Compact Matrix System

Uživatelská příručka

Compact Matrix System

1. ÚVOD Elektronické stavebnice řady Compact Matrix System jsou unikátním řešením v oblasti mnohoúčelových elektronických stavebnic. Umožňují snadné, rychlé a spolehlivé sestavování nejrůznějších elektronických obvodů z diskrétních součástek a integrovaných obvodů, nabízejí extrémně široké možnosti uplatnění a jsou vhodné pro každého zájemce o elektroniku - začátečníci s nimi mohou učinit své první kroky do světa elektroniky, pokročilí s nimi mohou realizovat vlastní nápady a dále prohlubovat své odborné znalosti, a profesionálové s nimi mohou snadno a rychle vyvíjet a ověřovat části složitějších elektronických návrhů. Compact Matrix System je dokonalým prostředkem pro výuku, vývojovou činnost, experimentování i zábavu. Stavebnice se vyznačují vysokou variabilitou, spolehlivostí, životností, mechanickou stabilitou a odolností, rozšiřitelností, snadným zacházením, malými rozměry a přenositelností. Lze s nimi pracovat téměř kdekoliv bez omezení a bez nutnosti použití nářadí. Uvedených předností bylo dosaženo originální koncepcí a konstrukcí. Celý systém je jednodeskový a sestává z mnoha buněk (CELL) a jedné sběrnice (BUS). Každá buňka reprezentuje, zjednodušeně řečeno, jednu elektronickou součástku a sběrnice zprostředkovává elektrické propojení mezi všemi buňkami (obr. 1).

obr. 1 – blokové schéma systému rev. 01 12/2014

1 / 13

www.cygnus2.net

Uživatelská příručka Výsledná elektrická zapojení vznikají pouhým osazováním zkratovacích propojek (jumper) na kolíkové lišty (obr. 2). Zkratovací propojky jsou na obr. 2 znázorněny symbolicky jako tečky. 1. výchozí stav – nezapojeno, zkratovací propojky neosazeny

2. konečný stav – zapojeno, zkratovací propojky osazeny

obr. 2 – zjednodušená schémata znázorňující princip vytváření elektrických zapojení

Vnější rozhraní (external interface) umístěné po obou delších stranách desky dovoluje pohodlné připojení měřících přístrojů nebo vzájemné propojení více stavebnic a tím vytváření složitějších elektrických obvodů, přesahujících možnosti jedné stavebnice. Je provedeno jako jednořadá kolíková lišta. Spojované stavebnice se musí dotýkat delšími stranami a vlastní propojení se provádí zkratovacími propojkami (jumpery) – minimálně dvěma, maximálně deseti. Čím méně propojek je použito, tím více elektrických uzlů může mít výsledný elektrický obvod. Kombinace dvou a více stavebnic tedy umožňuje stavbu složitějších obvodů nejen co do počtu součástek, ale i co do počtu elektrických uzlů. Kombinováním více stavebnic lze budovat zajímavé modulární nadsystémy a pracovat ve skupině, kdy jsou jednotliví členové skupiny zodpovědní za stavbu dílčích modulů a za výsledné spojení modulů je zodpovědný integrátor nadsystému.

rev. 01 12/2014

2 / 13

www.cygnus2.net

Uživatelská příručka 2. POPIS SYSTÉMU Systém obsahuje více elektrických buněk, které se dělí na dva základní druhy – konfigurovatelné a pevné (obr. 3). Parametry konfigurovatelných buněk (hodnota nebo typ) lze nastavit zkratovacími propojkami na konfigurační kolíkové liště CFG. Parametry pevných buněk nelze měnit, protože neobsahují konfigurační lištu a reprezentují jen jediný typ součástky. Díky konfigurovatelným buňkám bylo dosaženo vysoké variability při zachování malých rozměrů stavebnice.

obr. 3 – příklad vnitřního zapojení konfigurovatelné a pevné buňky a jejich připojení ke sběrnici Na příkladu konfigurovatelné buňky typu RC je patrné, že ji lze konfigurovat jako rezistor s nastavitelnou hodnotou odporu, jako kondenzátor s nastavitelnou hodnotou kapacity nebo jako paralelní kombinaci rezistoru a kondenzátoru. Paralelní kombinace dvou nebo více součástek uvnitř jediné buňky je velmi výhodná, protože šetří počet obsazených buňek, čímž dovoluje stavbu složitějších obvodů. Všechny buňky (CELL) spojuje sběrnice (BUS) o šířce 10 nebo 20 vodičů v závislosti na modelu stavebnice. Každý vývod buňky je opatřen elektromechanickým multiplexerem 1 z 10 nebo 1 z 20 (MUX), realizovaným jako dvouřadá kolíková lišta. Toto uspořádání představuje spínací matici, sloužící k vytváření elektrických propojení mezi libovolnými buňkami (obr 4). Sběrnice o šířce 10 nebo 20 vodičů dovoluje stavbu elektrických obvodů až s 10 nebo 20 elektrickými uzly. Vodiče č. 0 a č. 9 jsou pevně vyhrazeny k rozvodu napájecího napětí. Propojení založená na zkratovacích propojkách jsou elektricky i mechanicky velmi spolehlivá, stabilní a zároveň snadno rozebíratelná.

