillä. Muitakin vaihtoehtoja on, kaapelin asentamiseen voi käyttää myös ruuvikiinnikkeitä tai asennuslistaa. Kiinnikkeiden tulee olla oikealla etäisyydellä toisistaan ja kappaleista. Kiinnikeväli on 15-20 mm ja kiinnikkeen etäisyys kappaleesta tulee olla 5 mm. Niiden tulee olla myös samalla etäisyydellä toisistaan. Naulakiinnikkeet laitetaan kaikki samoin päin, jotta asennus näyttää yhtenevältä. Vaakatasoon asennettavissa kaapeleissa naulakiinnikkeen naulapuoli tulee kaapelin alapuolelle. Kaapeli asennetaan suoraan. Jos kaapeliin tehdään mutka, sen tulee olla siisti. Kiinnikkeet laitetaan 5 mm ennen mutkaa ja sen jälkeen.

Kun kaapeli tuodaan jakorasian (valaisimen) sisälle, kuorimatonta kaapelia jätetään noin sentin verran. Näin se pysyy rasian sisällä, muttei vie liikaa tilaa johdinten kytkennältä. Harjoituskerralla osa kaapeleistani jäivät liian lyhyeksi ja pysyivät sisällä juuri ja juuri. Kuorittua johdinta jätetään vähintään 100 mm. Tein tässä kohtaa virheen harjoitellessa, jäivät liian lyhyiksi. Kun kaapeli tuodaan pistorasiaan tai kytkimeen, jätetään kuorimatonta kaapelia vähän kappaleen sisäpuolelle. Se noin sentti on tässäkin hyvä, riippuu vähän miten on tilaa. Pistorasian ja kytkimen kanssa johtimilla ei ole vähimmäispituutta, tärkeintä on että johdinta on riittävästi kytkentöjen tekemiseen. Jakorasiassa ja valaisimessa oli läpivienti kaapelille. Jos sellaista ei ole, kuten pistorasian ja kytkimen koteloissa, sellainen täytyy tehdä. Siihen on oma työkalunsa. Teoriassa sen voi myös veistää, mutta se on hitaampaa ja lopputuloksesta on vaikeaa saada symmetrinen. Tämän tein itse asiassa viimeisenä, mutta mainitaan se tässä vaiheessa kun liittyy käsiteltävään asiaan.

Kun kaapelia oli leikattu oikeankokoinen pala, sitä kuorittiin. Kuorimiseen on työkalunsa, kuorittavan osan pituuden mukaan. Kuorin jakorasiaan menevät päät ennen kaapelin kiinnittämistä ja muut kiinnittämisen jälkeen. Pistorasian, valaisimen ja kytkimen kanssa jätin kappaletta lähimpänä olevan kiinnikkeen kiinnittämättä tässä vaiheessa, koska se olisi vaikeuttanut johtimien kiinnittämistä. Kaapelin kuorimisen jälkeen kuorin johtimet. Kuorintapituus on aika tarkka, se kerrotaan kappaleissa ja liitimissä. Tällä kertaa se oli yleisemmin joko 11 mm tai 12 mm. Mitta on tärkeä, jotta johdin menee liittimeen tarpeeksi syvälle, mutta kuorimatonta johdinta ei jää näkyviin. Tämän jälkeen kaapeli kiinnitettiin, vasaralla kun kerran naulakiinnikkeet kyseessä.

Kaapelin kuorimiseen käytettäviä työkaluja. Vasemalla olevaa käytetään lyhyen palan kuorimiseen, oikealla olevaa pidempien.

Johdonkuorija.

Kaapelien ollessa paikallaan, päästään liittämään johtimia. Aloitin kytkimestä. Kytkimessä on kaksi paikkaa nollajohtimelle. Paikka määrittää sen, missä asennossa valaisimen valo palaa. Kytkin on tarkoitus kytkeä siten että valo palaa yläasennossa (yläpuoli on painettuna alas). Tässä tuli virhe harjoituskerralla. Katkasijalle ei viedä suojamaajohdinta, joten sen voi katkaista.

Kytkimen johtimet liitettynä paikalleen.

Pistorasian kytkeminen. Koska se on 2-osainen, johtimet voi kytkeä joko ylös tai alas. Itse kytkin ne alapuolelle. Johtimia kuoritaan 12 mm. Rasiassa oli kätevä merkintä, josta pystyi tarkistamaan että johtimia oli kuorittu tarpeeksi. Rasiaan on merkitty johtimen paikat, kuten on jo todettukin. Nolla vasemmalle, suojamaa keskelle ja vaihde oikealle. Johtimet kiristetään paikalleen ruuveilla.

Pistorasian johtimet liitettynä paikalleen.

Ja seuraavaksi päästää kytkemään valaisinta. Koska kuorimatonta kaapelia jäi liikaa yli, sitä piti kuoria riittävästi pois. Valaisimelle ei viedä suojamaajohdinta, joten sen voi katkaista. Aivan kuten kytkimen kohdalla tehtiin. Valaisimessa ei ollut merkittynä erikseen paikkoja johtimille, mutta se on testattavissa mittaamalla. Yleensä valaisimen kanta kytketään siten että vaihdejohdin tulee pohjaan ja nollajohdin sivuun. Johtimet kiinnitettiin kytkentärimalla, tuttavallisemmin sokerinpalalla. Tässä tapauksessa johdinta ei tarvinnut kuoria niin paljon. Johdin liitetään sokerinpalaan kiristämällä se paikalleen ruuvilla. Tämän jälkeen valaisin kiinnitetään ruuveilla koteloon. Valaisimessa oli siis osa (rasia) joka kiinnitetään seinään, ja valaisin koteloon. Selviää kuvissa paremmin. Muiden kappaleiden kohdalla jätin kotelon/kannen kiinnittämättä tässä vaiheessa, mutta valaisimen rakenteen takia täytyi sen kohdealla toimia toisin.

Vasemmalla näkyy sopiva määrä kuorimatonta kaapelia kotelon sisäpuolella. Alhaalla oikealla kuoritut johtimet. Oikealla ylhäällä johtimet liitettynä sokerinpalaan. 

Kaapelit paikallaan! Harjoituskerralla muistaakseni kiinnitin syöttökaapelin vasta kun olin kytkenyt muiden kaapelien johtimet jakorasiassa. Johtimet liitetään toisiinsa liittimillä. Meillä oli käytössä Wago-liittimiä, sellaisia joihin sai kolme johdinta ja sellaisia joihin sai neljä. Liittimessä ilmoitetaan kuorimispituus, näissä kyseisissä liittimissä se oli 11 mm. Liitin toimii siten että johdin työnnetään sen sisään. Se on suunniteltu siten ettei johdinta tarvitse erikseen kiristää paikalleen. Jos johdin täytyy saada pois liittimestä, se irtoaa pyörittämällä johdinta.

