Dekada rezystorowa SparkFun

Właśnie przyszła: dekada rezystorowa Sparkfun:

Dekada rezystorowa
Dekada rezystorowa Sparkfun

Do czego służy? W najprostszych słowach, to taki nastawny rezystor. Dzięki zmianom ustawienia kilku przełączników, można za jej pomocą uzyskać rezystancję od 0-1[MΩ].  Na pewno się przyda!

Link do produktu Sparkfun Decade Resistance Box.

Link do instrukcji składania.


Dekadę zakupiłem w sklepie electropark.pl.

electropark_logo


Montujemy? Jasne!

Zestaw

Zestaw składa się z kilku elementów:

  • Płytki drukowanej (czerwonej), rozmiar ok. 8×10 cm,
  • 5 x przełączniki 10-cio biegunowe,
  • Gniazda bananowe – czerwone i czarne,
  • Zestaw rezystorów: po 9 z 10[Ω], 100[Ω], 1[kΩ], 10[kΩ], 100[kΩ] (razem 45, o tolerancji 1%),
  • Śliczne (czerwone) pudełko:)

set_02set_03 set_01Ponieważ mój zestaw ma być przeznaczony jako pokazowy, nie będę ukrywał go w żadnej obudowie (jak to sugeruje SparkFun).

Wymagane narzędzia i materiały (wersja podstawowa)

Zestaw jest przeznaczony do samodzielnego montażu (czyli taki, jaki tygrysy lubią najbardziej). W związku z tym wymaga kilku dodatkowych narzędzi:

  • Lutownica, cyna – ja używam również specjalnego topnika w żelu (cyna ładniej się rozpływa i lepiej chwyta),
  • Cążki – po wlutowaniu trzeba obciąć nóżki elementów,
  • (opcjonalnie) Pistolet do kleju – do zabezpieczenia kabelków na bananach,
  • Dostęp do Internetu: w moim zestawie nie było instrukcji montażu.

Pamiętajcie o zapewnieniu sobie odpowiedniego miejsca do pracy – koniecznie dobrze zabezpieczonego (lutownica jest bardzo gorąca), oświetlonego i wentylowanego (topnik w lutowiu niezbyt ładnie pachnie – zawiera też ołów)!

Dodatkowo będziecie potrzebowali kabelka do połączenia płytki z gniazdami bananowymi.

Lutujemy

Lutowanie zestawu Sparkfun to czysta przyjemność. W tym przypadku za ceną idzie jakość. Wszystko jest grubo metalizowane, pięknie zasysa cynę, otwory sensownie rozstawione – po prostu bardzo fajne ćwiczenie w lutowaniu.
Pracę zacząłem od wlutowania rezystorów. Jest ich 45, więc zabawa przednia:
IMG_0315W pracy przydaje się 'trzecia ręka’:
IMG_0316I skończone:
IMG_0318Teraz pozostało wlutowanie przełączników. Są duże a styki długie; płytka jest tak rozwiercona, że nie można ich włożyć źle:
IMG_0319Na koniec pozostało wlutowanie kabelków – wyprowadzeń na gniazda bananowe:
IMG_0320Wersja 'pudełkowa’ skończona:
IMG_0321IMG_0386Dodatkowo, zabezpieczyłem klejem z pistoletu miejsca mocowania kabelków z płytki do gniazd bananowych.

Ulepszenia

Pierwszym z ulepszeń jest dodanie gałek na przełączniki. Bez nich obsługa narzędzia jest po prostu niezbyt wygodna. Przekręcanie przełączników chwytając za samą oś jest raczej mało praktyczne (i wymaga dużej siły). Znalezienie odpowiednich gałek w rozsądnej cenie… okazało się nie lada wyzwaniem. W pierwszym rzucie kupiłem takie, które pasowały rozmiarem na ośke (6mm). Okazało się jednak, że przeznaczono je do wałów radełkowanych (aka. moletowanych).set_00Problemem nie jest więc sam rozmiar ośki (6mm) – to praktycznie standard. Problemem jest to, że ośka przełącznika jest ścięta, a nie jak w przypadku np. potencjometrów – radełkowana. A większość dostepnych gałek przystosowana jest do montażu właśnie na takich ośkach. Na szczęście odpowiednie gałki udało mi się kupić na jednym z portali aukcyjnych.

