Happily Ever After...

We zijn bij het einde van de tunnel aangekomen, waar ons nog één laatste uitdaging wacht: De voorstelling van ons eindwerk. Voor we deze aangaan, kijken we eerst nog even achterom in de tunnel, waar we zoveel geleerd hebben.

De geïntegreerde proef was voor ons niet alleen een eindwerk. Het was een levensles, die ons leerde hoe we moeten samenwerken met elkaar, hoe we moeten blijven doorzetten als het ons niet meezit en hoe we dag na dag moeten zwoegen zonder ook maar enig lichtpunt aan het einde van de tunnel te zien. Ook zijn we veel wijzer geworden naarmate de maanden voorbij gingen. Zo leerden we onder andere hoe problematisch het is om een simpel concept te verwezenlijken in de realiteit en hoeveel tijd hierin kruipt.

We dachten altijd dat we de theorie van in de klas snel zouden kunnen toepassen in de praktijk, maar de tijd wees het anders uit. Onze basiskennis van elektronica, elektriciteit, chemie en mechanica waren essentieel tijdens het maken van onze geïntegreerde proef, maar ook onze gedrevenheid om wat nieuws bij te leren van andere cursussen, het internet of personen. Uiteindelijk zijn we tevreden met het resultaat en vonden we dit een efficiënte manier om heel wat dingen bij te leren. Deze kennis zullen we zeker nog kunnen gebruiken in de toekomst.

Het einde in zicht

Nog twee kleine maandjes en het is zover. Alles waar we dit jaar voor gewerkt hebben, zullen we moeten verdedigen voor een jury. We hebben zo’n lange reis gemaakt, dat we ons amper kunnen voorstellen hoe onwetend we waren in het begin van september. We dachten altijd dat we de theorie van in de klas snel zouden kunnen toepassen in de praktijk, maar de tijd wees het anders uit. Dit hebben we op de harde manier moeten leren. 

De geïntegreerde proef is voor ons niet alleen een eindwerk. Het is een levensles, dat ons leert hoe we moeten samenwerken met elkaar, hoe we moeten blijven doorzetten als het ons niet meezit en hoe we dag na dag moeten zwoegen, zonder enig lichtpunt aan het einde van de tunnel. We zijn ook veel wijzer geworden naarmate de maanden voorbij gingen. Zo leerden we onder andere hoe problematisch het is om een simpel concept te verwezenlijken in de realiteit en hoeveel tijd hierin kruipt. Met al deze kennis gaan we nu de eindbestemming van ons avontuur tegemoet. 

Momenteel werken we dag en nacht door om het dossier van de geïntegreerde proef te voltooien. Stap voor stap bouwen we kleine stukken tekst op, tot ze uiteindelijk een groot geheel vormen. Nadien kunnen we rekenen op de hulp van enkele personen, die uit het goede van hun hart onze stukjes tekst willen verbeteren. Het is door hen dat we onze bundel kunnen perfectioneren. Tussenin voeren we ook nog enkele laatste testjes uit met de fietsdynamo en de versterkingsschakeling, zodat we ook deze kunnen opnemen in ons dossier.

We zullen blijven doorwerken, tot we helemaal tevreden zijn van ons resultaat. Wij stoppen niet voor de eindmeet.

Verloren tijd

Vorige maand heb ik mij vooral bezig gehouden met het ontwerpen van de cover. Wat is het makkelijkst te maken? Wat is het vlugst te maken? Wat is vlug demonteerbaar? Tijdens deze zoektocht ben ik op heel wat problemen gebost en heb ik deze dan ook opgelost. Toen ik de cover in 3D had getekend werd het tijd om deze om te zetten naar 2D. Deze zijn tekeningen waarop aanzichten van uw werkstuk getekend zijn en waar u de maten op aanduid, nl. de hoogte, breedte, diepte, … Wanneer ik dit had gedaan werden mijn 2D tekeningen gecontroleerd door Meneer Demeyer. Ze werden goedgekeurd en ik mocht ze indienen aan Meneer Callewaert om ze te laten maken. Enkele van zijn leerlingen waren noch niet op stage waardoor hij zijn leerlingen onze stukken kon laten maken. We kregen de opmerking van Meneer Callewaert dat er nog geen toleranties op stonden waardoor hij de werkstukken niet kon maken. ( Toleranties vertellen je, hoe juist je iets moet maken. Als je een stukje moet zagen van 100mm kan je dit niet juist op 100mm afzagen, het kan 99mm zijn of 105mm. Toleranties zeggen je hoeveel je mag afwijken van de opgegeven maat. Als je tolerantie plusminus 2mm is wil dit zeggen dat het stukje afgezaagd mag worden op 98 mm en op 102mm. ) De volgende week heeft Meneer Demeyer zijn lessen over toleranties vervroegd speciaal voor ons waarvoor dank. Nadat de tekeningen waren aangepast aan de toleranties heeft Meneer Demeyer de tekeningen nog eens gecontroleerd. 

