Elektronika dla wszystkich 2003-01

Skrzynka Porad W rubryce przedstawiane są odpowiedzi na pytania nadesłane do Redakcji. Są to sprawy, które, naszym zdaniem, zainteresują szersze grono Czytelników.

Jednocześnie informujemy, że Redakcja nie jest w stanie odpowiedzieć na wszystkie nadesłane pytania, dotyczące różnych drobnych szczegółów.

Proszę o podanie schematu obwodów zabezpieczających do komputera PC. Chodzi o to, żeby przy uszkodzeniu zasilacza nie uszkodziły się płyta główna, procesor i karty.

Usiłuję zbudować zasilacz stabilizowany (przejście z 24V na 18V) do zasilania laptopa z samochodu. Próbowałem przerobić stary zasilacz regulowany, ale poszedł z niego dym... Potrzebne parametry: Uwy: 18V, Iwy: 5,6 A. Bardzo proszę o przesłanie mi prostego schematu takiego zasilacza. Jeszcze jedno pytanie: czy jeśli połączę szeregowo 6 kostek 7818, to czy maksymalny prąd obciążenia będzie większy?

Fabryczne zasilacze mają wbudowane potrzebne zabezpieczenia i mało kto uznaje, że potrzebne są dodatkowe obwody ochronne. Uszkodzenia urządzeń odbiorczych są bardzo rzadkie, a ich przyczyną nie jest awaria zasilacza, tylko pojawienie się w sieci wyjątkowo silnych przepięć na przykład wskutek uderzenia pioruna albo omyłkowego podania napięcia międzyfazowego (380...400V). Obwody, o które prosi Czytelnik, musiałyby dotyczyć także wyjść zasilacza o wydajności kilkudziesięciu amperów. Teoretycznie rolę ochronną mogłyby pełnić odpowiednie tyrystory, włączone równolegle do wyjść zasilacza, jednak dodatkowo należałoby wziąć pod uwagę inne czynniki. W najbliższym czasie na łamach EdW nie przewidujemy podobnego projektu, a zagraniczna literatura na ten temat jest więcej niż skąpa.

(...) Chciałbym się dowiedzieć, na jakiej zasadzie działa telefonia komórkowa. Najbardziej mnie interesuje, czy na przykład ja, rozmawiając przez telefon komórkowy, powinienem się obawiać, że będę przez kogoś podsłuchiwany? Przecież wystarczy znaleźć tylko częstotliwość mojego aparatu telefonicznego. Nie wiem, czy te sygnały są w jakiś sposób kodowane, nie wiem, czy każdy aparat komórkowy ma inną częstotliwość? Podobno są (tak mówi kumpel, ale on często opowiada bajki), już jakieś urządzonka w sprzedaży, szczególnie w Internecie, za pomocą których można podsłuchiwać CB radio, policję, lotnictwo i telefony komorowe - czy to prawda? Czy mam kolesia zjechać, że mnie w balona robi??? Temat podsłuchiwania oraz zakłócania telefonów komórkowych pojawia się co jakiś czas w pytaniach kierowanych do Skrzynki Porad. Telefonia komórkowa GSM wykorzystuje zarówno częstotliwościową, jak i czasową metodę podziału pasma i co istotne, jest systemem cyfrowym. Oznacza to, że telefony komórkowe GSM nie mogą być podsłuchiwane za pomocą klasycznych skanerów i prostszych urządzeń podsłuchowych. Stosunkowo łatwe było podsłuchiwanie telefonów komórkowych poprzedniej generacji – analogowych (Centertel). Nie stanowi też problemu podsłuch CB i wspomnianych przez Czytelnika służb, które wykorzystują systemy analogowe (zazwyczaj z modulacją FM). Informacje o współczesnej telefonii komórkowej można znaleźć w EdW 2, 3, 4/2000 oraz 1/2001.

10

Skonstruowanie zasilacza stabilizowanego o prądzie wyjściowym 5,6A i napięciu 18V, czyli mocy wyjściowej 100W, na pewno nie jest zadaniem dla początkujących. Równoległe łączenie kostek 78xx jest możliwe, ale na wyjściach należałoby zastosować indywidualne kondensatory wyjściowe i diody separujące (Schottky’ego). Początkującym i niedoświadczonym Czytelnikom stanowczo odradzamy podejmowanie eksperymentów, które mogą się skończyć uszkodzeniem kosztownego sprzętu (laptop). A swoją drogą, kto widział laptopa, który stale pobiera 100W mocy...

Czy można przerobić wzmacniacz 8Ω na wzmacniacz 4Ω? Jeśli tak, to proszę podać sposób, jak to zrobić. A w zasadzie nie trzeba niczego przerabiać. Każdy wzmacniacz przeznaczony do współpracy z głośnikiem 8-omowym będzie współpracował z głośnikiem 4-omowym pod warunkiem, że nie będzie oddawał pełnej mocy. Wzmacniacz obliczany dla głośnika 8-omowego dysponuje jakimś (znacznym) napięciem wyjściowym i jakimś prądem. Przemnożenie maksymalnego napięcia i prądu wyjściowego daje maksymalną moc wyjściową wzmacniacza. Przy współpracy z głośnikiem 4Ω do uzyskania takiej samej mocy wystarczy mniejsze napięcie wyjściowe, a za to potrzebny jest większy prąd wyjściowy. Dołączenie głośnika o mniejszej rezystancji powoduje, że znaczne napięcie zasilające nie jest wykorzystywane i przy prądzie maksymalnym nie uzyska się nominalnej mocy wzmacniacza, a stopień wyjściowy będzie się grzał więcej niż z głośnikiem 8-omowym. Na pewno wzmacniacz „8-omowy” może współpracować z głośnikiem 4Ω, byle nie przekroczyć prądu maksymalnego i nie przegrzać stopnia wyjściowego. Ewentualna przeróbka z 8Ω na 4Ω polegałaby na obniżeniu napięcia zasilającego o około 30%, co wiąże się z koniecznością wymiany transformatora. Dodatkowo we wzmacniaczu z elementami dyskretnymi być może należałoby wymienić tranzystory na podobne o większym prądzie, ale jest to zadanie tylko dla zaawansowanych.

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Skrzynka porad Czy mogę podpiąć głośnik 4Ω 35W do wzmacniacza 8Ω 25W? Tak. Trzeba jednak sprawdzić, jaką moc maksymalną uda się osiągnąć ze względu na ograniczenie prądu wyjściowego i moc strat wzmacniacza. Niektóre wzmacniacze z „miękkim” transformatorem i wydajnym stopniem wyjściowym z głosnikiem 4-omowym oddadzą taką samą, albo nawet większą moc. Inne, ze „sztywnymi” transformatorami zasilajacymi, będą się nadmiernie grzać i wtedy nie należy pracować z pełną mocą.

Bardzo zaciekawił mnie opis i zastosowanie potencjometrów cyfrowych. Chciałbym je zastosować do regulacji napięcia w zasilaczu, przy wykorzystaniu LM317 lub LM350. Z danych technicznych wynika, że moc wydzielana na rezystorach w kostkach potencjometrów cyfrowych wynosi 10mW. Czy nie uszkodzę z tego powodu kostki, gdy wmontuje ją w obwód regulacji napięcia stabilizatora? Część scalonych potencjometrów przeznaczona jest do zasilania pojedynczym napięciem 5V. Co najmniej utrudnione jest włączenie ich do obwodów, gdzie występują dużo wyższe napięcia. Maksymalna wydzielana moc nie jest istotna w porównaniu z ograniczonym dopuszczalnym napięciem na obwodach potencjometru. Zamiast prób pracy z podwyższonym napięciem na potencjometrze, należy raczej zastosować taki układ stabilizatora, który pozwoli na pracę potencjometru elektronicznego w typowych warunkach. Stabilizator o takiej konstrukcji jest przygotowywany w Redakcji. Daje on na wyjściu napięcie dziesięciokrotnie wyższe, niż napięcie podawane na jego wejście programujące, a napięcie programujące może być uzyskane z potencjometru elektronicznego.

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Poszukuję schematu zasilacza samochodowego redukującego napięcie z akumulatora 12V do 3V (do zasilania przenośnego odtwarzacza płyt CD). Na radio z odtwarzaczem płyt CD po prostu mnie nie stać. W tym przypadku najprawdopodobniej wystarczy zastosować stabilizator LM317 w typowej aplikacji. Pobór prądu będzie wynosił co najwyżej kilkaset miliamperów, więc z radiatorem nie będzie kłopotu – wystarczy zastosować kawałek blachy.

Mam do Państwa WIELKĄ prośbę. Proszę o podanie mi zalet i wad minimalizacji funkcji logicznych. Z góry dziękuję za szybką odpowiedź. Minimalizacja funkcji logicznych ma same zalety! Tematem minimalizacji funkcji logicznych nie zajmowaliśmy się i na razie nie będziemy się zajmować na łamach EdW. Temat ten coraz bardziej traci praktyczne znaczenie ze względu na stosowanie programowalnych układów logicznych o coraz większych możliwościach, gdzie minimalizacja przeprowadzana „na piechotę” nie jest stosowana.

1 - jak uformować długo nieużywane, nie montowane kondensatory elektrolityczne i czy tak samo jest z elektrolitami w wersji smd? 2 - w czym bezpiecznie przechowywać nieużywane układy serii CD 4xxx (cmos)? Ad 1. Należy je podłączyć do źródła napięcia stałego o wartości równej lub nieco niższej napięciu znamionowemu na czas kilku... kilkunastu godzin. Ad 2. Dobrym rozwiązaniem jest wetknięcie ich w przewodzącą, czarną gąbkę.

11

Konkurs

Na rysunku przedstawiony jest układ z jednym tranzystorem i jednym tyrystorem. Jak zwykle zadanie konkursowe polega na rozszyfrowaniu

Jak działa i do czego służy taki układ? Odpowiedzi, koniecznie oznaczone dopiskiem Jak01, należy nadsyłać w terminie 45 dni od ukazania się tego numeru EdW. Nagrodami w konkursie będą kity AVT lub książki.

Rozwiązanie zadania z EdW 9/2002

Przedstawiony układ z trzema tranzystorami to miernik indukcyjności. Do zacisków A, B dołączona jest mierzona cewka Lx. Tworzy ona z pojemnością C1 obwód rezonansowy (badana cewka Lx jest połączona szeregowo z L1). Tranzystory T1, T2 tworzą wzmacniacz-generator, zapewniający powstanie drgań w szerokim zakresie indukcyjności Lx (1uH...1H). Aby zapewnić niezawodną pracę i stałą amplitudę generowanego przebiegu, zastosowano dość rozbudowany układ. Kondensatory C3, C4 wpływają na zachowanie układu przy dużych częstotliwościach, a obwód z diodami D1, D2, C7 prostuje i filtruje część napięcia wyjściowego i wpływa na punkt pracy tranzystora T1, stabilizując amplitudę drgań. Tranzystor T3 jest jedynie buforem, umożliwiającym dołączenie dowolnego miernika częstotliwości. Wartość mierzonej indukcyjności należy obliczyć ze znanego z podręczników wzoru na częstotliwość rezonansową obwodu LC. Dokładność pomiaru zależy od znajomości dokładnej wartości pojemności C1. Zadanie zapowiadało się jako trudne, a tymczasem napłynęło zadziwiająco dużo trafnych i precyzyjnych odpowiedzi. Na przykład Bolesław Tomkowski z Warszawy rozpoznał układ i nadesłał nawet kserokopię źródła. Napisał:

12

(...) Układ wykonałem jedynie w postaci „pająka”. Chciałem sprawdzić, czy jest w stanie generować w zakresie od 1kHz do ok. 5MHz amplitudę napięcia wyjściowego, wystarczającą dla miernika częstotliwości, zwłaszcza na krańcach zakresu i przy zastosowaniu w obwodzie drgającym tylko jednej pojemności 10nF. Zaniechałem budowy tego miernika, pomimo zadowalającej oceny układu, ponieważ w tym czasie nie posiadałem cyfrowego miernika częstotliwości.(...) Podobnie Andrzej Cieślak z Łowicza napisał: Jest to przystawka do cyfrowego miernika częstotliwości, pozwalajaca mierzyć indukcyjność 1µH – 1H. Dokładny opis działania i wykonania zamieszczony był w Amatorskie Radio/A 10/82 str. 373, Amatorskie Radio/B 2/82 str. 52. Układ ten zmontowałem już b. dawno temu i do dziś mi od czasu do czasu służy. (...) Układ rozpoznał też i podał czechosłowackie źródło Augustyn Basiak z Gdańska. W artykule w wykazie literatury podane było niemieckie czasopismo Funkschau nr 1/81. Kilku uczestników mocno powątpiewało w prawidłowość podłączenia kondensatorów C3, C6, C7. Przypuszczali, że na schemacie jest jakiś błąd. W oryginale schemat wyglądał jak na rysunku poniżej. A wzór płytki drukowanej zgadza się z tym schematem. Ponadto praktyczną przydatność potwierdzili wspomniani uczestnicy. Kondensator odsprzęgający, „elektrolit” C7 przestaje być skuteczny w zakresie wyższych częstotliwości i wtedy jego rolę przejmuje C6. Wygląda, że autor pierwowzoru eksperymentalnie stwierdził potrzebę dodania C3 o podanej małej wartości, by układ poprawnie pracował także przy najwyższych częstotliwościach.

Zupełnie nietrafnych odpowiedzi było niewiele. Oto dwa przykłady: Jest to przystawka do miernika, pozwalająca na pomiar zniekształceń nieliniowych. Jest to Q-metr filtrów pośredniej częstotliwości. Nagrody otrzymują: Andrzej Cieślak z Łowicza, Bolesław Tomkowski z Warszawy, Augustyn Basiak z Gdańska, Leszek Kołodziej z Cieszyna.

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

+

Projekty AVT

Ł adowarka akumulatorów ołowiowych 12V 1...30Ah Zasilacz buforowy 2628 Opisywany układ służy do ładowania akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Może też współpracować z akumulatorem w roli zasilacza buforowego, zapewniającego bezprzerwowe zasilanie urządzeń. Prezentowana konstrukcja ma szereg bardzo cennych cech, rzadko spotykanych w ładowarkach akumulatorów. Przede wszystkim 1. Uniemożliwia przeładowanie akumulatora. Gdy akumulator zostanie w pełni naładowany, prąd ładowania spada do znikomej wartości, więc nawet wielodniowe ładowanie nie grozi niczym złym. 2. Prąd ładowania można łatwo dostosować do pojemności współpracującego akumulatora. 3. Zanik napięcia sieci podczas ładowania nie spowoduje szybkiego rozładowania akumulatora – prąd rozładowania wynosi wtedy około 2,5mA. 4. Nie boi się odwrotnego dołączenia akumulatora. Większość ładowarek i prostowników przy odwrotnym podłączeniu akumulatora ulega poważnemu uszkodzeniu wskutek przepływu ogromnego prądu przez obwody wyjściowe. 5. Nie boi się także zwarcia zacisków wyjściowych ładowarki. Zastosowane rozwiązanie układowe powoduje, że przy takich skrajnie niekorzystnych błędach nie dzieje się nic złego, a prąd „zwarciowy” ma wartość pojedynczych miliamperów. Na pewno nie zapewni tego zwykły bezpiecznik umieszczony na wyjściu. 6. Dwukolorowa dioda LED pokazuje stan pracy, a płynne zmiany koloru świecenia od czerwonego do zielonego odzwierciedlają proces ładowania. Wszystkie te cechy osiągnięto w bardzo prostym układzie, zawierającym garstkę popularnych i tanich elementów.

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Montaż jest prosty, więc budowy urządzenia mogą podjąć się także osoby mało zaawansowane, nawet te, które nie do końca rozumieją wszystkie szczegóły jego działania. Uwaga! Ładowarka jest opracowana i optymalizowana dla małych akumulatorów (żelowych) o napięciu 12V i pojemności 1...30Ah. Dla akumulatorów o pojemnościach 10...200Ah opracowano inny układ, pracujący na zasadzie impulsowej, który zostanie zaprezentowany w jednym z najbliższych numerów EdW.

Opis układu

Układ jest rodzajem zasilacza prądu stałego o regulowanym napięciu wyjściowym z wbudowanym ogranicznikiem prądowym. Gdy napięcie akumulatora jest niższe od nastawionego napięcia zasilacza, działa ogranicznik prądu i akumulator jest ładowany prądem o ustalonej wartości. Gdy napięcie na akumulatorze wzrośnie do nastawionego napięcia zasilacza, prąd ładowania stopniowo maleje. Taki sposób ładowania jest zalecany przez producentów akumulatorów. Niniejszy projekt jest uzupełnianiem cyklu artykułów Akumulatory w praktyce elektronika, które niedawno ukazały się w EdW. Przebiegi prądu i napięcia występujące podczas ładowania pokazane są na rysunku 1. Kluczową rolę w regulacji napięcia gra popularny od lat układ scalony TL431 – patrz rysunek 2a. Jak pokazuje rysunek 2b, działa on podobnie jak zwykły tranzystor NPN, tylko napięcie progowe „emiter-baza” wynosi nie około

0,6V, tylko 2,5V. Choć na schematach symbolem stabilizatora TL431 słusznie jest regulowana dioda Zenera, niemniej tak jak w tranzystorze, jeśli napięcie na wejściu REF jest niższe od napięcia progowego (2,5V), nie płynie prąd „kolektora”, a jeśli napięcie na tej końcówce wzrośnie do napięcia progowego, prąd „kolektora” popłynie przez stabilizator od końcówki oznaczonej K (katoda) do A (anoda). „Wzmocnienie prądowe” tego niecodziennego tranzystora jest bardzo duże – prąd „bazy” (IREF) w typowych warunkach pracy wynosi około 2µA, ale nie jest to w tym zastosowaniu istotne. Niewiele ważniejszy jest fakt, że „napięcie nasycenia”, czyli najniższe napięcie między „kolektorem” (K) a „emiterem” (A) nie będzie nigdy mniejsze niż około 2V . W rzeczywistości kostka TL431 zawiera

Rys. 1 Rys. 2

13

Projekty AVT 12 tranzystorów, rezystory, diody i kondensatory – rysunek 2c pokazuje bardzo uproszczony schemat wewnętrzny. Zasadę działania obwodu stabilizacji napięcia pomoże zrozumieć rysunek 3. Jeśli napięcie ładowanego akumulatora jest niskie, mniejsze od nominalnego, na rezystorze RE napięcie jest mniejsze niż napięcie progowe U1 (2,495V±55mV). Przez stabilizator U1 prąd nie płynie. Płynie natomiast prąd przez tranzystor TA, który tu pracuje w układzie wspólnej bazy. Napięcie na jego bazie jest ustalone i wynosi połowę napięcia akumulatora. Rezystory RD, RE są tak dobrane, że napięcie na RF jest duże, wynosi kilka woltów, co gwarantuje otwarcie MOSFET-a T1. Prąd ładowania płynie przez akumulator i tranzystor T1, a napięcie na akumulatorze stopniowo wzrasta. Jeśli napięcie akumulatora wzrasta, wzrasta też napięcie na rezystorze RE. Gdy zwiększy się do wartości napięcia progowego, przez układ U1 popłynie prąd. Prąd ten wywoła dodatkowy spadek napięcia na RC. Napięcie w punkcie A spadnie, więc tranzystor TA zostanie przytkany (jego prąd zmaleje). Mniejszy prąd wywoła mniejszy spadek napięcia na RF, co spowoduje przytkanie tranzystora T1 i takie zmniejszeRys. 3

nie prądu ładowania, by napięcie akumulatora nie rosło. Taki układ nie pozwoli na nadmierny wzrost napięcia na akumulatorze, ale nie ma ograniczenia prądu ładowania. Wystarczy jednak dodać niewielki rezystor szeregowy RS i jeden tranzystor według rysunku 4. Wartość RS wyznacza prąd ładowania. Gdy prąd chce wzrastać i napięcie na RS wzrośnie do wartości napięcia progowego tranzystora (około 0,6V), otwiera się tranzystor TB (też pracujący w układzie wspólnej bazy), zmniejsza napięcie na RA, a tym samym na RC. W rezultacie maleje prąd tranzystora TA i tranzystor T1 zostaje przytkany na tyle, żeby utrzymać stałą wartość prądu płynącego przez RS i akumulator. Należy zauważyć, że taki układ nie jest klasycznym zasilaczem, bo bez akumulatora po włączeniu zasilania „nie wystartuje”. Bez akumulatora, w pierwszej chwili po włączeniu napięcia sieci, tranzystor T1 jest zatkany i nie zostanie otwarty, bo do tego potrzebny jest przepływ prądu przez tranzystor TA. Rys. 4

A prąd przez TA nie popłynie, jeśli nie otworzy się T1. Ma to ważne konsekwencje praktyczne i jest wyjątkowo cenną zaletą ładowarki. Oznacza między innymi, że po zwarciu zacisków wyjściowych (bez akumulatora) pomimo zwarcia prąd w ogóle nie będzie płynął. Także przy rozwarciu zacisków, bez akumulatora, napięcie na zaciskach nie pojawi się. Warunkiem rozpoczęcia pracy jest dołączenie „obcego” napięcia” – napięcia akumulatora. Napięcie akumulatora wyższe niż 6V umożliwi pracę tranzystora T3 i T1. Oznacza to, że układ nie może służyć do „reanimacji” akumulatorów kompletnie wyładowanych. Nie ma to zresztą większego sensu, bo taki akumulator rozładowany do zera może być nieodwracalnie uszkodzony i trzeba najpierw spróbować go „ruszyć”. Przez rozładowany do zera akumulator prąd nie chce płynąc i do „ruszenia” go zwykle wykorzystuje się źródło napięcia znacznie wyższego od 15V i rezystor o odpowiedniej mocy. Przykład pokazany jest na rysunku 5. Akumulator trzeba podłączyć na kilka...kilkanaście godzin z nadzieją, że „ruszy” i odzyska przynajmniej część pierwotnej pojemności. Układ z rysunku 4 może pełnić przewidzianą rolę ładowarki, ale warto go nieco rozbudować, by zyskać dodatkowe cenne funkcje. Schemat proponowanej, ostatecznej wersji pokazany jest na rysunku 6. Aby umożliwić regulację prądu ładowania, przewidziano nie jeden, a kilka rezystorów RS. Dodatkowa dioda Schottky’ego D8 pozwala zmniejszyć wymagany spadek napięcia na szeregowym rezystorze RS z wartości Rys. 5 Rys. 6 Schemat ideowy

14

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Projekty AVT 0,6V do około 0,3V, co zmniejsza straty mocy w rezystancji RS i powala zastosować typowe miniaturowe rezystory o oporności 0,47Ω ...1Ω. Dodatkowy rezystor R1 zwiększa nieco prąd płynący przez D8 i zapewnia na niej spadek napięcia około 0,3V. Obecność dwóch połączonych równolegle rezystorów R3 i R4 wynikła tylko z kaprysu. Właśnie dla kaprysu w układzie wykorzystano wyłącznie rezystory o czterech nominałach: 62kΩ, 15kΩ, 1kΩ i 1Ω. Kondensator C1 zapobiega samowzbudzeniu układu (warto sprawdzić działanie bez tego kondensatora – samowzbudzenie nie zawsze jest szkodliwe; w modelu powodowało odmienne działanie sygnalizacyjnej diody LED). Pożyteczną rolę sygnalizatora stanu pracy pełni dwukolorowa dioda LED D10. Podczas ładowania świecą obie struktury, przez co kolor świecenia jest zbliżony do pomarańczowego. Jeśli napięcie na akumulatorze dojdzie do wartości nastawionej potencjometrem PR1, napięcie na R5 zwiększy się, zostanie otwarty tranzystor T5 a zatkany T6. Struktura czerwona zgaśnie. Zielony kolor lampki D1 świadczy więc tylko o tym, że układ nie pracuje już w trybie ogranicznika prądowego i że utrzymuje na zaciskach akumulatora nastawione napięcie. Uwaga! Jak pokazuje rysunek 1, zaświecenie zielonej lampki nastąpi w punkcie oznaczonym literą A. Choć ogranicznik prądowy nie będzie już działał, akumulator nie będzie jeszcze pełny – zgromadzony ładunek wyniesie 70...80% pojemności nominalnej. Dla pełnego naładowania akumulator trzeba pozostawić w ładowarce jeszcze przez co najmniej dwie...trzy godziny (można dowolnie długo). Choć zielona lampka nie oznacza pełnego naładowania, jej wskazania są bardzo pożyteczne, bo powalają szacunkowo określić stan akumulatora. Gdyby zielona lampka zaświeciła się po bardzo krótkim czasie ładowania albo nawet tuż po dołączeniu akumulatora, oznacza to, że albo akumulator jest w bardzo kiepskim stanie (ma dużą rezystancję wewnętrzną) albo rezystancja styku zacisków ładowarki z klemami akumulatora jest zbyt duża. W każdym przypadku wskazuje to na konieczność bliższego zbadania problemu. W każdym wypadku, gdy napięcie sieci zostanie włączone, a akumulator nie, wtedy świecić będzie tylko czerwona struktura świadcząca o braku akumulatora. Warto zauważyć, że wcześniejsze rozważania dotyczą zasilania ładowarki napięciem stałym (filtrowanym), a nie tętniącym. Przy zasilaniu ładowarki napięciem stałym) czerwona dioda będzie świecić do chwili dołączenia akumulatora – później włączy się struktura zielona i dioda zaświeci kolorem pomarańczowym. Jednak po odłączeniu akumulatora... zaświeci dioda zielona.

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Byłaby to istotna wada ładowarki, bo akumulator może się rozłączyć (np. wskutek słabego styku zacisków z klemami) i zielona lampka mylnie pokazałaby, że jest on już naładowany. Aby usunąć tę wadę wystarczy... zasilać ładowarkę przebiegiem tętniącym. Wtedy w każdym półokresie prąd ładowania będzie zmniejszał się do zera. Jeśli akumulator zostanie usunięty, najbliższy zanik prądu i spadek napięcia na zaciskach w układzie wyłączy tranzystor T1 i spowoduje zaświecenie lampki czerwonej. Warunkiem takiego działania jest brak w układzie pojemności – zarówno dołączenie pojemności filtrującej do przekątnej mostka prostowniczego, jak i do punktów P, N zmienia działanie układu i odłączenie akumulatora podczas ładowania nie będzie już sygnalizowane. W proponowanym układzie nie ma kondensatorów i akumulator jest ładowany prądem tętniącym. Dioda świecąca D10 jest zasilana nietypowo napięciem wprost z transformatora. Można byłoby (wspólną) katodę diody D10 dołączyć wprost do punktu N. Ale wtedy, po zaniku napięcia sieci, świeciłaby się lampka zielona, a akumulator rozładowywałby się prądem o wartości kilkunastu miliamperów. Zasilenie diody D10 wprost z transformatora zagwarantuje po pierwsze, że po zaniku napięcia sieci dioda D10 zgaśnie całkowicie, sygnalizując awarię, a akumulator będzie się rozładowywał prądem w wartości nie większej niż 2,5mA. Obwód D7, Y1, jak się łatwo domyślić, jest sygnalizatorem odwrotnego dołączenia akumulatora. Głośny pisk brzęczyka natychmiast ostrzeże roztargnionego użytkownika. Odwrotne dołączenie akumulatora, nawet na dowolnie długi czas, nie grozi jednak niczym złym. Niezależnie, czy układ jest zasilany, czy nie, pobór prądu z akumulatora wyniesie przy takim błędnym połączeniu tylko około 8...9mA, co nie będzie mieć żadnych negaRys. 7

tywnych skutków ani dla akumulatora, ani dla ładowarki. W trakcie testów modelu konieczne okazało się dodanie diody D9. Bez niej przy odwrotnym zasilaniu tranzystor T1 zostałby otwarty i popłynąłby duży prąd rozładowania akumulatora. Może się to wydać dziwne – przyczynę wyjaśnia rysunek 7, pokazujący kluczowe fragmenty układu przy odwrotnym włączeniu zasilania (i dla uproszczenia, przy braku napięcia sieci). Zgodnie z rysunkiem 2c, stabilizator TL431 w kierunku przewodzenia zachowuje się jak zwyczajna dioda, a z kolei tranzystor T2 pełni rolę diody Zenera o napięciu 5...6V. Umożliwia to przewodzenie tranzystora T3 i otwarcie T1. Prąd byłby wtedy związany ze spadkiem napięcia na RS, z napięciem „Zenera” T2 i napięciem progowym UGSth tranzystora T1. W praktyce oznaczałoby to uszkodzenie rezystora(-ów) RS, diod mostka prostowniczego, a nawet tranzystora T1. Dodanie diody D9 rozwiązuje problem, uniemożliwiając pracę tranzystora T2 i T1. Ostatecznie układ jest odporny na wszelkie zagrożenia.

Montaż i uruchomienie

Układ ładowarki można zmontować na płytce drukowanej, pokazanej na rysunku 8. Montaż nie powinien sprawić kłopotu nawet początkującym. Należy zwrócić uwagę na właściwe wlutowanie końcówek brzęczyka Y1, który ma działać przy odwrotnym dołączeniu akumulatora. Stosownie do pojemności ładowanego akumulatora należy dobrać prąd ładowania. Jest o bardzo łatwe. Trzeba wlutować tyle 1omowych rezystorów, żeby uzyskać potrzebny prąd. Jeden rezystor RS o wartości 1Ω zapewnia prąd ładowania około 0,15A. Przykładowo dla akumulatora żelowego o pojemności 2Ah, maksymalny prąd ładoRys. 8 Schemat montażowy

15

Projekty AVT wania wynosi 0,6A (0,3*2), więc trzeba wlutować cztery 1-omowe rezystory RS. Po zmontowaniu i sprawdzeniu całości, do zacisków P, N trzeba dołączyć akumulator i ładować go. Podczas ładowania pustego akumulatora napięcie na nim będzie rosnąć, ale po pewnym czasie ustabilizuje się na wartości wyznaczonej przez czynną rezystancję PR1. Za pomocą potencjometru PR1 należy dobrać końcowe napięcie ładowania. Jeśli ładowarka będzie pracować w trybie bezprzerwowego zasilacza buforowego (stale włączona i połączona z akumulatorem), wtedy trzeba za pomocą PR1 ustawić napięcie końcowe około 13,8V (13,5...13,8V), co odpowiada zalecanej przez wszystkich producentów wartości 2,25...2,3V na ogniwo, gwarantującej przewidzianą trwałość. Przy pracy cyklicznej (na przemian ładowanie i rozładowywanie) napięcie końcowe na akumulatorze powinno wynosić około 15V (14,4...15V). Tu wartość napięcia końcowego nie jest krytyczna. Czym wyższe to napięcie, tym szybciej naładuje się akumulator. Jednak pozostawienie akumulatora na stałe pod napięciem większym niż 15V może zmniejszyć jego żywotność. Wlutowanie odpowiedniej liczby 1-omowych rezystorów RS i ustawienie potencjometru PR1 to jedyne wymagane regulacje. Należy jednak pamiętać, że ustawienie napięcia końcowego nie jest możliwe „na sucho”, bez akumulatora. Należy je ustawić w warunkach normalnej pracy po dołączeniu i pełnym naładowaniu akumulatora. Uwaga! Z tranzystorem T1 koniecznie musi współpracować odpowiedni radiator! Jego wielkość będzie zależeć od prądu ładowania i napięcia transformatora. Przy małych prądach może wystarczyć kawałek blachy aluminiowej. 12 rezystorów 1-omowych da prąd maksymalny sięgający 2A.

Wykaz elementów R1-R4,R7,R12,R14-R16 . . . . . . . . . . . . . . . .15kΩ R5,R9,R13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1kΩ R6 R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62kΩ R10,R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59kΩ PR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22kΩ RS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1Ω (12szt.) C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1nF D1-D4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001 D5-D7,D9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148 D8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BAT43 D10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED 2-kol T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BUZ11 T2-T6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC558 U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .TL431 Y1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .piezo z gen. 12V

Komplet podzespołów z płytką jest dostępny w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT-22628

16

Przy takim prądzie straty mocy mogą sięgnąć kilkunastu watów, co będzie wymagać zastosowania większego radiatora. Podczas pracy taki radiator może być bardzo gorący – nawet do +90...100oC.

Dla dociekliwych

Dobierając prąd ładowania, trzeba pamiętać, że nie powinien przekraczać liczbowo wartości 0,3C (C – pojemność akumulatora w amperogodzinach). Przy prądzie 0,3C czas pełnego naładowania wyniesie około 6 godzin. Przykładowo dla akumulatora o pojemności 10 amperogodzin (10Ah) prąd ładowania nie powinien przekroczyć 3A (0,3*10Ah). Niektórzy wytwórcy podają maksymalny prąd ładowania równy 0,25C. Oczywiście prąd ładowania można zmniejszyć do wartości 0,1C, a nawet 0,05C, ale wtedy czas ładowania radykalnie się wydłuży, nawet do kilkudziesięciu godzin. Wartość prądu ładowania wyznacza wypadkowy opór rezystorów RS1...RS4. Na schemacie ideowym (rysunek 5) pokazano cztery rezystory RS. Na płytce przewidziano cztery grupy, umożliwiające wlutowanie w sumie do 12 rezystorów. Celowo wykorzystano taki sposób, ponieważ umożliwia on bardzo proste dobranie prądu ładowania. Nabywcy zestawu AVT-2628 otrzymają w komplecie 12 rezystorów o nominale 1Ω. Dzięki zastosowaniu diody D7 można było znacznie zredukować moc wydzielaną w tych rezystorach i można tu śmiało stosować popularne miniaturowe rezystory o obciążalności 0,1...0,2W. Wnikliwi Czytelnicy mogą się zastanawiać, dlaczego 1-omowy rezystor daje prąd 0,15A, a nie 0,3A – przecież spadek napięcia na rezystancji RS ma wynosić 0,3V. Tak jest, ale ponieważ układ jest zasilany przebiegiem tętniącym niefiltrowanym, więc prąd ładowania płynie tylko wtedy, gdy napięcie z transformatora (pomijając spadek napięcia na diodach prostowniczych) jest wyższe od napięcia akumulatora. W rezultacie przebieg prądu ładowania przypomina przebieg prostokątny o wypełnieniu około 50% lub nieco więcej (ściślej trapezoidalny). W rzeczywistości jeden 1-omowy rezystor zapewni prąd w granicach 0,1A...0,2A, zależnie od napięcia wtórnego i mocy użytego transformatora oraz od rozrzutu napięć progowych D8, T2 i tolerancji rezystorów. Warto to sprawdzić w gotowym układzie, a w razie potrzeby można dobrać rezystory RS we własnym zakresie. Na marginesie warto nadmienić, że z uwagi na kształt impulsów prądu ładowania, naprawdę precyzyjny wynik pomiaru prądu ładowania dadzą tylko mierniki przetwornikiem wartości skutecznej (True RMS). Ze względu na impulsowy sposób ładowania, warto stosować możliwie duże wartości z zalecanego zakresu napięć końcowych: 13,8V dla pracy buforowej i 15V lub nawet

nieco więcej dla pracy cyklicznej. Chodzi o to, że impulsy prądu ładowania wywołują pewien spadek napięcia na rezystancji wewnętrznej akumulatora, przez co charakterystyka ładowania jest nieco inna niż przy prądzie stałym. Użyty transformator zasilający powinien mieć nominalne napięcie wtórne (zmienne) w granicach 12...15V. Jego moc będzie zależeć od potrzebnego prądu ładowania. Moc transformatora powinna być co najmniej 50% większa od mocy uzyskanej z przemnożenia prądu ładowania i napięcia 15V. Przykładowo dla prądu ładowania 0,6A iloczyn 0,6A*15V wynosi 9W, więc moc transformatora nie powinna być mniejsza niż 13,5W (150%*9W). Trudno podać ścisłą procedurę doboru radiatora, bo wydzielana moc strat będzie w istotnym stopniu zależeć nie tylko od prądu, ale też od napięcia transformatora. Dla zmniejszenia strat mocy w tranzystorze T1 warto stosować transformator o możliwie małym napięciu wyjściowym (11...13VAC), byleby tylko zapewnił on potrzebny prąd ładowania. Gdy posiadany transformator ma niepotrzebnie zbyt wysokie napięcie wyjściowe, można spróbować zmniejszyć grzanie T1 przez eksperymentalne dobranie dodatkowego rezystora szeregowego Rx o odpowiedniej mocy, włączonego według rysunku 9. Wtedy część mocy strat wydzieli się w tym rezystorze.

Rys. 9

Po pewnym czasie eksploatacji użytkownik może skorygować ustawienia prądu i napięcia końcowego. Akumulatory to dość kapryśne elementy i warto poznać dokładnie właściwości konkretnego egzemplarza, przeprowadzając szereg prób przy różnych prądach i napięciach ładowania, przeprowadzając po każdym takim cyklu ładowania kontrolne rozładowanie sprawdzające rzeczywistą pojemność.

Możliwości zmian

W miejsce PR1 można zastosować klasyczny duży potencjometr obrotowy, umieszczony na płycie czołowej z dobraną indywidualnie skalą, pozwalający łatwo ustawić napięcie końcowe W miejsce sieci rezystorów RS można zastosować obrotowy lub zestaw przełączników „dwójkowych”, pozwalających zmieniać prąd w sekwencji 1A-0,5A-0,25A0,125A.

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Projekty AVT Jeśli ktoś zechce wzbogacić opisywany przyrząd we wskaźnik – amperomierz kontrolujący prąd ładowania, nie powinien go włączać między punktami N, P a akumulatorem, jak pokazuje (przekreślony) rysunek 10, aby dodatkowy spadek napięcia nie szkodził pracy układu regulacji napięcia. Każda rezystancja włączona w obwodzie wyjściowym jest szkodliwa i znacznie wydłuża czas ładowania. Amperomierz należy włączyć w innym miejscu toru prądowego. Na płytce drukowanej przewidziano (zaznaczone też na schemacie) punkty oznaczone X, X1, do których można dołączyć amperomierz po przecięciu ścieżki po- Rys. 10 między nimi. W tytule projektu podane jest, że układ przeznaczony jest do akumulatorów o pojemności do 30W. Tak naprawdę ograniczeniem nie jest wcale pojemność akumulatora, tylko moc strat tranzystora T1 i maksymalny prąd diod mostka. Ze względu na zastosowanie popularnych diod 1-amperowych, największy prąd ładowania prezentowanej wersji nie powinien przekroczyć 2A. Po zmianie diod

na większe układ mógłby pracować przy znacznie większych prądach. Zastosowany tranzystor T1 typu BUZ11, IRF540 teoretycznie może pracować z prądami ponad 20A (BUZ10, IRF530 ponad 10A). Praktycznym ograniczeniem jest jednak moc strat cieplnych w tym tranzystorze, która przy prądach rzędu 10...20A mogłaby sięgnąć kilkudziesięciu watów. Wymagałoby to zastosowania bardzo sprawnego radiatora. Kto chciałby wypróbować taką wersję z dużym klasycznym radiatorem albo chłodzeniem z wymuszonym za pomocą wentylatora, powinien wziąć pod uwagę, że rezystancja termiczna tranzystora IRF540 wynosi 1,1K/W, a BUZ11 - 1,67K/W. Do tego dojdzie rezystancja między obudową a radiatorem – około 0,5K/W przy zastosowaniu pasty termoprzewodzącej. Żeby więc rozproszyć na przykład 40W mocy strat, zastosowany radiator do tranzystora IRF540 czy BUZ11 musiałby mieć bardzo małą oporność cieplną poniżej 1K/W, natomiast BUZ10 czy IRF530 nie poradzą sobie z rozproszeniem takiej ilości ciepła. Wersję pracującą przy większych prądach można śmiało wypróbować w praktyce, a dla zmniejszenia mocy strat trzeba dobrać transformator o możliwie niskim napięciu wyj-

ściowym (11...13V), który zapewni wymagany prąd ładowania przy napięciu na akumulatorze równym 15V – moc strat w tranzystorze T1 będzie wtedy najmniejsza. Największa moc strat wystąpi na początku ładowania, gdy napięcie akumulatora będzie wynosić 12...13V. Przy większych prą- Rys. 11 dach warto rozważyć wykorzystanie prostownika impulsowego, który zostanie opisany w przyszłości. Jeśli ktoś chciałby dodać obwód kompensacji cieplnej (-3...-5mV/K na ogniwo, czyli -18...30mV/K dla akumulatora 12V), może w miejsce włączyć dziesięć diod krzemowych w szereg i dobrać indywidualnie wartość R6 według rysunku 11. Producenci akumulatorów podają jednak, że przy pracy w temperaturach otoczenia +5...+35oC taka kompensacja nie jest konieczna. Jerzy Częstochowski Konsultacja Piotr Górecki

Humor Przysyłam rozwinięcia różnych skrótów (i nie tylko skrótów) związanych z EdW. Nie jestem ich autorem, zostały one wygenerowane przez skrypty na stronach WWW. Jeśli komuś się one nie będą podobać, to bardzo przepraszam, te rozwinięcia skrótów zamieszczam jako ciekawostkę. (...) Pierwsza strona używa rozwinięć skrótów na wyrażenia związane z cyborgami, druga z komputerami i elektroniką. E.D.W.: Entity Designed for Warfare P.I.O.T.R.: Positronic Individual Optimized for Troubleshooting and Repair G.O.R.E.C.K.I.: General Obedient Replicant Engineered for Ceaseless Killing and Infiltration R.A.A.B.E.: Robotic Android Assembled for Battle and Exploration A.V.T.: Android Viable for Troubleshooting E.L.E.K.T.R.O.N.I.K.A.: Electronic Lifeform Engineered for Killing and Troubleshooting/Robotic Obedient Nocturnal Infiltration and Killing Android E.L.E.K.T.R.O.N.I.K.: Electronic Lifeform Engineered for Killing and Troubleshooting/Replicant Optimized for Nocturnal Infiltration and Killing D.L.A.: Digital Lifelike Android

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

W.S.Z.Y.S.T.K.I.C.H.: Wireless Synthetic Zombie Yearning for Sabotage/Transforming Killing and Intensive Calculation Humanoid E.P.: Electronic Person P.R.A.K.T.Y.C.Z.N.A.: Positronic Robotic Android Keen on Troubleshooting/Ytterbium Cybernetic Zealous Nullification Android B.U.R.L.E.S.K.A.: Biomechanical Upgraded Replicant Limited to Efficient Sabotage and Kamikaze Assassination Z.B.I.G.N.I.E.W.: Zeta Biomechanical Individual Generated for Nocturnal Infiltration and Efficient Warfare O.R.L.O.W.S.K.I.: Obedient Robotic Lifeform Optimized for Worldwide Sabotage and Kamikaze Infiltration A.N.D.R.Z.E.J.: Artificial Networked Device Responsible for Zealous Exploration and Judo J.A.N.E.C.Z.E.K.: Journeying Artificial Neohuman Engineered for Ceaseless Zoology and Efficient Killing EDW Erasable Desktop Web PIOTR Portable Interactive Omni-Telecommunications Register RAABE Rendering Architecture Automatic Bit Equipment AVT Asynchronous Volume Terminal EP Electronic Port Pozdrawiam, Grzegorz Niemirowski

17

µP3020 Pozytywka sterowana przez RS-232C Uniwersalny moduł dźwiękowy Do czego to służy?

W literaturze dla elektroników można znaleźć wiele schematów pozytywek, zarówno z wbudowaną na stałe melodią, jak i programowanych. Wadą tych pierwszych jest brak możliwości skomponowania własnej melodii, wadą drugich – najczęściej bardzo proste „popiskujące” brzmienie, jak np. w większości telefonów komórkowych, lub trudne uruchamianie wymagające strojenia, co sprawia spory problem osobom, którym przysłowiowy słoń nadepnął na ucho. Ostatnio prawie we wszystkich rozwiązaniach wykorzystuje się układy UM66TL lub któryś z układów firmy Holtek. Te pierwsze brzmią nieciekawie, ponadto pomimo bogatej oferty melodii „zaszytych” w różnych wersjach tych kostek najczęściej jesteśmy w sklepie skazani na zakup tej, która „przyszła z hurtowni”. Układy Holteka brzmią lepiej, ale też mają ograniczony wy-

18

bór melodyjek, a ponadto pojawia się ten sam problem z dostępnością. Często wykorzystuje się też układy firmy ISD. Tu jednak pojawia się problem ograniczonego czasu zapisu okupionego dodatkowo stratą jakości przy zakupie kostek o dłuższym czasie nagrania. Wyobraźmy sobie jednak pozytywkę z własnym systemem operacyjnym, którą można w prosty sposób zaprogramować, korzystając z dowolnego terminala ze złączem RS-232C, z własnym bankiem brzmień, które możemy sami dowolnie przygotować, dodatkowo pamiętającą melodię po zaniku zasilania. Układ taki może być wykorzystany np. jako efektowny sygnalizator. Po minimalnych zmianach otrzymujemy „bajerancki” dzwonek do drzwi lub uniwersalny moduł dźwiękowy współpracujący np. z mikroprocesorową centralką alarmową. Zaletą takiego modułu jest wykorzystywanie do komunikacji z głów-

nym mikroprocesorem tylko dwóch linii portu szeregowego. Jeśli moduł nie musi odpowiadać procesorowi sterującemu – wystarczy tylko jedna linia! Zmiany te opisano w dalszej części artykułu. Te założenia spełnia prezentowany przeze mnie układ.

Jak to działa?

Schemat urządzenia przedstawiono na rysunku 1. Jego sercem jest mikrokontroler 89C2051 (U3) zaprogramowany za pomocą nieśmiertelnego BASCOM-a. Do linii TxD i RxD tego układu dołączono pracujący w typowej aplikacji układ MAX232 (U1), zapewniający dopasowanie poziomów napięć dla interfejsu szeregowego RS-232C. Linie P3.2 i P3.3 wykorzystano jako interfejs I2C do współpracy z zewnętrzną pamięcią EEPROM Rys. 1 Schemat ideowy

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

(U2) przechowującą melodię. Jest to układ typu 24C02. Pojemność tego układu wynosi 256 bajtów i umożliwia zapisanie ok. 100 dźwięków, co jest wartością w zupełności wystarczającą. Wybór tego układu był podyktowany najprostszym adresowaniem. W przypadku układów o większej pojemności (np. 24C04) adresowanie komórek pamięci nieco się komplikuje i wymaga zmian w programie mikrokontrolera. Ponieważ program w układzie modelowym zajmuje prawie równe 2kB, konieczne stałoby się użycie układu 89C4051, który wprawdzie nie wymaga żadnych przeróbek płytki drukowanej, jednak ze względu na to, że darmowo rozprowadzany BASCOM ma ograniczenie kodu wynikowego do 2kB, takie rozwiązanie uniemożliwiłoby wykonanie układu osobom posiadającym tylko tę wersję. Po szczegóły dotyczące współpracy mikrokontrolera z szeregowymi pamięciami EEPROM odsyłam do katalogu lub kursu BASCOM College. Wejścia adresowe pamięci dołączono do masy, jako że jest to jedyne urządzenie I2C na magistrali. Do linii P3.4 i P3.5 za pośrednictwem tranzystorów T1 i T2 dołączono dwukolorową diodę LED sygnalizującą stan pracy układu (w układzie wykorzystuje się 3 możliwe kolory świecenia – kolor żółty uzyskuje się przez jednoczesne zaświecenie obu diod). Do linii P3.7 dołączono przycisk uruchamiający i zatrzymujący odtwarzanie melodii. Jako bank sampli wykorzystano wielokrotnie już w EdW prezentowany układ ISD2560 (U4). Wybór tego układu był podyktowany prostotą współpracy z mikrokontrolerem oraz najwyższą spośród układów ISD jakością odtwarzania (układ ISD2545 jest trudno dostępny). Kostka pracuje w trybie adresowym (linie A7 i A8 dołączone do masy). Dwa najmłodsze bity adresowe dołączono do masy (sample rozmieszczone są w pamięci „co cztery” komórki). Pozostałe linie adresowe (A2-A6) dołączono do portu P1 mikrokontrolera, pamiętając o niezbędnym podciąganiu linii P1.0 i P1.1 (rezystory R9 i R10). Daje to razem maksymalnie 25=64 próbki, co wystarcza aż nadto do przechowania pięciu oktaw sampli, co umożliwi odegranie przez nasz układ nawet najwymyślniejszych melodyjek. Do linii P1.6 i P1.7 mikrokontrolera dołączono odpowiednio linie CE i EOM układu ISD. Za pomocą pierwszej procesor uruchamia odtwarzanie próbki, za pomocą drugiej jest informowany o zakończeniu jej odtwarzania i możliwości przejścia dalej. Pozostałe wyprowadzenia ISD-eka dołączono w typowy, zalecany w katalogu sposób. Ze względu na bardzo małą moc wzmacniacza wbudowanego w U4 i możliwość jego łatwego uszkodzenia zdecydowano się na zastosowanie zewnętrznego wzmacniacza mocy (U5). Jest to popularny i tani układ typu LM386 wymagający minimalnej liczby elementów zewnętrznych.