IMG_0383Kolejny problem z nastawianiem żądanej wartości dekady związany jest z oznaczeniem skoków przełącznika. W podstawowym zestawie są 'gołe’ przełączniki. Owszem, można liczyć 'tyknięcia’ – ale to mało praktyczne. Znowu z pomocą przyszedł jeden taki portal aukcyjny. Kupiłem na nim kółka ze sklejki 3mm o średnicy 24mm (oryginalnie używane do robienia biżuterii lub jako podstawki pod figurki do gier bitewnych). Kolega rozwiercił mi je precyzyjnie na rozmiar gwintu przełączników (8mm, bardzo ciasno – wymaga minimalnego poszerzenia pilnikiem).

IMG_0379Na podstawie materiałów SparkFun narysowałem skalę, wydrukowałem i wyciąłem tarczki (plik wektorowy z InkScape znajdziecie tutaj).

panel-markings_3Tarczki nakleiłem na sklejkę i – dla większej trwałosci – pomalowałem lakierem.

IMG_0380Tak przygotowane, umieściłem na gwincie przełączników i unieruchomiłem od góry nakrętką (załączoną w zestawie).

IMG_0388Ostatnią z modyfikacji było dodanie dolnej tacki przykręconej na słupki dystansowe fi3mm/20mm. Tacka chroni gniazda bananowe a dzięki takiej konstrukcji – stoi stabilnie na na stole.

IMG_0389Sama tacka powstała z tzw. drewna cytrusowego. Jest to nic innego jak 3mm sklejka. Pozyskuje ją się ze… skrzynek po owocach (stąd jej nazwa). Można je dostać (najczęściej za darmo) w sklepach warzywnych.

IMG_plytka_0Tackę pomalowałem lakiero-bejcą (palisander).

IMG_plytka_1Dodatkowo pod tacką przykleiłem silikonowe nóżki. W tej roli dobrze sprawdzają się też stare, gumowe uszczelki od kranów.

finalRazem, do wykonania tych modyfikacji, potrzebujecie:

  • Gałki (x5) na przełączniki, oś 6mm, nie radełkowane – ok. 3PLN (+dostawa)
  • Krążki drewniane (lub inne, u mnie – 1PLN za 5 sztuk) z naklejonymi tarczkami,
  • Śruba fi3mm/8mm długości, 8 sztuk,
  • Słupki dystansowe fi3mm/20mm, 4 sztuki – 3PLN,
  • Drewno ze skrzynek po owocach na dolną tackę – za darmo z warzywniaka,
  • Silikonowe nóżki.

Jak to działa?!

Zasada działania dekady opiera się na tworzeniu szeregu rezystorów. Jak wiecie, rezystancja połączonych szeregowo rezystorów jest sumą poszczególnych rezystancji.
Przekręcając przełączniki dodajecie kolejne rezystory do szeregu. Załóżmy, że chcecie utworzyć rezystor 5230[Ω]. Wtedy:

  • Pokrętło opisane 'x1k’ ustawiacie na '5′: w ten sposób dodajecie 5 rezystorów po 1000[Ω] (czyli 5 * 1[kΩ] = 5[kΩ]),
  • Pokrętło 'x100′ ustawiacie na '2′: w ten sposób dodajecie 2 rezystory po 100[Ω] – czyli 200[Ω],
  • Pokrętło 'x10′ ustawiacie na '3′: w ten sposób dodajecie 3 rezystory po 10[Ω] – czyli 30[Ω].

Następnie włączacie dekadę w szereg układu wtykając kable z układu do gniazd bananowych dekady.

Nie ma znaczenia, czy przyłączacie '+’ do gniazda czerwonego a ’-’ do czarnego – czy odwrotnie. Dekada zachowuje się jak rezystor a te nie muszą być polaryzowane.

Testy

Testy wykonałem z użyciem miernika UTC-UT71c. Sondy miernika podłączyłem do dekady. Temperatura około 23stC. Każdemu pomiarowi dawałem chwilę, żeby się ustalił. Moim celem było sprawdzenie, czy nastawy poszczególnych przełączników powodują odpowiednie zmiany rezystancji układu.

Nastawa Wskazanie
0 0.35 Ω
10 10.36 Ω
20 20.37 Ω
30 30,38 Ω
100 99.77 Ω
200 199.59 Ω
500 0.4962 kΩ
1000 0.9970 kΩ
3k 2.9990 kΩ
20k 19.856 kΩ
90k 89.52 kΩ
100k 99.91 kΩ
900k 0.8931 MΩ
999999 0.9964 MΩ

Dokładność?