Begin maart heb ik mijn tekeningen gaan indienen naar meneer Bonte om onze werkstukken te laten maken. De werkstukken konden niet meer gemaakt worden. De tekeningen moesten ten laatste met Kerstmis ingediend worden. Hierdoor hebben we beslist om de luidsprekers in hun originele klankkast te laten zitten en deze te monteren met vijsjes op een plastic doosje met hierin onze versterkersprintplaat, batterijen en de mp3. 

 

Terwijl ik heb blijven watertrappelen bij het lichaam van de MMB heeft Bjorn gezorgd voor het hart van de MMB. Na wat laatste aanpassingen kreeg ik een perfect afgewerkte tekening van de printplaat. Deze heeft Meneer Favere gemaakt met de graveermachine van de school.

Op een zonnige vrijdagavond besloot ik mijn rijvaardigheden met de auto wat te verbeteren en heb ik gereden naar D’tron, onze officiële elektronische componentenleverancier, waar we een fortuin aan componenten en toebehoren hebben gekocht voor de MMB. Eén van onze duurste aanwinsten was het zonnepaneel. Het is ongeveer 30cm op 30cm waardoor het net in onze boekentas kan om te transporteren. Bij het thuiskomen heb ik onmiddellijk het zonnepaneeltje getest met de oscilloscoop en het werkt perfect.

De agenda voor in de paasvakantie is volgeboekt. Het zal een heel drukke periode worden met veel werk maar het is haalbaar. We hopen na de paasvakantie een prototype van ons GIP boek te hebben en dat de praktische kant van de MMB volledig is afgewerkt.

Volharden is de boodschap!

Wat gaat de tijd toch snel! We zijn weer het einde van de maand, dus is het terug tijd voor een nieuw blogbericht.

Begin februari zijn we blijven volharden en hebben we onze voedingsschakeling volledig afgewerkt, zowel theoretisch als praktisch. Na enkele testen waren we opgelucht dat we de gewenste spanningen hadden op de uitgangsklemmen. We mogen natuurlijk nog niet te vroeg juichen, want met één overwinning win je geen oorlog! Ruben en ik besloten dus om het werk op te splitsen, om zo tijd te winnen. Ruben besloot om het ontwerp van de cover op zich te nemen en ik zorgde ervoor dat de elektronicaschakelingen werden getekend.

Uiteindelijk heeft Ruben de cover van de MMB volledig afgewerkt in zowel 3D en 2D. Deze moet nu enkel nog worden gemaakt in school op de CNC. Ik heb de printplaat uitgetekend op de computer en deze wordt nu gecontroleerd door Mnr. Vancompernolle. Als deze is goedgekeurd kunnen we deze laten maken, om zo uiteindelijk onze componenten van de versterkersschakeling erop te solderen.

Hiernaast hebben we ons ook al bezig gehouden met onze alternatieve oplaadmogelijkheden, met name het zonnepaneel en de fietsdynamo. Ruben heeft na lang zoeken een ideaal zonnepaneel gevonden. We moeten het echter wel nog bestellen. Het nadeel aan deze oplaadmogelijkheden is dat hun geleverde spanning niet hoog genoeg is om de batterijen op te laden. Hiervoor hebben we een oplossing gevonden, namelijk een 'boost up' converter. Deze schakeling zorgt ervoor dat je gelijkspanning verandert naar de gewenste waarde, zonder al te veel vermogen te verliezen.

Het theoretische werk is dus grotendeels gedaan, maar nu moeten we het nog toepassen. Als ons praktische gedeelte eenmaal gedaan is of als we er eventjes niet kunnen aan doorwerken, dan zullen we ons focussen op het verwezenlijken van ons GIP boek, want dat is uiteindelijk het grote verslag van ons avontuur!

