Samostatný zdroj pre napájanie disketovej jednotky XF551. Homemade PS Atari XF551.

By Administrator at August 13, 2019 12:00
Filed Under: Atari

Samostatný zdroj pre napájanie disketovej jednotky XF551.


autor PP -Pavel Pollák

 

 

 

   Na začiatok trochu teórie:

 

    Terminológia.


    Názov disketová jednotka obsahuje dva pojmy. Pojem „XF551“, poprípade „1050“ znamená kompletnú disketovú jednotku, pojem „FDD“ znamená časť vlastnej mechaniky s disketou. Mechanika môže byť rôzneho pôvodu, môže pochádzať od rôznych výrobcov a je s určitým malým obmedzením zameniteľná.
    Lineárne stabilizátory, použité v originálnom zdroji XF551, produkujú veľa zbytkového tepla, čo súvisí s princípom ich činnosti. Zlepšenie tohto stavu je možné docieliť buď intenzívnejším chladením celej FDD (ventilátor), alebo zmenšením množstva vyvíjaného tepla. Druhý spôsob, ktorý je samozrejme oveľa elegantnejší, je dnes realizovateľný náhradou lineárnych stabilizátorov spínanými. Túto náhradu popísal Igi vo svojich príspevkoch (viď napr. máj 2013 alebo jún 2015) a tento popis na ne nadväzuje. Miesto pôvodných LM7805 a LM7812 teda použijeme tam uvádzané spínané Tracopower Traco TSR 1-2450 (5 V/1 A) a Traco TSR 1-24120 (12 V/1 A), (v SOS electronic asi po 10 euro). S lineárnymi sú pinovo priamo zameniteľné, čo znamená, že ich môžeme do dps zaspájkovať priamo namiesto LM78xx. Celkový odber sa tým podstatne zmenší, v 5 V vetve možno o tri štvrtiny a o niečo aj v 12 V vetve. Spínané stabilizátory hrejú podstatne menej a tak nepotrebujú žiadne prídavné chladenie (ani nie sú na to konštruované). Ich použitie umožňuje zlikvidovať celý chladič (hliníkovú plechovú konštrukciu) na dps v XF551. Na mostík usmerňovača zostane rozptýliť teplo zbytkového výkonu približne 1.5W. Meraním som zistil, že tento mostík bez chladiča nenadobudne ani po dlhej dobe behu FDD vyššiu teplotu než 40 °C. Hlavnou výhodou tohto riešenia je, že pre napájanie XF551 môžeme použiť sieťový transformátor s menším príkonom, než je originálny, alebo, ak mu ešte veríme, môžeme používať originálne trafo s výstupom 9 V striedavých i s pôvodným konektorom. Možnosť použiť iné, menšie trafo však odsunie do zabudnutia starosti s eventuálnym zháňaním originálneho transformátora, ktorý je dimenzovaný na odber 9 V/3 A (27 VA). A aj pri použití originálneho transformátora niečo získame. Vďaka zmenšenému odberu, ktorý sa pri činnosti XF551 teraz pohybuje na hodnote obvykle menšej ako 0.7 A, sa zmenší aj jeho pôvodné, pomerne intenzívne zohrievanie. – Treba pripomenúť, že aj stojaca XF551 má relatívne veľký odber (väčšinou do 300 mA) vďaka kontinuálnemu napájaniu krokového motora, ktorý sa chová vďaka tomuto prúdu ako „samosvorný“.