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Układ pracuje w typowej katalogowej aplikacji. Do mikrokontrolera dołączono także typowy układ resetu (C6,R1) zapewniający jego poprawny „start” po włączeniu zasilania oraz kwarc 11.0592MHz (X1), umożliwiający uzyskanie typowych prędkości transmisji szeregowej. Całość zasilana jest napięciem stabilizowanym +5V uzyskiwanym ze stabilizatora typu 7805 (U6). Tyle o stronie sprzętowej. Niemniej ważnym elementem urządzenia jest program sterujący mikrokontrolerem, napisany w języku MCS BASIC. Program można ściągnąć ze strony internetowej EdW: http://www.edw.com.pl/library/pliki/pozytsoft.zip. Pierwszą rzeczą rzucającą się w oczy jest dyrektywa $baud=300 ustalająca prędkość transmisji na 300 bodów. Tak mała prędkość była podyktowana tym, że układ przy programowaniu melodii przepisuje znaki odbierane z portu szeregowego do stosunkowo wolnej pamięci EEPROM. Przy dużych prędkościach transmisji pamięć nie nadążałaby z zapisem danych. Zastosowanie tak małej prędkości gwarantuje niezbędny odstęp czasu pomiędzy kolejnymi zapisami do pamięci. Po włączeniu zasilania program oczekuje w pętli na naciśnięcie przycisku P lub odbiór znaku z portu szeregowego. Dioda LED jest w tym czasie zaświecona na żółto. Po naciśnięciu przycisku dioda się na zielono, a układ przechodzi do podprogramu Play realizującego odtwarzanie. Polega ono na pobraniu z pamięci znaków opisujących dźwięk do odtworzenia podprogramem Eeprom_read_byte (po informacje dotyczące cyklu odczytu odsyłam do katalogu), przeliczeniu ich na adres w pamięci ISD-ka i skoku do podprogramu Play_sample, który wystawia obliczony adres na linie P1.0-P1.5, generuje krótki impuls ujemny na wejściu CE układu ISD, a następnie czeka w pętli na pojawienie się impulsu ujemnego na wyjściu EOM sygnalizującego zakończenie odtwarzania próbki po napotkaniu przez U4 znacznika końca nagrania EOM. Taka realizacja, jest możliwa, ponieważ częstotliwość, z jaką mikrokontroler testuje wyprowadzenie EOM, jest dużo większa niż czas trwania tego sygnału – nie istnieje więc możliwość „przeoczenia” tego impulsu przez procesor. Jeśli chodzi o format opisu dźwięku – jest on intuicyjny – składa się z nazwy dźwięku pisanej dużą literą, cyfry oznaczającej numer oktawy i ewentualnego krzyżyka podnoszącego wysokość dźwięku o pół tonu. Jeśli z pamięci odczytany zostanie znak P oznaczający pauzę – mikrokontroler odczekuje 100ms. Nie ma możliwości (podobnie jak w większości „komórek”) regulacji czasu trwania dźwięku – różne wartości rytmiczne uzyskuje się poprzez wstawienie większej lub mniejszej ilości pauz – daje to efekt gry staccato. Analizę podprogramu Play wyliczającego na podstawie znaków ASCII opi-

sujących dźwięk adres próbki pozostawiam dociekliwym Czytelnikom. Spacje i znaki ENTER są ignorowane. Taki format opisu melodii jest powszechnie stosowany w telefonach komórkowych, co pozwala użyć „komórkowych” melodyjek do zaprogramowania naszego urządzenia. Odebranie znaku niezgodnego z formatem zapisu wobec umieszczenia na końcu podprogramu Play operacji modulo pomiędzy adresem i całkowitą liczbą próbek nie skutkuje niczym złym, poza tym, że pozytywka będzie „nieco” fałszować. Całkowita liczba próbek przechowywana jest w stałej Number_of_samples – w przypadku pięciu oktaw wynosi ona 5*12=60 próbek. Odtwarzanie jest kontynuowane do momentu napotkania znaku 0 oznaczającego koniec zapisu lub wykrycia naciśnięcia przycisku P. Wtedy program wraca do głównej pętli. W przypadku odebrania znaku z portu szeregowego układ sprawdza znak – jeśli jest to „l” – zapala diodę na czerwono i czeka na dalsze znaki, które razem mają utworzyć słowo „login”. Takie rozwiązanie zapobiega zgłaszaniu się systemu pozytywki przypadkowo. Gdy sekwencja się nie zgadza – układ wraca do stanu oczekiwania. Gdy jest ona prawidłowa – zgłasza się za pomocą terminala system operacyjny pozytywki – podprogram Music_box_os (w czasie pracy z systemem przycisk P jest nieaktywny!). Umożliwia on wybór następujących opcji: opcja 0 – ponowne wyświetlenie menu (podprogram Print_menu), opcja 1 – odtworzenie melodii (ten sam podprogram Play co poprzednio – do rozróżnienia, czy wywołano go z poziomu systemu pozytywki czy za pomocą przycisku służy zmienna bitowa In_system) – można je zatrzymać klawiszem ESC, opcja 2 – odczyt pamięci (podprogram Eeprom_read – powoduje wyświetlenie zawartości pamięci melodii na ekranie terminala – umożliwia to późniejsze skopiowanie jej do pliku lub wydrukowanie w celu późniejszego wykorzystania (zawartość pamięci jest wyświetlana bez znaków spacji, gdyż są one pomijane przy programowaniu). Odczyt kończy się po napotkaniu znaku 0, opcja 3 – zapis pamięci (podprogram Eeprom_write) – po wybraniu tej opcji można się jeszcze wycofać klawiszem ESC. Z chwilą wysłania pierwszego znaku jest on umieszczany w pamięci. Znaki można wprowadzać z klawiatury lub wysłać w postaci tekstu z pliku (taką możliwość oferuje np. HyperTerminal dostępny w systemie Windows). Dzięki wspomnianej już prędkości 300 bodów układ na pewno nie zgubi żadnego znaku. W czasie trwania zapisu układ wyświetla na ekranie znaki #. Zapis kończy się z chwilą napotkania znaku 0 lub zapełnienia pierwszych 252 bajtów pamięci – wtedy wpisywane są do ostatnich czterech komórek zera – daje to pewność, że procedura odtwarzająca na pewno się zakończy. Jeśli po znaku 0 wysyłane są

19

jeszcze jakieś znaki – są one ignorowane, a na ekranie terminala wyświetlane są gwiazdki. Do zapisu bajtu do pamięci wykorzystuje się podprogram Eeprom_write_byte. No i wreszcie opcja 4 umożliwiająca opuszczenie systemu pozytywki. Po jej wybraniu układ wraca do stanu oczekiwania. Tyle opisu jak to działa. Teraz czas na...

Montaż i uruchomienie

Układ modelowy zmontowano na jednostronnej płytce drukowanej przedstawionej na rysunku we wkładce. Montaż przeprowadzamy w typowy sposób, rozpoczynając od wlutowania w płytkę kilku zworek. Jedynym odstępstwem jest montaż rezystorów R9 i R10, które należy przylutować od strony druku zgodnie ze schematem ideowym. Na rezystory należy nasunąć kawałki koszulki izolacyjnej, aby uniknąć zwarć. Na początku należy wykonać dwie czynności - zaprogramować mikrokontroler oraz przygotować i umieścić próbki w układzie ISD. Pierwsza czynność nie wymaga komentarza – używamy do tego celu dobrze znanego BASCOM-a, pamiętając o odpowiednim skonfigurowaniu jego opcji. Druga wymaga nieco więcej uwagi. Musimy przygotować 60 (może być więcej lub mniej – należy wtedy zmodyfikować stałą Number_of_samples) próbek umieszczonych pod adresami mającymi na dwóch najmłodszych bitach wartość 00. Jako źródło sygnału można wykorzystać kartę dźwiękową komputera i dowolny programowy sekwencer MIDI lub, jeśli ktoś ma dostęp – elektroniczny instrument klawiszowy. Idealnie do nagrywania nadaje się płytka testowa do BASCOM College w połączeniu z układem ISDofonu opisywanym w jednym z wcześniejszych numerów EdW. Taki zestaw wykorzystano przy nagrywaniu próbek w układzie modelowym, przy czym jako źródło sygnału wykorzystano kartę dźwiękową. Wejście analogowe (nie mikrofonowe – należy je odłączyć) ISDofonu dołączono do wyjścia karty dźwiękowej. Linie adresowe układu ISD dołączono do płytki testowej identycznie jak na schemacie pozytywki. Mikroswitche ISDofonu ustawiono wszystkie w pozycji OFF (jedynka logiczna) z wyjątkiem tych dołączonych do linii A0 i A1 układu ISD, które ustawiono na ON (zero logiczne). Również linie A7 i A8 ustawiono na zero (adresowy tryb pracy). Wejście zapisu ustawiono w stanie RECORD. Rezystory na płytce tego układu załatwiają sprawę podciągania P1.0 i P1.1, więc nie musimy już tego robić. Następnie napisano, krótki program na ’51 wystawiający kolejne adresy na port P1 po naciśnięciu przycisku do niej dołączonego. W programie sekwencerowym stworzono krótką sekwencję polegającą na zagraniu kolejno wszystkich dźwięków z wszystkich pięciu oktaw wybraną barwą (w układzie modelowym były to organy). Rozpoczęto powolne odtwarzanie i w miarę

20

pojawiania się kolejnych dźwięków wysyłano do ’51 sygnał wystawienia kolejnego adresu i zwierano wyprowadzenie CE do masy na płytce ISDofonu (w czasie całego zapisu musi ono być aktywne). Przy odpowiednio wolnym odtwarzaniu (ok. 4 s. na dźwięk) ze wszystkim spokojnie można zdążyć. Można próbować ten proces zautomatyzować, ale sądzę, że więcej problemu sprawi zgranie wszystkich urządzeń w czasie niż nagrywanie w opisany przeze mnie sposób. Przy nagrywaniu wg opisu (ręczne sterowanie sygnałem CE) na pewno każda próbka zajmie więcej niż 4 komórki pamięci, co spowoduje nadpisanie znacznika EOM poprzedniej próbki próbką następną. Tu znów z pomocą przyjdzie nam BASCOM. Tym razem należy odłączyć wejście ISD-ka od źródła dźwięku i napisać program na mikrokontroler, który po wystawieniu kolejnych adresów uaktywni na chwilę (tak jak w podprogramie Play_sample sterującym pozytywką) wejście CE układu ISD (które należy tym razem podłączyć do mikrokontrolera), a przed jego uruchomieniem ustawić na wejściach A1 i A0 wartość 10. Spowoduje to dogranie zaraz za naszą próbką kolejnej „próbki” zajmującej jedną komórkę pamięci, zawierającej ciszę, co w połączeniu z naszą próbką da próbkę zakończoną znacznikiem EOM. Taki może w pierwszej chwili nieco skomplikowany proces nagrywania daje gwarancję uzyskania w pamięci ISD wszystkich próbek o jednakowym czasie trwania i zaczynających się równo tzn. bez przesunięć czasowych, co jest warunkiem poprawnego odtwarzania zaprogramowanej melodii (jak już powiedziano wcześniej, układ nie ma możliwości zmiany czasu trwania dźwięku, więc wszystkie próbki muszą trwać tyle samo). Układ aplikacyjny ISD można również zmontować w pająku, na podstawce pod układ scalony, ale ze względu na koszt układu ISD nie zachęcam do takich „prowizorek”. Również samo nagrywanie można zrealizować w inny sposób. Ważne, aby pod kolejnymi adresami mającymi 00 na dwóch najmłodszych bitach znalazły się próbki OBOWIĄZKOWO zakończone znacznikiem EOM. Przed nagrywaniem wszystkich próbek warto wcześniej wykonać próby polegające na optymalnym doborze poziomu sygnału, zapewniającym jak najlepszą dynamikę bez przesterowania. Zmontowany układ należy zasilić napięciem stałym niestabilizowanym (ale filtrowanym, ze względu na małą pojemność kondensatora przed stabilizatorem w układzie) o wartości ok. 12V (ze względu na straty mocy w stabilizatorze). Zasilacz w układzie modelowym składał się z transformatora TS2/15, mostka 1A i dwóch kondensatorów – 4700µF i 100nF. Z takim zasilaczem stabilizator pracował bez radiatora. Cały układ umieszczono w typowej obudowie plastikowej, w której zamontowano diodę

LED, przycisk, głośnik, a na tylnej ściance gniazdo 220V i gniazdo złącza szeregowego. Do połączenia układu z komputerem należy zastosować dowolny kabel modemu zerowego (null-modem). Po połączeniu układu z komputerem i włączeniu zasilania dioda LED powinna świecić się na żółto. Uruchamiamy program terminalowy (np. HyperTerminal), ustawiamy parametry transmisji na 300 8N1 (300 bodów, 8 bitów danych, 1 bit stopu, brak kontroli poprawności przesyłanych danych) i po wybraniu opcji połącz, wprowadzamy z klawiatury słowo „login”. Jeśli zgłosi się system operacyjny pozytywki, a dioda zaświeci na czerwono, można zaprogramować melodię opcją 3 – format melodii opisano w części „Jak to działa”. Na początek najlepiej wykorzystać do tego celu test, który odtworzy wszystkie próbki, aby sprawdzić, czy są one przygotowane poprawnie. Można też wykorzystać jedną z melodii przedstawionych niżej. Po zaprogramowaniu pamięci można odtworzyć melodię z menu opcją 1 lub po wyjściu z systemu – przyciskiem. Jeśli wszystko działa jak opisano – urządzenie można uznać za uruchomione.

Wykaz elementów Rezystory R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8,2kΩ R2 R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,7kΩ R4 R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330Ω R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1,5kΩ R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22Ω R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470kΩ R9,R10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1kΩ Kondensatory C1,C4,C5,C9,C12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470nF C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10µF/16V C7,C8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33pF C10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470µF/16V C11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47nF C13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,7µF/16V C14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/25V C15,C17,C19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczny C16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V C18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4700µF/35V Półprzewodniki BR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .mostek 1A LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .dioda LED 2-kol. T1 T2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC556 U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .MAX232 U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24C02 U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89C2051 U4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ISD2560 U5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM386 U6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7805 Pozostałe P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .włącznik SPK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .głośnik 1W/8 X1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .kwarc 11.0592MHz TR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .TS2/15

Płytka drukowana jest dostępna w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT-33020

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Możliwości zmian

być zasilany cały czas, natomiast w miejsce przycisku P dołączamy transoptor zapewniający separację galwaniczną wejścia procesora od napięcia sieciowego i zwierający jego wejście do masy po naciśnięciu przycisku dzwonka. Ponieważ jest to przeróbka wymagająca prac z obwodami sieci 220V, nie podaję szczegółów – początTest (dla pięciu oktaw): kujący nie powinni się za C1C1#D1D1#E1F1F1#G1G1#A1A1#H1C2C2#D2D2#E2F2F2#G2G2#A2A2# nią zabierać, a bardziej zaaH2C3C3#D3D3#E3F3F3#G3G3#A3A3#H3C4C4#D4D4#E4F4F4#G4G4#A4A 4#H4C5C5#D5D5#E5F5F5#G5G5#A5A5#H5 wansowani z łatwością do0 biorą potrzebne elementy. Należy też zmienić nieco Melodia przykładowa 1 (La Cucaracha): C3 P C3 F3 F3 A3 A3 C4 P A3 PP program sterujący mikroC4 P C4 D4 C4 A3# A3 A3# P G3 PP kontrolerem tak, aby odtwarzanie melodii było wykoC3 P C3 E3 E3 G3 G3 A3# P G3 PP C4 P D4 C4 A3# A3 G3 F3 PP nywane tylko podczas trzymania wciśniętego przyciC3 C3 C3 F3 P A3 P C3 C3 C3 F3 P A3 P sku (tak jak to jest w każF3 P F3 E3 E3 D3 D3 C3 PP C3 C3 C3 E3 P G3 P C3 C3 C3 E3 P G3 P dym dzwonku drzwiowym), C4 D4 C4 A3# A3 G3 F3 PP bowiem w wersji oryginal0 nej pierwsze naciśnięcie Melodia przykładowa 2 (fragment fugi d-moll J.S.Bacha): przycisku rozpoczyna odA2 G2 A2 F2 A2 E2 A2 D2 A2 C2# A2 D2 A2 E2 A2 F2 twarzanie, a kolejne zatrzyA2 A1 A2 H1 A2 C2# A2 D2 A2 C2# A2 D2 A2 E2 A2 F2 D3 C3 D3 A2# D3 A2 D3 G2 D3 F2# D3 G2 D3 A2 D3 A2# muje. D3 D2 D3 E2 D3 F2# D3 G2 D3 F2# D3 G2 D3 A2 D3 A2# Inną możliwością wyko0 rzystania układu, wspo-

Układ może być wykorzystany jako dzwonek do drzwi – zajdzie wtedy zapewne potrzeba dołączenia go do istniejących przewodów dzwonka, na które podawane jest napięcie sieci 220V po naciśnięciu przycisku przed drzwiami. W takim przypadku układ musi

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

mnianą na początku artykułu, jest realizacja uniwersalnego modułu dźwiękowego np. do centrali alarmowej. W tym przypadku w miejsce sampli instrumentów należy oczywiście nagrać stosowne komunikaty słowne i zmodyfikować odpowiednio do potrzeb program sterujący mikrokontrolerem. Zapewne pomocny okaże się program pozytywki. Jeśli moduł miałby współpracować np. z innym mikrokontrolerem 8051, to można nie montować układu MAX232 i połączyć bezpośrednio linie procesorów. W takim zastosowaniu zbędna okaże się też zapewne pamięć EEPROM. Może też być konieczne zastosowanie zewnętrznego wzmacniacza o większej mocy. Można wtedy nie montować układu U5, a wejście wzmacniacza mocy dołączyć do wyjścia układu ISD. Zaletą takiego modułu (wspomnianą już na początku), w stosunku do zastosowania np. ISDofonu, jest fakt wykorzystania do sterowania modułem tylko jednej lub dwóch linii, a co za tym idzie oszczędność wyprowadzeń procesora głównego, które wykorzystywane są np. do podpinania czujników. Łukasz Jarczyk

21

Różne

Te s l a raz jeszcze Po opublikowaniu w EdW 9 i 10/2002 opisu transformatora Tesli otrzymaliśmy szereg listów od Czytelników zainteresowanych tematem. Wśród pozytywnych opinii i wyrazów wdzięczności za podzielenie się praktycznym doświadczeniem, pojawił się też jeden list bardzo krytyczny względem projektu i Autorów. Oto on: Witam serdecznie Redakcję. Nazywam się Paweł Tokarewicz i razem z kolegą Jackiem Borowskim chcieliśmy zwrócić uwagę na kilka rażących błędów zawartych w artykule o transformatorze Tesli. Wraz z kolegą mamy po 21 lat i obaj jesteśmy z wykształcenia elektrykami, jako pracę dyplomową wykonaliśmy transformator Tesli. Bardzo poważnym błędem jest pominięcie na schemacie kondensatora zabezpieczającego a także pisanie, że iskiernik zabezpieczający i dławiki są zbędne. Prawidłowy schemat powinien tak wyglądać:

Niezastosowanie tych elementów może mieć poważne w skutkach konsekwencje. Autorzy artykułu nie dodali, czy ich kondensator główny jest zaraz po wyłączeniu urządzenia całkowicie rozładowany, czy też trzeba czekać na jego całkowite rozładowanie. A to właśnie do rozładowania kondensatora głównego i zabezpieczającego służy iskiernik zabezpieczający. Chroni on także przed pojawieniem się wysokiego potencjału napięciowego, pochodzącego z obwodu pierwotnego na transformatorze zasilającym. Pominięcie dławików, których zadaniem jest eliminowanie zakłóceń pochodzących z sieci, zapobiegają one również cofaniu się napięcia, co w obwodach wysokonapięciowych jest bardzo częstym zjawiskiem, nie jest najlepszym pomysłem. Pominięcie kondensatora zabezpieczającego powoduje znaczne straty mocy biernej, a do kompensacji tej mocy służy ten kondensator. Osobiście odradzamy próby samodzielnego wykonywania transformatora zasilającego,

22

ponieważ nawinięcie porządnie takiego transformatora wymaga dużego doświadczenia oraz profesjonalnego warsztatu. Artykuł powinien zawierać też informacje, że transformator zasilający pracuje praktycznie w stanie zwarcia a wykonanie transformatora, który mógłby pracować w stanie zwarcia jest w warunkach domowych niemożliwe. Prawidłowo wykonany transformator powinien wyglądać tak jak na zdjęciu powyżej. Bardzo ważne jest też, aby T.T. uruchamiać przez autotransformator. Uważamy także, że jako kondensator główny lepiej spisuje się kondensator warstwowy, ponieważ ma dużą trwałość przy zastosowaniach impulsowych i niską indukcyjność własną i to właśnie różni go w znacznym stopniu od kondensatora rolkowego, który posiada znaczną indukcyjność własną, co jest czynnikiem negatywnym przy pracy impulsowej. Ale najbardziej rażącym błędem jest to, że według autorów w obwodzie pierwotnym występują oscylacje prądowe rzędu setek amperów. Jest to całkowicie niezgodne z prawdą, w T.T. występuje przyrost napięcia a nie prądu. Do listu dołączany wszystkie potrzebne wzory, aby obliczyć transformator sieciowy. Chcielibyśmy prosić o wydrukowanie tych wzorów w waszym czasopiśmie, ponieważ wiemy jak trudno znaleźć podobne wzory oraz ilu młodych elektryków i elektroników poszukuje takich wzorów.

Przekazaliśmy ten list Autorom projektu, którzy przysłali następującą odpowiedź: Serdecznie pozdrawiamy wszystkich czytelników Elektroniki dla Wszystkich oraz całą redakcję, bardzo nam miło, że nasz artykuł spotkał się, jak nam wiadomo, z dużym zainteresowaniem. Dotarł do nas także list krytykujący nasz artykuł, postaramy się więc wyjaśnić wszystkie nieścisłości, jakie według naszych kolegów zawarte są w artykule dotyczącym cewek Tesli. 1. Kondensator główny w cewkach Tesli o schemacie z rysunku 1 czy 2 (EdW 9/2002, str. 14) jest rozładowywany po wyłączeniu zasilania poprzez uzwojenie wtórne transformatora zasilającego, rezystancja tego uzwojenia pozwala na momentalne rozładowanie kondensatora (wiele razy zaraz po próbie urządzenia odkręcaliśmy kondensator rękami i nic nas nie kopnęło), tak więc nie możemy zgodzić się z naszymi kolegami, że do rozładowania kondensatora głównego służy iskrownik zabezpieczający. Jest to całkowicie niezgodne z logiką, ponieważ chroni on przed przepięciami powstającymi sporadycznie na uzwojeniu wtórnym transformatora zasilającego.