Johtimet on tärkeää liittää oikein. Tilanne tässä vaiheessa on siis sellainen, että jakorasiaan tulee neljä kaapelia. Kahdesta kaapelista (kytkin ja valaisin) on katkaistu suojamaajohdin. Syötön ja pistorasian suojamaat liitetään yhteen. Yhteen liitetään myös pistorasian, valaisimen ja syötön nollajohtimet. Lisäksi yhteen liitetään syötön, pistorasian ja kytkimen vaihdejohtimet. Valaisimen vaihdejohdinta ei liitetä yhteen muiden vaihdejohdinten kanssa. Jos niin tehtäisiin, virta kulkisi syötöstä suoraan valaisimelle ja se palaisi koko ajan. Se täytyy siis kierrättää kytkimen kautta. Se toteutetaan siten, että kytkimeltä tuleva johdin ja valaisimen vaihejohdin kytketään yhteen. Tässä on se ongelma, että kytkimelle menevän kaapelin vaihdejohdin on jo käytössä. Jäljellä ovat suojamaa ja nollajohdin. Tällaisessa tilanteessa nollajohdinta voi käyttää vaihdejohtimena, kunhan sen merkitsee esimerkiksi mustalla teipillä. Suojamaata ei saa koskaan käyttää vaihdejohtimena. Kytkimiä varten on olemassa kaapelia joka koostuu kolmesta vaihejohtimesta, mutta meillä sellaista ei ollut käytössä joten käytettiin samaa mitä muussakin kytkennässä. Kytkennät selviävät paremmin kuvassa.

Johtokasa. Tässä näkee samalla miltä wago-liitin ja naulakiinnike näyttää.

Suojamaajohtimet liitettynä toisiinsa. Ylempi tulee syöttökaapelilta ja alempi pistorasialta.

Nollajohtimet liitettynä yhteen.

Vaihdejohtimet liitettynä yhteen.

Kytkimeltä tuleva johdin ja valaisimen vaihdejohdin liitettynä. Kytkimeltä tuleva nollajohdin on merkitty vaihdejohtimeksi mustalla sähköteipillä.

Koska harjoituskerralla sotkin johtimien värit, olivat kytkennät jakorasian sisällä myös väärin. Liittimet olivat oikein, kytkennässä ei ollut muuta vikaa kuin se että värit olivat väärin.

Tässä vaiheessa on aika laittaa kannet ja kotelot paikalleen. Koska pistorasian ja kytkimen koteloissa ei ole valmista paikkaa kaapelille, täytyy sellainen tehdä. Kuten jo kerroin, käytetään siihen sopivaa työkalua veistämisen sijaan. Tämän jälkeen kotelot asetetaan paikalleen. Jakorasian kansi menee paikalleen helposti vain painhamalla. Pistorasian kotelo laitetaan paikolleen ruuveilla. Kytkimen kotelo on kolmessa osassa, jotka on laitettava paikalleen oikeassa järjestyksessä.

Pistorasia valmiina.

Tässä tehdään koloa kaapelille kytkimen koteloon. 

Kytkimen kotelo paikallaan.

Seuraava asennettava osa.

Kytkin valmiina.

Kytkennän valmistumisen jälkeen kytkentä testataan. Siihen käytettiin jännitelähdettä, jolla saatiin aikaan 12 voltin jännite. Tämän jälkeen jännite mitattiin yleismittarilla. Näin saadaan varmistettua että kytkin toimii oikein, johtimet on liitetty toisiinsa eivätkä suojamaadoitusliuskat ole jännitteellisiä.

Vasemmalla testaamiseen käytetty jännitelähde. Oikealla näkyy miten johtimet liitetään jännitelähteeseen.

Jännitteen mittaaminen pistorasiasta.

Osanäytön projektikuvaus

Heimoi!

Tämä päivitys on projektikuvaus osanäytöstä. Päätin tehdä sen tänne. Koska blogi on julkinen ja tämän päivityksen mahdollisesti lukee joku muukin kuin näytön arvioija, koen että on hyvä idea selventää mistä tässä on kyse. Näytössä kootaan rakennussarja, tässä tapauksessa lotto- ja Vikinglottokone. Siitä kirjoitetaan toimintaselostusreferaatti tekstinkäsittelyohjelmalla (Word). Tehdään kustannuslaskelma taulukkolaskelmaohjelmalla (Excel). Lisäksi tehdään virtamittaus yleismittarilla ja jännitemittaus oskilloskoopilla. Ja koko hommasta tosiaan tehdään projektikuvaus, minä teen sen blogiin. Se on siis tämä teksti tässä.

Aloitin tarkastamalla että rakennussarjasta löytyy kaikki osat. Löytyi. Sarjan diodi ei ollut aivan sitä mitä osaluettelossa kerrottiin, muttei se haitannut laitteen toimintaa. Sarjaan kuuluu luettelon mukaan Schottky-diodi, SB120/130/140/150. Sarjan mukana oli SB160. Siitä ei ollut haittaa laitteen toiminnalle. Ilmeisesti se on kuitenkin hieman isompi kuin pienempinumeroiset vastineensa, koska sen asentaminen oli haastavaa. Se vaikutti olevan liian iso suhteessa piirilevyyn porattuihin reikiin. Reiät tuntuivat olevan liian lähellä toisiaan suhteessa diodiin. Diodin jalat piti taivuttaa hyvin läheltä sen runkoa. Niin ei yleensä kannata tehdä, koska siten voidaan vahingoittaa komponentin sisäosia. Onneksi niin ei käynyt ja vahingoittumiselta vältyttiin.

Piirilevyyn oli porattu reiät valmiiksi, joten osien tarkastamisen jälkeen pääsi suoraa kasaamaan sarjaa. Laitettuani komponentin paikalleen, merkitsin sen ohjeeseen. Siten pysyy paremmin kärryillä sitä mitä on tehnyt. Rakennussarjan kokoamisohjeissa oli mielestäni epäkohta. Siinä neuvottiin laittamaan komponentit mielestäni epäloogisessa järjestyksessä. Esimerkiksi elektrolyyttikondensaattori olisi pitänyt laittaa aika alussa, joka on älytöntä koska se on koko sarjan korkein komponentti ja siksi fiksua laittaa lopussa. Itse pyrin juottamaan komponentit siinä järjestyksessä, kuinka matalia ne ovat. Se on helpompaa, eikä sillä tietääkseni ole vaikutusta laitteen toimintaan, joten en näe syytä olla toimimatta niin.