 

    Teraz už trochu praxe:


    V popisovanom zdroji som použil transformátor HAHN BV EI 601 1042, 2 x 9 V, 20 VA, (GME, v čase písania tohto textu 9,41 eur). Tento typ má dve oddelené sekundárne vinutia a tak dokáže nezávisle napájať dve FX551 – ale len so spínanými zdrojmi! Naprázdno poskytuje po 10.85 V. Pri zapnutej FDD klesá napätie na 10.60 V a pokles pri behu diskety je o ďalších asi 100 mV (záleží najmä od trenia diskety pri jej otáčaní sa v obale), čo poukazuje na dostatočnú tvrdosť tohto trafa. Odber samotného transformátora naprázdno činí asi 50 mA vrátane jalového prúdu (nemám to ako odlíšiť) a teplota transformátora sa pri behu naprázdno po dvanástich hodinách zvýši asi o 15 °C. Ani pri kontinuálnom napájaní dvoch XF551 nestúpne jeho teplota o viac ako 20 °C oproti okoliu. Teplota puzdier ostatných čipov v FDD po rovnakom čase neprekročí pri okolitej teplote 22 °C asi 37 – 38 – 40 – 46 °C; najteplejší je spínaný stabilizátor 5 V. Usmerňovací mostík BF40C7L bez chladiča má po 12 hodinách chodu naprázdno teplotu 37 °C. Toto bolo namerané na XF551, ktorá bola osadená s FDD TEAC FD-55BR 102-U, B042426 TT. Druhá XF551, ktorú mám k dispozícii s označením dps D69 1490 TW-9994V-0 70822A je osadená mostíkom BE40C a používa originálnu FDD MITSUMI D503. Teploty namerané bezdotykovým teplomerom na tejto XF551 po šiestich hodinách boli: mostík 40 °C, čipy 40 °C až 44 °C, trafo (zaťažený len jeden sekundár): 40 °C. Dá sa predpokladať, že podobné pomery budú aj na iných XF551 a aj na disketovke 1050, ktorá má taký istý napájací obvod.
    Ak by sme potrebovali napájať iba jednu mechaniku, prichádza do úvahy trafo HAHN BV EI 481 1167, so sekundárnym napätím 1 x 9 V, 1111 mA, 10 VA, (GME, dnes 6,57 eur), Deklarovaný maximálny sekundárny prúd 1.111 A je bezpečne nad spotrebou ktorejkoľvek XF551, alebo 1050, osadenej spínanými stabilizátormi. Celkové rozmery tohto transformátora sú však iné, než popisovaný 1042; je o niečo menší. Žiada sa preto upraviť podľa toho veľkosť dps a celú dps prekresliť. 


 

Mechanické vlastnosti obidvoch týchto transformátorov umožňujú postaviť celý zdroj bez zabudovania do skrinky. Toto sa mi zdá veľmi príjemné, výber a získanie vhodnej skrinky býva totiž dosť problematické. – Popisovaný návrh tohto zdroja vychádza z mechanických vlastností transformátora 1042 (2 x 9 V).

 

 

    Podstatnou časťou takejto konštrukcie sa tak stáva dps, ktorá na jednej strane spája sieťový prívod (230 V) s primárnym vinutím transformátora a na druhej strane sekundárne vinutia s konektormi, pripájanými do FDD. Pre 1042 má veľkosť 95 x 55 mm. Veľkú úlohu v tejto konštrukcii hrá pripevnenie sieťového kábla a oboch sekundárnych vývodov k doske. Sieťový prívod som riešil použitím trojžilového kábla s ochranným vodičom, ktorý na dps oddeľuje primárnu časť od sekundárnej (šrafovaný „meander“). Kábel je upevnený pomocou príchytky KZ 0440 (GME). Je vhodné podložiť ho z druhej strany kúskom dps; kábel treba pritiahnuť s pomerne veľkou silou, aby sa nevyšmykol. Sekundárne vývody sú realizované dvojžilovými káblikmi, ktoré sú upevnené do dps prevlečením cez vždy dva otvory. Je to vidieť na fotografiách. Na dps som vytvoril provizórne poistky pomocou prispájkovaných tenkých vodičov v cestách jednak sieťového prívodu, ako aj sekundárnych vývodov. Na nákrese sú značené obdĺžnikmi a očíslované č. 1, 2, a 3 (červené sú primárne, modré sekundárne). Ako „poistky“ sú použité kúsky lakovaného drôtu ? 0,05 mm, ktoré majú podľa literatúry [1] tavný prúd 1,3 A. Tenké drôtiky sa pomerne ťažko zbavujú lakovej izolácie. Používa sa na to spájkovanie s Acylpyrínom. Jednoducho sa drôtik i s izoláciou pocínuje na tabletke. Kyselina acetylsalicylová je však predsa len kyselina a existuje obava, že časom sa ako taká na dps bude prejavovať Na odstránenie laku som preto použil jemný šmirgel a spájkoval som klasicky s kolofóniou. Dá sa tak očakávať aj žiaduce mierne zmenšenie prierezu vodiča. Deklarovaný tavný prúd je totiž trochu priveľký, najmä za primárnej strane. Najlepšie je použiť v konštrukcii klasické sklenené rúrkové poistky s príslušným dimenzovaním. Miesto na dps sa dá nájsť. Na dps je aj príprava na spojenie vždy jedného zo sekundárnych vývodov s „uzemnením“, teda so ochranným vodičom, označené A a B (zakreslené v ováloch). Toto uzemnenie je však lepšie riešiť v zdroji napájania počítača. Tu treba pripomenúť, že uvedený nákres dps nie je nijako záväzný, prihováral by som sa jedine za dodržanie uzemnenej vodivej cesty oddeľujúcej primárnu (sieťovú) časť od sekundárnej (nízkonapäťovej). Posledná zvláštnosť dps je, že napriek tomu, že trafo je deklarované ako „do dps“, jeho vývody sú pripojené pomocou káblikov. Je totiž veľmi jednoduché prispájkovať vývody trafa do dps priamo, takpovediac natrvrdo, ale nie je vôbec jednoduché naraz všetkých šesť vývodov odspájkovať, ak by to bolo potrebné. A že to pri konečnom skladaní potrebné je, netreba asi pripomínať. Vývody trafa sú preto nadstavené kúskami káblika a prevlečené cez otvory v dps s priemerom 3 alebo 4 mm a až tak prispájkované k plôškam medi.

 

 

 

 

    Dps je k transformátoru pripevnená štyrmi kovovými dištančnými stĺpikmi dĺžky 8 mm typu skrutka-matica. Dps je stranou spojov odvrátená od telesa trafa a z druhej strany je zakrytá ďalšou doskou veľkosti 55 x 80 mm. Na ňu som použil jednostrannú dps s nevyleptanou meďou a meď som spojil s ochranným vodičom, ale je možné použiť aj jednoduchú izolačnú dosku bez medi. Štrbina medzi týmito dps by mala byť zboku zakrytá izolačnými bočnicami, prilepenými na okraj jednej dps, aby sa zamedzilo vsunutiu predmetu medzi ne. Minimálna ochrana je prekrytie dps so spojmi izolačnou fóliou.

 

 


    Celá konštrukcia je postavená na štyroch nožičkách, tvorených polyetylénovými dištančnými stĺpikmi dĺžky 5 mm, ktoré sú naskrutkované na primerane dlhé skrutky (červíky), vyčnievajúce z dištančných stĺpikov, ktoré držia dps so spojmi.

 

 

 

