|
Dit kitje is niet alleen leuk om in elkaar te solderen, maar het resultaat is ook nog eens nuttig! Een kleine calculator waarmee u onder andere elektronica berekeningen kunt maken. Een ideaal kitje voor de starter!
|
Kennismaking met de CAI-150 elektronische calculator
Het eindresultaat
In de onderstaande foto ziet u het eindresultaat van een paar uurtjes knutselen. Een rekenmachientje van 12,5 cm bij 8,5 cm bij 3,5 cm waarmee u niet alleen de primaire rekenkundige bewerkingen optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen kunt uitvoeren maar waarmee u ook kunt:
- vierkantswortel trekken
- kleurencodes van weerstanden omzetten in de waarde en tolerantie
- voorschakelweerstanden voor LED's berekenen
- decimale getallen omzetten in hexadecimale getallen
- hexadecimale getallen omzetten in decimale getallen
Het apparaatje wordt gevoed uit twee CR2023 knoopcellen van 3,0 V en is voorzien van het bekende LCD-display LCD1602 met twee regels van 16 karakters.
 |
| Het eindresultaat van dit bouwpakketje. (© AliExpress) |
Fabrikant, leveranciers en prijs
Wie de fabrikant van deze calculator is wordt niet duidelijk. Het kitje wordt onder diverse benamingen aangeboden via AliExpress en Amazon voor nogal uiteenlopende prijzen. Via Google zoeken naar 'electronic calculator kit' levert een heleboel hits op. Op AliExpress bieden de shop's 'LOTHYE Electron Store', 'OK GO Module Factory' en 'COME ON DIY Store' het pakketje aan voor een prijs van ongeveer € 10,00 inclusief verzending.
De levering van het pakket
Het pakketje wordt goed verpakt bezorgd binnen ongeveer veertien dagen. Wat er in zit ziet u op de onderstaande foto. Er zijn verrassend weinig elektronische onderdelen aanwezig, het meeste werk zit in het voorbereiden en op de print solderen van de twintig drukschakelaartjes die het toetsenbord vormen. Let wel dat er twee verschillende kastjes worden geleverd. In ons bouwpakket zit een volledig zwarte behuizing die uit slechts twee delen bestaat. Er zijn echter ook kitjes in omloop waarbij het kastje bestaat uit een paar transparante acryl paneeltjes die u in elkaar moet schroeven.
LET OP! De twee noodzakelijke knoopcellen van het type CR2032 worden niet meegeleverd!
 |
| De inhoud van het bouwpakketje. (© 2024 Jos Verstraten) |
De handleiding
Er wordt zowaar een miniatuur handleiding meegeleverd. Geoefende elektronica hobbyisten zullen geen problemen ondervinden bij het, aan de hand van dit papiertje, in elkaar sleutelen van deze kit. Onervaren soldeerders en soldeersters kunnen beter gebruik maken van de zeer uitgebreide achttien pagina's dikke stap-na-stap handleiding die wij ergens op Internet vonden en op ons account bij 'archive.org' hebben bewaard:
 |
| De mini-handleiding die bij het pakket wordt geleverd. (© 2024 Jos Verstraten) |
De print voor de schakeling
Zoals bij alle goedkope Chinese bouwpakketten is er op de print niets aan te merken: dubbelzijdig, doorgemetaliseerd, mét soldeermasker en silkscreen. De twee zijden van de print zijn voorgesteld in de onderstaande foto.
 |
| De twee zijden van de doorgemetaliseerde print. (© 2024 Jos Verstraten) |
De technische specificaties van deze elektronische calculator
- Voeding: 2 x 3,0 V CR2032 knoopcel batterij (niet meegeleverd)
- Automatische uitschakeling: na ±15 seconden inactiviteit
- Afmetingen printplaat: 120 mm x 68 mm
- Afmetingen behuizing: 125 mm x 85 mm x 35 mm
- Gewicht: 187 g
- Basisbewerkingen: +, -, x, :, √
- 4-rings- of 5-rings weerstandswaarde en tolerantie berekeningen
- LED-stroombegrenzing weerstand berekening
- Decimaal ↔ hexadecimaal omzetting
De elektronica in deze calculator
In de onderstaande figuur ziet u het volledige schema van dit apparaatje. Veel is hier niet over te vertellen. Vrijwel alles zit in de IAP15W413AS microcontroller van STMicroelectronics.