Terug een lichtpunt in onze werkzaamheden

Tijdens de kerstvakantie zijn we begonnen met het echte werk. Toen we wisten welke componenten we nodig hadden en deze werkelijk in ons bezit hadden hebben we begonnen met het bouwen van een versterkerschakeling. Deze werkte perfect voor ons, maar konden het versterkt uitgangssignaal nog niet meten omdat we de geschikte meetapparaten niet hadden. Toen we in de vakantie samen met meneer Vancompernolle om de meetapparatuur gingen naar school waren we eindelijk volledig ‘geïnstalleerd’. We maten het uitgangssignaal en zagen dat dit werkelijk zeer slecht versterkt was. Na het instellen van de potentiometers (regelbare weerstanden) hadden we een beter signaal, maar dit was nog niet optimaal. Op de oscilloscoop (een kleine tv waarop je uw muzieksignaal kan zien) zagen we dat zowel de onderkant als de bovenkant werd weggelaten. Na het bestuderen van de opamp en nieuwe berekeningen te maken hebben we besloten nieuwe, duurdere en betere componenten te kopen. Nu hebben we een versterkerschakeling die perfect werkt.

Het tweede probleem waar we op stootten was dat de opamp niet genoeg stroom kon leveren waardoor de luidspreker niet luid genoeg speelde. Deze hebben we kunnen oplossen door nog een extra stroomversterkerschakeling toe te voegen. Hierdoor werd de transistor ( een component die zorgt voor extra stroom) te warm en had ik mijn vingers verbrand. We konden dus besluiten dat we nog wat koelelementen moesten toevoegen aan de MMB.

We kunnen de versterkerschakeling maar op het laatste optimaliseren als we de batterijen gebruiken om de MMB te voeden. Maar hoe kunnen we batterijen gebruiken die leeg zijn ( die geen stroom meer leveren)? Niet natuurlijk, dus moeten we ze opladen. Dit kan enkel en alleen maar als je een voedingsadapter hebt, dus hebben we besloten om de voeding te beginnen maken. Deze is al voor de helft gemaakt en het ziet er veel belovend uit. Ook al zijn de voedingsschema’s en de versterkerschema’s getekend en zijn we al begonnen met het tekenen van de MMB in Solid Works (een 3D tekenprogramma).

We kunnen algemeen besluiten dat de MMB en de randapparatuur zoals een voeding, batterijhouder, … enorme vorderingen gemaakt hebben sinds onze laatste blog post. De toekomst voor ons, en voor onze GIP ziet er veel belovend uit.

Hierboven ziet u een oscilloscoop. Op de linkerfoto ziet u een sinussignaal.

Ruben Van Heuverswijn

Een vruchtvolle vakantie

Nu de korte werkvakantie achter de rug is, hebben we al het één en ander verwezenlijkt sinds ons laatste blogbericht!

Een paar weken geleden begonnen we met het echte werk. We maakten een labo opstelling met behulp van Timothy en Milan, zodat we konden zien waar we moeten op letten bij het versterken van een audio signaal. Hierbij gebruikten we een niet-inverterende schakeling met een TBA221 opamp. Het eerste moment dat we een liedje lieten afspelen, was de kwaliteit afgrijselijk! Met een beetje redeneren kwamen we tot de vaststelling dat we dit door drie dingen konden verbeteren. Ten eerste kan je de serieweerstand en de terugkoppelweerstand regelen, zodat je versterkingsfactor verhoogt of verlaagt. Aangezien de meetopstelling met potentiometers werkte, konden we met succes vaststellen dat het verbeterde bij sommige standen. Vervolgens kan je ook je voedingsspanning verhogen, zodat hij je audiosignaal niet meer afvlakt. Dit deden we de dag erna, met nog een beetje verbetering. Als laatste kunnen we ook de opamp veranderen naar één die specifiek gemaakt is voor audioschakelingen. Momenteel hebben we al één gevonden (LM4990).