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Różne 2. Dławiki uznane przez nas za niepotrzebne chronią transformator zasilający i sieć energetyczną przed prądami w.cz., które mogą pojawić się na uzwojeniu wtórnym transformatora zasilającego, a co za tym idzie również na uzwojeniu pierwotnym (napięcie z pierwotnej części transformatora rezonansowego), nie zaś jak twierdzą koledzy do zabezpieczenia T.T. przed zakłóceniami z sieci energetycznej (bo przed czym tu chronić transformator, to sieć jest narażona na zakłócenia). „Tesla” jest urządzeniem odpornym na zakłócenia jakie mogą pojawić się w sieci energetycznej. Ponieważ nigdy nie mieliśmy kłopotów spowodowanych ich brakiem, uznaliśmy je za zbędne w większości przypadków. 3. Według schematu z rysunku 1 (EdW 9/2002) kondensator zabezpieczający nie jest potrzebny, gdyż jego rolę przejmuje wtedy kondensator główny. Przy zastosowaniu dławików powinno się dodać także kondensator zabezpieczający, który chroni dodatkowo nasz transformator i poprawia cos ϕ układu (zmniejszenie strat mocy). 4. Pragniemy przeprosić za brak informacji o tym, że transformator pracuje w stanie bardzo zbliżonym do stanu zwarcia, jednakże stwierdzenie naszych kolegów, że wykonanie transformatora zasilającego do cewki Tesli jest w warunkach domowych niemożliwe, jest lekką przesadą – w końcu wykonaliśmy razem cztery egzemplarze i nie mamy z nimi problemów. Niewątpliwie jest to najtrudniejsze zadanie przy budowie urządzenia i jesteśmy

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

świadomi, że być może przerosło to naszych starszych kolegów, ale nie powinni się oni tym załamywać, w końcu nie każdy jest w stanie temu podołać. Tak, więc zachęcamy wszystkich do praktycznych prób z nawijaniem transformatorów, trzeba również zaznaczyć, że transformator w cewce Tesli pracuje bardzo krótko, jeżeli ktoś chce swoją cewkę włączać na stałe, to powinien zaopatrzyć się w transformatory z zabezpieczeniem nadprądowym (transformatory do zasilania neonów). Nasi koledzy napisali, że transformator zasilający powinien wyglądać tak jak na ich fotografii, naszym zdaniem ważniejsze jest, jak transformator jest zbudowany, niż jak wygląda z wierzchu, a o tym nie było w liście ani słowa. Jedną z rzeczy jaką zaobserwowaliśmy na fotografii naszych kolegów jest dziwne uzwojenie wtórne, nawijane coraz węższymi warstwami i silnie odsuwane od rdzenia, jest jakby podzielone na sekcje, z których każda jest węższa i ma większy obwód. Jak dowiedzieliśmy się od jednego z profesorów w naszej szkole, stopniowe oddalanie takimi sekcjami uzwojenia od rdzenia powoduje zwiększenie impedancji uzwojenia, a co za tym idzie większy opór w stanie zwarcia transformatora, dziwi nas, że autorzy listu nie napisali tego. Po prostu nie napisali niczego o swoim transformatorze zasilającym. 5. Cała cewka powinna być włączana przez autotransformator, ze względu na udar prądowy w chwili włączenia, lecz powiedzmy sobie szczerze, skąd wziąć autotransforma-

tor o mocy rzędu kilku kW? Może uda nam się go pożyczyć od naszych starszych kolegów? Przy mniejszych mocach transformatora zasilającego udary są na tyle małe, że autotransformator można pominąć. 6. Jest prawdą, że kondensator warstwowy jest lepszy (lepsze parametry impulsowe), jednakże jest trudniejszy do wykonania i na początek polecamy zrobienie kondensatora rolkowego. 7. Na koniec pozostawiliśmy do sprostowania najważniejszy z zarzutów, a mianowicie: w obwodzie pierwotnym części rezonansowej cewki Tesli występują oscylacje gasnące na częstotliwości rezonansowej obwodu, kondensator główny rozładowuje się przez uzwojenie pierwotne części rezonansowej. W takim stanie obwód pierwotny ma charakter rezystancyjny, a rezystancja tego obwodu jest bardzo mała (kilka Ω), tak więc siłą rzeczy musi w obwodzie pierwotnym występować dosyć duży prąd, a przyrost napięcia występuje w uzwojeniu wtórnym części rezonansowej T.T. (stąd te pioruny). Podsumowanie: większość domniemanych błędów pokazanych przez naszych kolegów wynika z niezrozumienia przez nich artykułu i mylenia obwodów wtórnego i pierwotnego części rezonansowej zarówno ze sobą, jak i z obwodami wtórnym i pierwotnym transformatora zasilającego. Radosław Szymczycha Łukasz Bajda

23

Kurs Protela

Spotkania z Protelem 99 SE Spotkanie 10 Na poprzednim spotkaniu ćwiczyliśmy ustawianie elementów na płytce. Przypominam, że jest to bardzo ważny etap pra-

cy i nie należy żałować czasu nie tylko na ustawienie elementów, ale też na wstępne zaplanowanie przebiegu masy, zasilania

i umieszczenie ewentualnych zwór na płytkach jednostronnych. Kolejnym etapem jest prowadzenie ścieżek.

Chcemy zaprojektować jednostronną płytkę do nietypowego generatora przebiegu sinusoidalnego. Ponieważ już wcześniej ustawiliśmy reguły, więc od razu można wykonać polecenie A – A (AutoRoute, All). W otwartym oknie zamiast OK trzeba kliknąć Route All. U mnie program błyskawicznie zaprojektował ścieżki, jak pokazuje rysunek 39.

A tak przy okazji – taka „nitka” w materiałach opisujacych Protela nazywana jest trochę dziwnie „From-To”, czyli dosłownie „od-do”. Mógłbyś teraz znów wykonać polecenia A – A, ale przy okazji warto zaprojektować szersze ścieżki masy i zasilania. Dodaj więc dwie reguły, które spowodują, że ścieżki tych obwodów będą grubsze: D – R zakładka Routing, dolna reguła Width Constraint. Dodaj nową regułę przyciskiem Add. W okienku Filter Kind najpierw wybierz Net, a potem znajdź sieć GND. Zwiększ szerokości ścieżek. Okno będzie wyglądać jak na rysunku 41. Ja dla obwodu zasilania dodałem kolejną regułę, jak pokazuje rysunek 42. Po wykonaniu polecenia A – A Protel nie poradził sobie z zadaniem – patrz rysunek 43. Mała strata, bo daje nam to znakomitą okazję wypróbować interaktywne narzędzia do prowadzenia ścieżek. Prawym klawiszem + wybierz czynną warstwę BottomLayer. Teraz możesz rysować ścieżki. Przeanalizuj propozycje przebiegu ścieżek z rysunków 43 i 39. Cały problem to przebieg obwodu masy. Zaprojektujmy więc ręcznie kilka ścieżek, a resztę pracy pozostawmy automatowi. Przede wszystkim połączmy „dolne” wyprowadzenia kondensatorów C2, C6. Aby zacząć rysować ścieżkę, na pewno trzeba skorzystać z polecenia Place. Naciśnij P lub Place w górnym pasku i zwróć uwagę, że nie ma tu polecenia Track (ścieżka). W żadnym wypadku nie wybieraj polecenia L (Line). Podobnie jak na schemacie, ma to być ścieżka, a nie zwykła linia.

Do prowadzenia ścieżek koniecznie musisz wykorzystać „prawdziwe” ścieżki. Sytuacja jest taka sama, jak podczas rysowania schematu, gdzie koniecznie trzeba było wykorzystywać „drut” (Wire), a nie „zwykłą linię”. Dlatego zamiast P - L (Place, Line) obowiązkowo wykonaj P - T (Place, Interactive Routing). Przekonasz się szybko, że nie jest to zwykłe rysowanie ścieżek, jak w prostszych programach.

Rys. 39

Przyjrzyj się płytce. Czy wszystko jest prawidłowo? Nóżka 14 kostki nie jest podłączona! Podczas symulacji nie było problemu, bo symulator automatycznie „podłączył” napięcie zasilania do wyprowadzenia oznaczonego VDD. Teraz podczas projektowania płytki ujawnił się błąd. Usuń go szybko. Usuń ścieżki poleceniem T – U – A. Przełącz się na schemat i podłącz obwód VDD do obwodu VAA (P – O – wybierz kształt symbolu i nazwę), jak pokazuje rysunek 40. Następnie z poziomu schematu uaktualnij płytkę: D – P, GenWizard.PCB, odznacz okienka w części Classes – Execute. Przełącz się na płytkę i przekonaj się, że pojawiła się „nitka” od wyprowadzenia 14 kostki U1 do kondensatora C9. Rys. 40

24

Rys. 41

Rys. 42 Rys. 43

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Kurs Protela Naciśnij więc kolejno klawisze P - T. Kursor zmieni się w krzyżyk. Kliknij „dolny” punkt lutowniczy kondensatora C2. Ruszaj myszką i zaobserwuj, co się dzieje. Cienka „nitka” zachowuje się teraz jak gumka. Spróbuj więc poprowadzić ścieżkę do „dolnego” punktu kondensatora C6. Nie można? Ścieżka w żaden sposób nie chce „wyjść” z zaklętego obszaru! Pokazuje to rysunek 44. I właśnie na takich problemach „wyłożyło się” wielu początkujących, którzy nie mogąc dojść, dlaczego tak się dzieje, w ogóle porzucili Protela na korzyść prostszych programów. Ty zapewne domyślasz się, że Protel po prostu nie powala Ci poprowadzić ścieżki w sposób, który naruszałby ustalone wcześniej reguły. Przekonaj się, że tak jest. Wykonaj polecenie T - P (Tools, Preferences) i w zakładce Options zmień Mode z Avoid Obstacle (unikaj przeszkód) na Ignore Obstacle (Ignoruj przeszkody), jak pokazuje rysunek 45. Teraz można poprowadzić ścieżki dowolnie, ale Protel sygnalizuje konflikty (złamanie reguł), podświetlając odpowiednie składniki jaskrawym zielonym kolorem, jak pokazuje rysunek 46. Idiotycznym rozwiązaniem byłoby wetknięcie głowy w piasek, czyli wyłączenie wyświetlania takich konfliktów. Można wyłączyć bieżące monitorowanie konfliktów: T - D (Tools, DesignRuleCheck) i w zakładce On-line kliknąć All Off. Otwórz tę zakładkę. Zamiast wyłączać, włącz dodatkowo sprawdzanie innych reguł (Max/Min Width Constraints, Short Circuit Constraints, Component Clearence) według rysunku 47. Rys. 44

Rys. 45 Rys. 46

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Koniecznie powróć też do opcji Avoid Obstacle (T - P, Options). Znów Protel nie pozwoli Ci poprowadzić ścieżki z wyprowadzenia nr 1 kondensatora C2. Spróbuj natomiast poprowadzić ścieżkę od „dolnego” wyprowadzenia kondensatora C3 do nóżki 8 kostki U1. Tym razem wszystko uda się doskonale. Kliknij najpierw na punkcie nr 2 kondensatora C3 i przesuń kursor w dół. I oto doszliśmy do niezmiernie ważnych zagadnień praktycznych! Zwróć uwagę, że zawsze pokazują się dwa odcinki ścieżki: jeden wypełniony, drugi tylko w zarysie. Ten pierwszy, wypełniony, to proponowana ścieżka, którą umieścisz na płytce najbliższym kliknięciem myszki. Ten drugi, „pusty”, to segment przewidywany jako następny. Przez ten dodatkowy, „pusty” segment Protel oferuje naprawdę cenną pomoc. Zauważ, że program inteligentnie obcina ten „pusty” segment i tym samym pokazuje Ci dopuszczalne położenie ścieżek. Z wyprzedzeniem zorientujesz się, czy uda się poprowadzić ścieżkę w zaplanowany przez Ciebie sposób. W trybie Avoid Obstacles nie możesz „wjechać” na elementy czy obszary grożące kolizją. I tak „pusty” segment pozwala wcześniejszej zorientować się, czy ścieżki trzeba poprowadzić inaczej. Nie musisz wycofywać się przez kasowanie poprowadzonych już ścieżek. Praktycy znający prostsze programy od razu docenią tę pomoc. A to jeszcze nie koniec przyjemnych niespodzianek. Podczas prowadzenia ścieżki (P – T) naciśnij klawisz spacji. Zmieni się położenie obu odcinków. Znów naciśnij klawisz spacji – wróciłeś do pierwszej wersji. Zwróć uwagę, że w jednym przypadku ten wypełniony segment wychodzi zawsze z punktu początkowego „na wprost”, a drugi odcinek, ten „pusty”, jest zawsze pochylony pod kątem 45 stopni. Po naciśnięciu klawisza spacji jest odwrotnie - z punktu początkowe-

Rys. 47

go wychodzi odcinek ukośny, a drugi jest „prosty”. Przykład pokazany jest na rysunku 48. Wytyczając ścieżkę, możesz w ten sposób według upodobania „w locie” zmieniać jej przebieg. Poćwicz koniecznie i poprowadź kilka ścieżek, korzystając z klawisza spacji. Przyzwyczaj się do omawianych cech. To co przy pierwszym kontakcie wygląda na utrudnienie, po nabraniu wprawy okaże się znakomitą pomocą w trasowaniu ścieżek. Może na początku takie działanie wyda Ci się dziwne, ale to naprawdę jest ogromna zaleta, a nie wada. Ale to jeszcze nie wszystko. Najczęściej ścieżki prowadzimy właśnie tak, jak pokazuje rysunek 48: na wprost i pod kątem 45 stopni (porównaj rysunki 39 i 43). Taki tryb prowadzenia ścieżek nazwiemy po prostu trybem 45. W trybie 45 za pomocą klawisza spacji możesz zmieniać kierunek rysowania pierwszego segmentu, jak pokazuje rysunek 48. Protel oferuje Ci kilka dalszych godnych uwagi trybów interaktywnego prowadzenia ścieżek. Aktualny tryb możesz zmienić w trakcie pracy: Rys. 48 po rozpoczęciu interaktywnego Rys. 49

25

Kurs Protela rysowania ścieżki naciśnij jednocześnie klawisze Shift i Spacja. Zwróć uwagę, jak zmienia się proponowany sposób trasowania ścieżek. Jak pokazuje rysunek 49, masz do dyspozycji aż cztery dalsze tryby (Łuk45, 90, Łuk90, Free). W trzech pierwszych za pomocą klawisza spacji możesz, jak poprzednio, zmieniać położenie początkowego segmentu. W czwartym nie ma to sensu, bo ścieżkę możesz umieszczać pod dowolnym kątem.

Rys. 50 Rys. 51

W sumie masz aż dziewięć trybów interaktywnego prowadzenia ścieżek. Wypróbuj je wszystkie! Na marginesie wspomnę, że tryby te dotyczą nie tylko ręcznego trasowania ścieżek. Projektując ścieżki za pomocą autorutera możesz wybrać jeden z trzech trybów – ustawisz go jako jedną z reguł (D – R, zakładka Routing, reguła Routing Corners, okienko Style, gdzie masz możliwości: 45degrees, 90degrees i Rounded). Nie żałuj czasu, sprawdź wszystkie tryby z rysunku 49 zarówno na naszej płytce generatora, jak i na innych. Poznaj możliwości Protela w tym zakresie. Tylko się nie zachłyśnij możliwościami i nie mieszaj na jednej płytce wszystkich trybów. Osobiście proponuję Ci, żebyś jednak wykorzystywał dwa „klasyczne” tryby z rysunku 48. Podczas normalnej pracy nie będziesz więc naciskał kombinacji Shift+Spacja, tylko będziesz przełączał jeden z dwóch trybów z rysunku 48 za pomocą klawisza Spacja. Koniec zabawy! Skasuj wszystkie ścieżki umieszczone na płytce generatora (T - U - A). Znów spróbuj połączyć „dolne” wyprowadzenia kondensatorów C2, C6 po poleceniu P - T. Nadal nie potrafisz? W trakcie umieszczania pierwszego segmentu naciśnij więc klawisz tabulatora (Tab). Otworzy się spore okno. W małym okienku Trace Width wpisz 50 zamiast 70, jak pokazuje rysunek 50. Teraz już uda Ci się poprowadzić ten fragment obwodu masy. Ja dla ułatwienia wyłączyłem wyświetlanie warstwy TopOverlay (D - O). Popro-

wadziłem tylko fragmenty dwóch obwodów, jak pokazuje rysunek 51. Aby reszta obwodu masy była wykonana ścieżką o szerokości 70 milsów, wydałem polecenie P - T i zacząwszy rysować dalszy fragment obwodu masy, nacisnąłem Tab. W okienku Trace Width znów wpisałem 70. Zamknąłem okno (OK) i... zrezygnowałem z rysowania ścieżek. Resztę zleciłem autoruterowi. Po poleceniu A - A w oknie dodatkowo zaznaczyłem okienko Lock All Pre-routes, by automat nie zmienił moich ścieżek i kliknąłem Route All - patrz rysunek 52. Po niecałych trzech sekundach na ekranie pojawił się obraz jak na rysunku 53. Dokonałem drobnych korekt za pomocą poleceń M - E, M - B oraz E - D. Powiększyłem punkty dołączenia baterii (100mil). Choć wcześniej włączyłem bieżącą kontrolę błędów zgodnie z ustawionymi regułami, na wszelki wypadek wygenerowałem dodatkowo raport z testu reguł: T - D, przycisk Run DRC. Raport nie wykazał żadnych błędów, jak pokazuje rysunek 54. Na koniec dodałem punkt wyjściowy generatora. Ponieważ punktu tego nie było na schemacie, Protel może potraktować obcy punkt jako błąd i podświetlić na zielono – u mnie przy pierwszej próbie program zasygnalizował błąd, ale przy innej próbie nie zareagował na dodanie punktu i zaakceptował go jako należący do projektu. Ostateczny układ ścieżek pokazany jest na rysunku 55. Następnie wyłączyłem wyświetlanie ścieżek: (Shift+S), ale lepiej D – O, Layers, i ustaliłem położenie napisów. Dodałem też napisy (P - S, Tab) trzech wyprowadzeń zewnętrznych: OUT, O, P. Dodałem napis SinGen, aby łatwo zidentyfikować płytkę. Ukryłem za to napis BAT1 (podwójne kliknięcie, Hide).

Rys. 54

Rys. 52 Rys. 53

26

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Kurs Protela Dotychczas stale pracowaliśmy z siatką o rastrze 25mil. Teraz przy ustawianiu napisów skok 25-milsowy okazuje się za duży. Zmień go na 5mil: naciśnij Ctrl+G, wpisz 5, naciśnij Enter. Teraz poustawiasz napisy z dużą dokładnością. Moje napisy i ścieżki wyglądają ostatecznie jak na rysunku 56. Choć płytka nie ma otworów do mocowania, uznałem, że dobrze nadaje się do praktycznej realizacji.

Rys. 55

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Rys. 55

Piotr Górecki

27

GALERIA SZKOŁY KONSTRUKTORÓW Szkoła Konstruktorów istnieje już prawie siedem lat. Czas pokazał, że spełnia swoje zadanie. W związku z tym chcielibyśmy publicznie zaprezentować uczestników Szkoły. Jest to jeszcze jedna forma wyróżnienia za trud i wysiłek wkładany w rozwiązywanie zadań. Galeria umożliwi także nawiązywanie kontaktów i to nie tylko między uczestnikami Szkoły. Bardzo cieszymy się, iż wielu uczestników nadesłało swoje zgłoszenie do Galerii. Wielu wyraziło swój entuzjazm z tego powodu, o czym świadczą poniższe fragmenty wybranych listów: Z przyjemnością popieram akcję „Galeria Szkoły Konstruktorów”, gdyż od dawna o czymś takim marzyłem. Poznanie innych osób, wymiana doświadczeń to jest coś, „co tygrysy lubią najbardziej”. Od dawna planowałem zawarcie znajomości z kimś, kto interesuje się elektroniką. Marcin Dyoniziak, Brwinów Myślę, że zorganizowanie tej akcji to świetny pomysł. Zaprezentowanie się od strony prywatnej każdego z uczestników umożliwi nawiązanie korespondencji między uczestnikami Szkoły, wymianę doświadczeń, poglądów, zainteresowań. Ale dla mnie, i z pewnością dla innych uczestników największą korzyścią płynącą z przedsięwzięcia jest nieco bliższe poznanie Kolegów, z którymi wspólnie braliśmy udział w wielu konkursach. Piotr Wójtowicz, Wólka Bodzechowska

Marcin Wiązania, Busko Zdrój Na co dzień interesuję się informatyką oraz elektroniką. Wcześniej także interesowałem się modelarstwem. Z dziedziny elektroniki bardzo mnie interesuje technika cyfrowa, jak i mikroprocesorowa. Pomału także wgłębiam się w tajniki techniki analogowej. Co do informatyki, to interesuje mnie programowanie oraz sieci. Ostatnio pociąga mnie język Java. 28-100 Busko Zdrój, ul. Słowackiego 6 e-mail: [email protected] nr G-G: 5054951 tel. (0-41) 370-86-10 Mariusz Chilmon (pseudo: vmario), Augustów Mam 16 lat i chodzę do LO nr 2 w Augustowie. Elektroniką interesuję się od 4 lat. Inne zainteresowania: komputer (webdesign, Delphi, grzebanie w systemie), grafika (rysunek – manga, grafika komputerowa), parapsychologia, medytacja, filozofia :), muzyka, książki s-f i fantasy. e-mail: [email protected] www: www.vmario.prv.pl

logową. Lubię także góry, w których mieszkam. Poza elektroniką interesuję się także sportem (Wisła Kraków) oraz motoryzacją. Elektronika jest moją pasją przynoszącą satysfakcję i pozwalającą na realizację samego siebie. W wolnych chwilach słucham muzyki i czytam EdW. 34-602 Laskowa, Kamionka Mała 50 e-mail: [email protected] nr GG: 288591 www: www.republika/michalstachkamionka.pl tel. (0-18) 333-42-10 Marcin Malich, Wodzisław Śl. Jestem normalnym człowiekiem, niczym się nie wyróżniam od innych młodych ludzi. Interesuję się oczywiście elektroniką, a poza tym komputerami, a szczególnie Internetem i webmasteringiem, militarystyką i wojskowością. Dużo czasu spędzam na elektronice i webmasteringu. e-mail: [email protected] nr GG: 4310425 www: www.pufoc.of.pl

Cieszę się, że mam zaszczyt brać udział w takiej akcji jak ta. Moim zdaniem bardzo pomoże ona w nawiązywaniu różnych kontaktów między kolegami, elektronikami. Wielu z nas ma liczne problemy, to przecież jest szkoła... Akcja ta pomoże nam rozwiązać wiele z nich. Paweł Szwed, Grodziec Śląski Bardzo spodobał mi się pomysł dotyczący przedstawienia osób związanych ze Szkołą Konstruktorów. Z własnego doświadczenia wiem, że samemu bardzo trudno jest znaleźć ludzi o podobnych zainteresowaniach, a jeszcze trudniej takich, którzy swoje zainteresowania starają się zrealizować. Galeria Szkoły Konstruktorów, mam nadzieję, pomoże nam wszystkim. Radosław Koppel, Gliwice Podzielamy radość i entuzjazm Czytelników! Będziemy się też cieszyć, jeśli uczestnicy Szkoły nawiążą wzajemne kontakty, wzmacniające zainteresowania elektroniką. Oczywiście publiczne podanie swoich „namiarów” niesie możliwość zaznania drobnych nieprzyjemności. Nie od dziś wiadomo, że nie wszyscy korzystający z Internetu, najdelikatniej mówiąc, przestrzegają netykiety, a co najgorsze niektórzy podszywają się pod innych. Niestosownych listów nie warto nawet czytać, tylko bez mrugnięcia oka spuścić do kosza i ewentualnie w programie poczty elektronicznej zablokować nadawcę.

modulacyjne w radiolokacji; praktyczne programowanie mikrokontrolerów C51, AVR – asambler; układy programowalne CPLD; C++ ; dalekowschodnie sztuki walki; astronomia i historia. 65-018 Zielona Góra, ul. Jedności 62D/5 tel. (0-68) 325-74-79 Bartłomiej Radzik Ostrowiec Św. Mam 18 lat. Obecnie jestem uczniem klasy maturalnej Liceum Ogólnokształcącego im. Joachima Chreptowicza w Ostrowcu Św. Moje zainteresowania „elektroniczne” obejmują technikę analogową (szczególnie pomiarową, lampową i ogólnie audio), w.cz. oraz cyfrową (niestety z wyłączeniem mikroprocesorów, co zamierzam nadrobić w najbliższym czasie). Zainteresowania pozaelektroniczne: oprócz oczywistych w moim wieku, muzyka, głównie funk-rock. Ponadto pasjonuję się grą na gitarze basowej. 27-400 Ostrowiec Św., ul. Sienkiewicza 65\10\1 e-mail: [email protected] Jarosław Tarnawa,

Dariusz Drelicharz, Przemyśl Ukończyłem Technikum Elektroniczne, a obecnie studiuję na kierunku ekonomicznym. Elektroniką interesuję się od dawna. Większość wiedzy elektronicznej jaką posiadam zawdzięczam EdW. Sporo czasu poświęcam też komputerowi (Internet, Delphi, gry). Jeśli ktoś z Was ma jakieś pytania czy sugestie odnośnie moich projektów, to niech śmiało pisze. Na pewno na każdy list odpiszę. e-mail: [email protected] Michał Stach, Kamionka Mała Mam 24 lata. W tym roku (2002) ukończyłem Politechnikę Rzeszowską, specjalność Aparatura Elektroniczna. Interesuję się elektroniką mikroprocesorową i ana-

Jarosław Chudoba, Gorzów Wlkp. Mam 26 lat. Elektroniką zacząłem interesować się w wielu 17 lat ale tak naprawdę elektronika wciągnęła mnie na dobre od momentu, gdy zaczęła ukazywać się EdW. Moje zainteresowania pozaelektroniczne to gra na gitarze i astronomia. 66-400 Gorzów Wlkp., ul. Spichrzowa 3/6

Godziszka Obecnie studiuję Mechanikę i Budowę Maszyn w Akademii Techniczno-Humanistycznej w Bielsku-Białej. Elektroniką interesuję się od bardzo dawna, ale oprócz niej interesuję się również informatyką oraz trochę chemią. 43-376 Godziszka, ul. Tulipanów 56

Roman Biadalski,

Piotr Wójtowicz, Wólka Bodzechowska Mam 19 lat. Moje zainteresowania, poza elektroniką, dotyczą głównie takich nauk jak: fizyka, kosmologia, matematyka. Poza tym: tworzenie grafiki, oceanografia, lotnictwo i programowanie PC. Obecnie uczę się w Technikum Hutniczo-Mechanicznym [THM] w Ostrowcu Świętokrzyskim, w klasie maturalnej o specjalności: Energoelektronika. Jednak swojej przyszłości nie wiążę ściśle z tym zawodem. Po skończeniu szkoły planuję iść na studia, choć jeszcze do-

Zielona Góra Technik elektronik, lat 32, absolwent Zespołu Szkół Elektronicznych w Zielonej Górze. Pracuję jako serwisant urządzeń radionadawczych. Radioamatorski znak wywoławczy: SQ3BMA. Zainteresowania: radiowe systemy odbiorcze o dużej odporności na zakłócenia inter-

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

kładnie nie wiem, na jaki kierunek (robotyka, elektronika, informatyka). Moja ulubiona muzyka to J.S. Bach, Billy Idol, Black Sabbath, Depeche Mode, Lacrimosa, Led Zeppelin, R. Wagner. Ulubione filmy: Pulp Fiction, Leon Zawodowiec, Wielki Błękit, Star Wars, Excalibur. Często i dużo jeżdżę na rowerze górskim, a ponieważ mieszkam blisko lasu mam do tego doskonałe warunki. 27-420 Bodzechów, Wólka Bodzechowska 42a e-mail: [email protected] Filip Rus, Zawiercie Elektroniką zajmuję się na poważnie od 6 lat (choć już od najmłodszych lat lubiłem coś od czasu do czasu rozebrać). Moim ulubionym działem jest elektronika cyfrowa w czystej postaci. Oprócz elektroniki posiadam szereg najróżniejszych zainteresowań takich jak: programowanie (Pascal i Delphi), kręcenie i składanie filmów (za pomocą komputera), od pewnego czasu kolarstwo zjazdowe i freeride’owe, kino science-fiction i lekko psychologiczne, oraz manga, anime i kultura Japonii. Moim ulubionym zespołem muzycznym jest Kult. Obecnie jestem w czwartej klasie LO o profilu informatycznym i zamierzam podjąć studia na Politechnice Wrocławskiej na kierunku telekomunikacja. Michał Koziak, Sosnowiec Mam 17 lat. Elektroniką interesuję się od dawna. W Szkole Konstruktorów uczestniczę od pół roku. Szczególnie podobają mi się wzmacniacze i odbiorniki lampowe, jednak posiadam tylko naprawiony przez siebie gramofon „Bambino”. Interesuję się także komputerami (programowanie, sieci i inne) oraz modelarstwem kolejowym. 41-215 Sosnowiec, ul. Broniewskiego 27 Rafał Stępień, Rudy Jestem uczniem III klasy Liceum Technicznego o profilu elektronicznym. Elektroniką zajmuję się od 4 lat. Oprócz tego interesuje mnie sprzęt audio Hi-Fi,

27

Galeria Szkoły Konstruktorów programowanie w Delphi, dobra muzyka i kino. 470-430 Rudy, ul. Brzozowa 23 e-mail: [email protected] tel. (0-32) 410-33-63 Piotr Dereszowski, Chrzanów Mam 16 lat. Chodzę do Technikum w Trzebini. Elektroniką interesuję się od kilku lat. Trochę interesuję się także robotyką. 32-500 Chrzanów, ul. Mieszka I 13/75 tel. (0-32) 62-336-43 Radosław Ciosk, Trzebnica Mam 15 lat, chodzę do III klasy gimnazjum. Elektroniką interesuję się od ponad 2 lat. Poza tym interesuję się muzyką (słucham Nirvany, uczę się grać na gitarze basowej), pisaniem stron WWW, uczę się programować mikrokontrolery i pisać programy na PC. 55-100 Trzebnica, ul. Żeromskiego 28/2 e-mail: [email protected] nr GG: 2392870 tel. (0-71) 312-15-75 Michał Pasiecznik, Zawiszów Mam 21 lat i jestem studentem trzeciego roku Wydziału Elektroniki Politechniki Wrocławskiej. Elektroniką zacząłem interesować się będąc już w przedszkolu. Dostałem wtedy „Małego Konstruktora”. Oprócz elektroniki w czystej postaci, moim hobby jest zbieranie starych komputerów (zwłaszcza firmy Atari) i doprowadzanie ich do używalności. Lubię także zbierać grzyby, chodzić na wycieczki krajoznawcze, oglądać filmy i seriale s-f oraz czytać komiksy :). 58-100 Świdnica Śl., Zawiszów 3B e-mail: [email protected] tel. kom. 0-691 533 739 Radosław Koppel, Gliwice Moja przygoda z tym światem rozpoczęła się 27 czerwca 1983 roku, czyli jestem zodiakalnym Raczkiem. Przeróżne siły zewnętrzne (nie napiszę jakie, dopóki nie skończę szkoły) zdołały co prawda troszeczkę ostudzić mój zapał do elektroniki, ale jeszcze spora jego ilość mi pozostała. Poza elektroniką interesuję się informatyką, robotyką, oraz... ezoteryką. e-mail: [email protected] Jakub Jagiełło, Gorzów Wlkp. Oprócz elektroniki interesuję się także płazami (o nich jest właśnie moja strona internetowa) oraz informatyką – szczególnie programowaniem (Pascal i Assembler pod DOSem, Delphi, C++ pod Windows i Linux). Samą elektroniką zacząłem interesować się już w wieku kilku lat, choć wtedy nie miało dla mnie znaczenia czy psuję telefon, czy zegar z kukułką. 66-400 Gorzów Wlkp., ul. Armii Krajowej 13/8 e-mail: [email protected] nr GG: 5272867 www: http://www.tkt.prv.pl tel. (0-95) 735-29-23 Andrzej Sadowski-S Skwarczewski, Skarżysko-Kam. Obecnie uczę się w piątej klasie Technikum Elektronicznego Zakładów Naukowych w Skarżysku-Kam. Poza

28

elektroniką interesuje mnie informatyka, programowanie w Delphi, Pascal, Asambler, Internet, UT (nick: And!), fizyka a szczególnie zjawiska fizyczne wytwarzające ciekawe efekty np. działo magnetyczne. e-mail: [email protected] Robert Jaworowski, Augustów Oprócz elektroniki interesuję się wędkarstwem i sportem. Swoją przygodę z EdW zacząłem w 1998 roku. Moim zdaniem jestem typem naukowca, gdyż wiele wiadomości mam nieuporządkowanych, wiele niedoczytanych, ciągle interesuję się nowymi pojęciami, lecz niezbyt dokładnie zagłębiam się w różne pojęcia. Wiem jedno – muszę nad sobą pracować, udoskonalając siebie. 16-300 Augustów, ul. Mickiewicza 19/15 tel. (0-87) 643-18-02 Bartek Czerwiec, Mogilno Mam 15 lat. Chodzę do trzeciej klasy Gimnazjum. Elektroniką interesuję się od lat młodzieńczych, kiedy to rozbierałem samochodziki na zdalne sterowanie lub radia. Poza tym interesuję się także dobrą książką, elektrotechniką, matematyką, chemią, techniką oraz fizyką. Moim największym chyba zainteresowaniem (prócz elektroniki) jest mechanika. Uwielbiam składać stare motocykle, jak również na nich jeździć. Na koncie mam już dwa złożone motory, aktualnie dopracowuję SHL-kę z 1949 roku. 88-300 Mogilno, ul. Wybudowanie 1 tel. (0-52) 56-800-20 tel. kom. 0-603 611 632 Zbigniew Meus, Dąbrowa Szlachecka Mam 21 lat. Mieszkam w przepięknej miejscowości - Dąbrowie Szlacheckiej - położonej nad Wisłą w okolicach Krakowa. Oprócz szerokich zainteresowań technicznych interesuję się jeszcze np. sportem. Gram w piłkę nożną, biegam (obecnie przygotowuje się do maratonu), jeżdżę na rowerze, pływam. Pozdrawiam Wszystkich znajomych i nie tylko ;-) e-mail: [email protected] tel. kom. 0-505 698 841 strony internetowe: www.elit.prv.pl www.zbigi7.prv.pl www.komurnik.prv.pl Sebastian Mankiewicz, Poznań Mam 25 lat. Studiuję na Politechnice Poznańskiej na kierunku Elektronika i Telekomunikacja. Jestem już na 5 roku studiów na specjalności Systemy Telekomunikacyjne. Ostatnio „zdradzam” zainteresowania czysto elektroniczne na rzecz tworzenia stron WWW. Ponieważ jestem osobą niepełnosprawną (od urodzenia jeżdżę na wózku), postanowiłem stworzyć serwis dla osób niepełnosprawnych zawierający wykaz lokali bez barier, znajdujących się w moim rodzinnym Poznaniu. Efekty moich działań można znaleźć pod adresem http//:sonda.poznan.w.interia.pl . Poza elektroniką interesuję się ogólnie rozumianą nauką i techniką oraz uprawiam taniec na wózkach. Pomagam także w prowadzeniu strony internetowej poznańskiego oddziału Centrum Wolontariatu. Szkoła Konstruktorów jest dla mnie kolejną możliwością pokazania innym, że potrafię sam stworzyć coś od początku do końca. W wolnych chwilach lubię także pisać wiersze. e-mail: [email protected] Paweł Szwed,

Grodziec Śląski Mieszkam w Grodźcu Śląskim koło Bielska-Białej. Uczę się w trzeciej klasie liceum technicznego o profilu elektronicznym w Skoczowie. Moja przygoda ze Szkołą Konstruktorów zaczęła się ponad rok temu, od zadania nr 66. Obecnie udało mi się uzbierać 11 punktów. Moim głównym zainteresowaniem jest elektronika. Ciekawi mnie również fizyka, komputery oraz zjawiska niewyjaśnione. 43-386 Świętoszówka, Grodziec Śląski, ul. Zagóra 93 e-mail: [email protected] tel. kom. 0-608 143 430 Marcin Dyoniziak, Brwinów Mam 16 lat. Jestem uczniem LO o profilu matematyczno - fizyczno - informatycznym. Poza elektroniką interesuję się wędkarstwem. Jestem harcerzem i należę do Kręgu Harcerzy Starszych 338 „Feniks” w Hufcu Wola w Warszawie. Z elektroniki interesuje mnie elektronika cyfrowa i wszystkie „pożyteczne” układy. Chciałbym zacząć programować. 05-840 Brwinów, ul. Figowa 5 e-mail: [email protected] nr GG: 4341806 tel. kom. 0-692 037 928

Cezary Kuśmierski, Poniatów Mam 25 lat. Wykształcenie średnie ekonomiczne (ZSZ nr 1 w Tomaszowie Maz.). Elektroniką zajmuję się nieregularnie, są nawet półroczne przerwy. Ale to nie jest jedyne moje hobby. Poza nią jest jeszcze akwarystyka, fotografia i komputery. I nie uważam, że piktogramy to cofanie się w rozwoju :) !!! 97-330 Poniatów, ul. Orzechowa 5 tel. kom. 0-606 958 594 Grzegorz Kaczmarek, Opole Mam 20 lat. Studiuję na Politechnice Opolskiej na wydziale Automatyki i Robotyki na kierunku Elektronika i Telekomunikacja. Elektroniką zacząłem interesować się w czwartej klasie podstawówki, przebrnąłem przez Technikum Elektryczne w Opolu. Pasjonuje mnie technika cyfrowa, a co z tym się wiąże i transmisja danych. Interesują mnie także sposoby wykorzystania ogólnodostępnych sygnałów w usprawnianiu sobie życia (GPS, GSM, DCF etc.), jak i naturalnych, jak np. promieniowanie słoneczne, czy światło gwiazd, lub odbite od planet. Piszę programy w asemblerze, oraz na platformy PC w Pascalu i Delphi, oraz coś dla Sieci – HTML. Lubię także spędzać czas poza domem, na wędrówkach, zwłaszcza z moją ukochaną Alą. 45-307 Opole, ul. Łódzka 5 e-mail: [email protected] tel. kom. 0-501 815 910 Marek Osiak, Żabno

Piotr Podczarski, Redecz Wielki Mam 19 lat. Chodzę do Liceum Agrobiznesu w Lubraniu-Marysinie. Elektroniką interesuję się od ponad 5 lat. Moja przygoda z tą wspaniałą dziedziną zaczęła się od zwykłej krótkofalówki, a potem było już CB radio. EdW czytam od 1999 roku. 87-890 Lubraniec, Redecz Wielki 43 tel. (0-54) 286-34-59 Grzegorz Niemirowski, Ryki Elektroniką zajmuję się amatorsko od 7 lat. Najbardziej podoba mi się cyfrówka. Interesuję się też informatyką, szczególnie bezpieczeństwem teleinformatycznym. Lubię programować, wykorzystuję różne języki, ale najczęściej piszę w VB6. Niedawno zainteresowały mnie zjawiska i układy elektroniczne wykorzystujące wysokie napięcia. W lutym 2003 roku rozpoczynam studia na Politechnice Warszawskiej na kierunku o nazwie Makrokierunek, który obejmuje informatykę, robotykę i automatykę, elektronikę i telekomunikację. Poza tym ciekawią mnie też zjawiska paranormalne. 08-500 Ryki, ul. Żytnia 38 e-mail: [email protected] nr GG: 3148039 nr ICQ: 163509464 www: www.grzegorz.net tel. (0-81) 865-12-34 Jan Stanisławski, Sanok Mam 17 lat. Chodzę do 3 klasy LO. Interesuję się głównie elektroniką i informatyką, bardzo lubię składać kity, ostatnio projektuję też własne układy, których spora część już działa. Wolny czas spędzam przy komputerze, piszę też małe programy. 38-500 Sanok, ul. Daszyńskiego 3/27 e-mail: [email protected] nr GG: 1857572 www: www.republika.plijohnymaster tel. (0-13) 463-28-14 tel. kom. 0-501 696 301

Bardzo interesuję się techniką audio. Cenię sobie bardzo sprzęt produkcji UNITRA i innych polskich firm, np. DIORA itp. Magnetofon szpulowy 2k-140TM spisuje się wzorowo, mimo swojego wieku. W technice cyfrowej stawiam pierwsze kroki. Lubię bawić się efektami świetlnymi. 83-200 Starogard Gdański, Żabno 4 tel. (0-58) 562-05-10 Marcin Kartowicz, Bolechowo Mam 21 lat. Ukończyłem Liceum Ogólnokształcące. Moje pozaelektroniczne zainteresowania to głównie muzyka i sport. 62-005 Bolechowo, poczta Owińska, ul. Parkowa 1/6 tel. (0-61) 8-920-223 Krzysztof Żmuda, Chrzanów Mam 18 lat. Mieszkam w Chrzanowie (woj. Małopolskie). Uczęszczam do IV klasy Technikum Elektronicznego w Trzebini. Elektroniką zainteresowałem się na początku ósmej klasy szkoły podstawowej. Moimi zainteresowaniami pozaelektronicznymi są: informatyka i modelarstwo. 32-500 Chrzanów, ul. Wodzińska 4/12 e-mail: [email protected] tel. kom. 0-607 813 838 Radosław Szycko, Goleniów Mam 19 lat. Elektroniką interesuję się od 8 lat, głównie robotyką, nadajnikami, cyfrówką, audio. Inne moje zainteresowania to: informatyka, modelarstwo, historia i w ogóle wszystko po trochu. Jeśli masz podobne zainteresowania, to napisz! Czekam! 72-100 Goleniów, ul. Szkolna 26B/5

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Galeria Szkoły Konstruktorów Jakub Siwiec, Tarnów Chodzę do 4 klasy Technikum o profilu: aparatura kontrolno-pomiarowa i mechaniczna, automatyka przemysłowa. Oprócz elektroniki interesuje mnie wędkarstwo oraz pisanie programów. 33-100 Tarnów, ul. Targowa 1/6 Paweł Lasko, Nowy Sącz Mam 16 lat. Interesują mnie nauki ścisłe, szczególnie elektronika. Interesuję się również (a właściwie przede wszystkim) Pismem Świętym. Oprócz tego uczę się grać na gitarze (jeszcze nie bardzo mi wychodzi, ale do wszystkiego trzeba dążyć wytrwale). Trochę interesuję się masażem leczniczym. W wolnych chwilach studiuję literaturę na ten temat. Mam dwóch braci. 33-300 Nowy Sącz, ul. Barska 6D/2 e-mail: [email protected] tel. (0-18) 441-57-18 Bartłomiej Śliwiński, Łódź Interesuję się elektroniką, sprzętem komputerowym, grafiką 3D. Moim ulubionym gatunkiem muzyki jest rock i pochodne - szczególnie z okresu lat 70. Bardzo lubię jazdę rowerem MTB. Studiuję informatykę na Wydziale Elektrotechniki i Elektroniki Politechniki Łódzkiej. Przyznanie I miejsca mojemu projektowi (zadanie 53 Szkoły) dało mi wiele zadowolenia i satysfakcji, a jednocześnie zmobilizowało i dodało odwagi do budowania ciekawych i coraz bardziej złożonych układów. e-mail: [email protected] www: www.bart-sli.prv.pl Jakub Świegot, Środa Wlkp. Mam na imię Kuba. Uczę się w Gimnazjum nr 1 w Środzie Wlkp. Oprócz elektroniki interesuję się komputerami. Trochę zajmuję się programowaniem. Swego czasu dużo pisałem w Pascalu. Nie lubię sportu i humanistycznych nauk. Od czasu do czasu lubię zagrać w jakąś dobrą grę komputerową. 63-000 Środa Wlkp., oś. Jagiellońskie 42/44 tel. (0-61) 287-03-36

Krzysztof Budnik, Gdynia Mam 19 lat. Moje zainteresowania to przede wszystkim elektronika, ale od kiedy kupiłem komputer, zajmuję się tylko pisaniem programów i gier. Na elektronikę teraz rzadko starcza mi czasu :(. Uczę się języka C++ i pracuję w edytorze „Bortland C++ Builder 6”. Interesuje mnie także hardware. 81-624 Gdynia, ul. Krótka 4/23 e-mail: [email protected], tel. kom. 0-691 530 670 Radosław Krawczyk, Ruda Śląska Mam 13 lat. Elektronika to moje hobby. 41-711 Ruda Śląska 11, ul. Księdza Niedzieli 61a/8 Tel. (0-32) 240-19-13, tel. kom. 0-501 937-818 e-mail: [email protected] www: www.radek.k.of.pl Michał Waśkiewicz, Białystok Elektroniką interesuję się od podstawówki. Aktualnie mam 15 lat i chodzę do III klasy Publicznego Gimnazjum nr 14 w Białymstoku. Z elektroniki szczególnie interesują mnie układy cyfrowe i mikroprocesory, którymi zacząłem interesować się po kursie Bascom College autorstwa Ś.P. Zbigniewa Raabe. Na razie posługuję się Bascom’em AVR i 8051, ale mam nadzieję, że uda mi się opanować C. Poza elektroniką interesuję się komputerami, programowaniem, ostatnio trochę sieciami. e-mail: [email protected] nr G-G: 5239277, tel. (0-85) 745-36-19

rzeczy niezwiązanych z pracą, z hobby czy zawodem wyuczonym, na które nie ma tu miejsca, by to wszystko opisywać. e-mail: [email protected] Krzysztof Nytko, Tarnów Mam 35 lat, pracuję jako mechanik w niewielkim przedsiębiorstwie, jakim są Tarnowskie Wodociągi. Przygodę z elektroniką rozpocząłem dawno temu od zestawów „Młody Elektronik”, a uruchamiając swój pierwszy migacz na dwóch tranzystorach połknąłem bakcyla. Interesuje mnie także informatyka, którą od dwóch lat studiuję zaocznie. Obecnie powolutku wprowadzam w świat elektroniki mojego 5-letniego synka. 33-100 Tarnów, ul. Leśna 15/55 e-mail: [email protected], tel. kom. 0-607 737 936 Karol Kowalczuk, Grabowiec Mieszkam w Grabowcu (pow. Zamość). Jestem uczniem I klasy o profilu: informatyka, zarządzanie informacją w L.O. im. 8. Bydgoskiego Pułku Piechoty w Grabowcu. Moje zainteresowania skupiają się głównie na elektronice (mikroprocesory i komputery). Dodatkowo interesuję się fizyką, szczególnie molekularną (lasery, reaktory cząsteczkowe), matematyką, informatyką i muzyką (gram na klarnecie). [email protected] tel. (0-84) 651-21-23 Marcin Przybyła, Siemianowice Śląskie Zainteresowania: elektronika cyfrowa i mikroprocesorowa, elektronika w samochodzie, nagłośnienie.

Robert Gawron, Rabka Interesuję się grami RTS. 34-700 Rabka, ul. Orkana 16/7 Marian Jarek, Ołpiny Mieszkam w małej miejscowości Ołpiny w woj. podkarpackim. Pracuję. Moim podstawowym hobby jest elektronika i wszystko co jest z nią związane - np. roboty. Sam też czasem coś wymyślę, co można było zobaczyć na stronach EdW. Trochę fotografuję piękno przyrody, ludzi, czasem jakiś dokument. Interesuje mnie człowiek, jego psychika. Lubię filmy s-f, komedie, dobre ciasto. Czasem „dorwę” jakąś książkę. Mam też dużo innych zainteresowań, np. latawce, modelarstwo itp., Często robię całą masę innych

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

41-100 Siemianowice Śląskie, ul. PCK 12/5 e-mail: [email protected] Przemysław Korpas, Skierniewice Mam 18 lat. Elektroniką zainteresowałem się w wieku 10 lat. Szczególnie ciekawa wydaje mi się technika radiowa (prowadzę nasłuch dalekich stacji w paśmie

UKF FM oraz eksperymentuję z różnymi nadajnikami). Bawię się czasem mikroprocesorem 2051 (Assembler i Bascom). Oprócz tego pisze programy na PC (Delphi, Turbo Pascal, a ostatnio zaczynam C++). Posiadam sporą kolekcję muzyki w formacie MP3 (ponad 10 tys. pozycji) – głównie techno, ale także polskie i zagraniczne przeboje z lat ’70 i ’80. 96-100 Skierniewice, ul. Jastrzębia 3 e-mail: [email protected] nr GG: 1213154 www: http://strony.wp.pl/wp/meloman.radio/ tel. (0-46) 833-98-18 Damian Zwoliński, Dąbrowa Górnicza Mam 16 lat. Elektroniką interesuję się od dłuższego czasu, ale najbardziej lubię elektronikę cyfrową, a w szczególności mikroprocesory. Dzięki kursowi Bascom College od pewnego czasu zajmuję się programowaniem w VB i całkiem nieźle mi to wychodzi. 42-522 Dąbrowa Górnicza, ul. Wilgowa 13 e-mail: [email protected] Jakub Sobański, Rudka Oprócz elektroniki interesuje mnie mechanika, elektrotechnika, systemy komputerowe. We wrześniu 2002 roku poszedłem do Technikum Elektronicznego do Zespołu Szkół nr 3 w Ostrowcu Świętokrzyskim. Bardzo lubię jeździć na rowerze, w tym roku przejechałem 1900 km. 27-415 Kunów, Rudka 17 tel. (0-41) 261-15-70 Arkadiusz Kocowicz, Czarny Las Mam 16 lat i chodzę do IX LO im. C. K. Norwida w Częstochowie, poza elektroniką interesuję się fizyką, muzyką (gram na klarnecie, basie), komputerami. Nie umiem pisać o sobie... 42-233 Mykanów, Czarny Las, ul. Częstochowska 41 e-mail: [email protected]

29

Szkoła Konstruktorów Rozwiązanie zadania powinno zawierać schemat elektryczny i zwięzły opis działania. Model i schematy montażowe nie są wymagane, ale przysłanie działającego modelu lub jego fotografii zwiększa szansę na nagrodę. Ponieważ rozwiązania nadsyłają Czytelnicy o różnym stopniu zaawansowania, mile widziane jest podanie swego wieku. Ewentualne listy do redakcji czy spostrzeżenia do erraty powinny być umieszczone na oddzielnych kartkach, również opatrzonych nazwiskiem i pełnym adresem. Prace należy nadsyłać w terminie 45 dni od ukazania się numeru EdW (w przypadku prenumeratorów – od otrzymania pisma pocztą).

