සරළ ක්‍රමයකින් PCB හදමු (How to make a PCB in simple steps)

මම මේ කියන්නේ මහා පරිමාණයෙන් Printed Circuit Board හදන විදියක් නම් නෙමේ... එදිනෙදා පරිපථ අත්හදා බැලීම් වලට සරළ විදියට PCB හදා ගන්න හැටියි. මෙම ක්‍රියාවලිය අදියරෙන් අදියරට සලකා බලමු.

1. අවශ්‍ය පරිපථ සටහන ඔබට හුරුපුරුදු මෘදුකාංගයක් භාවිතයෙන් ඇඳ ගන්න. මේ සඳහා Eagle හෝ DipTrace වැනි මෘදුකාංගයක් භාවිතා කළ හැකියි. පහත රූපය DipTrace භාවිතයෙන් ඇඳි එවන් සටහනක් දක්වයි. ඒ වගේම, විශේෂයෙන්ම උපකරණ වල සවි වන දිශාව ගැන සැලකිලිමත් වීම ඉතාම වැදගත්. ප්‍රමාණවත් පළලකින් යුතුව රේඛා (traces) ඇඳ ගැනීමද, අවශ්‍ය ප්‍රමාණ මහතකින් පවත්වා ගැනීමද ඉතාම වැදගත්. නමුත් ගොඩක්  සිහින් රේඛා සහිත PCB නිපදවීමට මෙම ක්‍රමය සුදුසු නැත.

2. මෙම පරිපථ සටහන Laser Printer ක් භාවිතයෙන් තීන්ත උරා නොගන්නා, ලිස්සන සුළු මතුපිටක් ඇති කඩදාසියක මුද්‍රණය කරගන්න. එලෙස මුද්‍රණයේදී පරිපථ සටහනේ නිවැරදි පැත්ත වනුයේ, මුද්‍රිත පැත්තේ දර්පණ ප්‍රතිබිබ්බ රුපය (mirror image) ලෙස වේ. මේ සඳහා සුදුසු කඩදාසි වර්ගය සොයා ගැනීම සඳහා මුලදී සමහර විට උත්සාහයන් කීපයක් දැරීමට සිදු විය හැකිය. (2014 සඳහා ලංකා බැංකුව විසින් නිකුත් කර ඇති දින දර්ශනය සඳහා භාවිත කඩදාසියේ අනිත් පස  මම මේ සඳහා සාර්ථකව භාවිතා කලෙමි.) දැන් එම මුද්‍රිත කඩදාසිය අදාළ ප්‍රමාණයට කපාගෙන, පසෙකින් තබන්න.

3. ඔබ භාවිතා කිරීමට බලාපොරොත්තු වන තබ පුවරුව අදාළ ප්‍රමාණයට කපාගෙන, එය හොදින් පිරිසිදු කරගන්න. මේ සඳහා "0" ප්‍රමාණයේ වැලි කඩදාසියකින් මැද, "වීම්" කුඩු යොදා ජලයෙන් හොදින් පිරිසිඳු කරගන්න. අදාළ තඹ පැත්ත ඉතා හොදින් පිරිසිදුවීම ඉතාම වැදගත්. දැන් එම පුවරුවේ ඇති තෙතමනය හොදින් වේලා ගන්න.

4. කලින් මුද්‍රණය කරගන්නා ලද කඩදාසිය ගෙන, මුද්‍රිත පැත්ත තඹ පුවරුව මතට සිටින සේ තබා, රත් කරන ලද iron එකක් භාවිතයෙන් හොදින් iron කර ගන්න. කඩදාසියේ රැළි කිසිවක් නොසිටින සේ, පරිස්සමෙන් මෙය සිදු කළ යුතුය. එමෙන්ම, සම්පුර්ණ කඩදාසිය පුරාම ඒකාකාරව හොදින් iron කර ගැනීම ඉතා වැදගත් වේ. මෙහිදී, මුද්‍රණය කරන ලද තීන්ත උණු වී, තඹ තහඩුවේ ඇලීම සිදු වේ. එහෙත්, අනවශ්‍ය පරිදි තදින් රත් කිරීමත්, අඩුවෙන් රත් කිරීමත් නිසා, ඔබට අවශ්‍ය පරිදි මෙය සිදු නොවනු ඇත. දැන් එය නිමෙන තෙක් පසෙකින් තබන්න. ඇලී ඇති කඩදාසිය ඉවත් කිරීමට දැන්ම උත්සහ නොගන්න.

5. ජල බේසමක් ගෙන, කළින් සකස් කරගත් පුවරුව එහි දමා, කඩදාසිය පෙගෙන්නට හරින්න. දැන් සෙමෙන් සෙමෙන් කඩදාසිය ඉවත් කරගන්න. ඉවසීමෙන් කටයුතු කළ යුතුය.

ඉහත පෙන්වා ඇති පරිදි තවදුරටත් කඩදාසි කැබලි සුදු පැහැයෙන් ඉතිරිව පවතී නම්, ඒ සියල්ල ඉවසීමෙන් යුතුව ඉවත් කරගැනීම වැදගත් වේ. යම් ලෙසකින්, සුළු ප්‍රදේශයක traces නිවැරදිව පිහිටා නොමැති නම්, permanent marker pen 1 ගෙන කිහිප වරක් එම traces උඩ අඳින්න.

