kort

0 comments on "Capacitieve koppeling"

Bij mijn labvoeding merkte ik dat er naast de gewenste uitgangsspanning nog een andere spanning aanwezig was. De transformator vormt uiteraard een magnetische koppeling met het lichtnet, waarbij de spanning omlaag getransformeerd wordt. De naast elkaar liggende wikkelingen vormen echter ook een capacitieve koppeling. Dit veroorzaakt de extra spanning.

Ook als voeding is uitgeschakeld, is dit te merken (de enkelpolige netschakelaar schakelt dus duidelijk de N en niet in de L).

Ik heb een paar condensators aangebracht tussen de secundaire van de transformator en de (geaarde) behuizing:

De condensators die ik gebruikt heb zijn 10 nF / 1 kV condensatoren, omdat ik deze toevallig (gekregen) had. Deze hoge spanningsvastheid is geen noodzaak, iets dat de uitgangsspanning van de transformator aan kan zou hebben volstaan.

Deze condensators vormen voor de uitgangsspanning van de transformator nauwelijks een belasting (1/(2𝛑*50*10n) = 318 kΩ), maar voeren de capacitieve lekstroom effectief af naar aarde.

Omdat het condensators zijn, en geen rechtstreekse koppeling van de uitgangsspanning naar aarde, is de uitgangsspanning nog steeds ‘zwevend’. Dat is voor metingen met een oscilloscope prettig, ook blijft het mogelijk voedingen in serie te schakelen.

Na het plaatsen van de condensators van de secundaire naar aarde is het probleem opgelost: ik meet nu geen wisselspanning meer tussen de geaarde behuizing en de uitgangen.

Mooi, want ik houd niet van teveel spanning. Geef mij maar kamillethee.

0 comments on "Nieuwe behuizing voor Nixieklok"

Ergens rond 2008 bouwde ik in een nixieklok-bouwpakket. Er zat geen behuizing bij en ik koos destijds voor een doorzichtige kunststof voorraadbus die waarschijnlijk eigenlijk rijst, koffie, muesli of iets dergelijks zou horen te bevatten.

Nu, bijna 15 jaar later, doen de nixiebuisjes het nog steeds prima. En eigenlijk verdienen ze wel een mooier onderkomen. Zodoende heb ik een nieuwe behuizing gemaakt voor deze nixieklok. Ik heb een behuizing van Proma (Gie-tec) gebruikt: 131030 (GEH EG2). Na wat te knutselen in openSCAD om zeker te weten dat het allemaal ging passen heb ik in de MakerSpace met een trappenboor de gaten voor de nixies geboord. Helaas alsnog iets te groot, maar met een geprint sierstukje (van ‘woodfill’ filament) zie je dat niet meer.

Resultaat:

Nixieklok in Proma 131030 behuizing

Ik blijf nixie buizen mooi vinden…

Ter vergelijking de oude behuizing:

Natuurlijk zijn technerds meer geïnteresseerd in de binnenkant. Omdat het een bouwpakket is met wat latere wijzigingen, was de interne bedrading wat rommelig. Door de later aangebrachte PIR-sensor te laten vervallen en de bandkabels naar de nixie-pcb’s te vervangen is dit íets netter gemaakt.

Op mijn blog ben ik transparant over mijn projecten, maar het was tijd dat deze klok een minder doorzichtig onderkomen kreeg.

2 comments on "Eenvoudige afstands-sensor met LED en lichtsensor."

Bij de zweefmagneet gebruik ik een hallsensor om de afstand tot de magneet te meten. Deze sensor meet magnetische veldsterkte en is daarom eveneens gevoelig voor het veld van de elektromagneet, en niet alleen de permanente magneet waarvan de afstand gemeten moet worden. Op zich geeft dat geen probleem in de praktijk, maar het is een leuke aanleiding om eens te kijken of de afstand ook op een niet-magnetische manier gemeten kan worden. Dat is ook handig als het object waar de afstand naar gemeten wordt niet magnetisch is, bijvoorbeeld.

Omdat dit een hele kleine afstand is (een paar centimeter), zijn veel kant-en-klare sensoren niet geschikt, omdat ze bijvoorbeeld meters afstand meten met een resolutie van enkele cm, of tientallen centimeters met enkele mm. De afstandssensor die ik voor de zwevende magneet nodig heb, moet een centimeter of 3 tot 5 kunnen meten, waarbij het eigenlijk niet eens belangrijk is wat die afstand precies is, als kleine veranderingen (sub-mm) maar goed opgemerkt worden.

Met een LED en een lichtsensor valt reflectief te meten wat de afstand tot een reflecterend object is: Hoe meer licht terugkaatst, hoe dichter bij het object is. Uiteraard lijken ‘ beter reflecterende’ objecten dan dichter bij dan ‘minder goed reflecterende’, maar bij steeds hetzelfde uniform gekleurde object geeft dat niet. (De uitdaging om dit toe te passen bij een zwevende magneet zit er in dat ook de hoek invloed heeft op de hoeveelheid licht die naar de sensor weerkaatst: de magneet beweegt niet alleen op en neer maar kantelt ook.)

Ik gebruik een BPW40 fototransistor als lichtsensor, maar bijvoorbeeld een LDR of een fotodiode kan ook. Ik gebruik een infrarode led, maar gewoon zichtbaar rood werkt ook. Voor zichtbaar geel is de BPW40 duidelijk minder gevoelig. Ik gebruik een Atmega328p als microcontroller, maar alles met een ADC is bruikbaar.

Zo is heel makkelijk en met goedkope onderdelen een afstandssensor te maken, voor kleine afstanden.

De afstandssensor heeft geen last van omgevingslicht, omdat de fototransistor AC gekoppeld aangesloten is. Constant omgevingslicht geeft een DC offset en de koppelcondensator blokkeert die.

De LED moet uiteraard wel met AC worden aangestuurd, zodat het (gereflecteerde) licht ervan een AC signaal veroorzaakt dat wèl door de koppelcondensator heen komt. Dit kan daarna worden gelijkgericht en gemeten, of zelfs rechtstreeks de ADC van een microcontroller in. Als dezelfde microcontroller de LED aanstuurt, is het gemakkelijk om ‘synchrone detectie’ toe te passen: Er wordt een ADC sample genomen precies op het moment dat de LED aan staat.

Al bij al zijn het 5 componentjes en een paar regels code. Makkelijk uit te proberen met deze arduino-sketch.

En het werkt mooi: