Inleiding.

Praktijk...

Werkstukken en oefeningen zijn voor onze afdeling in die zin een probleem, dat je ze meestal niet mee naar huis kunt nemen. Elektronica bood wat dat betreft nog wel mogelijkheden, maar is meer en meer uit het examenprogramma verdwenen. (Ik begrijp wel waarom hoor maar...)

Theorie...

In een aantal examenprogramma's is de basiskennis voor 'digitale technieken' opgenomen. De theorie en de werking hiervan laat zich heel goed op een computer uitleggen.

Praktijk & Theorie...

Om beide op elkaar aan te laten sluiten wordt de theorie, mede met behulp van een in de praktijk gemaakte interface, geleerd. Dit is de basis van het door mij geschreven project.

Wat is er voor nodig.

Een leer- werkboek.

Aan het gebruik van dit werkboek (2,5 Meg. 10 augustus 2007) kunnen geen rechten ontleend worden. U kunt het zelf (dubbelzijdig) afdrukken.

Omdat het project nog in ontwikkeling is, heb ik het afgedrukt op A4 met 23 gaatjes. Het is dan eenvoudig om nieuwe of vernieuwde bladzijden toe te voegen.

In het leer- werkboek zijn ondermeer de volgende opdrachten opgenomen,

- zoeken op internet;
- tekening lezen;
- tekenen van symbolen;
- tekenen met autocad;
- aansluiten op de computer.

De benodigde gegevens met de maten van de centronics connector zijn bij conrad terug te vinden in een PDF bestand. (Iets voor een les Duits/Engels?)

Mocht de bovenstaande link niet (meer) werken, dan staat hier een kopie.

Normaal gesproken laat ik de leerlingen eerst een tijdje zelf zoeken en geef tips wanneer het ze niet kunnen vinden.

Software.

Aan het gebruik van deze software (7 Meg. 2 december 2008) kunnen geen rechten ontleend worden en is te gebruiken tot augustus 2009.

Het programma moet kunnen werken onder windows 2000 en XP en Vista.

Op een 'kale' windows XP sp2 computer waarop ik het getest heb, werden alle benodigde bestanden correct geïnstalleerd en geregistreerd.

Het wachtwoord voor de leraarmodule is 'DigTech'. Let op het juiste gebruik van de hoofdletters!
In de leraarmodule kunt u het wachtwoord veranderen. Dit omdat leerlingen ook deze site (kunnen) bezoeken.
Onthoud het nieuwe wachtwoord goed, anders kunt u niet meer bij de leerling gegevens komen!

Vanaf 19 februari 2007 is een eenvoudig testprogramma te downloaden. (Update juni 2008)

Hiermee kunt u op eenvoudige wijze de door de leerling gemaakte interface controleren op fouten.

Controleer, voordat u de interface aansluit op de computer, visueel de door de leerling gemaakte interface op eventuele sluiting en of aansluitfouten enzovoort.

Hiernaast staat een schermafdruk van het testprogramma.

Wat opvalt is dat s5 een 'niet' poort is. Vandaar dat deze zal 'branden' wanneer s5 niet ingedrukt is.

In het programma 'Digitale Technieken' wordt deze poort softwarematig 'geniet'. ;-)

Het aansluiten van de interface op de computer is altijd voor eigen risico.Dit heeft echter bij mij nog nooit voor een defecte printerpoort gezorgd, ondanks veelvuldig aansluiten met 'draaiende' computer.

Interface.

De interface wordt aangesloten op de parallelle printerpoort. Dit is een bewuste keuze! Er is maar heel weinig elektronica nodig om voor deze poort een interface te maken.

Er is gekozen voor 8 uitgangen (Led's) en 5 ingangen. In principe zijn meer uitgangen (4) eenvoudig te realiseren, maar dat heeft naar mijn mening weinig meerwaarde.

Nodig voor het bouwen van de interface:

- 8 Led's;
- 8 Led houders;
- 8 Weerstanden;
- 5 Indrukkers;
- 1 Centronics connector;
- 1 Printerkabel;
- 1 Behuizing.

De onderstaande interface is gemaakt met een standaard (gekochte) behuizing. Om het solderen eenvoudig te houden is er voor gekozen de led voor de weerstand te plaatsen. Op deze manier kan de weerstand makkelijk tussen Led en Nul gesoldeerd worden.

Stroomkringschema.