    Ešte niekoľko slov k výrobe dps. Takéto plošné spoje kreslím „od ruky“ pomocou fixky SCHNEIDER 278 s hrotom 0,8 mm. Dobre je, keď sa medený povrch pred kreslením zbaví oxidov pomocou gumy (na gumovanie). Leptám v alkalickom roztoku medeného amoniakálneho komplexu za prebublávania vzduchom. Tento roztok na rozdiel od roztoku FeCl3 (a tobôž od zmesi HCl s peroxidom) temer vôbec nepodleptáva. Krycia farba sa nakoniec odstráni liehom denaturovaným s benzínom (benzínalkoholom, dostať v každej lekárni).
    Poznámka: Pretože som kedysi vlastnou nepozornosťou objednal namiesto 2 x 9 V (1042) transformátor s výstupom 2 x 12 V (1043), využil som ho na zostrojenie zdroja na napájanie XF551 podľa vyššie uvedeného návodu. Igi píše, že použitie 12 V trafa je síce na hrane, ale možné. I ukázalo sa,, že má pravdu. Aj tento transformátor je schopný napájať súčasne dve jednotky XF551 bez akýchkoľvek prejavov nedostatočnosti. Usmerňovač a zdvojovač, v tomto prípade vlastne už nepotrebný, zvládajú vyššie napájacie napätie bez problémov. Kondenzátory v XF551 sú na napätie 35 V a ani diódam toto napätie neublíži. Pravda, jeho povrchová teplota sa po niekoľkých hodinách ustáli na hodnote asi 46 °C, teda o 20 °C vyššej, než je teplota v miestnosti, ale to je ešte stále hlboko pod zabudovanou tepelnou poistkou (70 °C). Rozhodne k použiteľnosti transformátora v tomto režime prispieva jeho relatívne dobré chladenie – je vo voľnom priestore. Horšie, ale tiež ešte nie kriticky je na tom spínaný stabilizátor 5 V v jednej XF551, osadenej originálnou FDD MITSUMI, ktorý vykazuje teplotu asi 52 °. Ale len jeden, ten druhý má 45 °C – mechanika TEAC má menší odber.

Literatúra
[1] Nečásek, S.,: Radiotechnika do kapsy, SNTL Praha 1972, str. 303

____________________________________________________________

 

Už len drobné doplnky (z mojej strany):

 

Po dlhšom čase mi prišiel od PP tento materiál, potešil, všetky nápady a riešenia sú vítané. Celý text je uvedený v pôvodnom znení od autora.


Autor sa vyzná má to hlavu a pätu, ja už som len dokreslil 2 možné varianty - A - pre pripojenie 2 FD jednotiek a varianta B - pre pripojenie pôvodnej neupravovanej jednotky Atari XF551 alebo Atari 1050 (nie každý si vie poradiť alebo má predstavu čo treba):

 

Variant A pre napájanie 2 disketových jednotiek ktoré majú už v sebe vymenené pôvodné stabilizátory za DC/DC meniče TRACO.

Pozor, vinutia pre toto použitie musia byť vzájomne oddelené !

 

Variant B pre napájanie jednej neupravenej disketovej jednotky Atari XF551 (alebo Atari 1050), kde sa očakáva zvýšený prúdový odber. (Vinutia sú teraz zapojené paralelne.)

 

Súhlasím s autorom že skrinka je vždy problém, ale pretože deti sú deti a môžu sa dostať ku zdroju v najmenej očakávanej chvíli radšej by som použil skrinku, alebo potom použiť zakrytie bočníc ako v texte priamo popisuje autor (tu ho už len dupľujem, autor myslel aj na toto). Tak isto by som v zapojení použil vypínač, Atari šetrilo, my nemusíme. Použitie trubičkovej poistky považujem za štandart, ale existujú aj poistky ktoré sa dajú napájkovať priamo do plošného spoja (tiež dobré riešenie, pretože dovnútra sa vieme po rozobratí dostať). Tak ako je to zapojené sa to naozaj veľmi slušne chladí, to musím uznať. Napriek tomu že usmerňovací mostík priamo v FD jednotke (XF551) nepotrebuje pri použití DC/DC meničov chladič, kúsok hliníkového chladiča by sa tam predsa len hodil (čiste môj názor), ono sa to síce nezdá, ale hodne to pomôže v zrazení výslednej teploty. A že autor všetko pomeral a podrobne popísal je jedno naozaj veľké + tohoto článku, paráda.

Zohnať originál napájacie zdroje pre uvedené disketové jednotky je v dnešnej dobe celkom slušný problém tak toto je možné a naozaj dobré riešenie. 

Kiežby takýchto článkov bolo viac.

_____________________________________________________

Vaše hodnotenie, Rate post:

Comments are closed

Info o autorovi

Volám sa Igor Gramblička, bydlisko: Bratislava, Slovakia. Môj nick: Igi. Tento blog slúži na zobrazenie mojich záujmov - je to môj vlastný pohľad na veci, napriek  tomu dúfam že na mojich stránkach nájdete aj to čo hľadáte ...