Interessant is de schakeling van de voeding. De twee knoopcellen staan is serie en de 6,0 V wordt door middel van een HT7550-1 (U1) gereduceerd tot 5,0 V. Die stabilisator werkt intern met een MOSFET als regeltransistor en heeft maar 100 mV spanningsverschil tussen de in- en de uitgang nodig om te kunnen werken. De 'OUT' levert echter niet rechtstreeks de voedingsspanning voor de elektronica. Dat gaat via een S8550 (Q1). Als de schakeling in rust is hangt de basis 'in de lucht' en de transistor spert. De schakeling krijgt geen voedingsspanning en de calculator staat uit. Als u op de 'ON/AC' toets S4 drukt gaat de basis via de weerstand R1, de diode D2 en de schakelaar naar de massa. Transistor Q1 gaat dus geleiden en de +5,0 V voedingsspanning gaat naar de schakeling. De 'RX' van de microcontroller wordt via de diode D1 en de schakelaar S4 aan de massa gelegd. Na het loslaten van deze knop start de microcontroller op. 'SW' wordt hoog gestuurd zodat de transistor Q2 gaat geleiden, de werking van de schakelaar S4 overneemt en Q1 in geleiding houdt. De voedingsspanning blijft beschikbaar voor de elektronica.
 |
| Het volledig schema van deze calculator. (© IC Station) |
De bouw van de elektronische calculator
De onderdelenlijst
In de onderstaande lijst zijn alle componenten die in het pakketje zouden moeten zitten nog eens overzichtelijk samengevat.
 |
| De complete onderdelenlijst van dit bouwpakket. (© IC Station) |
Het bestukken van de print
Aan de hand van de duidelijke stap-na-stap handleiding die u via deze pagina kunt downloaden zal het bestukken van de print, zelfs voor een onervaren beginner, geen problemen opleveren. Ten overvloede tonen wij hieronder nog eens een duidelijke componentenopstelling van het deel van de print waar de elektronica zit.
 |
| De componentenopstelling van de elektronica op de print. (© IC Station) |
Let op de zwarte kathode-ring op de twee diodes D1 en D2. Verwissel de twee transistoren Q1 en Q2 niet, bij ons pakket waren de beschriftingen heel moeilijk te ontcijferen. Let, tot slot, op de juiste positie van de microcontroller U2 en zorg ervoor dat alle pootjes in de gaatjes van het voetje zitten.
De twee printgaatjes bij P1 blijven open. De bedoeling hiervan is dat u het geheel desgewenst uit een externe 6 V voeding kunt voeden.
In de onderstaande foto is de compleet gesoldeerde print weergegeven.
 |
| De volledig gesoldeerde print. (© 2024 Jos Verstraten) |
Het aanbrengen van de schakelaar knopjes
Dat is een heel precies werkje! Op de bijgeleverde handleiding zijn twee sets aanwezig van de opdrukken van de twintig toetsen.
 |
| De opdrukken van de toetsen. (© IC Station) |
De bedoeling is dat u die papieren vierkantjes keurig uitknipt (of snijdt) en in de transparante kapjes van de toetsen legt. Nadien sluit u die kapjes met de blauwe onderdeeltjes (wij kunnen er geen naam voor verzinnen) en drukt deze dan voorzichtig op de drukschakelaars op de print.