Bedradingsschema.

Centronics connector.

De GND van de centronics is niet duidelijk gedefinieerd. (Pin 19 van de d-25).

De oorzaak ligt waarschijnlijk in verschillend bedraade printerkabels.

Hiernaast staat een beschrijving van de centronics connector.

Wel vreemd is dat de aanduiding van pin 19 Data Strobe niet strookt met Gnd.

Na het openen van verschillende printerkabels blijkt dat in de praktijk pin 19, van de centronics connector, gesoldeerd is op pin 19, van de D-25 connector en dus GND is.

Computer.

De computer moet uiteraard voorzien zijn van een parallelle poort. (LPT1.) Er zijn PCI uitbreidingskaarten te koop die eventueel de computer van deze poort kunnen voorzien.

Een USB to Parallel kabel werkt bij mij niet.

Een geluidskaart is nodig. Mocht u de geluiden storend vinden, laat de leerlingen dan de oortjes van hun MP3 speler gebruiken. Meestal hebben ze die wel bij zich.

Wanneer is het klaar?

Heel moeilijk te zeggen. Ik heb een volledige baan in het onderwijs. Dat is natuurlijk al behoorlijk zwaar, maar mijn leerlingen motiveren mij met hun opmerkingen.

Momenteel ben ik bezig met verschillende print uitvoeringen van de interface. Daarnaast overweeg ik de les over autocad om te schrijven naar Solid Edge.

De meeste leerlingen hebben veel moeite met het zelf ontwerpen en tekenen van een kastje. Het regelmatig verdelen van de te boren gaten voor de led houders en de schakelaars blijkt behoorlijk lastig.

Alle downloads op een rij.

Het programma Digitale Technieken. (8 Meg. 27 augustur 2010) Snellere tekstwisselingen bij trage videokaart.

Het leer- werkboek. (2,45 Mb. 2 december 2008)

Test In & Uitgangen.

De gegevens van de Centronics connector.

Bouwbeschrijvingen print interfaces.

Interface met standaard led's. (12 december 2008) Aanpassing instructie monteren schakelaars, geldt voor de drie beschrijvingen.

Interface met lumi led's. (12 december 2008)
Koperzijde print lumi led. Afgedrukt op een sheet kunnen de leerlingen hiermee de 'onderbrekingen' controleren.

Interface met transistoren en spots. (12 december 2008)

Interface Lumiled met kant en klare PCB. (14 oktober 2009) De tolerantie zilver en goud aangepast, was omgekeerd!

Interface met kant en klare PCB, te bestellen bij el-contronic
De print is daar bekend onder de naam 001DMB Interface print.

Veel leerlingen hadden hulp nodig bij de onderbrekingen van de universeelprint. Wij wilden, ondermeer daarom, graag een PCB freesmachine aanschaffen, maar dat mocht helaas niet. Een of andere cursus is natuurlijk veel belangrijker...

Vandaar een kant en klare print. Bij bestelling mag het logo van mijn school vervangen worden door bijvoorbeeld het logo van uw school. Een copyright melding o.i.d. is niet toegestaan.

Prijzen van de benodigde onderdelen.

Wanneer alle onderdelen per stuk gekocht worden is de beoogde prijs niet haalbaar. Hieronder staat een lijstje met onderdelen met een door mij gevonden laagste prijs.

Dit geeft een idee van de prijzen.

Wanneer de behuizing door de leerling zelf gemaakt kan worden, heeft dat veel invloed op de prijs. Het zou ook erg leuk zijn wanneer de led houders op een CNC draaibank gemaakt zouden kunnen worden. Schroefdraad is misschien wel moeilijk, maar misschien kun je de houder met een O-ring vastzetten.

In het uiterste geval kunnen de led's in de behuizing gelijmd worden en kan de connector komen te vervallen. Het wordt dan echter wel weer een 'minimal' werkstuk, waaraan af te zien is dat het onderwijs (ik bedoel hiermee, zij die les geven, verder is er geld genoeg) met minimale middelen rond moet komen.

USB interface.

De meeste randapparatuur wordt momenteel via USB aangesloten. Een USB interface is echter niet eenvoudig en goedkoop te maken.

Velleman levert een complete USB interface kaart die ook door de 'digitale technieken' software ondersteund wordt.

Ik denk dat deze interface niet gesoldeerd kan worden door VMBO leerlingen. Maar u bent natuurlijk vrij dat zelf te proberen.