Zadanie nr 83 Pomysłodawcą zadania 83 jest Bartosz Rodziewicz z Białegostoku. Bartosz już dawno temu zaproponował, żeby uczestnicy Szkoły opracowali układ, dzięki któremu kierowcy mogliby lepiej widzieć pieszych na drodze. Pieszy powinien nosić jakiś świecący układ, dobrze widoczny z dużej odległości. Myślę, że jest to dobre zadanie na długie zimowe wieczory. Oto temat zadania: Zaprojektować układ, dzięki któremu pieszy będzie lepiej widoczny na drodze. Tym razem macie ogromne pole do popisu. Pomysłodawca proponuje wykonanie jakiegoś światełka ostrzegawczego. I słusznie! Ale może ktoś z Was wpadnie na inny pomysł? Jeśli miałoby to być światełko ostrzegawcze, pamiętajcie, że istnieje poważna konkurencja – wszelkiego rodzaju odblaski. Ele-

Rozwiązanie zadania nr 79 Temat zadania 79 brzmiał: Zaprojektować układ miernika częstotliwości odświeżania ekranu. Zaproponowaliście kilka sposobów rozwiązania postawionego problemu. Kilku uczestników nadesłało tylko e-maile z informacją, że istnieją programy pełniące podobną funkcję: informują o aktualnej częstotliwości odświeżania. Adam Robaczewski z Wejherowa napisał między innymi: (...) Jeden z takich programów przesyłam w załączniku. Nie wiem, kto jest jego autorem, ale ma status freeware. Znalazłem go kiedyś na płycie dołączonej do jednej z gazet komputerowych (Chip 3/99). (...) BTW: z moich obser-

30

menty odblaskowe mają ogromną zaletę – nie wymagają zasilania, są proste, tanie i powszechnie dostępne. Jeśli więc zaprojektowane światełko ostrzegawcze ma stanowić konkurencję dla odblasków, należy zastanowić się, jak taki pożyteczny gadżet uczynić bardziej atrakcyjnym. Bo najprostsza mrugająca czerwona lampka do największych atrakcji chyba już nie należy... I to jest ogromne pole do wykazania się pomysłowością. Przypuszczam, że tym razem układ elektroniczny nie będzie sprawą najważniejszą. Kluczowe znaczenie mieć będą pomysł na ciekawy efekt świetlny oraz konstrukcja zapewniająca długotrwałą i wygodną eksploatację. Moim zdaniem, pomysł na dobry efekt świetlny może być najważniejszym czynnikiem zachęcającym potencjalnych użytkowników, zwłaszcza młodych do noszenia takiego światełka. Nigdy nie wiadomo, czy interesujący układ nie zdobędzie niespodziewanie ogromnej popularności i nie rozpo-

wszechni się na szerszą skalę. Ruszcie więc głową. A swoją drogą uważam, że każda próba zwiększenia bezpieczeństwa pieszych jest godna uwagi, dlatego warto odświeżyć i ten temat. Osoby, które zdecydują się wykonać model, niech starannie przemyślą najpierw kwestie zasilania, obudowy, trwałości. Ważną sprawą jest czas użytkowania kompletu baterii. Czy można i warto wykorzystać automatyczny wyłącznik zasilania? W większości przypadków użytkownik może określić, że jego układ nigdy nie pracuje dłużej niż np. 40 minut potrzebne na drogę z/do szkoły. Może więc warto wbudować „czasówkę” wyłączającą automatycznie układ np. po godzinie? Jak zwykle, dobre idee i pomysły teoretyczne mają duże szanse na nagrody. Zachęcam więc do udziału i w tym zadaniu. Czekam też na propozycje kolejnych tematów. Pomysłodawcy wykorzystanych zadań otrzymują nagrody rzeczowe.

wacji wynika, że najprawdopodobniej częstotliwość ‘optymalna’ to maksymalna bezpieczna dla danego monitora. (...) Rzeczywiście do zadania można podejść w różny sposób, ale celem Szkoły jest przede wszystkim nauka analizy problemu, szukanie różnych możliwości i wybór możliwie prostego rozwiązania. W tym przypadku celem było nie tylko stworzenie rozwiązań sprzętowych, ale właśnie analiza możliwości i zachęta do prób. I już na początku warto podkreślić, że miernik nie może być skomplikowany. Miernik częstotliwości odświeżania to raczej gadżet niż poważne urządzenie pomiarowe. Przecież nowe monitory z OSD mają w swoim bogatym menu także opcję wyświetlania częstotliwości odchylania poziomego

i pionowego. Układ nie może być skomplikowany i drogi, bo przeznaczony jest właśnie dla mniej zamożnych, dla posiadaczy starszych monitorów i komputerów. Koszt i stopień skomplikowania to jedna sprawa, a pomysł na sposób pomiaru to druga. Cieszę się, że zaproponowaliście różne metody uzyskiwania informacji o częstotliwości odchylania pionowego. Szereg osób zaproponowało najprostszy sposób, mianowicie wykorzystanie fotoelementu i multimetru z częstościomierzem. Wbrew pozorom, nie jest to takie łatwe i oczywiste, bo trzeba sprawdzić, czy miernik będzie prawidłowo zliczał „zaśmiecony” przebieg z fotoelementu. Zresztą kilka osób lojalnie przyznało, że nie udało się zrealizować tej obie-

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Szkoła Konstruktorów cującej idei w praktyce. Część uczestników stawierdziła, że zadanie okazało się zbyt trudne. Świadczy o tym też mniejsza niż zwykle liczba prac. Na przykład Szymon Janek z Lublina przeprowadził próby z fototranzystorem i gotowym licznikiem impulsów i zniechęcił się – licznik nie chciał prawidłowo zliczać impulsów z fototranzystora. W rezultacie Szymon zaproponował ostatecznie pomiar częstotliwości przebiegów w sygnale podawanym z wyjścia karty graficznej na monitor. Próby podjął też Jacek Rączka z Połomi. Chciał samodzielnie rozwiązać problem programowo, badając zmiany stanu bitu 3 w rejestrze pod adresem 3DAh. Program napisany w Pascalu działał, ale nie do końca spełnił oczekiwania Autora. Piotr Kosmecki z Poznania podał interesujący pomysł, niemniej zaproponowany schemat wymaga dopracowania (Kosmecki.gif). Czujnikiem byłaby mianowicie fotodioda, z której impulsy zamieniane byłyby na napięcie stałe proporcjonalne do częstotliwości. Dalej to napięcie stałe byłoby porównywane z napięciem stałym z potencjometru za pomocą komparatora z jedną diodą LED – częstotliwość byłaby odczytywana ze skali potencjometru. Pomysł jest dobry ze względu na prostotę (przyznaję 2 punkty), niemniej zaproponowany przetwornik F/U na pewno nie spełni swego zadania. Podobny błąd popełnił Marek Osiak ze Starogardu Gdańskiego, który chcąc wykorzystać multimetr, zaproponował prościutki przetwornik światło/napięcie (Osiak1.gif). W drugim zaproponowanym układzie (Osiak2.gif) prawidłowo chce zastosować przetwornik F/U typu LM331 i kostkę LM3914. Podobną ideę podał też Jakub Świegot ze Środy Wlkp. Młody Łukasz Fortuna z Wołowej chce wykorzystać licznik 4040 z 7 diodami LED, na których można odczytać częstotliwość w ko-

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

dzie dwójkowym z dokładnością do 1Hz. Przerzutnik monostabilny na kostce 555 generuje impuls o czasie 1s po naciśnięciu S1. Oryginalny schemat jest pokazany na rysunku 1. Za ten prosty i ciekawy pomysł Łukasz otrzymuje aż cztery punkty pomimo usterek układowych. Zachęcam też do praktycznych prób. Podobny, ale bardziej rozbudowany układ z licznikami z kostki 4520 zaproponował Michał Koziak z Sosnowca. Oryginalny schemat pokazany jest na rysunku 2. Michał zdecydował się mierzyć częstotliwość sygnału VSYNC w gnieździe karty graficznej. Idea do przyjęcia, ale proponuję jeszcze bardziej uprościć układ i usunąć zatrzaski 4042. Nie zaszkodziłoby też wykorzystanie czujnika optycznego. Zamiast sterowania automatycznego wystarczy sterowanie ręczne. Czy nie warto pomyśleć o zastosowaniu precyzyjnego uniwibratora z kostki 4047 w miejsce 40106? Arkadiusz Kocowicz z Czarnego Lasu podał następujące propozycje: 1. przystawka włączana pomiędzy monitor a płytę główną (...), 2. układ, który by „widział” migotanie ekranu i potrafił je zliczyć (...) 3. zdudnianie światła monitora ze światłem o określonej częstotliwości migotania w mojej byłej szkole sala „informatyczna” była oświetlona świetlówkami. Jedna z nich migała z częstotliwością 50Hz, co przy nałożeniu na częstotliwość odświeżania dało bardzo charakterystyczne migotanie i poziome pasy. Tak więc może wystarczy po prostu stroboskop, niekoniecznie na palnikach, powinny wystarczyć diody LED, i wyskalowane pokrętło. (...) 4. Metoda organoleptyczna. Włączamy komputer, sadzamy delikwenta przed monitorem, włączamy stoper i karzemy mu patrzyć w jeden punkt, stoper wyłączamy w momencie, gdy osobę przeprowadzającą pomiar zacznie boleć głowa, uzyskany czas jest odwrotnie proporcjonalny do częstotliwości odświeżania. Rys. 1 Przeprowadziłem następujące eksperymenty: do wyjścia karty dźwiękowej podłączyłem wieżę stereo o mocy 2*15W, a do wejścia najzwyklejszą diodę LED superjasną czerwoną nieznanego mi producenta. Po włączeniu dał się wyraźnie słyszeć brum 50Hz, a po zbliżeniu diody do monitora (Philips 105S) Rys. 2 ton o częstotliwości odświeżania. Do wejścia karty dźwiękowej podłączyłem fotodiodę BPW43, uruchomiłem program Oscilloscope v2.51, oto jaki obraz uzyska-

R y s. 3

łem przy „optymalnej częstotliwości odświeżania”: Zrzut z ekranu pokazany jest na rysunku 3, a na stronie internetowej można znaleźć jeden ze schematów (Kocowicz.gif) Autor otrzymuje 3 punkty, głównie za próby z diodami odbiorczymi.

Rozwiązania praktyczne

Otrzymałem 8 modeli, co jak na tak nietypowe zadanie uważam za wynik znakomity. Na początek, na fotografii 1 przedstawiam model Andrzeja Szymczaka ze Środy Wlkp. Nie jest to jednak miernik częstotliwości odświeżania. Andrzej nie mając pomysłu na miernik, zgodnie z zasadą „lepiej zapobiegać, niż leczyć”, wykonał miernik czasu spędzonego przed komputerem. Wiernemu młodziutkiemu uczestnikowi Szkoły zaliczam 2 punkty, mimo że układ nie spełnia warunków zadania. Model pokazany na fotografii 2 to opracowanie Michała Stacha z Kamionki Małej. Michał najpierw eksperymentował z czujnikiem fotoelektrycznym. Potem próbował wy-

Fot. 1 Model Andrzeja Szymczaka Fot. 2 Prototyp Michała Stacha

31

Szkoła Konstruktorów korzystać pole elektromagnetyczne wytwarzane przez kabel monitora, jednak okazało się, że kabel jest dość dobrze ekranowany i pole to jest słabe. Podjął próby wykorzystania pola magnetycznego wytwarzanego przez cewki odchylania pionowego. Zbudował prototyp licznika dołączanego do gniazda karty graficznej, jednak ten okazał się niewygodny w użytkowaniu. Ostatecznie powrócił do czujnika z cewką i wykonał model prezentowany na fotografii. Dalsze szczegóły można znaleźć na naszej stronie internetowej w pliku MStach.zip. Nie przedstawiam szczegółów, ponieważ układ nie zawiera prawdziwego przetwornika F/U, a zastosowana namiastka nie zapewnia powtarzalności wskazań, o czym zresztą przekonał się Autor projektu. Nie namawiam też do kopiowania tego rozwiązania. Michał otrzymuje upominek i cztery punkty za eksperymenty i za pomysł wykorzystania pola wytwarzanego przez monitor, a nie za model. A tak na marginesie – profesjonalne urządzenia szpiegowskie na podstawie promieniowania monitora mogą ze sporej odległości wiernie odtworzyć zawartość ekranu... Fot. 3 Układ Arkadiusza Zielińskiego

Rys. 4

32

Fotografia 3 pokazuje model Arkadiusza Zielińskiego z Częstochowy. Jak widać na rysunku 4, Autor zbudował prosty miernik częstotliwości przebiegu prostokątnego, przy czym wykorzystał kostki 4026, a w roli generatora przebiegu 1-sekundowego pracuje precyzyjna kostka 4047. Arek proponuje zasilenie miernika z portu joysticka, dostępnym tam napięciem +5V. Przy próbach kopiowania tego układu proponuję zwiększyć wartość C3 (koniecznie MKC lub MKT) do 1uF lub nawet 2,0...2,2uF i jednocześnie zamiast PR1 o wartości 1MΩ zastosować szeregowe połączenie metalizowanego rezystora (1-procentowy) i stabilnego potencjometru - helitrima. Istotną wadą układu jest konieczność podłączenia do gniazda karty graficznej – może jednak lepiej zastosować czujnik fotoelektryczny. Rysunek 5 pokazuje schemat układu Piotra Romysza z Koszalina, a fotografia 4 – model. Oto fragment opisu: (...) Na samym początku największym problemem wydawało mi się zmierzenie częstotliwości pionowej ekranu. Myślałem, że potrzebne będą jakieś układy, które odseparują od siebie częstotliwość pionową i poziomą. Jednak najpierw wolałem sprawdzić, jak będą się zachowywać popularne fotoelementy w standardowych układach. Robiłem próby z fotodiodą, fotorezystorem i fototranzystorem. Do odpowiedniego punktu dołączałem miernik częstotliwości wbudowany w multimetr. Układy z dwoma ostatnimi elementami wykazały częstotliwość 85Hz, czyli zgodną z rzeczywistą (sprawdziłem w OSD monitora). Dioda nie chciała „współpracować„. W ostatecznej wersji zdecydowałem się na fototranzystor (...) W czasie prób okazało się, że gdy ekran, którego częstotliwość jest mierzona, stoi np. koło okna, układ wskazuje 0Hz. Jest po prostu za jasno i nie wykrywa żadnych zmian. Zmniejszanie czułości niewiele da, ponieważ aby miernik był niewrażliwy na światło dzienne, trzeba by mocno ją zmniejszyć. Prowadzi to do tego, że fototranzystor musi dotykać ekranu, aby działał prawidłowo. Częściowym rozwiązaniem, które dało dobre wyniki, było pomalowanie obudowy czarną farbą.

Można też włożyć ją (obudowę) do tulejki, której średnica musi się zwiększać ku wylotowi. Gdy średnica jest za mała, układ nie mierzy większych częstotliwości (chyba że koniec obudowy fototranzystora byłby równy z końcem tulejki, lecz wtedy układ „łapie„ Rys. 5

Fot. 4 Prototyp Piotra Romysza Fot. 5 Model Mateusza Misiornego

światło dzienne). Na przykład, gdy średnica wewnętrzna była równa średnicy obudowy fototranzystora, miernik mierzył częstotliwość tylko do 85Hz. Nieco więcej informacji można znaleźć na stronie internetowej w pliku Romysz.zip. Fotografia 5 pokazuje prosty model Mateusza Misiornego z Suchego Lasu. Oto fragment listu: (...) Zadanie 79 zmobilizowało mnie do zrobienia wreszcie płytki - „modułu„, który już wcześniej planowałem zrobić: składa się z 3 wyświetlaczy 7-segmentowych sterowanych oczywiście multipleksowo i... niczego więcej. Posiada jedynie 4 złącza śrubkowe, aby można było dołączać różne „przystawki„ wejściowe, wymagające obrazowania swojego wyniku na 3 (lub mniej) wyświetlaczach. Już dawno planowałem np. zrobić miernik tętna - jeszcze zanim poznałem 89c2051 - i na przeszkodzie stanęło...dzielenie, no bo jak

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Szkoła Konstruktorów zrobić miernik tętna, wskazujący aktualne tętno, z czasem pomiaru mniejszym niż 1 minuta? Trzeba mierzyć czas między kolejnymi uderzeniami serca i przeskalować to na liczbie uderzeń na minutę. Potrzebna jest wiec funkcja 1/x, co od biedy da się zrealizować np. na ICL710x, ale ten (świetny zresztą) układ nie daje już większych możliwości, jest w dużej obudowie, no i trzeba jeszcze dobudować przetwornik f/U. Trochę dużo tego..

Fot. 6 Miernik 1 Marcina Wiązani Fot. 7 Miernik 2 Marcina Wiązani

A dla procesorka to nic specjalnego, a można jeszcze dorobić dodatkowe funkcje. Ach, dodatkowe funkcje można zawsze dopisać...i to jest najlepsze! (...) A jak mierzę częstotliwość? Otóż gdy zobaczyłem temat zadania, przypomniałem sobie moje próby z piórem świetlnym. Dawno, dawno temu, do mojej starej Amigi podłączałem fototranzystor zamiast myszki i jeździłem nim po monitorze, a na ekranie miał się prze-

suwać kursor myszki. A efekty? Ogólnie mówiąc „Coś tam działało...„ :)) (...) Nałożyłem na fototranzystor kawałek koszulki termokurczliwej (żeby „zbierał” tylko z małego obszaru) i to wiele pomogło, ale jeszcze nie do końca. Po pewnych modyfikacjach software’u otrzymałem 172. To już było coś - 172 to 86*2, czyli już tylko dwa impulsy przy jednym odświeżeniu. Zwiększyłem pętlę opóźniającą w programie i... JEST!! Upragnione 86 pojawiło się na wyświeRys. 7 tlaczu. (...) Właśnie, odnośnie tego, że „urządzenie powinno być w miarę proste i tanie„. Jestem ciekaw innych modeli, ale mój moduł kosztował jakieś 15zł, co jak na jego możliwości wydaje się sumą niedużą. (...) Stąd mój pomysł z modułem z wyświetlaczami - można go użyć do bardzo, bardzo wielu rzeczy, dołączając jedynie kilka elementów tworzących układ wejściowy. Takie chociażby zliczanie osób przybyłych na dużą imprezę (musi być naprawdę DUŻA...liczba osób, co najmniej 3-cyfrowa ;) ) jest zadaniem naprawdę nietrudnym do realizacji na procesorze, a już kilka razy przez EdW przewinęły się układy rozróżniające „kierunek ruchu obiektów„. Zawierały po kilka kostek i wiele elementów dyskretnych. Tutaj to niepotrzebne, wystarczą 2 fotodiody i dosłownie kilka innych elementów i sadzę, że bez problemu można stworzyć układ zliczający kierunek ruchu obiektów.(...) Nieco więcej informacji oraz program źródłowy w BASCOMie można znaleźć w pliku Misiorny.zip. Rozwiązanie nie jest jednak dopracowane, bo pokazywane wyniki są zniżone. Dobry jest jednak pomysł uniwersalnego modułu, który może znaleźć różnorodne zastosowania. Rys. 6

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

33

Szkoła Konstruktorów Fotografie 6 i 7 przedstawiają dwa modele stałego uczestnika Szkoły, Marcina Wiązani z Buska Zdroju. Schematy obu układów są pokazane na rysunkach 6 i 7. Oba wykorzystują krótkie impulsy synchronizacji występujące na nóżce 14 złącza. Pierwszy, analogowy układ (rys. 6, fot. 6) zawiera przerzutnik monostabilny przedłużający impulsy (555), przetwornik F/U (LM2917N) oraz układ obrazowania wyniku. W wersji podstawowej jest to kostka LM3914, dająca rozdzielczość 10Hz. Marcin przewidział też dodatkowy moduł nakładany na pierwszy w formie kanapki. Ten dodatkowy moduł to woltomierz z kostką ICL7106, pozwalający zmierzyć napięcie, a tym samym częstotliwość z większą rozdzielczością. W drugim modelu Marcin wykorzystał mikroprocesor 89C2051 i 21 diod LED, co dało zakres pomiaru 60Hz...160Hz z rozdzielczością 5Hz. Zwora JP1 pozwala zmieniać tryb wyświetlania – linijka/punkt. Doceniam duży wkład pracy włożony w wykonanie ładnych modeli. Jeśli znaczny stopień skomplikowania nie zniechęci Czytelników do próby skopiowania układów, mogą zwrócić się do Marcina o dodatkowe informacje i projekt płytki ([email protected] [email protected]). Na koniec zostawiłem prosty analogowy wskaźnik, pokazany na fotografii 8, wykonany przez Romana Biadalskiego z Zielonej Góry. Fot. 8 Wskaźnik Romana Biadalskiego

Roman napisał: (...) Przedstawione rozwiązanie jest drugim, które wykonałem. Wcześniejsze było wykonane na płytce uniwersalnej z wykorzystaniem układu NE555 i fototranzystora. Zasada działania była taka sama jak przedstawionego powyżej, to znaczy układ pracował jako przetwornik częstotliwość/napięcie. Nieco gorsza praca czujnika, który nie był buforowany, ukierunkowała mnie na zbudowanie układu na bramkach NAND. Kolejny eksperyment, który przeprowadziłem, polegał na równoważeniu dwóch częstotliwości. Jednej pobieranej z fototranzystora buforowanego i drugiej z generatora RC przestrajanego z naniesioną podziałką. Budowa jego również była oparta o CD4093 i można powiedzieć, że działał poprawnie, ale wymagał dużej precyzji przy równoważeniu, co czyniło go mało funkcjonalnym.Układy ingerujące mechanicznie w monitor, złącze lub komputer uznałem za ryzykowne i mało sensowne (rozpraszające uwagę lub zwiększające plątaninę kabli). (...) wydaje się być słuszne wykorzystanie mikroprocesora AT89C2051 (...). Wstępne próby już przeprowadziłem (...) AT89C2051, zegar 455kHz, fototranzystor i TL082 (jako wzmacniacz i komparator) zapewniający znacznie pewniejszy pomiar nawet przy bardzo słabo świecącym monitorze. Układ ten jest w fazie wykonywania płytki i będzie umieszczony w obudowie Z-23 (mała z możliwością zamontowania 3 baterii AAA). Nadesłany prosty miernik pokazuje częstotliwość na wyskalowanym mierniku wskazówkowym. Jednak co ważne, ten prościutki układ może być wykorzystany bez takiego wskazówkowego miernika, mianowicie jako przystawka do dowolnego woltomierza. W związku z wielką prostotą, kieruję projekt do sprawdzenia i ewentualnej publikacji w dziale E-2000.