Minun järjestykseni:

Vastukset

Diodi

Mikropiirin kanta

Kondensaattorit C2 ja C4

Transistorit

Näytöt

Kondensaattori C3

Elektrolyyttikondensaattori C1

Painokytkin

Paristopidin

Mikropiiri kantaan

Ohjeen järjestys:

Vastukset

Mikropiirin kanta

Elektrolyyttikondensaattori C1

Kondensaattorit C2, C3 ja C4

Diodi

Transistorit

Näytöt

Painokytkin

Paristopidin

Mikropiiri kantaan

Huomasin, että piirilevyyn oli merkitty valmiiksi mihin laitetaan positiivinen ja mihin negatiivinen osa komponentista. Tämä koskee elektrolyyttikondensaattoria ja paristopitimen johtimia. Myös diodi, transistorit, näytöt ja mikro-ohjain on tärkeää asentaa oikeinpäin. Kun laitoin mikro-ohjaimen kantaansa, maadoitin itseni rannekkeen avulla. Mikro-ohjain on herkkä staattiselle sähkölle, joten tarvitaan varotoimia jos mielii pitää sen ehjänä. Liitin rannekkeen toisen pään pistorasian maadoitusliittimeen. Tarkemmin ajateltuna työpöydässä olisi ollut erillinen paikka maadoitukselle, mutta tuo minun pistorasiaversioni toimii ihan yhtä hyvin.

Saatuani laitteen valmiiksi, kokeilin toimiiko se. Toimii se.

Tein toimintaselostusreferaatin Wordilla. Kokoamisohjeessa kerrotaan lottokoneen toiminnasta. Lisäksi siinä kerrotaan kahdesta komponentista tarkemmin, 7-segmenttinäytöstä ja mikro-ohjaimesta. Koneen toiminta käsitellään mielestäni aika pintapuolisesti, mikä tekee referaatin kirjoittamisesta haastavaa. Ohjeessa selitetään lähinnä mitä tapahtuu, kun painokykintä painetaan muttei juurikaan kerrota miksi näin tapahtuu. Ohjeessa kerrotaan kellopiiristä. Kerrotaan mistä komponenteista se muodostuu ja sen taajuus, muttei sitä mitä se käytännössä tekee tässä laitteessa. Oletan sen taajuuden määrittävän arvonnan nopeuden ja arvonnan aikana tapahtuvan välianimaation vilkkumistahdin. Ongelma on siinä, että koska oletukseni ei varsinaisesti pohjaa mihinkään, se ei ole varmaa tietoa vaan vain arvaus.

Mikro-ohjaimista kerrottava tieto oli minusta mielenkiintoista. Ohje kertoo niistä sekä yleisesti ja toki myös laitteeseen kuuluvasta mikro-ohjaimesta. Siinä kerrotaan laitteen muistista ja mitä mikäkin nasta tekee. Nastoja ei käydä yksitellen läpi. Etsin mikro-ohjaimen datalehden, mutta se ei kertonut oikeastaan mitään mitä joko ohjeessa ei olisi kerrottu tai mitä kytkentäkaaviosta voi päätellä. Referaatti oli haastavaa kirjoittaa kopioimatta ohjeen tekstiä suoraan. Nytkin se on osin samaa, mitä nyt sanajärjestystä on muutettu ja sanoja vaihdeltu. Ongelmallista on se, että koska en ymmärrä laitteen toimintaa täysin, on haastavaa referoida se ”omin sanoin”. Toisaalta näytössä on tarkoitus näyttää (hyvin yllättävää, eikö) osaavansa aikaisemmin opetetut asiat. Mikro-ohjaimien sielunelämän ymmärtäminen syvällisesti ei kuulu asioihin joita tässä vaiheessa on opiskeltu, joten sitä ei testata näytössä. Eli minun ei oleteta ymmärtävän laitteen toimintaa täysin.

Tein kustannuslaskelman Excelillä. Etsin kokoamisohjeen perusteella komponenttien hintatiedot Elfan sivuilta (https://www.elfadistrelec.fi/). Kaikista komponenteista ei löytynyt juuri sitä versiota millainen rakennussarjassa tuli. Esimerkiksi paristopidin näyttää erilaiselta. Sivuilta ei myöskään löytynyt oikeaa 7-segmenttinäyttöä. Rakennussarjan mukana tulee kaksi Kingbrightin näyttöä (SC56-11EWA). Löytyi kuitenkin hyvin lähellä oleva malli, jonka pohjalta sai näytöille hinnan. Ero on näytön numeron korkeudessa, eroa on noin millimetri. Elektrolyyttikondensaattorin tapauksessa ero on valmistajassa. Sarjan komponentin on valmistanut Aishi, mutta Elfa ei myy niitä.

Kokoamisohjeissa ei mainita komponenttien valmistajia, paitsi mikro-ohjaimen. Osassa komponenteista lukee valmistajan nimi, mutta esimerkiksi vastuksista tätä tietoa ei löydy. Kun etsin komponenttien hintoja, yritin löytää mahdollisimman samanlaiset kuin rakennussarjassa. Se lisäksi että komponenttien arvot ovat samat, halusin etsiä fyysisesti samankokoiset komponentit. Elfan sivuilta voi hakea komponentteja koon perusteella.

Kustannuslaskelmassa ei ole laskettu mukaan kytkentäjohdinta. Perustelen sen sillä, että johdinta myydään keloittain, kun vastaavasti sarjassa sitä tulee muutamia kymmeniä senttejä. Toki jonkinlaisen hinta-arvion olisi voinut tehdä laskemalla kelan metrihinnan ja arvioida siten paljonko rakennussarjan johdin maksasi. Kustannuslaskelmassa mainitun piirilevyn (071P) hinta on katsottu Kouluelektroniikka Oy:n sivuilta.

Kustannuslaskelman hinnat on pyöristetty kahden desimaalin tarkkuuteen. Tarkemman arvon löytää tarvittaessa kaavariviltä. Todellisuudessa komponenttien (kuten vastusten) hinnat sisältävät enemmän desimaaleja, koska yksittäisten komponenttien hinnat ovat pieniä, kymmeniä senttejä. Pidän kuitenkin kahta desimaalia tässä yhteydessä riittävänä tarkkuutena. Rakennussarjan kustannusarvioksi tuli tarkalleen 10,0751 €, joka pyöristettynä edellä mainittuun tarkkuuteen on 10,08 €. Desimaalien lisääminen ei tuo mitään oleellista lisätietoa ja se vaikeuttaa laskelman lukemista. Tarkastin mielenkiinnosta, paljonko yksittäinen rakennussarja maksaa. Yksittäin ostettuna hinta on 7,90 € ja piirilevystä tulee vielä lisähintaa 0,95 €. Ja isommissa erissä ostettuna hinnat ovat halvempia. Eli käytännössä rakennussarja on halvempi ostaa valmiina, kuin tilaamalla komponentit erikseen. Se on kieltämättä yllättävää.

Kustannuslaskelman jälkeen vuorossa oli mittausten tekeminen. Jännitemittaus oskilloskoopilla ja virtamittaus yleismittarilla. Kysyin siihen tarkennusta koska en ollut aivan varma mistä mittaukset on tarkoitus tehdä. Lähinnä siis ongelmana oli se, että mittaukset voi tehdä useasta eri kohdasta laitetta ja se vaikuttaa mittaustuloksiin.