De kaart werkt ongeveer als de parallele interface. Ik heb deze kaart zelfs een tijdje gebruikt zonder behuizing. Bij mij werkte dat uitstekend. De leerlingen herkennen en leren op deze manier ook verschillende electronische componenten.

Het voordeel van de USB kaart is wel dat er ook 2 analoge in- en uitgangen op zitten. Hierop zouden LDR's enz. aangesloten kunnen worden.

Wanneer u 'echte' lampen aan wilt sluiten, dan kunt u kiezen voor een uitbreiding met relais of thyristors.

Momenteel ben ik bezig met de hiernaast staande behuizing voor de USB kaart.

In de toekomst hoop ik de analoge ingangen te gebruiken voor metingen (datalogging) met bijvoorbeeld een LDR enz.

In de hiernaast staande behuizing zijn tevens 2 van de hier onderstaande relais kaarten ingebouwd.

De led's van deze relais kaarten zijn in de led houders gemonteerd. Op deze manier is de lichtopbrengst ook prima. Aan de achterkant zijn de aansluitingen van de relais aangebracht.

De paneel meters zijn aangesloten op de analoge uitgangen van de USB kaart

Low budget interface.

Er zijn omstandigheden waarin de tijd of het budget beperkt is. Helaas is daar bij mij op school ook sprake van. De directie neemt op allerlei manieren praktijkuren af van onze afdeling elektrotechniek.

Mede daarom is er een nog eenvoudiger uitvoering ontwikkeld. Ook met deze interface zijn de lessen op de computer goed te volgen. U ontkomt er echter natuurlijk niet aan dat u een aantal onderdelen moet kopen. De totaal prijs is afhankelijk van de door u gekozen opties. (LumiLeds / Printconnectoren enz.)

Deze interface wordt dus als printplaat zonder behuizing gebruikt.

Voor de onderstaande interface is gebruik gemaakt van een universeel print met daarop gesoldeerd: print schakelaars, weerstanden, draadbruggen, connectoren en de led's.

De eerste 3 led's (van rechts) zijn de standaard led's, de volgende 5 zijn led's met extra hoge lichtopbrengst.
Dit heb ik gedaan om het verschil in lichtopbrengst duidelijk te maken.

Op de foto lijken deze wit maar zijn (in het) 'echt' rood en zelfs bij fel zonlicht heel goed te zien.

Er is voor een connector gekozen om later eenvoudig de print in een behuizing te kunnen bouwen, waarbij de schakelaars en de led's door de frontplaat kunnen steken.

Omdat de centronics connector 'losneembaar' is kunnen de draden later door het benodigde gat gestoken worden.

Gebruikte onderdelen en prijzen.

Universele printplaat. 2,54 mm.

Prijs per stuk 1,02 Euro.

Waar nodig zijn de banen eenvoudig te onderbreken met een boortje en een boormachine.

LumiLed super flux rood HP.

Prijs per stuk 0,55 Euro.

De lichtopbrengst is opmerkelijk waarbij de stroom vanzelfsprekend beperkt is tot 10 mA. De nominale stroom ligt veel hoger (70 mA) maar is dus beperkt wegens de maximale stroom van de printerpoort.

Door gewone led's te gebruiken kunt u de prijs lager houden. Maar het verschil in lichtopbrengt is heel groot.

Printplaat steekconnectoren.

Ik heb er voor gekozen een van 10 draden en een van 5 draden te gebruiken.

10 draden

Prijs per stuk 1,95 Euro.

5 draden

Prijs per stuk 1,43 Euro.

Op deze manier kan de inteface later ingebouwd worden en kan de Centronics connector netjes van buitenaf gemonteerd worden.

Printschakelaar.

Deze zijn verkrijgbaar met verschillende knoplengtes.

Prijs per stuk 0,37 Euro.

Er zijn ook printschakelaars met kleuren. Op de site van bijvoorbeeld Conrad zijn allerlei uitvoeringen van dit soort print schakelaars terug te vinden.

Het eenvoudigst zijn schakelaars met maar 2 aansluitingen.

8 Weerstanden.

Momenteel (in de caravan) is mijn keuze wat betreft de waarde hiervan beperkt. Ik heb een aantal weerstanden van 82 ohm bij me en bij deze weerstanden heb ik een stroom gemeten van 9,75 mA. Precies goed dus, maar misschien beperkt de poort de stroom ook wel.