Podsumowanie

Gratuluję wszystkim, którzy przeprowadzili próby! Okazuje się, że wykorzystaliście trzy sensowne metody:

Punktacja Szkoły Konstruktorów Marcin Wiązania Gacki 121 Mariusz Chilmon Augustów 74 Dariusz Drelicharz Przemyśl 72 Michał Stach Kamionka Mała 55 Roman Biadalski Zielona Góra 46 Marcin Malich Wodzisław Śl. 44 Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. 42 Krzysztof Kraska Przemyśl 37 Bartłomiej Radzik Ostrowiec Św. 37 Piotr Romysz Koszalin 35 Jarosław Tarnawa Godziszka 34 Piotr Wójtowicz Wólka Bodzechowska 33 Dariusz Knull Zabrze 29 Michał Koziak Sosnowiec 28 Filip Rus Zawiercie 28 Rafał Stępień Rudy 26 Piotr Dereszowski Chrzanów 24 Szymon Janek Lublin 24 Radosław Ciosk Trzebnica 22 Mariusz Ciołek Kownaciska 20 Jakub Kallas Gdynia 20

34

Jacek Konieczny Poznań 20 Dawid Lichosyt Gorenice 19 Michał Pasiecznik Zawiszów 18 Radosław Koppel Gliwice 17 Łukasz Cyga Chełmek 16 Jakub Jagiełło Gorzów Wlkp. 16 Andrzej Sadowski Skarżysko-Kam. 16 Arkadiusz Zieliński Częstochowa 16 Robert Jaworowski Augustów 15 Maciej Jurzak Rabka 15 Ryszard Milewicz Wrocław 15 Emil Ulanowski Skierniewice 15 Bartek Czerwiec Mogilno 14 Artur Filip Legionowo 14 Piotr Bechcicki Sochaczew 13 Aleksander Drab Zdziechowice 13 Wojciech Macek Nowy Sącz 13 Zbigniew Meus Dąbrowa Szlach. 12 Sebastian Mankiewicz Poznań 11 Paweł Szwed Grodziec Śl. 11 Marcin Dyoniziak Brwinów 10 Tomasz Gajda Wrząsawa 10 Dawid Kozioł Elbląg 10 Piotr Podczarski Redecz 10 Bartek Stróżyński Kęty 10 Mariusz Ciszewski Polanica Zdr. 9 Filip Karbowski Warszawa 9 Witold Krzak Żywiec 9

Piotr Kuśmierczuk Gościno 9 Andrzej Szymczak Środa Wlkp. 9 Jakub Świegot Środa Wlkp. 9 Kamil Urbanowicz Ełk 9 Michał Waśkiewicz Białystok 9 Piotr Wilk Suchedniów 9 Krzysztof muda Chrzanów 9 Tomasz Badura Kędzierzyn 8 Krzysztof Budnik Gdynia 8 Adam Czech Pszów 8 Krzysztof Gedroyć Stanisławowo 8 Rafał Kobylecki Czarnowo 8 Przemysław Korpas Skierniewice 8 Sławomir Orkisz Kuślin 8 Michał Bielecki Konstancin 7 Paweł Broda Rzeszów 7 Remigiusz Idzikowski Szczecin 7 Rafał Kędzierski Toruń 7 Paweł Kowalski Kraków 7 Marek Osiak Żabno 7 Łukasz Podgórnik Dąbrowa Tarn. 7 Łukasz Szczęsny Wybcz 7 Łukasz Fortuna Wołowa 6 Michał Gołębiewski Bydgoszcz 6 Arkadiusz Kocowicz Czarny Las 6 Mirosław Kost Golasowice 6 Wojciech Kuźmiak Gdynia 6 Bogusław Łącki Nysa 6

Przemysław Młodecki Krosno 6 Mariusz Nowak Gacki 6 Tomasz Sapletta Donimierz 6 Radosław Szycko Goleniów 6 Arkadiusz Antoniak Krasnystaw 5 Przemysław Gąsior Gorlice 5 Roman Gębuś Bzianka 5 Mirosław Gołaszewski Warszawa 5 Marcin Grzegorzek Rybnik 5 Grzegorz Kaczmarek Opole 5 Cezary Kuśmierski Poniatów 5 Fabian Niemiec Krzepice 5 Grzegorz Niemirowski Ryki 5 Marcin Rekowski Brusy 5 Bartłomiej Sędek Budy Barcząckie 5 Adam Sieńko Suwałki 5 Karol Sikora Koszalin 5 Jakub Siwiec Tarnów 5 Jan Stanisławski Sanok 5 Michał Walczyk Radom 5 Wiesław Buczyński Gdynia 4 Łukasz Cepowski Gorzyce 4 Krzysztof Karlikowski Staszów 4 Marcin Kartowicz Bolechowo 4 Jarosław Kempa Tokarzew 4 Łukasz Klepacz Kwaczała 4 Mirosław Kopera Dębica 4 Łukasz Kwiatkowski Kraków 4

1. pomiar światła ekranu, 2. pomiar pola elektromagnetycznego wytwarzanego przez monitor i 3. pomiar sygnału na wyjściu karty graficznej. Troszkę mnie zdziwiło, że nikt nie chciał wykorzystać komputera w roli licznika. Tylko jeden uczestnik doprowadził sygnał z fotoelementu do wejścia karty audio, by zbadać przebiegi. Tymczasem jest to sposób na pomiar, tylko należało odpowiednio włączyć fotoelement i ewentualnie dodać układ formowania impulsów. Impulsy można doprowadzić do wejscia karty audio i mierzyć ich częstotliwość za pomocą częstościomierza – w Internecie można znaleźć potrzebne aplikacje. Można też uformowany sygnał doprowadzić do portu szeregowego czy równoległego – w tym przypadku trzeba jednak albo samemu napisać program, albo znaleźć takowy w odmętach Internetu. Przy takim sposobie „komputerowym” zasilanie można pobrać albo z linii wyjściowych portu szeregowego (więcej niż ±10V), albo z portu joysticka (+5V). Myślę, że dociekliwi eksperymentatorzy powinni jeszcze raz powrócić do tematu i to nie tylko w celu stworzenia miernika częstotliwości. Podstawowy błąd, jaki popełniło wielu uczestników eksperymentujących z fotoelementami, to uparte stosowanie sprzężenia stałoprądowego. Wtedy oczywiście efekt zależy silnie od poziomu oświetlenia zewnętrznego. Należy więc zastosować sprzężenie zmiennoprądowe i odfiltrować niepożądane składniki. Schemat blokowy pokazany jest na rysunku 8. Przy stosowaniu najprostszych przetworników częstotliwość/napięcie trzeba dodać uniwibrator, który wytworzy impulsy o jednakowym czasie trwania i kształcie. Jak pokazuje rysunek 9, najzwyklejsze uśrednienie takich znormalizowanych impulsów da napięcie stałe wprost proporcjonalne do ich częstotliwości. Niepowodzenie w wykorzystaniu impulsów występujących na nóżce 14 wyjścia karty graficznej, które stało się udziałem kilku uczestników, związane jest z jednej strony Grzegorz Marciniak Poznań 4 Mateusz Misiorny Suchy Las 4 Marcin Piotrowski Białystok 4 Bernard Rajfur Trzebnica 4 Bartek Zubrzak Sieradz 4 Michał Gawron Mielec 3 Artur Jackowski Międzyrzec Podl. 3 Barbara Jaśkowska Gdańsk 3 Piotr Kmon Korczyna 3 Paweł Lasko Nowy Sącz 3 Grzegorz Michaluk Nowy Pawłów 3 Łukasz Nowak Krosinko (Mosina) 3 Piotr Omastka Mysłowice 3 Łukasz Referda Zamość 3 Adam Robaczewski Wejherowo 3 Radosław Rybaniec Puławy 3 Marcin Saj Nowa Sarzyna 3 Jakub Sobański Rudka 3 Czesław Szutowicz Włocławek 3 Tomasz Wiśniewski Stargard Szcz. 3 Damian Antoniak Przysucha 2 Piotr Cieśliński Kraków 2 Piotr Diaków Kraków 2 Marek Drozd Stoczek 2 Andrzej Herok Połomia 2 Tomasz Jadasch Kety 2 Marcin Jegier Częstochowa 2 Michał Kazibut Żabno 2

Jerzy Klaczak Katowice 2 Piotr Kosmecki Poznań 2 Daniel Kraszewski Szczecin 2 Radosław Krawczyk Ruda Śl. 2 Michał Kulczycki Pisanowice 2 Karol Kwiatek Lubartów 2 Łukasz Madzia Pogórze 2 Maciej Marynowski Baborów 2 Michał Masalon Gdańsk 2 Łukasz Stępień Częstochowa 2 Paweł Szwarc Poznań 2 Witek Wojciechowski Nowy Dwór Maz. 2 Mateusz Boryń Garbów 1 Tomasz Dudek Łańcut 1 Karol Grenda Tykadłów 1 Mariusz Gronczewski Skubianka 1 Maciej Grzybek Częstochowa 1 Mariusz Hejto Łowiczówek 1 Michał Jankowski Gorzów Wlkp. 1 Paweł Joachimiak Jarocin 1 Tomasz Knefel Skorocice 1 Maciej Misiura Kołobrzeg 1 Krzysztof Nytko Tarnów 1 Krzysztof Smoliński Sieradz 1 Dariusz Szybiak Drohobyczka 1 Łukasz Warzywoda Warszawa 1 Kamil Waszczyński Rudniki 1 Michał Włodarczyk Kraków 1

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Szkoła Konstruktorów z niewielkim czasem trwania tych impulsów, a z drugiej – zmienną ich długością. Tu też należało wykorzystać uniwibrator. Pomimo zdecydowanie mniejszej liczby prac zarówno teoretycznych, jak i praktycznych, jestem zadowolony z nadesłanych rozwiązań tego trudnego zadania. Nagrody otrzymują: Mateusz Misiorny, Piotr Romysz, Marcin Wiązania i Arkadiusz Zieliński. Upominki otrzymują: Roman Biadalski, Michał Stach, Łukasz Fortuna i Arkadiusz Kocowicz. Prawie wszyscy wymienie-

Rys. 8

Rys. 9

ni z nazwiska otrzymują punkty (1...7). Tym razem zamieszczona jest cała tabela z aktualną punktacją (z listy zostały usunięte osoby, które w ciągu ostatnich dwóch lat nie zyskały ani jednego punktu). Serdecznie zapraszam do udziału w rozwiązywaniu kolejnych zadań i do nadsyłania prac w terminie. Wasz Instruktor Piotr Górecki

Co tu nie gra?

- Szkoła Konstruktorów klasa II

Rozwiązanie zadania 79

W EdW 9/2002 zamieszczony był schemat kontrolera wilgotności gleby, nadesłany jako rozwiązanie jednego z poprzednich zadań Szkoły. Układ pokazany jest na rysunku A (dodałem czerwone oznaczenia bramek i wyjść przerzutnika). A

Ogólna idea jest następująca: w spoczynku na obu wejściach przerzutnika zbudowanego z bramek C, D panuje stan wysoki. Stan przerzutnika można wtedy dowolnie zmieniać za pomocą przycisków start, stop. Równoznaczne z naciśnięciem przycisku start jest też pojawienie się stanu niskiego na wyjściu bramki B. Autor dla zapobieżenia korozji elektrod dodał generator pracujący z częstotliwością kilku kiloherców (C1=2,2nF, R1=100kΩ) oraz kondensator C2 mający na celu usunięcie składowej stałej. Gdyby pominąć ten problem, schemat układu wyglądałby jak na rysunku B. B

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

I tu lepiej widać problem, bowiem w spoczynku na wyjściu bramki B powinien cały czas występować stan wysoki. Mogłoby się wydawać, że tak będzie dzięki obecności rezystora R3, ściągającego wejście bramki B do masy. Jeśli jednak ma to być klasyczny kontroler wilgotności, który będzie ustawiał przerzutnik i włączał na przykład sygnalizator akustyczny w przypadku wyschnięcia gleby, to powinien on pozostawać w spoczynku, gdy ziemia będzie wilgotna. Tymczasem mała rezystancja między elektrodami spowoduje, że przy wilgotnej glebie na wyjściu bramki B cały czas występowałby stan niski, czyli przerzutnik byłby cały czas ustawiony. Wyschnięcie gleby spowodowałoby, że na wyjściu bramki B pojawiłby się stan wysoki, co... nie spowodowałoby żadnej reakcji układu. Nic dziwnego, że kilka osób zaproponowało dołączenie R3 nie do masy, tylko do plusa zasilania. W związku z obecnością generatora i kondensatora C2, na elektrodach wystąpi przebieg zmienny na wyjściu bramki, tym samym na wyjściu bramki B przy wilgotnej glebie powinien wystąpić nie stan niski, tylko przebieg prostokątny, co jednak w niczym nie zmieni opisanego wcześniej działania układu z rysunku B. Widać z tego, że układ nie będzie pełnił roli sygnalizatora wyschnięcia gleby. Ja stawiając ten problem we wrześniu, celowo skróciłem opis, żeby nie było w nim informacji, czy przerzutnik ma być ustawiany, gdy gleba wyschnie, czy gdy pojawi się wilgoć. Chciałem, żebyście rozważyli, czy przypadkiem nie jest to sygnalizator pojawienia się wilgoci. I ku memu zadowoleniu część uczestników wzięła pod uwagę taką możliwość. Znów możemy wrócić do prostszego układu z rysunku B. Tym razem rzeczywiście przerzutnik byłby

prawidłowo ustawiany po pojawieniu się wilgoci. Jest jednak pewien drobny szczegół, który wskazuje, że coś tu nie gra. Mianowicie gdy pojawi się wilgoć, na wyjściu bramki B pojawi się na trwałe stan niski (w układzie z rysunku A powinien to być przebieg prostokątny), który... uczyni bezużytecznym przycisk stop. Naciskanie przycisku stop praktycznie nic nie da. Nie spowoduje jakiejkolwiek reakcji wyjścia Q, a jedynie chwilową zmianę stanu na wyjściu zanegowanym Q\, tylko na czas naciskania przycisku stop. Wygląda więc na to, że nie jest to też prawidłowy sygnalizator pojawienia się wilgoci. Krótko mówiąc, układ trzeba zmodyfikować. Nadesłaliście różne propozycje zmian, niestety, w zdecydowanej większości niedopracowane, a często ewidentnie błędne. Niestety, nikt z uczestników nie zwrócił uwagi na istotny problem, który może uniemożliwić działanie jakiegokolwiek układu z zaproponowanym sposobem zapobiegania korozji elektrod. Aby uchwycić sedno sprawy, na ry- C sunku C przedstawiłem część układu, gdzie rezystancje R2, R3 i rezystancję między elektrodami zastąpiłem jedną rezystancją Ra. W punkcie X na pewno występuje przebieg prostokątny, zawarty między masą a plusem zasilania. Jego wartość średnia jest mniej więcej równa połowie napięcia zasilania, a wartość międzyszczytowa jest równa napięciu zasilania. Po przejściu przez kondensator C2 sytuacja zmienia się: kondensator odcina składową stałą i wartość średnia przebiegu w punkcie Y jest równa zeru. Amplituda w pierwszym przybliżeniu pozostaje niezmieniona (znaczna pojemność C2, duża rezystancja wypadkowa Ra). Uproszczone przebiegi z rysunku C pokazane są na rysunku D.

35

Szkoła Konstruktorów D

E Przebieg z punku Y zostaje podany na dzielnik napięcia, pokazany na rysunku E. I tu ujawnia się problem. Rysunek F pokazuje trzy przykładowe przebiegi w układzie z rysunku E, przy różnych wartościach rezystancji między elektrodami. Jak widać, nawet gdyby między elektrodami wystąpiło czyste zwarcie (Rx=0), napięcie w punkcie Z zawsze będzie mniejsze od połowy napięcia zasilania. Tymczasem przebieg z punktu Z ma być podany na wejście bramki z histerezą, gdzie górny próg przełączania będzie wyższy niż połowa napięcia zasilania. Rysunki E i F sugerują, że wejście bramki B będzie traktować przebiegi z punktu Z jako stan niski i na wyjściu tejże bramki nigdy nie pojawi się stan niski, a więc obwód czujnika w ogóle nie spowoduje reakcji przerzutnika, niezależnie od stanu czujnika wilgoci.

F G

H Czy Cię to przekonuje? Starannie przeanalizuj rysunki C...F i opis. Jeśli dopatrzyłeś się nieścisłości – serdecznie gratuluję! Tak jest, w dotychczasowych rozważaniach pominąłem wejściowe obwody ochronne bramki B. Tymczasem występują tam złącza diodowe i zachowanie układu będzie jeszcze inne. Na rysunku G znajdziesz uproszczony schemat tych obwodów, ale w rozpatrywanym układzie może-

36

my go uprościć jeszcze bardziej. Rysunek H pokazuje obwody czujnika z uwzględnieniem czynnej diody. Dioda ta radykalnie zmieni przebiegi w punkcie Z, jak pokazuje rysunek J. Dzięki obecności diody napięcie w punkcie Z nie spada teraz poniżej 0,7V i przebieg został niejako przesunięty w górę. Wygląda na to, że świadomie czy nie, pomysłodawca zastosował rozwiązanie gwarantujące poprawną pracę... Nie do końca...

czynny wpływ diody wejściowej i znów obniży poziomy sygnałów. Przebiegi w układzie z rysunku L (Rx=10kΩ) pokazane są na rysunku M – układ nie będzie pracował! K

L

J

Na problem trzeba spojrzeć szerzej. Mianowicie elektroliza wody i korozja styków rzeczywiście grozi, jeśli pomiędzy elektrodami czujnika płyną znaczne prądy. W pokazanym przypadku prądy te będą znikome, rzędu kilku mikroamperów, choćby z uwagi na dużą wartość R3 (1MΩ). Przy tak małych prądach w zasadzie nie trzeba martwić się o elektrolizę i można byłoby zastosować prostszy układ z rysunku B. Niby tak, ale wszystkie omówione wersje mają istotną wadę praktyczną. Duża wartość R3 daje wprawdzie małą wartość prądu, ale jednocześnie powoduje, że układ staje się bardzo podatny na wszelkie „śmieci”, a konkretnie zakłócenia impulsowe indukowane w elektrodzie czujnika – ta elektroda będzie działać jak antena. Między innymi właśnie ze względu na zakłócenia, w praktycznych układach albo nie pracujemy przy tak dużych rezystancjach, albo stosujemy obwody filtrujące zakłócenia. W wersji z rysunku B należałoby po prostu dodać obwód filtrujący RC na wejściu bramki B według rysunku K. Gorzej w układzie z rysunku A. Tu generator pracuje z częstotliwością kilku kiloherców, więc w zasadzie też można byłoby na wejściu bramki B dodać obwód filtrujący zakłócenia szpilkowe. Można byłoby też obniżyć częstotliwość generatora A do ok. 1kHz i zastosować dodatkowy obwód filtrujący RdCd o stałej czasowej rzędu 0,1ms, według rysunku L. Taki obwód odfiltrowałby wprawdzie zakłócenia szpilkowe, ale na pewno nie usunie ewentualnego przydźwięku sieci 50Hz, a co gorsza, obecność Rd zniweluje dobro-

M

Jak pokazuje ta obszerna analiza, należy bardzo starannie przemyśleć obwody czujnika i rozważyć kilka czynników, a nie tylko problem elektrolizy i korozji. Nagrody-upominki za najlepsze odpowiedzi otrzymują: Grzegorz Kulbaka - Wola Idzikowska Szymon Chęciński - Rasztów Piotr Jakubowski - Warszawa

Zadanie 83 N

Na rysunku N pokazany jest układ niecodziennego regulatora temperatury. Jak zwykle pytanie brzmi:

Co tu nie gra?

Jak zwykle proszę o krótkie odpowiedzi. Kartki, listy i e-maile oznaczcie dopiskiem NieGra83 i nadeślijcie w terminie 45 dni od ukazania się tego numeru EdW. Autorzy najlepszych odpowiedzi otrzymają upominki. Piotr Górecki

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Spis treści rocznika EdW 2002 KITY VELLEMANA

PROJEKTY AVT

Audio/Video/Car Audio Transofon Hi-Fi. Precyzyjny szerokopasmowy przesuwnik fazy. Podwójny ekonomiczny układ mnożący 2,3/02 Uniwersalne moduły wejściowe Hi-End 7/02 Sonometr - precyzyjny przyrząd do pomiaru głośności 4/02 Wzmacniacz prądowy do subwoofera 11/02 Wzmacniacz multimedialny HEXFET 3,4/02 Precyzyjny miernik głośności. Psofometryczny miernik sygnału 8/02 Dla domu 4/02 Automatyczny sterownik oświetlenia Centralka alarmowa 10/02 Elektroniczna konewka 5/02 Elektroniczny rygiel 8/02 Gigantyczny zegar 5/02 Gigantyczne wyświetlacze LED 5/02 Lampka telefoniczna 4/02 Pilot „Jumbo” RC5 1/02 Prosty zamek szyfrowy 12/02 Przypominacz lekarski II 10/02 Syrena sterowana głosem 2/02 Timer mikroprocesorowy 2/02 Turbodopalacz do budzika 6/02 Uniwersalny mikroprocesorowy regulator mocy 220VAC 6/02 Wielofunkcyjny, komputerowy pilot RC5 5/02 Włącznik RC5 8/02 Zdalny włącznik sterowany podczerwienią 10/02 Zegar Predatora 10/02 Układy mikrokomputerowe Płytka testowa do kursu BASCOM AVR 12/02 Do wypoczynku i zabawy „2 w 1”, czyli elektroniczna ruletka i kostka do gry 12/02 1/02 Akustyczny wykrywacz kłamstwa Alarm rowerowy 8/02 Czasowy wyłącznik oświetlenia 9/02 Gadająca kostka 1/02 Komputerowy sterownik (modelu) czołgu 12/02 8/02 Łącze laserowe Miniwąż świetlny sterowany dźwiękiem 11/02 Projektor laserowy 5/02 Przetwornica do zasilania świetlówki kompaktowej z 12V 4/02 Sterownik (niekoniecznie) akwariowy 11/02 7/02 Widmo, albo magiczna różdżka Wyświetlacz widmowy 11/02 Do komputera Uniwersalny sterownik RS232 8/02 UPS - zasilacz awaryjny 11/02 Przyrządy warsztatowe 2/02 Elektroniczny bezpiecznik Generator sekwencji stanów logicznych, wersja uP 1/02 Laboratoryjny generator impulsów 50ns ... 10s 6/02 Precyzyjny bipolarny czujnik prądu 9/02 6/02 Tester kabli Układ mnożący - watomierz 12/02 Uniwersalny moduł filtrów MFB 4/02 Uniwersalny moduł filtrów Sallen-Keya 3/02 Wskaźnik przepalonego bezpiecznika 6/02 Zasilacz symetryczny 9/02 Radiokomunikacja Eksperymentalny pager 4/02 Eksperymentalny radiotelefon LPD 1/02 Generator CB. Czym zastąpić MC1248? 9/02 Miniradiotester KF 8/02 2/02 Minitransceiver ANTEK na pasmo 40m Odbiornik CB na bazie kitu AVT-2347 7/02 Szerokopasmowy generator KF 5/02 Szerokopasmowy przedwzmacniacz w.cz. 3/02 Transwerter 80m/11m 12/02 9/02 RóżneElektroniczny notatnik – Organizer Inteligentne przyciski 5/02 Monitor baterii 1 1/02 Monitor baterii 2 6/02 Programowana tablica świetlna 8/02 11/02 Przetwornica 5/12V Radar IRED 9/02 Sonar – dalmierz ultradźwiękowy 7/02 Transformator Tesli 9,10/02 Wytwórnia piorunów. Generator wysokiego napięcia 4/02 Projekty z Oślej łączki (Dyskotekowy) łańcuch świetlny 7/02 Centralka alarmowa 8/02 Optyczno-akustyczny symulator alarmu 6/02 Patchwork, czyli (widmowa) makatka 6/02 Precyzyjne generatory z kostką 4047 8/02 „Przeraźliwa” syrena alarmowa 8/02 Tester tranzystorów 7/02 Turbodopalacz do budzika (dla śpiochów) 6/02 Uniwersalny układ (długo)czasowy 8/02

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

7/02 45

Wirujące kółko

PROJEKTY I UKŁADY

49 50 13 16 56 51 58 52 13 54 55 47 54 54 50 17 54 18 19 20 52 13 13 56 13 54 56 19 49 83 60 52 21 52 18 16 56 56 52 54 13 58 51 18 47 52 50 54 52 50 52 49 47 52 56 51 52 18 51 52 56 13 50 51 13 13 39 40 39 40 39 45 46 46 40

Helikopter z drewna - kit Vellemana K6708/K6709 Zamek szyfrowy na podczerwień K8016 - generator funkcyjny do PC K8031 - Jednokanałowy oscyloskop do PC MK111 Uniwersalny impulsator MK125 Wyłącznik zmierzchowy. Czujnik świetlny MK127 Światłoczuły świerszcz MK129 Wędrujący krab PCS500 - dwukanałowy oscyloskop do PC

ELEKTOR W EdW

12/02 1/02 5/02 4/02 3/02 3/02 2/02 2/02 6/02

58 25 62 58 19 19 27 27 26

4/02 1/02 1/02 1/02

26 28 29 29

3/02 10/02 3,4/02 10/02 6/02 2/02

55 60

Aktywne obciążenie. Źródło prądowe z ograniczeniem mocy Filtr mowy Łańcuch świetlny Rozładowarka akumulatorów

FORUM CZYTELNIKÓW

Amatorska stacja lutownicza Antykret - doświadczenia weterana walk z kretami CNC bez mechaniki? Dalmierz ultradźwiękowy Impulsowe światło postojowe Inteligentna psia miska Jak przerobić stary CD-ROM na odtwarzacz płyt

kompaktowych?