Sain asiaan selvyyden ja löysin oikeat mittauspaikat. Tein virtamittauksen diodin kohdalta. Virtamittari pitää kytkeä sarjaan laitteen kanssa. Tämä on sikäli ristiriitaista, että diodin kohdalta mitattuna virtamittari ei ole sarjassa mutta se toimii silti. Huomasin että virta kasvoi palavien segmenttien määrän lisääntyessä. Alla mittaustuloksia:

Kun laite ei ole päällä (yhtään segmenttiä ei pala): 0,041 mA

Kun yksi segmentti palaa (arvio): 4,265 mA

Kun näkyy luku 1 (vähiten virtaa vievä luku): 8,53 mA

Välianimaation aikana (kaksi vaakaviivaa): 9,23 mA

Käynnistäessä (näytöllä luku 40): 33,79 mA

Kun näkyy luku 38 (eniten virtaa vievä luku): 37,6 mA

Kun kaikki 14 segmenttiä palavat (arvio): 42,28 mA

Mittasin virran myös toisella tavalla, koska en luottanut mittaustulokseen. Tällä kertaa otin virran säädettävästä jännitelähteestä paristojen sijaan. Tällä tavalla sain kytkettyä mittarin sarjaan juuri ennen jännitelähteen miinuspuolta. Tuloksissa oli eroja, lähinnä virta oli pienempi. Luotan näihin enemmän ja uskon niiden olevan oikein. Alla mittaustuloksia:

Kun laite ei ole päällä (yhtään segmenttiä ei pala): 0,038 mA

Kun yksi segmentti palaa (arvio): 3,19 mA

Kun näkyy luku 1 (vähiten virtaa vievä luku): 6,38 mA

Välianimaation aikana (kaksi vaakaviivaa): 6,8 mA

Käynnistäessä (näytöllä luku 40): 25,34 mA

Kun näkyy luku 38 (eniten virtaa vievä luku): 28,8 mA

Kun kaikki 14 segmenttiä palavat (arvio): 32,7 mA

Laskin myös laitteen tehon. Diodin kohdalta mitattuna se on 112,8 mW ja juuri ennen jännitelähteen miinuspuolta 86,4 mW.

Kun mittasin jännitettä, säädin ensin oskilloskoopin kalibrointisignaalin avulla tarkasti keskiviivalle. Sen jälkeen liitin mittapään diodiin ja maan paristopitimen miinuspuoleen. Säädin sen siten, että jokaista pystyruutua vastaa yksi voltti. Sitten täytyi enää katsoa missä kohtaa signaali näkyy ja laskea kuinka korkealla se on suhteessa keskiviivaan. Se oli kolme ruutua ylempänä, joten jännite on 3 V.

Mittasin myös kellopiirin taajuuden oskilloskoopilla. Laitoin mittapään nastalle 16 ja maan kondensaattoriin C3. Sen voi kytkeä myös vastukseen R2. Kokoamisohjeen mukaan kellopiirin taajuus on n. 820 kHz. Mittauksieni mukaan taajuus on 781,250 kHz. Kokeilin myös mitata saman taajuuden (820 kHz) funktiogeneraattorilla. Oskilloskoopin mukaan taajuus oli pyöristettynä 909,901 kHz.

Käyn vielä läpi yleisiä mietteitäni ja tuntemuksiani näytöstä ja siinä samalla itsearvioin sitä miten näyttö on sujunut. Tiivistettynä olen onnistunut näytössä hyvin. Oli mukava yllätys että piirilevy oli valmiiksi porattu. Se on vähiten miellyttävä vaihe rakennussarjojen kokoamisessa. Komponenttien tarkistusvaiheessa huomatessani että diodi ei ole oikea, päätin juottaa sen silti kiinni. Luotin siihen että SB160 on tarpeeksi lähellä ohjeessa mainittuja (SB120/130/140/150). Fiksumpaa olisi ollut tarkastaa miten erinumeroiset diodit eroavat toisistaan ja siten varmistaa että se käy.

Juotokset ovat omaan silmääni hyvälaatuisia. Tinaa on sopiva määrä eikä se ole väriltään sameaa. Olen kehittynyt juottamisessa (ja niin pitääkin), tinasiltoja ei tullut eikä kuparisukkaa tarvinnut käyttää kuin kerran kun yhdelle kiskolle tuli liikaa tinaa. Sain painonapin juotettua sulattamatta sitä pilalle. Se oli haastavin osa kokoamisessa. Juotoksissa on ehkä turhan paljon tinaa, mutta olen siihen siitä huolimatta tyytyväinen. Jotenkin sitä on oppinut nopeammaksi ja varomaan sulamista.

Se, että piirilevyyn oli merkitty valmiiksi plussa ja miinus elektrolyyttikondensaattorin ja paristopitimen kohdalla herättää ristiriitaisia tunteita. Jos niitä ei olisi merkitty, se olisi vaatinut enemmän tarkkuutta komponentteja asentaessa. Mutta toisaalta laitteeseen kuuluu muitakin komponentteja jotka on tärkeää asentaa oikein päin, joten tätä asiaa testataan kuitenkin. Eikä rakennussarjaa ole suunniteltu pelkästään meidän osanäyttöämme varten, tarkistin asian kouluelektroniikan sivuilta ja laitteen suositus on 6 -10 lk. Esimerkiksi elektrolyyttikondensaattori on vaarallinen estosuuntaan kytkettynä, joten piirilevyn merkinnät ovat perusteltavissa turvallisuudella.

Transistorien kanssa pääsi helpolla. Niiden jalkoja ei tarvinnut taivuttaa, vaan ne sopivat piirilevylle sellaisenaan. Yleensä niitä saa taivutella ja siihen menee aikaa. Transistori yritetään saada mahdollisimman matalalle ja koska niissä on kolme jalkaa, se on vaativampaa kuin esimerkiksi vastusten taivuttaminen. Kun asiaa miettii näytön näkökulmasta, olisi ollut parempi jos transistorien jalkoja olisi pitänyt taivutella.

Referaattiin liittyviä ajatuksia onkin jo käyty aikaisemmin läpi. Lohkokaavion tekeminen auttoi laitteen ymmärtämisessä. Sitä on vähän pakko ymmärtää mikäli kaavion haluaa tehdä. Sain sen tehtyä yllättävän näppärästi taulukkona. Jos olisin kopioinut vaan ohjeen selostuksen laitteen toiminnasta, en ymmärtäisi laitteen toiminnasta näin paljoa. Toki on mahdollista, ettei oletukseni esimerkiksi kellopiirin toiminnasta pidä paikkaansa.

Kustannuslaskelmaa on myös käsitelty jo aiemmin. Sivuilta tuntuu olevan haastavaa löytää etsimänsä käyttämättä hakua. Haku puolestaan toimii, joten komponenttien hintatietojen löytäminen onnistui kohtuullisella vaivalla. Komponentteja voi hakea yllättävän monilla perusteilla. Jos nyt vaikka etsittäisiin kondensaattoria, on muitakin tapoja rajata hakua kuin kapitanssi ja kondensaattorin tyyppi. Kuten fyysinen koko. Hakuja rajatessani törmäsin asioihin joita opinnoissa ei ole edes käsitelty.