 |
| Het 'beschriften' van één van de toetsen. (© 2024 Jos Verstraten) |
Het monteren van het display op de print
Tot slot soldeert u de 16-polige printheader op de achterzijde van de display-print. Nadien moet u de lange uitstekende pennetjes onder een hoek van ongeveer 30 graden verbuigen. Als u dan deze pennetjes in de connector op de print duwt staat de display-print onder de juiste hoek voor de inbouw in het kastje.
 |
| De montage van het display op de print. (© IC Station) |
De afgebouwde print
In de onderstaande foto ziet u de volledig afgebouwde print, klaar voor de montage in de behuizing.
 |
| De print kan het kastje in! (© 2024 Jos Verstraten) |
Het werken met de elektronische calculator
De standaard bewerkingen
Voor de standaard bewerkingen optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen voert u de commando's in zoals u ze opschrijft. Dus voor de bewerking:
-8 + 2 = -6
drukt u achtereenvolgend op:
- de '-' toets
- de '8' toets
- de '+' toets
- de '2' toets
- de '=' toets
Opvallend is dat de ingevoerde toetsen op de bovenste regel van het display verschijnen en het resultaat op de onderste regel.
Een tweede opvallend punt is dat de invoer van getallen beperkt blijft tot maximaal zeven cijfers, het hoogste getal dat u kunt invoeren is dus 9.999.999. Het resultaat van een berekening mag bovendien maximaal 10.000.000 zijn. Een groter resultaat levert de melding 'Can't calculate!' op. Niet gehele getallen worden automatisch afgerond op drie cijfers na de komma.
 |
| Uitvoeren van rekenkundige bewerkingen. (© 2024 Jos Verstraten) |
De vierkantswortel berekenen
Ook dit gaat eenvoudig. Druk eerst op de '√/⇕' toets, '√0' verschijnt op de bovenste regel van het display. Voer nadien het getal in waarvan u de vierkantswortel wilt berekenen. Druk op de '=' toets. Bij het invoeren van een negatief getal verdwijnt automatisch het wortelteken. Negatieve getallen hebben immers in het gebied van de reële getallen geen vierkantswortel!
 |
| Het berekenen van de vierkantswortel. (© 2024 Jos Verstraten) |
Weergeven van de waarde en de tolerantie van weerstanden
Druk op de 'MODE' toets tot 'Color Ring R C 5' op het display verschijnt. Heeft u weerstanden met slechts vier kleurringen, dan moet u nu even op de '√/⇕' toets drukken. Druk vervolgens op de toetsen van de kleurige ringen op de weerstand en wel van links naar rechts. De waarde en de tolerantie verschijnen op de onderste regel van het display.
 |
| Het weergeven van de waarde en tolerantie van weerstanden. (© 2024 Jos Verstraten) |
Het berekenen van de voorschakelweerstand van een LED
U mag een LED nooit zonder serieweerstand op een voedingsspanning aansluiten! Met deze calculator kunt u de waarde van die serieweerstand berekenen.
Druk twee keer op de 'MODE' toets. Voer vervolgens het spanningsverschil in tussen de brandspanning van de LED en de voedingsspanning van de schakeling. Druk op de '√/⇕' toets en voer dan de gewenste LED-stroom in mA in. Druk op de '=' toets. De waarde van de noodzakelijke serieweerstand verschijnt op het display.
 |
| Het berekenen van de waarde van een LED serieweerstand. (© 2024 Jos Verstraten) |
Omrekenen van decimale getallen naar hexadecimale en vice versa
Druk drie keer op de 'MODE' toets. U kunt nu het decimaal getal invoeren waarvan u de hexadecimale code wilt kennen. Door op de '√/⇕' toets te drukken kunt u van HEX naar decimaal omrekenen. Hierbij dienen de toetsen '.', '=', '+', '-', 'x' en ':' voor het invoeren van de HEX-waarden 'A' tot en met 'F'.
 |
| Omrekenen van decimaal naar hexadecimaal en vice versa. (© 2024 Jos Verstraten) |
CAI-150 elektronische calculator