obr. 4 – princip vytváření elektrického obvodu (špičkový detektor) osazením zkratovacích propojek

rev. 01 12/2014

3 / 13

www.cygnus2.net

Uživatelská příručka Modely stavebnic a způsob značení: CMA-3510 Compact Matrix Analog, 35 buněk, desetivodičová propojovací sběrnice (umožňuje až 10 elektrických uzlů)

CMA-3520 Compact Matrix Analog, 35 buněk, dvacetivodičová propojovací sběrnice (umožňuje až 20 elektrických uzlů)

CMD-2120 Compact Matrix Digital, 21 buněk, dvacetivodičová propojovací sběrnice (umožňuje až 20 elektrických uzlů)

rev. 01 12/2014

4 / 13

www.cygnus2.net

Uživatelská příručka Přehled buňek u modelů CMA-3510 a CMA-3520 buňka druh počet popis IC1 pevná 1 Integrovaný obvod LM2902 – čtyřnásobný operační zesilovač IC2 pevná 1 Integrovaný obvod NE555 – časovací obvod BUZ pevná 1 Elektromagnetický bzučák MIC pevná 1 Elektretová mikrofonní vložka MCE100 RC1 konfigurovatelná 16 7 rezistorů, 3 kondenzátory Konfigurovatelná jako odpor R (100R / 330R / 1k / 3k3 / 10k / 33k / M1), kondenzátor C (22n / u22 / 2u2), paralelní kombinace RC. RC2 konfigurovatelná 2 7 rezistorů, 3 kondenzátory Konfigurovatelná jako odpor R (4R7 / 47R / 470R / 4k7 / 47k / M47 / 4M7), kondenzátor C (47n / u47 / 4u7), paralelní kombinace RC. LTS konfigurovatelná 2 cívka L 680uH, odporový trimr TR 1k, mikrospínač SW Konfigurovatelná jako cívka 680uH, tlačítko, odporový trimr 1k. T1 konfigurovatelná 3 bipolární tranzistor NPN, PNP, digitální NPN (s integrovanými vnitřními rezistory) Konfigurovatelná jako NPN (BC817), PNP (BC807), digitální NPN (BCR141). T2 konfigurovatelná 1 bipolární tranzistor NPN, PNP, fototranzistor Konfigurovatelná jako NPN (BC817), PNP (BC807), fototranzistor (PT91). T3 konfigurovatelná 2 bipolární tranzistor NPN, PNP, unipolární tranzistor NMOS Konfigurovatelná jako NPN (BC817), PNP (BC807), NMOS (BSS138). D1 konfigurovatelná 2 usměrňovací dioda, LED s předřadným odporem, Zenerova dioda Konfigurovatelná jako usměrňovací dioda (1SS355), LED (s předřadným odpor 1k), Zenerova dioda 5,6V (MMSZ5V6T1). D2 konfigurovatelná 2 usměrňovací dioda, LED s předřadným odporem, Schottky dioda Konfigurovatelná jako usměrňovací dioda (1SS355), LED (s předřadným odpor 1k), Schottky dioda (NRVB140SF). PWR konfigurovatelná 1 Napájecí zdroj s dvěma články 1,5V typu AAA s DC/DC měničem 3V/8V Konfigurovatelná jako zdroj 3V nebo 8V. Maximální výstupní proud 100mA.

Přehled buňek u modelu CMD-2120 buňka druh počet popis IC pevná 4 Patice DIL16 LED pevná 6 Indikátor logické úrovně s LED a budícím tranzistorem SW pevná 4 Generátor logické úrovně s mikrospínačem a pull-up odporem PWR pevná 1 Napájecí zdroj s dvěma články 1,5V typu AAA RC konfigurovatelná 6 2 rezistory, 2 kondenzátory Konfigurovatelná jako rezistor R (1k / 10k), kondenzátor C (22n / 2u2), paralelní kombinace RC.

rev. 01 12/2014

5 / 13

www.cygnus2.net

Uživatelská příručka 3. KONFIGURACE A PROPOJOVÁNÍ BUNĚK Buňky se konfigurují a propojují osazováním různobarevných zkratovacích propojek (jumper) na kolíkové lišty. Jednoznačné umístění zkratovacích propojek v systému popisuje tzv. propojovací předpis – jednoduchý textový řetězec používaný v našich stavebních návodech k usnadnění stavby obvodů. Příklad propojovacího předpisu pro jednu buňku: CELL14_3k3_22n_16_20 Vysvětlivky: CELL14 buňka č. 14 3k3 zkratovací propojka na konfigurační liště CFG na pozici 3k3 22n zkratovací propojka na konfigurační liště CFG na pozici 22n 16 zkratovací propojka na multiplexeru MUX na vývodu 1 na pozici 6 20 zkratovací propojka na multiplexeru MUX na vývodu 2 na pozici 0 _ oddělovací znak multiplexer 1:10 (MUX) na vývodu 1

konfigurační lišta (CFG)