Excelin edellisestä käyttökerrasta on vierähtänyt jokunen tovi. Siitä huolimatta asiat löytyivät aika vaivattomasti muistista. Funktioita sai jonkin aikaa miettiä. Kaavarivin käyttö itsessään ei aiheuttanut ongelmia, lähinnä aikaa meni siihen että tajusi mistä funktiot käytännössä löytyvät Excelistä. Sen jälkeen oli helppo laskea samanlaisten komponenttien yhteishinta ja laskea yhteishinnat yhteen jolloin laitteen kokonaishinta selvisi.

Mittauksista. On mielenkiintoista huomata, että vaikka numero 1 ja kaksi vaakaviivaa vievät molemmat 2 segmenttiä, silti vaakaviivat vievät enemmän virtaa. Ehkä se johtuu siitä, että vaakaviivojen tapauksessa käytössä on kaksi näyttöä, ja siksi virtaa kuluu hieman enemmän. Virta myös alkaa laskea numeron tultua näytölle. Ilmeisesti tämä johtuu ledien jälkiloistosta. Käyttäessäni toista mittaustapaa eli sitä missä mittari on sarjassa juuri ennen jännitelähteen miinuspuolta, huomasin ettei virta laske vaan pysyy samassa lukemassa kunnes laite sammuu.

Oskilloskoopin kanssa hankalinta on ymmärtää mihin mittapäät kytketään. Itse laitteen käyttö ei ole niin hankalaa, oikeat säädöt löytyvät kyllä. Mittasin kauan väärältä nastalta. Tulkitsin kytkentäkaaviota väärin ja mittasin nastalta 4, vaikka olisi pitänyt mitata nastalta 16. 

Ja lopuksi kuvia joita otin kokoamisvaiheessa. Ne on otettu tabletilla ja niitä on käsitelty selkeämmiksi samalla laitteella.

Eli tällaisen laitteen kanssa ollaan tekemisissä, tuolta sen pitäisi näyttää valmiina. Kuva on kokoamisohjeesta. Kuva on mustavalkoinen, koska ohjekin on. 

Tässä näkyy kaikki mitä sarjaan sisältyy. Näistä laite täytyisi saada kasaan. Piirilevy, pussi jossa kasa komponentteja, paristopidin, painokytkin ja kytkentäjohdinta.

Nyt on päästy kokoamisessa pidemmälle. Vastukset, osa kondensaattoreista, transistorit, diodi ja mkropiirin kanta paikallaan.

Edistymistä havaittavavissa! Nyt löytyy myös 7-segmenttinäytöt, kolmas kondensaattori ja elektrolyyttikondensaattori. 

Laite valmiina. tämän ja edellisen kuvan välissä laitteeseen on juotettu pienoispanokytkin kytkentäjohtimineen, kykentäjohdin piirilevyyn, paristopidin ja laitettu mikropiiri kantaansa.

Muuten sama kuva kuin edellinen, mutta tässä laite on päällä. Tältä se näyttää valoilla. 

Arduinoa ja numeronäyttöjä

Heimoi!

Jäätiin viimeksi torstaihin eli jatketaan siitä.

Torstai 21.9

Sain Arduinon koodin toimimaan. Eli nyt on kivoja vilkkuvia LEDejä nappia painamalla. Siinä sitten menikin sitten koko aika, joten kolmas projekti jäi seuraavalle kerralle.

Tehtiin kanssa juotoksia, kokeiltiin juottaa mikroprosessori kiinni piirilevyyn. Sen on haastavaa, siinä kun on monta pientä jalkaa. Juotettiin myös transistoreja. Niiden kanssa saa olla varovainen kun taivuttelee jalkoja. Jalkaa ei saa taivuttaa heti tyvestä koska se voi vahingoittaa komponentin sisäosia.

Perjantai 22.9

Käytiin läpi asioita jotka on hyvä muistaa kun aloittaa rakennussarjan kasaamiseen. Ihan ekana tarkistetaan että kaikki osat löytyvät. Kun se on tehty, luetaan kokoamisohjeet. Hosuminen ei ole hyvästä, siten saa helposti aikaan virheitä. Lisäksi virheiden korjaamiseen menee todennäköisesti enemmän aikaa kun kokoamisohjeiden lukemiseen ja rauhassa tekemiseen. Juotin on tärkeää puhdistaa tarpeeksi usein, mä tykkään putsata sitä jokaisen juotoksen jälkeen. Puhdas juotin välittää lämpöä paremmin jolloin saa parempaa jälkeä aikaan. Kun komponentti on juotettu paikalleen, jalat kannattaa katkaista, työskentely vaikeutuu jos jalkoja ei katko tarpeeksi usein. Hankala juotella jos joka välissä sojottaa leikkaamaton jalka. Ohjeeseen kannattaa merkitä mitkä komponentit on jo juotettu paikalleen. Pysyy paremmin kärryillä siitä missä mennään. Ja luetaan ne ohjeet.

Maanantai 25.9

Ei ole paljoa kerrottavaa, missasin aamulla bussin ja pääsin koululle vasta illasta. Sikäli mitään suurta vahinkoa ei tapahtunut koska olisi ollut itsenäistä opiskelua. Eli käytännössä Arduinon kanssa säätämistä.

Tiistai 26.9

Uusi komponentti 7-segmenttinäyttö (eng. seven segment display). Eli sellainen digitaalinen numeronäyttö jolla saa yhden numeron aikaan väliltä 0-9. Seitsemän tulee siitä että numerot muodostetaan seitsemästä osasta. Oikeastaan osia on kyllä kahdeksan kun lasketaan alakulman piste mukaan. Sellaisessa on aika monta jalkaa, kymmenen. Ensin piti ottaa datalehti avuksi että tietää mikä jalka on mikäkin. Näytön sisällä on LEDejä, joten virta pitää kytkeä oikeinpäin.

Käytännössä kaksi jaloista ovat sellaisia joista virta menee sisään ja loput määräävät sen mikä osa palaa. Jokaiselle seitsemälle osalle on yksi jalka ja ja jäljelle jäävä kahdeksas on pistettä varten. Saatiin myös tehtäväksi laskea millainen vastus tarvitaan. Idea oli kytkeä näyttö 5V tasajännitelähteeseen. Datalehdestä piti etsiä, että minkä suuruisen virran näyttö kestää ja mitä määrää suositellaan. Näillä tiedoilla vastuksen voi laskea hyödyntämällä Ohmin lakia, eli U=R*I. Jännite on tässä tapauksessa 3,4V. Koska kyseessä on punainen LED, pitää kynnysjännite (1,6V) vähentää viidestä voltista, eli 5V-1,6V=3,4V. Vastusta ei tiedetä. Virta tiedetään, datalehden mukaan 20 milliampeeria ois aika jees. Milliampeerit pitää muuttaa perusyksikköön (tai muuttaa voltit millivolteiksi), jolloin saadaan 0,02A. Nyt voidaan laskea Ohmin lain mukaan 5V/0,02A=170. Eli tarvitaan vastus joka on 170 Ohmia.