6. FeCl3 (Ferric Chloride) ගෙන, ඒවා ප්ලාස්ටික් භාජනයකට දමා (හෝ, ජලයට Ferric Chloride කැට සෙමින් එකතු කරමින්) ද්‍රාවණයක් සාදා ගන්න. Ferric Chloride අත් වල හෝ ඇඳුම් වල තවරා නොගැනීමට පරෙස්සම් වන්න. දැන් සකසා ගත් පුවරුව එම සංයෝගය තුළට දමා, දෙපසට කලතමින් හොදින් නිරීක්ෂණය කරන්න. මෙහිදී Cu, FeCl3 සමග ප්‍රතික්‍රියා කර, පුවරුවේ විවුර්ත ප්‍රදේශයේ තඹ සියල්ල දිය වීම සිදු වේ. නමුත්, බොහෝ වෙලාවක් පුවරුව මෙම සංයෝගය මත නොතබන්න. අනවශ්‍ය තඹ සියල්ල දිය වුනු පසු, පුවරුව ඉවතට ගෙන හොදින් ජලයෙන් සෝදා ගන්න.

7. Tinner පෙඟ වූ රෙදි කැබැල්ලකින් පුවරුව හොදින් පිස දමන්න.

ඉහත රුපයේ පෙනෙන පරිදි, සමහර ස්ථාන වල traces විනාශ වී ඇති බව ඔබට පෙනෙනු ඇත. නිවැරදිව iron නොවීම මෙයට හේතුව වේ. නමුත්, පරිපථය සකස් කරන අවස්ථාවේදී පහසුවෙන්ම ඊයම් යොදා මෙය පිළිසකර කරගත හැකිය.

8. දැන් 0.8mm ප්‍රමාණයේ ඩ්‍රිල් කටුවකින් කුඩා සිදුරු ද, 1mm හෝ, ඔබට අවශ්‍ය ප්‍රමාණයේ කටු යොදා, සිදුරු විද ගන්න.

ඉහත ක්‍රමයට සාදා ගත් තවත් පරිපථ පුවරුවක් පහත දැක්වේ.

ඔබට මෙවැන්නක් අවශ්‍ය වූ විට, මෙය අත්හදා බලන්න. උපකරණ සවි කිරීමට පෙර විනිවිද පෙනෙන වාර්නිෂ් තුනී තට්ටුවක් ආලේප කිරීමෙන් තඹ පටි ඔක්සිකරණය වීමෙන් අව පැහැ ගැන්වීම වලකා ගත හැක. අධිසැර විදුලි (High Voltage) පරිපථ පුවරුවක් නම්, උපකරණ පාස්සා ගැනීමෙන් පසු ෂෙලැක් අලේප කිරීමෙන් පුලිඟු (sparks) ඇතිවීම වලකා ගත හැක.

විශේෂ ස්තුතිය - යන්ත්‍රික අධිකාරී කසුන් මහතා. (මා. ස. අ.)

4 channel Knight rider circuit with high power outputs (12V 10A)

I never thought to make old, well known knight rider circuit with 555 and 4017 ICs in this age, but some students from Medical Faculty of University of Sri Jayawardhanapura asked to make it again....

They need simple LED running circuit to animate their something for the exhibition, and I proposed simple kinght rider LED runner to achieve the task. But, their design has fairly large number of LEDs and hence the output current capacity per channel must be large.

In the design time, I have no idea about the number of LEDs to be connected per channnel. So, I decided to make the circuit with high power outputs, make it enable for at least 10A load from each channel.

As traditional practice, I thought to setup with some BJT for output stage, but then I need to setup output current buffer amplifiers for 4017. Next option is to setup with power darlington transistors. But, one such high power darlington transistor is costs more than 100 rupees......

It is very simple idea to use MOSFETs for the output stage to do this. Here, I selected cheap IRFZ44N, which can handle fairly large load current with extremely low ON resistance. One FET costs less than Rs. 50 and have extreme boost on output current. Because MOSFETs are voltage operated devices.  Any MOSFET with low ON resistance, will work for this design.

I checked this circuit with 12V 8A load per channel without having heat sinks for MOSFETs..But, it is not recommended to use this circuit with low supply voltages below 9V, because, it might be having problems to keep required gate voltage across the MOSFET to keep it fully ON.

I used vero board to make the circuit, but special care must be pay for the ground connection of the MOSFETs. They operate with high currents and have a chance to burn vero board traces or, they might get heat up. Apply a layer of lead alone the trace to make it thicker, will solve the problem.

Since, SMPS modules are so popular, I advised them to use 12V 10A Switch Mode Power Supply with this, to power up the LED system.

Here is the circuit diagram of the knight rider circuit. It can be extend up to 10 channels, by following the same design, without any problem.

