Vactrol (DIY)

DIY vactrol

 

Vactrol to element regulacyjny, w którym fotorezystor (light-dependent resistor, LDR) oświetlany jest przez diodę LED zmieniając swą rezystancję. Nie należy go mylić z transoptorem.

Profesjonalne vactrole są (relatywnie do elementów SMD) duże, bo z reguły mają zapewnić galwaniczną izolację i wytrzymałość na przebicie (>1kV).

Małe cieszyZwróciłem uwagę na wzmacniacz modulatora TRX'a Piligrim (RU), opisy "po polsku": AVT, forum SP-HM.pl. W opisie autor przedstawia opis wykonania (DIY)  vactrola. Ponieważ jednak wykorzystuje elementy THT (fotorezystor oraz 3/5mm diody LED) gabaryty vactrola nadal są niemałe. 

Charakterystyka wzmacniaczaCo prawda na rynku spotykane są "fabryczne" układy o mniejszych rozmiarach, ale odstraszają... ceną.

Chciałem wykonać wzmacniacz modulatora stosując elementy SMD. A zatem i vactrol winien być miniaturowy. I udało się. :)

Wykorzystałem fotorezystor THT (GL55xx) Jak widać na zdjęciu (po prawej) konstrukcja diod (3/5mm) LED umiemożliwia miniaturyzację vactrola, gdyż:konstrukcja

  • konstrukcja mechaniczna (obudowa) stanowią jednocześnie podstawę (mocowanie wyprowadzeń) i dyfuzor samej elementu świecącego,
  • stosunkowo grube i sztywne wyprowadzenia diody nie pozwalają na ich ścisłe zagięcie pod kątem 90st.

Wady tych pozbawione są diody LED w wykonaniu SMD. Mało tego w wersji 1206:Vactrol

  • szerokość dyfuzora (ok. 1.8-1.9mm) tych diod niemal idealnie pasuje do przestrzeni między wyprowadzeniami  popularnych goldpinów,
  • szerokość pól lutowniczych (ok. 0,6mm) diod jest dokładnie taka jak grubość "kołków" goldpinów, co pozwala bez problemu wlutować je pomiędzy dwa sąsiednie kołki kontaktowe,
  • chcąc zapewnić pełne wykorzystanie powierzchni fotorezystora celowym wydaje się użycie dwóch diod LED. Ich podwojona szerokość (2 diody po to 2x1,6mm, czyli ok. 3,3-3,5 mm, kąt świecenia ok. 120st.) pokrywa szerokość czynnego pola fotorezystora (ok. 4.5mm).

Przypuszczam jednak, że użycie dwóch diod zamiast jednej może wymagać w docelowej konstrukcji skorygowania rezystora zasilającego vactrol.

Konstrukcja mocowania wyprowadzeń w fotorezystorze powoduje, że dystans pomiedzy elementami: dyfuzor diody - powierzchnia fotorezystora będzie >1mm.

Montaż(ownia) ;)W pierwszej chwili może wydawać się, że precyzyjne lutowanie elementów "domowego" vactrola będzie trudne.  Dla tych, którzy używają lutownicy od pewnego czasu nie będzie to nic trudnego. Po zmontowaniu (etapy)Zwłaszcza, że korzystając z elementów stykowych (goldpiny, podstawka precyzyjna, itp.) łatwo można komponenty vactrola "ustabilizować" na czas montażu.

O czym trzeba pamiętać

O ile giętkie wyprowadzenia fotorezystora można owinąć wokół goldpina, o tyle kołki stykowe goldpina łączy z diodą LED jedynie spoiwo cynowe. Diody LED nie odprowadzą ciepła z wyprowadzeń, bo są małe. Są wciśniete, ale... lutując tak przygotowany vactrol należy unikać przegrzewania jego wyprowadzeń. Zwłaszcza w przypadku wyprowadzeń diód. By uniknąć przemieszczenia się diod podczas lutowania zabezpieczyłem je od strony podłoża kropelką kleju epoksydowego. Może być też np. "Distal". Spełniło swoją rolę. Ale mowa jest o sklejeniu diód razem. Wyłącznie od strony położa.