číslo buňky CELL14

multiplexer 1:10 (MUX) na vývodu 2

Následující tabulky znázorňují ekvivalentní schémata buněk. U konfigurovatelných buňek závisí ekvivalentní schéma na její konfiguraci. Znázorněny jsou zde pouze některé příklady konfigurací. RC1-cell pozice propojek na konfigurační kolíkové liště

ekvivalentní schéma

propojovací předpis

CELL14_330

CELL14_10k_33k

CELL14_u22_2u2

CELL14_1k_u22

rev. 01 12/2014

6 / 13

www.cygnus2.net

Uživatelská příručka RC2-cell pozice propojek na konfigurační kolíkové liště



CELL09_4M7

CELL09_4u7

CELL09_M47_4u7

CELL09_M47_4M7 _u47_4u7

LTS-cell pozice propojek na konfigurační kolíkové liště



CELL10_680uH

CELL10_TR

CELL10_SW

rev. 01 12/2014

7 / 13

www.cygnus2.net

Uživatelská příručka T1-cell pozice propojek na konfigurační kolíkové liště



CELL21_NPN

CELL21_PNP

CELL21_NPN-DG

T2-cell pozice propojek na konfigurační kolíkové liště



CELL24_NPN

CELL24_PNP

CELL24_NPN-PH

rev. 01 12/2014

8 / 13

www.cygnus2.net

Uživatelská příručka T3-cell pozice propojek na konfigurační kolíkové liště



CELL25_NPN

CELL25_PNP

CELL25_NMOS

D1-cell pozice propojek na konfigurační kolíkové liště



CELL29_D

CELL29_L

CELL29_Z

rev. 01 12/2014

9 / 13

www.cygnus2.net

Uživatelská příručka D2-cell pozice propojek na konfigurační kolíkové liště



CELL31_D

CELL31_L

CELL31_S

PWR-cell pozice propojek na konfigurační kolíkové liště



CELL35_3V

CELL35_8V

rev. 01 12/2014

10 / 13

www.cygnus2.net

Uživatelská příručka BUZ-cell pevná buňka bez konfigurační lišty



CELL27

MIC-cell pevná buňka bez konfigurační lišty



CELL28

IC1-cell pevná buňka bez konfigurační lišty



CELL33

IC2-cell pevná buňka bez konfigurační lišty



CELL34

rev. 01 12/2014

11 / 13

www.cygnus2.net

Uživatelská příručka 4. STAVBA ELEKTRONICKÉHO OBVODU Postup stavby je velmi snadný a probíhá obecně ve čtyřech krocích.

UPOZORNĚNÍ Elektronické obvody by měly být sestavovány zásadně při vypnutém napájecím napětí. 1. Přidělení prostředků a kontrola realizovatelnosti Ve výchozím schématu se přidělí uzlům čísla a součástkám buňky. Pokud překročí počet uzlů ve schématu maximální počet (roven šířce propojovací sběrnice), nebo nelze některé součástce přidělit volnou buňku, obvod není realizovatelný. Tento krok odpadá u stavby elektrických obvodů podle našich stavebních návodů, jejichž realizovatelnost je předem zaručena.

výchozí schéma zapojení

číslování uzlů

přidělení buněk

2. Osazení zkratovacích propojek Zkratovacími propojkami konfigurovat a propojit buňky podle propojovacího předpisu nebo podle schématu zapojení.

výchozí stav – nezapojeno, zkratovací propojky neosazeny

mezistav - osazeny pouze konfigurační propojky

konečný stav – zapojeno, všechny propojky osazeny

3. Kontrola zapojení Podle propojovacího předpisu nebo schématu pečlivě zkontrolovat správné osazení všech zkratovacích propojek. 4. Uvedení do provozu Zapnout napájení vložením dvou článků 1,5V AAA mezi příslušné kontakty a zasunutím zkratovacích propojek v buňce PWR. rev. 01 12/2014

12 / 13

www.cygnus2.net

Uživatelská příručka 5. POKYNY K MANIPULACI A LIKVIDACI

VAROVÁNÍ Při připojování externích zdrojů napětí k systémům CMA - 3510 a CMA - 3520 nesmí jejich výstupní napětí překročit 30V.

VAROVÁNÍ Při připojování externích zdrojů napětí k systémům CMD - 2120 nesmí jejich výstupní napětí překročit 5V.

Výrobek obsahuje elektrostaticky citlivé součástky.

Výrobek obsahuje malé části. Držte mimo dosah dětí do 3 let.

Výrobek likvidujte ekologickým způsobem.

Výrobce: Cygnus2 - Vladimír Rykl, Zbožská 2171, Nymburk, PSČ 288 02, Česká republika tel. +420 325 532 236 / +420 728 322 923 (GSM) email: [email protected] rev. 01 12/2014

13 / 13

www.cygnus2.net

Compact Matrix System

Recommend Documents