Harjoittelin poraamaan reikiä piirilevyyn. Oli ihan hyvä että pääsi kokeilemaan, ei tarvitse porailla ekaa kertaa sitten rakennussarjan piirilevyyn. Ihan loppupuolella sain tutkittavaksi toisenlaisen näytön, sellaisen missä on pisteitä. En selitä tässä kummemmin, siitä on kuva.

Ja sitten niihin kuviin. Samat setit mitä yleensäkin, niiden kautta seuraavaan kertaan. Heihei!

Arduino siten että vihreä LED palaa.

Nyt on päästy pidemmälle, nappia painamalla vihreä sammuu ja punainen syttyy. 

Blogin eka video! Videolta ei kuulu muuta ääntä kuin taistamelua. Mutta siinä siis puoli minuuttia vilkkuvia LEDejä. Ensin palaa vihreä LED, mutta se sammuu napista jonka jälkeen punaiset alkavat vilkkua. 

7-segmenttinäyttö. Nimi ei ehkä soita kelloja mutta ulkonäkönsä puolesta on varmasti tutumpi kaveri.

Sama siten että näkyy valoa. Virta tulee punaista johtoa pitkin vastusten läpi näytön jalkaan 8. Vastuksia on kaksi, koska ei löytynyt yksittäistä sopivan kokoista. Vaihtamalla sinisen johdon paikkaa, saadaan eri kohta palamaan.

Kuten näkyy, sininen johto on eri paikassa ja tuo näytön keskiosa palaa.

Ja taas on vaihdettu johdon paikkaa, nyt on saatu valo pisteeseen.

Tässä on se erikoisempi pistemäärä. Hirveesti en osaa kertoa koska tutkiminen jäi aika pahasti kesken.

Ja toiselta puolelta, tässä on vielä enemmän jalkoja kuin edellisessä. 14, seitsemän per rivi. Ja noiden perusteella pitäisi sitten saada tietty piste palamaan.

Transistoreja, transistoreja kaikkialla

Heimoi!

Jatketaan siitä mihin viimeksi jäätiin, eli torstaista tähän päivään. Also, viime perjantaina tuli tieto hyväksiluvuista. Mä saan lähes kaikki yto-aineet (yhteiset tutkinnon osat) hyväksiluettua lukiopohjalla. Niiden tilalle tulee sitten jotain omaan alaan liittyvää (ja todnäk mielenkiintoisempaa). Työelämätaitoja ja myöhemmin tulevaa yrittäjyyttä opiskelen yhä muiden kanssa normaalisti. Mutta käytännössä liikuntaa, matikkaa ja tieto- ja viestintätekniikkaa ei tässä blogissa enää näy tämän päivityksen jälkeen. Samalla se tarkoittaa, että tästä eteenpäin (ja tämä päivitys mukaanluettuna) tämän blogin pitäminen muuttuu vapaaehtoiseksi. Katsotaan kuinka pitkälle riittää intoa päivitellä tätä.

Torstai 14.9

Liikuntaa ja elektroniikkaa. Liikunnassa sama kuin pari edellistä kertaa, salil eka, salil vika.

Elektroniikassa hoidettiinn ekana abiko-liittimen juottaminen loppuun. Sen jälkeen tuli uusi komponentti, transistori. Transistorin idea on vaikea selittää, kokeilen esimerkkien avulla. Transistoreissa on kolme jalkaa/liitintä. Kollektori (eng. collector), kanta (eng. base) ja emitteri (eng. emitter). Transistorien kanssa saa lukea datalehden tarkkaan jotta tietää mikä on mikäkin. Sillä erittäin paljon väliä.

Transistorin idea on tavallaan moninkertaistaa sinne syötetty virta. Mutta jotta se voi toimia, sen kynnysjännite (0,6V) täytyy ylittää. Se tavallaan täytyy aukaista. Havainnollistetaan kynnysjännitettä vesihanan avulla. Vesi kuvaa virtaa. Hanasta ei tule ollenkaan vettä (virtaa) jos se on kiinni. Jos hanaa avataan ihan vähän, vesi alkaa kulkea. Se hetki kun hanasta alkaa tulla vettä kuvaa sitä transistorille annetaan kunnysjännitteen verran jännitettä. Jos hanaa käännetään enemmän auki, vettä tulee enemmän.

Rakenneltiin harjoituskytkentä jotta voitaisiin mittailla transistorin toimintaa käytännössä. Se oli suht monimutkainen, siihen tuli transistorin (BC 546 B) lisäksi kolme erilaista vastusta ja siihen kytkettiin sekä säädettävä tasajännitelähde ja 5V tasajännitelähde. Kuvissa selvinnee paremmin.

Perjantai 15.9

Jatkettiin transistorin kanssa. Virtaa tulee transistoriin kollektorin ja kannan kautta. Niillä siis päätetään kuinka paljon virtaa sinne päästetään ja kuinka paljon sitä siitä seuraten tulee ulos. Miten voimme rajoittaa transistoriin pääsevää virtaa? Vastuksilla. Kun tiedämme paljonko virtaa haluamme transistorista ulos, pystymme laskemaan paljonko virtaa sinne laitetaan ja kuinka suuret vastukset tarvitaan jotta sinne päätyy oikea määrä virtaa.

Maanantai 18.9

Yleensä maanantaisin on ollut matikkaa ja tieto- ja viestintätekniikkaa. Vaan ei enää koska hyväksiluvut. Sain omaa ohjelmaa. Pääsin säätämään Aduinon kanssa. Wikipedian mukaan avoimeen laitteistoon perustuva mikro-ohjain-/elektroniikka-alusta ja ohjelmointiympäristö. Koska tuo on vähän hankalasti ilmaistu, selitän sen selkeämmin. Mä käytin jotain aloitussettiä (beginner kit). Siinä on itse Arduino (UNO) joka on vähän kämmentä pienempi piirilevy jossa on juttuja, kuten tuo mikro-ohjain. Sitten siinä on kytkentäalusta. Ei samanlainen kuin mitä me yleensä käytetään elektroniikassa vaan pienempi. Tuo on sellainen joihin komponentit laitetaan suoraan, siinä on pieniä koloja joihin komponenttien jalat/liittimet saa kiinni. Arduino kytkentäalusta on liitettävissä tietokoneeseen (pc) USB-piuhalla. USB myös toimii jännitelähteenä. Lisäksi on kasa komponentteja ja kirja (englanniksi) jossa on harjoituksia, tai projekteja kuten kirja niitä nimittää. Sitten tosiaan tuossa pääsee harjoittelemaan ohjelmointia, sekin neuvotaan kirjassa. Koodaus tehdään Arduinon omalla ohjelmointikielellä, joka wikipedian mukaan on C++:aan perustuva.