Zalanie (hermetyzacja, zwłaszcza  nieprzezroczystym) klejem przestrzeni pomiędzy fotorezystorem a diodami może dać negatywne skutki.

Podsumowanie

Vactrol (raster 2,54x2,54mm)

W moim TRX'ie planuję wykorzystać vactrol, który będzie miał raster wyprowadzeń 7,62x2,54mm. Jak jednak widać na zdjęciu obok nic nie stoi na przeszkodzie by wykonać vactrol o mniejszym rastrze np. 2,54x2,54mm.

W tym przypadku fotorezystora nie lutowałem, a odpowiednio wygiąłem jego wyprowadzenia. Należy przy tym jednak zachować ostrożność i umiar, by nie uszkodzić płytki elementu.

b_150_0_16777215_00_images_warsztat_elek_vactrol02_vactrol02_07.jpgNa zdjęciu (z prawej) przedstawiłem vactrol  o rastrze 2,54x2,54mm:

  • A - od strony diód,
  • B - od strony fotorezystora,
  • C - z boku - w celu ukazania odległości pomiędzy diodami a fotorezystorem.

Obudowę vactrolu spełniła czarna koszulka termokurczliwa. Układ od góry został zahermetyzowana czarnym klejem "na gorąco".

 Pomiary

vactrol02 08Charakterystyka..."Badanie porównawcze" (z vactrolem wykonanym w oparciu o diody LED 3/5mm) na testowej płytce wykazało, że tak zbudowany "mój" vactrol również może być wykorzystany do regulacji wzmocnienia w opisywanym układzie.

Kolejnym etapem był pomiar wzmacniacza modulacyjnego zastosowanego w TRX Piligrim (AVT, forum SP-HM.pl) z tym, że zmodyfikowałem wartości elementów decydujących o wzmocnieniu i charakterystyce wzmacniacza na te wskazane na forum SP-HM.pl przez kol. Henryka (SP2JQR) w wątku poświęconym konstrukcji HUSARKA. Na tym etapie jeszcze nie dodałem postulowanego przez Kolegę (w HUSARKU) dodatkowego wzmacniacza wraz z inwerterem.

Podając na wejście wersji prototypowej wzmacniacza sygnał o napięciu:

  • Napięcie sterujące5-30mV - napięcie wyjściowe zmienia się proporcjonalnie do wejściowego (wzmocnienie ok. 45-60, maks. nap. wyjściowe. ok. 1,7V),
  • 40 - 100mV - wyrażnie zauważalne obniżanie się czułości wzmacniacza w wyniku działania vactrola. Spadek wzmocnienia do ok. 40. Przy napięciu wejściowym 100mV napięcie wyjściowe wyniosło ok. 3,86V,Charakterystyka wzmacniacza
  • 100- 900mV - znaczne obniżenie wzmocnienia. Dla sygnałów w podanym zakresie wzmocnienie z 38 spada do ok. 6. Maksymalne napięcie wyjściowe to ok. 4,81V. Sygnał nadal nie jest zniekształcony.
  • >920mV - obcinanie (w wyniku przesterowania pierwszego stopnia wzmocnienia) wierzchołków sygnału na poziomie 4,83V.

Na rysynku z prawej przedstawiłem charakterystykę (napięciową) wzmacniacza. Jego schemat w głównych elementach (wprowadziłem drobne zmiany, nie zmieniające istoty rozwiązania) opiera się na układzie zaprezentowanym na forum SP-HM.pl przez kol. Henryka (SP2JQR) w wątku poświęconym konstrukcji HUSARKA

Jeśli jesteś zainteresowany tym co jeszcze udało mi się zrobić z lutownicą w ręku zapraszam do Warsztatu krótkofalowca

Życzę powodzenia w uruchamianiu opisanego układu !

Powrót