In de vakantie zijn we dus op avontuur vertrokken naar de wonderbaarlijke winkel van D’tron. Dit was toch wat we er ons bij voorstelden. Tot onze grote verbazing is D’tron een relatief kleine elektronicawinkel die ergens in een vuile zijstraat gelegen is in Kortrijk. We keken even rond bij D'tron en vroegen of ze de LM4990 in voorraad hadden. De man zocht hem even op in de catalogus en overtuigde ons ervan dat het een ongebruikelijke opamp is. We moesten dus zoeken naar alternatieven. Gelukkig kregen we gratis en voor niets de nieuwe catalogus van D'tron mee! Een paar dagen later kwamen we nog eens samen om datasheets op te zoeken. We zochten van tientallen verschillende opamps datasheets op en bleven uiteindelijk met een stuk of 5 relatief bruikbare over. De woensdag na de vakantie hadden we besloten om er de best gepaste uit te kiezen. Zo bestelden we de LM224, LM324, enkele houders en twee low-cost potentiometers met een range van 100k ohm. Hiermee zullen we een testopstelling maken om te zien met welke voedingsspanning we moeten werken. Eens we dit hebben vastgelegd kunnen we onze batterijen kopen en bijgevolg ook onze voeding beginnen ontwerpen.

Omdat we in de vakantie jammer genoeg niet zoveel van het praktische gedeelte konden verwezenlijken, hebben we ons vooral gericht op het theoretische gedeelte van onze GIP. We hebben bijvoorbeeld het stof van onze oude elektronica cursussen geveegd, zodat we konden zoeken hoe we een voeding moeten verwezenlijken. Zo hebben we tenminste weer een idee van hoe het in elkaar zit en welke componenten we moeten gebruiken. Ruben en ik hebben ook een dagje alleen voor de GIP gezwoegd. Ruben zocht uit hoe batterijen werken, welke soorten je hebt, hoe ze chemisch samengesteld zijn enzovoort. Ik zocht uit waaruit zonnepanelen bestaan, hoe zonnecellen elektriciteit produceren, wat de chemische samenstelling is van fotovoltaïsche cellen, maar ook de werking en waarden van een fietsdynamo! We zijn er al zeker van dat we de batterijen zullen opladen met een voeding en ook door het gebruik van zonnepanelen, maar misschien is een fietsdynamo ook geen slecht idee. We zullen het zeker en vast overwegen, maar voorlopig willen we ons eerst bezighouden met het maken van de eigenlijke versterkingsschakeling.

Bjorn Vuylsteker

Ons vallen en opstaan

We zijn ondertussen al een maandje verder en er zijn al veel verschillende mogelijkheden besproken om onze GIP te realiseren. 

Onze allereerste gedachte was om te werken met E-blocks. Je kan het zien als een bouwpakket. Je moet alles in elkaar steken en programmeren. Het programmeren op zich was zeker haalbaar.  Omdat de bouwcomponenten  te veel volume in beslag zouden nemen, hebben we het afgekeurd en zijn we overgestapt op plan b. Compactheid is namelijk een belangrijk onderdeel van ons doel.

Bij plan b gingen we gebruik maken van een zeer compacte chip (ATJ 2085), waarop we verschillende ingangen konden aansluiten. Jammer genoeg waren er geen cursussen in een taal die we begrepen om hem te kunnen programmeren. De enige die we konden verkrijgen was een Chinese cursus, waar we niets mee waren.

Plan c is het huidige plan om de MMB te verwezenlijken. We gebruiken een bestaande MP3-speler die we in de MMB steken en versterken het audiosignaal. Er zal ook nog een tweede ingang bijkomen voor een gsm of externe MP3-speler, waarvan het signaal ook versterkt wordt. Hierbij moeten we geen chips meer programmeren, maar zullen we wel de volgende puntjes moeten uitwerken:

• Een versterkerschakeling maken
• Plan tekenen om een printplaatje te laten maken waar alle componenten op bevestigd zijn
• Berekenen welke batterij we nodig hebben
• Een voeding maken om de batterij op te laden
• Een zonnepaneel toevoegen om de batterij minder vlug leeg te laten lopen
• Volumestudie maken om alles zo compact mogelijk in elkaar te steken

Tijdens het uitvoeren van dit plan hebben we twee opamps bestudeert die zijn afgekeurd nl.: De LM386 en de LM4951. We zullen dit weekend naar een elektronicazaak gaan en de LM4990 kopen. Als ze deze niet hebben, zullen we raad vragen over opamps die geschikt zijn voor MP3-schakelingen en er enkele kopen om te kunnen testen.

Ruben  Van Heuverswijn