Sain tehtyä ekan tehtävä ja toinen jäi kesken. Ekassa tehtiin kytkentä johon tuli punainen LED, vastus ja nappula. Idea on, että mun nappi ei ole pohjassa, kytkentä on poikki eikä virta kulje. Kun se painetaan pohjaan, virta kulkee ja LED syttyy. Sitten harjoiteltiin sarja- ja rinnankytkentä. Sarjakytkennässä nappeja oli sarjassa kaksi, jolloin ne täytyi painaa molemmat pohjaan jotta LED syttyy. Rinnakkaiskytkennässä oli myös kaksi nappulaa, mutta rinnan joten jo yhden painaminen sytyttää LEDin.

Toinen tehtävä sisälsi jo koodaamista. Sen nimi oli jotain luokkaa “spaceship interface”. Idea on, että kytkennässä on kaksi punaista LEDiä ja yksi vihreä LED, nappula ja vastuksia. Kun nappia ei paineta, vihreä LED palaa. Kun sitä painetaan, vihreä sammuu ja punaiset alkavat vilkkua. Tähän tarvitaan ohjelmointia. En saanut vielä ohjelmaa toimimaan, tähän mennessä paras saavutus on päällä oleva vihreä LED. Keskiviikkona jatkuu.

Tiistai 19.9

Koko päivä elektroniikkaa, lisää transistoreja. Opin että transistoreilla on vahvistuskerroin (eng. current gain). Kuulemma yleisesti puhutaan gaininsta, eikä termiä vahvistuskerroin juurikaan käytetä. Se lasketaan jakamalla kollektorivirta kantavirralla. Virrat täytyi ensin mitata jotta laskun sai aikaiseksi. Yleismittarilla ne toki saa selville.

Transistorien lisäksi tuli uusi asia, ESD (electro static discharge). Suomennettuna sähköstaattinen purkaus. Jokainen on varmasti saanut sähköiskun hankaussähkön takia. Staattisesta sähköstä siis kyse. Eli juuri siitä kun talvella villapaita päällä menet ja kosket siihen ovenkahvaan ja sitten tuntuu näpäys. Tai saattaa myös kuulua, ehkä jopa näkyä. Arvaappas piruuttasi paljonko jännitettä on silloin kun tunnet sen näpäyksen. 3000V. Jos kuulet, 4000V ja jos näet niin 5000V. Vertailun vuoksi, pistorasiasta tulevassa verkkovirrassa on 230V.

Tosiaan, sikäli ylläoleva on harhaanjohtava että koskiessasi ovenkahvaan, et saa siitä sähköiskua vaan se sähkövaraus joka on kertynyt sinuun, purkautuu. Eli se liikkuu kädestäsi siihen ovenkahvaan, ja siitä eteenpäin jos pystyy. Näitä sähköiskuja tapahtuu usein juuri metallin (kuten se ovenkahva) kanssa, koska metalli johtaa hyvin sähköä. Esimerkiksi muovi johtaa huonosti sähköä ja sen takia se varaus ei purkaudu siihen muovimattoon jonka päällä kävelet. Staattisesta sähkön syntymisestä en osaa selittää kovin hifisti, mutta sitä siis syntyy kun materiaalit hankaavat toisiaan vastaan. Siis pelkästään jo liikkuminen tuottaa sitä. Ihmisen itsensä tuottama hankaussähkö ei ole ihmiselle vaarallista, eihän sitä edes juuri huomaa.

Miten tämä siis liittyy elektroniikkaan? Olennaisesti. Osa komponenteista, erityisesti puolijohdekomponentit ovat sille herkkiä. Se johtuu siitä että jännite- ja virtaerot ovat hetkellisesti niin suuria. Jos ajatellaan että esimerkiksi mikropiirien toiminta-alue on noin 1-3V niin jos sinne hetkellisesti tuupataan se 3000V niin ei se siitä hirveästi tykkää. Komponentteihin voi tulla rakenteellisia vikoja kuten liitosten hajoamista tai metallin sulamista. Siitä seuraa erilaisia toimintahäiriöitä, voi olla että komponentti hajoaa heti, saattaa toimia väärin tai lakata toimimasta myöhemmin. Mieti kuinka kivaa on, kun asennat muistikamman koneeseen etkä suojaudu kunnolla ja vaurioitat sitä huomaamattasi. Mutta vika ei ilmene heti, vaan kampa toimii ihan normaalisti pari viikkoa ja lakkaa sitten toimimasta.

Miten tältä siis suojaudutaan? Ensin on hyvä tietää mitkä asiat lisäävät riskiä. Matala ilmankosteus, syntyy useimmiten talvella kun sisällä on lämmintä ja ilma on kuivaa. Tietyt vaatemateriaalit, kuten villa ja keinokuitu. Myös lattiamateriaaleilla on väliä, mutta niihin voi olla vaikea vaikuttaa. Suojautumiskeinot ovat vastakohtia edellisistä. Kostea ilma, vaatetus, ranneke, kengät, pöytämatto. On olemassa esd-vaatteita ja -kenkiä. Lisäksi on olemassa esd-rannekkeita. Näitä on itse asiassa vaikka kuinka paljon, löytyy jopa esd-tuoleja.

Haittoja voidaan torjua siten, ettei komponenttien jalkoihin/liittimiin koske. Erityisesti mikropiirit, transistorit ja tietokoneiden muistikammat. Ranneke on hyvä tapa. Sen idea on että siitä lähtee johto, jolla saat maadoitettua itsesi, jolloin varaus purkautuu maahan eikä komponenttiin. Nykyisissä pistorasioista löytynee helpoin tapa maadoitukseen. Niissä on ne kaksi metalliosaa, kyllä te tiedätte mitä tässä haetaan. Siihen johdon pää kiinni, yleensä siinä on sellainen hauenleuka. Nykyisissä pistorasioissa sitä ei edes juuri saa väärään paikkaan koska reiät on suojattu, ettei se perheen nelivuotias ihme työnnä sukkapuikkoa pistorasiaan. Toinen vaihtoehto on lämpöpatteri. Siitä pitää etsiä tosin kohta joka ei ole maalattu ja se vaatii kupariputket. Oman elämänsä koti-insinöörin keino on koskea tietokoneen koteloa ja alkaa vasta sen jälkeen säätämään osien kanssa. Tuossa keinossa on se ongelma, että vaikka koskeminen purkaa varauksen, se jää koteloon. Lisäksi kun seuraavan vaihdat asentoa tai yleensäkään liikut, alkaa kertyä uusi varaus. Rannekkeen kanssa tätä ongelmaa ei ole. Myös esd-pöytämaton idea on se että sen saa maadoitettua.