O co chodzi z tą dokładnością? Każdy rezystor ma pewną tolerancję – parametr mówiący o tym, jak bardzo jego rzeczywiste parametry mogą być różne od tych teoretycznych. Do budowy dekady użyto rezystorów o tolerancji 1%. To znaczy, że rezystor 100[Ω] może w rzeczywistości być rezystorem od 99[Ω] do 101[Ω] (bo 1% ze 100[Ω] to 1[Ω]). Jeżeli połączycie 2 takie rezystory, mając nadzieję na uzyskanie 200[Ω], w rezultacie możecie uzyskać wartości od 198[Ω] do 202[Ω].
Powiedzmy, że chcemy uzyskać (dziwną) nastawę 55120[Ω] (trochę ponad 55[kΩ]). Wtedy taka dekada to:

  • 2 rezystory po 10[Ω]: błąd na każdym to 0,1[Ω], czyli na dwóch: 0.2[Ω],
  • 1 rezystor po 100[Ω]: błąd to 1[Ω],
  • 5 rezystorów to 1000[Ω] (czyli 1[kΩ]): błąd na każdym to 10[Ω], czyli na pięciu: 50[Ω],
  • 5 rezystorów po 10000[Ω] (czyli 10[kΩ]): błąd na każdym to 100[Ω], czyli na pięciu: 500[Ω].

Razem błąd to 551.2[Ω]. W związku z tym teoretycznie przy takich nastawach uzyskacie wartości rezystancji między 54568[Ω] a 55671[Ω]. Sprawdźmy to:

Nastawa Wskazanie
55120 54.87k[Ω]

Wynika stąd, że błąd wyniósł 250Ω – znacznie mniej, niż można by się było spodziewać.

Należy tu zwrócić uwagę na to, że połączenia między rezystorami i styki przełączników są z super materiału, który nie stawia oporu. W rzeczywistości ma to pewien wpływ – podobnie jak błąd pomiarowy używanego przez Was miernika. Do tego dochodzi oczywiście temperatura (parametry przewodzenia zmieniają się w zależności od temperatury) jak i np. częstotliwość płynącego przez nie napięcia (trochę więcej o tym możecie dowiedzieć się z tekstu nt. konwersji poziomów logiki). To wszystko może sprawić, że rzeczywista wartość rezystancji będzie trochę różna od tej przez Was ustawionej.

Profesjonalne dekady uzyskują dokładności rzędu nawet 0,001%!

Przykładowe zastosowania

Podsumowanie

Dekady rezystancyjne to zazwyczaj duże i raczej drogie narzędzia. W porównaniu z nimi, produkt Sparkfun wydaje się być znacznie bardziej poręczny w użyciu – ale, podkreślam, amatorskim. Urządzenia profesjonalne zbudowane są na bardzo dokładnych rezystorach, posiadają kompensację temperatury itd. – ale oczywiście kosztują rzędy więcej.

Zadowolony jestem z jakości płytki PCB. Jest gruba, świetnie opisana (nie da się pomylić), metalizacje bardzo ładnie wciągają cynę. Nie zapomniano również o otworach montażowych na jej rogach (średnica 3mm).

W zestawie załączone są rezystory w sklejkach po 9. W ferworze walki, przyzwyczajony do zestawów po 10 rezystorów, przez chwilę podejrzewałem, że jeden mi się gdzieś zawieruszył. Nie – rezystorów jest po 9 – czyli dokładnie tyle, ile wymaga zestaw. A szkoda, jeden dodatkowy by nie zawadził.

Sklejki z rezystorami nie są opisane. Żeby je rozróżnić, trzeba użyć multimetr albo odczytać wartości z kolorowych pasków.

Trochę mniej spodobały mi się gniazda bananowe. Są przeciętnej jakości (zwykły plastyk). Wymagają dodatkowego kabelka połączeniowego, którego nie ma w komplecie.

Zabrakło mi też instrukcji montażu i obsługi.  Wszystko jest na stronie Sparkfun’a – ale może chociaż jakaś ulotka? Adres WWW?

Zmontowanie całego zestawu zajęło mi nie dłużej niż 2 godziny.

Jeżeli chodzi o koszt: za sam zestaw zapłaciłem ok. 110PLN. Oczywiscie w porównaniu do prawdziwych dekad to bardzo niewiele. Jeżeli chodzi o koszt części: każdy przełącznik w detalu to ok. 9 PLN (czyli 45PLN za 5), rezystory 1%, 0.25W nie są jeszcze drogie – razem ok. 5PLN (pewnie przesadzam), trochę lepsze gniazda bananowe – powiedzmy też 5 PLN. To daje 55PLN – do tego płytka+zarobek+podatki+wszelkie narzuty importerów=110PLN. Myślę, że wielkiej przesady tu nie ma – zakup wypada korzystnie cenowo.

 

Dodaj komentarz