Bij een andere meting kwam ik zelfs op een maximale stroom van 20 mA. Het dubbele dus van wat je mag verwachten. Dat was de printerpoort van een laptop.

-

Interface met hoge lichtopbrengst.

Omschrijving van het probleem.

Voor meer lichtopbrengst met gloeilampen is een grote stroom of een hoge spanning nodig.

Wanneer je 8 lampen van 25 Watt op 24 Volt wilt aansturen, heb je een voeding nodig die 8 Ampere kan leveren. Bij 230 Volt is de stroom wel beperkt, maar zit je met veiligheidseisen voor de spanning.

De oplossing voor dit probleem heb ik gevonden in led verlichting.

De hiernaast staande Led spots (MR16 lampvoet) hebben een vermogen van 1 Watt. Bij een spanning van 12 Volt, is de stroom dan ruim onder de 100 mA. De totale stroom voor 8 van deze spots blijft dus ruim onder de 1 Ampere.
Dat betekent dat een eenvoudige netadapter genoeg energie kan leveren om deze spots aan te sturen.

Vanwege de prijs 3, 90 Euro heb ik rode spots gekozen. Oranje is voor dezelfde prijs verkrijgbaar, maar andere kleuren zijn duurder.

Via internet kunt u het beste de prijzen vergelijken. Ik heb ze besteld bij leds-buy.

De te verwachten stroom per spot is 1 Watt / 12 Volt = 0,084 Ampere. Dat is meer dan de printerpoort kan leveren, vandaar dat in het schema transistoren opgenomen zijn. Desondanks blijft het schema erg eenvoudig.

Ook deze interface is gemaakt op een universeelprint.

De aansluitingen van de centronics connector zijn gelijk aan die van de low budget interface.

De gebruikte transistoren zijn standaard. (BC548)

De drukknoppen zijn in dit geval gekleurd.
Deze hebben 3 aansluitingen (pootjes), waarvan er 1 afgeknipt moet worden omdat ze anders niet in de standaard gaten van de print passen.

Gebruikte onderdelen en prijzen.

Led Spots.

Prijs per stuk 3,90 Euro.

Deze spots hebben een MR16 lampvoet. Een spot met deze voet heeft een voedingsspanning van 12 Volt.

Er kunnen lamphouders bij gekocht worden, maar dat maakt het wel behoorlijk duurder.

Transistoren.

Prijs per stuk 0,73 Euro.

BC148 (Hiervan had ik nog genoeg in mijn voorraadbakje liggen. Er zijn veel vervangende types verkrijgbaar.)
Omschrijving NPN 30V 0.1A 0.22W.

8 Weerstanden. Hier heb ik 470 Ohm gebruikt omdat ik niets anders bij me had.
Printplaat steekconnectoren. (Een van 10 draden en een van 5 draden)
Universele printplaat. 2,54 mm.
5 Printschakelaars.

Zie ook low budget interface.

Lichtorgel plugin winamp.

Grote kans dat uw leerlingen winamp gebruiken om op de computer muziek af te spelen. Een leuke uitbreiding hiervoor is het programma discolitez. Met deze plugin kan de interface aangestuurd worden door/met winamp.

Er is een eenvoudige plugin te downloaden op http://www.discolitez.com/. U vindt hier ook handleidingen enz.

Versie 2.1  is ook te downloaden van deze site. Tevens is er een test programmaatje beschikbaar.

Het instellen van dit programma blijkt voor leerlingen een beetje lastig. De instellingen kunnen in een  bestand opgeslagen worden.

U kunt deze instellingen downloaden. Kies dan in de plugin voor 'OPT' en daarna 'Open Lite rig...' en selecteer het bestand dat u gedownload  heeft.

De plugin is ook direct bij winamp te downloaden. Er zijn wel veel mogelijkheden met deze versie, maar is misschien niet makkelijk in te stellen.

Lichtorgel en besturingsprogramma 'lightning'.

Het programma 'lightning' is een freeware programma waarmee allerlei apparatuur bestuurd kan worden.

Er is echter alleen een zeer beperkte Engelstalige handleiding beschikbaar. Het kostte mij ook even voor ik in de graten kreeg hoe een en ander werkt. Wilt u dit programma proberen bekijk dan de voorbeelden die meegeleverd worden.

Hier staat een simpele handleiding.