Keskiviikko 20.9

Tänään käytiin vielä läpi esd:tä, katseltiin millaisia ne erilaiset esd-suojavälineet ovat. Saatiin tieto että päästään kohta rakentelemaan. Päästään siis ekaa kertaa rakentamaan rakennussarja, tarkoitus on siis saada oikeasti toimiva laite aikaan. Kuulemma peruskomponentit on käsitelty niin voidaan siirtyä sitten tuohon. Ja kun esd on käyty läpi niin osataan olla rikkomatta komponentteja epähuomiossa. Tehtiin myös juotoksia, ihan vaan vastuksia kiinni piirilevyyn.

En päässytkään jatkamaan Arduinon kanssa. Iltapäivällä oli VERSO-koulutus. Verso tarkoittaa vertaissovittelua, ja käymällä koulutuksen voi toimia sovittelijana. Idea on että opiskelijat voivat sopia riitatilantetaan keskenään ja tilanteessa on kaksi sovittelijaa mukana. Perustuu vapaaehtoisuuteen, ei jaeta rangaistuksia, yritetään löytää ratkaisu, vaitiolovelvollisuus ja puolueettomuus. Annetaan molemmille konfliktitilanteen osapuolille mahdollisuus kertoa oma näkemyksensä tapahtuneesta ja kertoa miltä se tuntui. Jos tällä tavalla saadaan asia soviteltua niin oikein hyvä, jos ei niin vasta sitten asia siirtyy ryhmänohjaajalle. Vei tosiaan koko iltapäivän, työelämätaitojen tunti meni myös tässä.

Koulutuksessa käytiin ensin läpi osallistujat (esittäytyminen) ja sen jälkeen mietittiin millaisia tilanteita on kohdannut joihin olisi pitänyt puuttua. Tai vaihtoehtoisesti keksiä esimerkkejä. Sen jälkeen ne jaettiin ryhmiin aiheen mukaan, fyysinen, eristäminen, pakottaminen tekemään asioita, omaisuuteen kohdistuva, sanallinen. Käytiin läpi näitä tilanteita. Sen jälkeen kysyttiin kysymyksiä, joihin vastattiin kyllä tai ei. Meillä oli punainen lappu (ei) ja vihreä lappu (kyllä) joka nostettiin pystyyn sen mukaan mitä mieltä oli. Sen jälkeen katsottiin video jossa oli VERSO-sovittelijat kertoivat kokemuksistaan. Ja sitten käytiin vielä läpi vertaissovittelun pelisäännöt ja kuinka sovittelutilanne.

Kahvitauon jälkeen harjoiteltiin ryhmissä. Kierrettiin neljä eri tilannetta läpi joissa kaikissa oli erilainen kuvitteellinen tilanne sovittelusta. Osa toimi sovittelijoina ja osa osallisina. Rooleja vaihdettiin niin jokainen pääsi kokeilemaan miltä sovittelutilanne tuntuu käytännössä ja millä tavalla se eroaa roolien mukaan. Sen jälkeen käytiin läpi mikä fiilis päivästä jäi, saatiin todistukset ja koulutus oli aikalailla siinä.

Heitellään kasa kuvia tähän vielä. Heihei ja seuraavaan kertaan!

Abiko-liitin valmiina. Muovista tuli vähän ruma koska jätin sen yön yli kiinni tuohon apuvälineeseen. Eipä se sen toimintaa kyllä haittaa että sikäli aika sama.

Transistori, BC 546 B. Tässä merkintätavassa eka kirjain kertoo materiaalin, ja toka käytöalueen. Jalat vasemmalta oikealle, kollektori, kanta, emitteri.

Kytkentä samalla kaverilla. Siellä näkyy kolme vastusta ja kuten huomaa, punaisia ja sinisiä piuhoja on molempia kaksi eli siihen on liitetty kaksi jännitelähdettä. Sopassa on mukana myöskin yleismittari, tällä hetkellä mitataan kannan ja kollektorin välistä jännitettä.

Arduino. Tuollainen se on, ei kovin suuri. Vasemmalla piirilevy, oikealla kytkentäalusta. Molemmat ovat puisella alustalla, sekin tulee paketissa mukana. Se oli valmiiksi koottu koska en ole tämän eka käyttäjä.

Komponentteja. Tuo lokerikko ei kuulu aloitussettiin, se on ihan näiden oma lisäys. Paljon siinä on kaikkea. Vastuksia, piuhoja, diodeilla, erivärisiä LEDejä, pieni näyttö (2 riviä joihin saa molempiin 16 merkkiä), osa jolla Arduinoon saa kiinni 9V patterin, joku pieni moottori, mikropiirejä, kondensaattoreita, nappuloita, transistoreja, taisi olla muutama regulaattorikin. Eli tiivistettynä: paljon jänniä komponentteja.

Ja nyt kytkentäalustalla on vastus, punainen LED ja nappi. Samalla näette mihin USB tulee kiinni, toi keltainen johto. Se on USB vaan siitä päästä mikä laitetaan kiinni koneeseen, tämä toinen pää on erinäköinen.

Ja LED syttyy kun painaa nappia. Jeejee!

Tässä on kaksi nappia kytkettynä sarjaan. Eli koska ne on kytkennän kannalta peräkkäin, molemmat täytyy painaa pohjaan jotta virta pääsee läpi ja LED syttyy.

Ja tässä molemmat painettuna pohjaan, kytkentä toimii niinkuin pitääkin.

Tämä on toisesta tehtävästä jossa on ideana että vihreä LED palaa ja kun nappia painaa niin se sammuu ja punaiset alkavat vilkkua vuorotellen. Aikasemmassa kytkennässä vaan punainen ja musta piuha menivät piirilevyn puolelle jotta saatiin virtaa ja tietokone toimi jännitelähteenä. Nyt sinne menee myös keltaisia piuhoja, yksi kustakin LEDistä.  Tämä on se vaihe jossa tarvitaan ohjelmointia, Arduinolle täytyy ohjelman avulla kertoa mitä haluamme tapahtuvan kun nappia painetaan. Kaikki nuo kohdat johon keltaiset piuhat menevät on numeroitu. Koodataan pitää kertoa halutaanko että LED on päällä vai ei. Täytyy myös kertoa millä perusteella LEDien tilaa muutetaan. Selitän tämän tarkemmin myöhemmin, koska tosiaan en saanut koodia vielä toimimaan täysin.

Setin mukana tuli tuommoinen pahvinpala jolla Arduinosta saa avaruusaluksen ohjauspaneelin jolla säädellään aluksen hyperajoa. Tuossa on myös tekstiä, idealla että vihreä LED kertoo järjestelmän olevan käyttövalmis, napista se "yllättäen" laitetaan päälle ja vilkkuvat punaiset LEDit kuvaavat sitä kun hyperajo on käynnissä. Katsotaan saako aluksen teknikko hyperajolaitteen toimimaan huomenna.

Toisenlainen transistori, tämä taisi olla BC 107 B. Kuten huomaa, tällä on erilainen kotelo kuin edellisellä. Tämän kotelo mallia TO-18, se edellinen oli TO-92.