Mini Project for Control System Design

This is mini project, suitable for biginners to study the basis of digital PID control. This design includes,

>Reference speed (desired speed) is input to the system as a variable control. In this design, it is possible to change the set point from 2500 rpm to 4530 rpm.

> A dc motor maintains the desired speed and the running speed is display in a four digits seven segment cell.

>System can display internal operating parameters through seven segment cell by pressing external button, makes it easier to understand the behavior, both design wise and operational and debugging wise.

>There is an incremental encoder to measure the actual speed of the motor & it will be feedback to the control system to maintain the reference speed.

>There is a current sensor feedback from motor driver to improve the safety of the system.

>System has facility to change the internal parameters in PID controller in the control unit. This can be achieved using external press button switches.

>Rotational direction change via external key press.

>Factory reset function. It is useful to reset all control parameters to default values.

>Soft start function reduces over shoot when the system starts from the rest state.

>Error indication via LED and seven segment display.

>In Circuit Serial Programming (ICSP) is possible via the ICSP header located in the circuit.

Documentation can be found here 
Circuit Diagram is here
Full Project Code base is here

Interfacing with DS 18 B 20 Digital Thermometer

DS18B20PAR is 3 pin digital thermometer with all necessary features to measure temperature upto 12 bit resolution. This use one wire protocol, so it is easy to wire. But, bit difficult to interface. This IC operates with Parasite-Power(bus powered) and so we need only two wires. For more information and free samples, refer

http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm?qv_pk=2813

This is the mcu code to read and write data from this chip.

Hardware over view.....

** Use PIC18F452 with 12MHz oscillator.
** Refer the top image for hardware connections
** Use Mikro Electronika C compiler
----------------------------------------------------------------------------------
#define set_A(var,bitnum) (var)|=(1<<(bitnum))
#define res_A(var,bitnum) (var)&=~(1<<(bitnum))

short reset_ow()
{
short r;
set_A(TRISA,5); // pull up disable
res_A(TRISA,4); // data pin as o/p
res_A(PORTA,4); // put bus to low
Delay_us(500);
set_A(TRISA,4); // i/p
Delay_us(70); // wait for response
if(PORTA & 0x10) // if bus is still high,
{
r=0;
}
else
{
r=1;
}
Delay_us(500);
return r;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void write_ow(unsigned short data)
{
short x;
set_A(TRISA,5); // pull up disable
//set_A(TRISA,4); // pull up disable
res_A(TRISA,4); // data pin as o/p
for(x=0;x<8;x++)
{
if(data & 0x01) // write 1 time slot
{
res_A(PORTA,4); // put bus to low
Delay_us(10);
set_A(PORTA,4); //release the bus to high
Delay_us(60);
}
else // write 0 time slot
{
res_A(PORTA,4); // put bus to low
Delay_us(70);
set_A(PORTA,4);
}
Delay_us(2); // recovery time
data=data>>1; // next data bit
}
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
unsigned short read_ow()
{
unsigned short res=0,x=0,y=0;
set_A(TRISA,5); // pull up disable
for(x=0;x<8;x++)
{
res_A(PORTA,4); // put bus to low
res_A(TRISA,4); // data pin as o/p
Delay_us(2);
set_A(TRISA,4); //release the bus to high & data pin as i/p
Delay_us(10);
if(PORTA & 0x10) // if bus is high,
{
y=1< }
else
{
y=0;
}
res=res | y;
Delay_us(50);
}
return res;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void pullup()
{
set_A(PORTA,5);
res_A(TRISA,5); // RA 5 as o/p
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void main()
{
unsigned short j=0;

unsigned int temp=0,f=0;

ADCON1 = 0xFF;

while(1)
{
reset_ow();
write_ow(0xCC); //skip ROM
write_ow(0x44); // convert
pullup();
Delay_ms(800);

reset_ow();
write_ow(0xCC); //skip ROM
write_ow(0xBE); // read search pad
j=read_ow();
temp=read_ow();

temp <<= 8;
temp = temp + j; // Form the result you can get this as temparature

Delay_ms(200);
}
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

SONY TY voltage regulation problem

I have SONY KV-G 21 type 21 inch color TV, which was bought by my father 10 years ago. It works well for us more than, with small repairs. But from month ago, it had ugly fault. Sometimes, the image reduces from horizontal and stretch vertical and sound get stuck.

Unfortunately, when I remove the cover and try to test it...... Oh fault is not there and TV works fine !!!! What a headache. But, after two or three days, same story comes again..... OOOOHHHH..

In last Sunday, again I remove the back cover, and test the TV. I detect some sudden voltage drop form both 15V and 115V power supply outputs. According to the power supply design, 115V line is fully regulated, but it was 108V at that time !!!

Ohhhh.... This may happen with over loading, but my multi meter reading shows it's not. Then fault should be either primary side of the SMPS or in the secondary side.. The TV designers use STR-S 6707 as off line SMPS.

I just check the voltage across the opto isolater PC123 from secondary side, it varies.... It must be, but cannot present voltage if the supply is less than 115 V. !!! Nothing to say, the fault is in the SE115 - error amp IC. I just replace it and all come normal :-)