Vrijdag 10 oktober.

Het programma lightning heb ik getest op mijn 'vaste' computer thuis met daarin een al oude geluidskaart. Alle geluidsbronnen kunnen in 'Lightning' geselecteerd worden en werken uitmuntend.

Bij mij op school gebruiken we veel DELL computers. Daar blijkt dat de software driver van de geluidskaart het geluidssignaal niet aan de software aanbiedt. Ik kan alleen maar 'LINE IN' selecteren.

Een 'kort door de bocht' oplossing voor dit probleem is, het uitgangssignaal (groen) doorverbinden met het ingangssignaal (blauw). Ik gebruik daarvoor een jack - jack - cinch verloopkabel, zodat ik het geluid ook nog naar de versterker kan doorsturen.
Ik ga er vanuit dat de driver van de geluidskaart wel correct geïnstalleerd is, want bij het aansluiten van de kabel op de ingang, vraagt de software direct of dit een 'Microfoon' of een normale 'LINE In' ingang moet zijn.

Bij een microfooningang wordt het signaal meestal extra versterkt en soms ook gefilterd, wat niet de bedoeling is.

Op deze site is tevens een Systeembord te downloaden. Misschien de moeite waard om het te bekijken. Zelf heb ik daar nog geen tijd voor gehad.

Woensdag 5 november.

De afgelopen weken is er contact geweest met de maker van 'Lightning'. Er wordt gewerkt aan ondersteuning van de USB interface. De kans is groot ik 'Lightning' ga gebruiken voor het, door leerlingen, laten maken van verschillende schakelingen in 'Lightning' die aansluiten op het lesprogramma. Er zijn namelijk veel leuke schakelingen te maken met dit programma.

Inmiddels is er ondersteuning voor de Velleman USB interface.

Ledmeter.

Op internet is het programma Ledmeter te vinden. Dit programma wordt geleverd met de broncode voor Visual Basic 6.0.

Standaard zijn een aantal lichteffecten opgenomen.

De snelheid van de effecten is in te stellen door op het getal naast Speed:
te klikken en de waarde te veranderen.

De effecten kunnen achter elkaar doorlopen worden door op de ronde knop naast Auto Next Effect te klikken.

De tijd tussen het wisselen van de effecten is in te stellen door op het getal naast Delay: te klikken en de waarde te veranderen.

De LED meter (Geluids niveau meter) wordt geactiveerd door op de ronde knop naast Monitor Wave Level te klikken. Afhankelijk van de ingestelde geluidsopname bron (zie volumeregeling in windows) 'volgen' de led's de sterkte van de geluidsbron. Dat kan dus een ingebouwde microfoon zijn, de line ingang of een wav of alles tegelijk, mix.

Op mijn DV9620ed werkt het helemaal niet. (Gelukkig had ik ook de laptop van mijn vrouw mee op vakantie om het te testen.)

Het lijkt er op dat steeds meer fabrikanten de benodigde drivers voor de geluidskaart beperken.

Hier staat een versie die ook de K8055 of Vm110 USB kaart kan aansturen. (7 November 2008)

Software en Hardware van derden.

Relaiskaart.

Op internet vond ik nog een relaiskaart die ook op de printerpoort aangesloten dient te worden.

De 5 indrukkers zijn niet in het schema opgenomen, maar kunnen eenvoudig toegevoegd worden.

De relaiskaart is alleen leverbaar als een bouwpakket.

Op de site van deze fabrikant is tevens software te downloaden, welke vanzelfsprekend ook voor uw eigen gemaakte parallelle interface gebruikt kan worden.

K8Control von Pollin.

Een software pakket om de uitgangen op bepaalde tijd en of dagen in of uit te schakelen. (Duits)

Download

LEDmeter.

Dit programma laat op de interface de processor; harde schijf belasting en of geheugen gebruik zien.

Hoe meer led's branden, hoe zwaarder de belasting.

Eerst moet een ondersteuningsbestand (phd.exe) gestart worden.

Daarna kan de software gestart worden. (LedMeter.zip)
Het komt voor dat het de eerste keer niet werkt en u het programma nogmaals moet starten.

Er is in te stellen welke led's moeten branden. Hiernaast ziet u het configuratie scherm.

In het zip bestand staat een help file (ledmeter.chm) waarin een beschrijving van de software staat.

Wanneer u op dit bestand dubbelklikt wordt het geopend.