56 62 57

7/02 56

Lenistwo nie ma granic, czyli przetwornik C/A

do odtwarzacza CD 7/02 Miniruletka 1/02 CNC - dla wszystkich (wiertarki, frezarki, grawerki) 1/02 Pilot komputerowy na RS232, Rejestrator sygnałów cyfrowych, Sterownik girlandy świetlnej, czyli wszystko w jednym 10/02 (Prawie) idealny zasilacz warsztatowy 4/02 Policyjny kogut 2/02 Przypominacz lekarski I 6/02 6/02 Regulator do kominka Samochodowy system regulacji głośności 5/02 Sterownik pieca węglowego 12/02 Linijka świetlna 12/02 Sygnalizator zatarcia silnika DC 7/02 8/02 Tester wydajności masażysty Turystyczny zasilacz świetlówki 8/02

58 56 60 58 62 56 58 60 60 60 63 55 60 58

EDUKACJA I INFORMACJA

Akumulatory 8-10/02 Akumulatory w praktyce elektronika, część 1 Radio Retro Radio Retro 1,5/02 Konkursy Co to jest? 1-12/02 1-12/02 Jak to działa? Konkurs 250ms 7/02 Konkurs 250ms - rozwiązanie 12/02 Krzyżówka 1-12/02 Konkurs Antykret 10/02 4/02 Konkurs TRIAK Konkurs TRIAK - rozwiązanie 8/02 Konkurs Zegar 5/02 Najlepszy projekt roku 2002 - Konkurs im. Z. Raabe 12/02 Piorun 4/02 Rozwiązanie konkursu „Kostka” 2/02 Rozwiązanie Konkursu „szeregowego” 5/02 Rozwiązanie konkursu „Układ czasowy” 2/02 Rozwiązanie konkursu PIORUN 9/02 Widmowy wyświetlacz 4/02 Wielki konkurs na najlepszą pracę dyplomową 2001/2002 1/02 Wielki konkurs na najlepszą pracę dyplomową roku 2001/2002 - rozwiązanie 7/02 Zaprezentuj własną bibliotekę „schematową” Protela 99 7/02 Magazyn Elektroniki Użytkowej Bezpieczeństwo w świecie bitów 7/02 9/02 Biampling kontra biwiring Błękitna afera 4/02 Detektory kłamstwa 1/02 Duży kawałek tortu, czyli nagrywalne DVD 3/02 Internet z gniazdka energetycznego 6/02 5/02 Ogniwa paliwowe, czyli wodoru do pełna Opowieść o wyłączniku światła w łazience i o gotowaniu mleka, czyli powrót pamięci magnetycznych 10, 11/02 Technologie xDSL 2/02 Telewizja cyfrowa, czyli czas rozejrzeć się za dobrym 2/02 psychoanalitykiem

PIERWSZE KROKI

17 66 60 20 38 18 72 17 21 50 46 63 30 57 27 69 62 66 65 65 62 64 66 64 66 60

Filtry Filtry aktywne, część 4-10 1-9/02 Ośla łączka E lektronika dla początkujących, czyli wyprawy na oślą łączkę 5-9/02 Mikroprocesorowa Ośla łączka Mikroprocesorowa Ośla łączka – Wstęp 9/02 36 Mikroprocesorowa Ośla łączka 10-12/02

Sptkania z Protelem 99 SE Protel 99 SE Spotkania z Protelem 99 SE, część 1-9 Silniki krokowe Silniki krokowe od podstaw, część 1-6 Wzmacniacze operacyjne Wzmacniacze operacyjne, część 11-21

RECENZJE

2/02 22 3-12/02 37 7-12/02 1-12/02

AVR 4/02 46 Układy programowalne w praktyce, Visual Basic 6 - Ćwiczenia praktyczne, RS 232C Praktyczne programowanie, Spotkania z elektroniką3/0267

SCHEMATY

Genialne schematy Elektroniczny dzwonek Elektroniczny termometr progowy

Inwerter wideo Miernik współczynnika mocy Mierniki zwartych zwojów Mikser do kamery wideo Nietypowy multiwibrator Odbiornik zdalnego sterowania Przetwornica Szybka rozładowarka akumulatorów 1,2V Wzmacniacz do peceta Wzmacniacz Zasilacz stabilizowany Zasilacz symetryczny Zasilacz Jak to robią inni... Aktywna sonda Beatcounter Elektroniczny potencjometr Koder stereo Lastmanager (wyłącznik pomocniczy) Prosty zegar cyfrowy Ultradźwiękowy dalmierz Wzmacniacz audio z optoizolacją Źródło wysokiego napięcia

SKRZYNKA PORAD

3/02 1/02 10/02 2/02 11/02 11/02 2/02 3/02 9/02 10/02 1/02 2/02 1/02 12/02 9/02

61 64 61 58 51 51 58 61 62 61 64 58 64 68 62

11/02 4/02 1/02 10/02 1/02 2/02 6/02 3/02 2/02

51 59 32 55 32 34 61 60 34

Chciałbym do swojego przyszłego systemu audio zaprojektować

i zbudować zwrotnicę częstotliwościową, ale nie wiem, czy rozmieszczenie elementów i grubość ścieżek będzie miało wpływ na właściwości zwrotnicy? 11/02 10 Chciałbym do układu ICL7107 dołączyć wyświetlacze ze wspólną KATODĄ i nie wiem jak to zrobić, żeby nie stosować dodatkowych inwerterów. Czy istnieje jakiś inny sposób, aby to zrobić, łatwiejszy? Układ jest zasilany napięciem dodatnim, a ujemne napięcie powstaje poprzez układ CD4049. 8/02 11 Chciałbym schłodzić detektor CCD do ok. -80C. Wybrałem moduł Peltiera firmy Melcor. Jako czujnik temperatury chciałbym wykorzystać termistor NTC: R=10k. W EdW 7/97 i 8/97 są opisane moduły Peltiera, ale nie ma układów sterujących. Czy są wymagane jakieś specjalne układy? W jaki sposób mogę najprościej i najtaniej zbudować kontroler do tego modelu? 10/02 10 Chciałbym zrobić przedwzmacniacz korekcyjny RIAA do adaptera z ruchomą cewką. Z wiadomych względów chciałbym wyselekcjonować tranzystory o najmniejszym poziomie szumów. W jaki najprostszy sposób tego dokonać? (...) 4/02 10 Co to jest procesor PIC i AVR. Czym się różnią te procesory od poznanego na łamach EdW procesora 89C2051? 11/02 10 Co to jest złącze DB25? Czy to jest Centronics? 3/02 10 Co to za baterie typu M, S, L, XL? 1/02 10 Co to za element: avalanche breakdown diode? Z opisu wynika, że chodzi o diodę Zenera. Dlaczego w szereg z taką diodą jest włączona zwykła dioda krzemowa? 9/02 10 Czy do kitu AVT-2461 lub do układu z Genialnych schematów z EdW można podłączyć świetlówkę ultrafioletową z przepalonym jednym lub dwoma żarnikami? Czy taka świetlówka jest zbudowana podobnie, jak zwykła? 3/02 11 Czy do stroboskopu potrzebna jest specjalna żarówka? 9/02 10 Czy istnieje sposób na możliwie tanie podłączenie kamery do komputera PC? 1/02 10 Czy możliwe jest zastąpienie układu operacyjnego CA 3130T innym układem operacyjnym w układzie „pies na kable” EdW nr 9/01 str.28. (posiadam układy operacyjne z serii 071,72 i 74). 6/02 10 Czy można łączyć wzmacniacze samochodowe przez ich zmostkowanie? Chodzi mi o połączenie dwóch wyjść na wzmacniaczach, żeby z wyjść 2x70W zrobić trzecie wyjście 1x140W. 7/02 10 Czy można posmarować „Elektrosolem” styki powyginanej podstawki, aby polepszyć kontakt z układem scalonym? 5/02 11 Czy można stosować wymiennie układy 4xxx i HC74xxx (podobno szybsze)? 6/02 10 Czy są głośniki przenoszące całe pasmo akustyczne (16Hz...20kHz)? 4/02 11 Czy układ VOX - bramka szumu byłby rozwiązaniem moich problemów? 2/02 11 Czy w zasilaczu impulsowym, jak na rysunku, jest potrzebny kondensator filtrujący? Częstotliwość pracy zasilacza 300 lub 150kHz. 3/02 11 Czy wejścia kluczy analogowych można zamieniać miejscami (tzn. z której strony klucza ma być wyższy potencjał?) 6/02 10

43

Spis treści rocznika EdW 2002 Czym różni się dioda superjasna od ultrajasnej? 2/02 11 Czym różnią się systemy redukcji szumów Dolby A, High-Com, HighCom II, Super D, Dolby S, Dolby HX i jaką mają skuteczność? 4/0210 Czym różnią się układy 4017 i 4022? Czym się różnią układy 4016 i 4066? Czym różnią się układy 4518 i 4520? 6/02 11 Dlaczego niektóre filtry p.cz. mają na uzwojeniu wtórnym tylko 1 zwój?

Jak zachowa się radio po zwiększeniu ilości zwojów, np. do 4...5? Gdzie można znaleźć notę aplikacyjną do ILC7107?

1/02 11 7/02 11

Ile razy dłużej działa bateria alkaliczna DURACELL ULTRA M3 od zwy-

kłej baterii węglowo-cynkowej? 6/02 10 Interesuję się elektroakustyką bardziej od strony teorii, a nie ofert produktów (...) Chodzi mi o obudowę z otworem, której raczej jestem przeciwnikiem. Jak to jest? Jeśli dobrze rozumiem, przy pewnej częstotliwości „odzywa” się nasza obudowa, aby efektywniej odtworzyć daną częstotliwość. Ale z jaką częstotliwością? 10/02 11 Jak obliczać pojemności filtrujące w zasilaczach? 2/02 10 Jak podłączyć multimetr cyfrowy przy pomiarach częstotliwości, np. p.cz. AM w obwodach heterodyn/oscylatorów AM a także w torze FM? 1/02 11 Jak wygląda sprawa z łączeniem głośników? Przykładowo potrzebuję

głośnik 100W 8Ω. Czy mogę połączyć dwa 50W 8Ω? A może dwa 8/02 11 100W 4Ω? Jaka jest zasada łączenia głośników? Jak zbudować nadajnik na jednym tranzystorze? (...) wystarczy zasięg 100...200m. (...) 5/02 11 Jak zmienić częstotliwość 50Hz na 100Hz? Podobno można za pomocą maszyny indukcyjnej trójfazowej pierścieniowej. (...) bardzo bym prosił, by w EdW ukazały się schematy dławików nasycanych lub jakichś układów elektronicznych, podwajających częstotliwość sieci z 50 4/02 10 na 100Hz. Jak zmierzyć sygnał sinusoidalny 0dB (775mV) z płyty testowej Audio?

7/02 10 Jak znaleźć w Internecie stronę konkretnej firmy, np. JRC z Japonii? 7/02 11 Jak zwiększyć zasięg jednotranzystorowego nadajnika FM? Zbudowa-

łem taki nadajnik, ale ma zasięg do 20m. Ja potrzebuję zasięg minimum 500m. 1/02 10 Jestem początkującym elektronikiem. Chciałbym się dowiedzieć, jak przestroić magnetowid z Anglii SLV-625HQNICAM stereofoniczny. Może należy przestroić telewizor? Posiadam CURTIS 2001A. 8/02 11 Mam problem dotyczący poboru prądu przez wzmacniacz TDA1514.

Jest to wzmacniacz klasy A więc jego sprawność wynosi 50% czyli: a) przy mocy 50W będzie pobierał moc 50W + (50% z 50) 25W strat czyli 75W, b) przy dostarczanej mocy 100W tylko 50W będzie do wzmocnienia sygnału a reszta na straty. Podsumowując, czy zastosować transformator 100W(a) czy 150W(b)? 8/02 10 Mam problem. (...) uległy uszkodzeniu tranzystory C1740 i żaden kata5/02 10 log ich nie publikuje. Mam taką prośbę: w latach 1966-70 byłem czytelnikiem miesięcznika MŁODY TECHNIK i w jednym z nich przeczytałem artykuł na temat wykonania lampki wiecznej przy grobie lub grobowcu. Były podane - rodzaj i rozmiar płyt metalowych do zakopania w ziemi, głębokość, odległość tych płyt oraz moc żarówki (wydaje mi się, że 1,5 V). Ja chcę wykonać taką lampkę z 12 diod świetlnych wraz z jakimś małym włącznikiem zmierzchowym, tak aby na noc mogło to oświetlenie samoczynnie się włączyć. Może ktoś mi poradzi, jak to zrobić. 11/02 10 Mam zamiar zbudować blokadę samochodową z EdW 7/2001 str. 97 (AVT-2472). Czy mogę ją zastosować do silników wysokoprężnych. (...) wtedy prawą rękę trzeba trzymać na kluczyku przez dłuższą chwilę, póki silnik nie zaskoczy, a lewą rękę na czujniku blokady. Kierownica zostaje bez ręki (...) 4/02 10 Po co w stabilizatorze z układem LM317 diodę włączono odwrotnie? Czy muszę ją stosować, bo w niektórych książkach na schematach jej 9/02 11 nie ma? Poszukuję schematów mininadajników FM o zasięgu 5km. Mam sporo schematów, ale żaden mnie nie zadowala. Bardzo proszę o kilka porządnych schematów. 5/02 11 Potrzebuję do mojego projektu źródło napięcia odniesienia o wartości 8,192 V. Chcę do tego wykorzystać układ MAX874, który ma napięcie wyjściowe 4,096 V. Czy mogę połączyć dwa takie źródła szeregowo? Jeżeli nie, to w jaki inny sposób mogę uzyskać takie napięcie (8,192 V)? 8/02 10 Pragnę wykorzystać PC-ta jako oscyloskop. Znalazłem na Waszej stronie informacje na ten temat. Chodzi o artykuł z EdW 3/1999. Proszę o informację, czy można kupić ten numer Waszego pisma lub o nazwę programu. 9/02 10 Prosiłbym o umieszczenie bardzo cennej informacji w zbiorze elektronika, dotyczącej schematu połączeń A-V przez eurozłącze (SCART), oraz opisu sygnałów jakie w ten sposób można transportować. 5/02 10

Proszę nawet o krótkie wskazówki, ponieważ mój problem elektroniczny spędza mi sen z powiek i na razie nie potrafię o niczym innym myśleć. Otóż robię układ czasowy na uP, odliczający krótkie odcinki czasu. Układ mój będzie zasilany z bateryjki 6V. Załączenie zasilania, a tym samym rozpoczęcie pracy układu ma być przez chwilowe załączenie włącznika (przez krótkie podanie impulsu napięcia), po którym układ już ma działać nieprzerwanie, włączając po określonym czasie obciążenie (drucik żarowy ok. 4.5Ω). Wykorzystałem przerzutnik

44

D (CMOS4013), podając na wejście S stan wysoki, ale układ jest jakiś niestabilny (kolejne, naprzemienne podawanie stanu wysokiego na wejście S powoduje, że obciążenie raz jest pod napięciem, raz nie po odliczeniu zadanego czasu, czyli coś przerywa). Zastosowałem rezystory i kondensatory na wejściu S i R tak jak jest w opracowaniu Pana i p. Góreckiego w artykule „Uniwersalnego włącznika” z 98/02 z EdW, a układ działa niestabilnie. Generalnie chodzi mi o to, jaki najlepiej układ zastosować do takiego „chwilowego” załączania, czy wspomniany wyżej 4013, czy może tranzystorowy model tyrystora (tyrystor), czy może układ na MOSFECIE? Zależy mi, żeby układ nie wzbudzał się w niekontrolowany sposób i pewnie działał oraz w stanie spoczynku nie pobierał prądu. A może są jakieś wyspecjalizowa11/02 11 ne układy scalone przeznaczone do tego celu? Proszę o podanie prostego schematu sondy wysokonapięciowej, przystawki do miernika wskazówkowego 20kΩ/V. Pomiar do 32kV. 6/02 11 Proszę o podanie schematu prostej i niezawodnej przetwornicy 3VDC/220VAC. 10/02 10 Proszę o podanie schematu, żeby z satelity odbierać dwa programy. 6/02 10 Proszę o podanie tabeli na przeliczanie decybeli na wolty i wyjaśnienie mi ogólnie tych decybeli. 7/02 10 Proszę o pomoc w dopasowaniu dzielnika częstotliwości do zegara

wskazówkowego z silnikiem krokowym dwucewkowym. W zegarze pracował układ ZRUD 146 752 (...) wstawiłem polskie podzespoły (MC1210), ale są za małe, i współpracują z wyższym kwarcem. (...) Proszę o pomoc i ewentualne wskazanie miejsca, gdzie je nabyć i z kim się skontaktować. 3/02 10 Proszę o pomoc w sprawie (...) wymiany wskaźnika częstotliwości wychyłowego na cyfrowy w tunerze TSH113. 8/02 10 Przymierzam się do zakupu radioodtwarzacza do samochodu, mam na oku kilka modeli. Dokładnie chodzi mi o THD radioodtwarzacza i proszę o sprostowanie mojego toku myślowego jeżeli jest błędny, np: jeżeli moc wynosi 18 W, a występujący przy niej poziom zniekształceń jest równy 1%, to jeśli zwiększymy moc, czy zwiększy się także poziom 11/02 10 zniekształceń. Jeśli tak, jak bardzo będzie to słyszalne? Słyszałem, że można zmienić charakterystykę potencjometru liniowego na logarytmiczny przez dodanie jednego rezystora. Jaki to ma być rezystor i jak go włączyć? 1/02 10 Słyszałem, że w filtrach m.cz. można stosować rezystory o tolerancji większej niż 5%. Czy to prawda? 5/02 11 W jaki sposób „zmusić” AT89C2051 do wysyłania danych szeregowo? 12/02 10

Mam gotowy generator sygnału 100kHz i filtr reagujący jedynie na tę

częstotliwość. Nie wiem jednak, jakim sposobem przyłączyć ich wyjścia do szyny zasilającej, tak aby przesłać sygnał o częstotliwości ok. 100kHz równolegle z napięciem stałym 12V (za pomocą jednego przewodu). Układ ma pracować na makiecie kolejowej i służyć do sterowania silnikiem kilku lokomotyw oddzielnie (różne częstotliwości).

12/02 10 Nie mogę zbudować żadnego układu z zastosowaniem układów cyfro-

wych, chociaż nie tylko cyfrowych, bo również układów z użyciem niektórych typów tranzystorów. Już wyjaśniam o co chodzi: gdy buduję jakiś układ (ostatnio dwa tygodnie męczyłem się ze zbudowaniem generatora na 4047), to na jego wyjściu pojawia się sygnał o wyższej częstotliwości niż zamierzona, chyba coś około 50Hz, gdy do wyjść licznika podłączę LED-y, a na wejście zegarowe nie podam żadnego sygnału, to zaczyna on sam pracować, podobnie ma się rzecz na wyjściu wspomnianego już generatora. Czasem sytuację da się naprawić, podłączając wejście zegarowe licznika przez rezystor do masy, ale ten sposób nie zawsze działa. Co najdziwniejsze, układy przeze mnie budowane świetnie działają w... toalecie, w mojej szkole i w domu mojego kolegi. Zakłócenia nie są spowodowane tętnieniami napięcia na wyjściu zasilacza! Sprawdziłem to, zasilając układy z akumulatorków, efekt był ten sam - na wyjściu pojawiały się „śmieci”. O CO CHODZI?! Czy to ja popełniam jakieś błędy, czy to zakłócenia z sieci elektrycznej (...) 12/02 10 Posiadam przedwzmacniacz stereo wbudowany we wzmacniacz własnej roboty i chcę z jednego wyjścia przedwzmacniacza podciągnąć sygnał na drugi wzmacniacz, który będzie zasilał subwoofer. Całość to 2-drożny zestaw + subwoofer. Czy trzeba zastosować jakieś dodatkowe układy, aby taki sygnał z jednego kanału rozdzielić na dwa?

legle. Jakie są ograniczenia? Czy taki zasilacz może pracować pod2/02 10 czas zwarcia? Większość głośników ma kształt okrągły. Czy nie lepsze pod względem akustycznym są głośniki o kształcie owalnym? Dlaczego nie są stosowane membrany głośników z drewna, a nie jak obecnie z polimeru? Który materiał na membrany jest lepszy? 2/02 10 Wykonałem samodzielnie wzmacniacz do CD-ROM-u z układami TDA1524A i wzmacniaczem mocy (...) Przy ustawieniu potencjometru głośności już w połowie drogi wzmacniacz zaczyna rzęzić. Proszę o pomoc (...) załączam karty katalogowe. 10/02 10 Zbudowałem wzmacniacz 2x25W. (...) występują silne stuki podczas włączania. W czasie pracy występują szumy i odbiór stacji radiowych (...) czasem także jest zakłócany przez inne urządzenia gospodarstwa domowego. 2/02 10 Zrobiłem zasilacz na LM350, jaka powinna być optymalna pojemność

wyjściowa? Obecnie w moim zasilaczu jest około 3300uF, czy to nie za dużo i czy nie zmniejsza prądu wyjściowego, opóźnia regulację? Rozwiązanie zadania 67. „Przypominacz lekarski” Rozwiązanie zadania 68.

„Przyrząd sprawdzający częstotliwość drgań ręki masażysty” 2/02 36 3/02 26

„Układ uciszający szczekającego psa”.

4/02 33

Rozwiązanie zadania 71.

„Deszczoostrzegacz” dla gospodyni. 5/02 30 Rozwiązanie zadania 72. „Urządzenie elektroniczne, przydatne w ogródku lub na działce”. 6/02 30 Rozwiązanie zadania 73. „Urządzenie elektroniczne, przydatne turystom obozującym pod namiotami”. 7/02 30 Rozwiązanie zadania 74. „Układ automatycznego wyłącznika reagującego na przechylenie o kąt około 90 stopni”. 8/02 30 Rozwiązanie zadania 75. „Układ wyłączający telewizor po zakończeniu programu lub (i) budzący domownika, który zasnął przed odbiornikiem.” 9/02 28

Rozwiązanie zadania 76.

„Urządzenie mierzące drogę przebytą na piechotę”. 10/02 30 Rozwiązanie zadania 77. „Urządzenie elektroniczne, przydatne do do11/02 29 mowego akwarium, terrarium czy oczka wodnego”. Rozwiązanie zadania 78. „Układ elektroniczny do samochodu pokazujący, który bieg jest aktualnie włączony albo inny układ pełniący rolę użyteczną lub ozdobną”. 12/02 30 Zadanie 71. „Deszczeostrzegacz” dla gospodyni 1/02 33 Zadanie 72. „Urządzenie elektroniczne, przydatne w ogródku lub na działce” 2/02 36 Zadanie 73. „Urządzenie elektroniczne przydatne turystom”.

3/02 26 Zadanie 74. „Układ automatycznego wyłącznika reagującego na prze4/02 33 chylenie o kąt około 90”. Zadanie 75. „Układ wyłączający telewizor po zakończeniu programu”. 5/02 30 Zadanie 76. „Urządzenie mierzące drogę przebytą na piechotę”. 6/02 30 Zadanie 77. „Urządzenie elektroniczne, przydatne do domowego akwarium, terrarium czy oczka wodnego”. 7/02 30 Zadanie 78. „Układ elektroniczny do samochodu pokazujący, który

bieg jest aktualnie włączony albo inny układ pełniący rolę użyteczną lub ozdobną”. 8/02 30 Zadanie 79. „Układ miernika częstotliwości odświeżania ekranu.” 9/02 28 Zadanie 80. „Nietypowy sposób wykorzystania licznika rowerowego”. 10/02 30 Zadanie 81. „Urządzenie elektroniczne, przydatne w garażu”. 11/02 28 12/02 30 Zadanie 82. „Skuteczny budzik lub system budzenia”.

RÓŻNE

lampie końcowej 6H13C, którą już posiadam. Niestety nie mam jej danych technicznych tzn. oporności anodowej, prądu anodowego itp. Natomiast transformator wyjściowy chciałbym wykonać na rdzeniu toroidalnym. Jakie wzory obowiązują do obliczeń takich transformatorów, nie mogę się tego doszukać. Proszę o pomoc i odpowiedź.

zastosowaniu zasilacza komputerowego. Chciałbym się dowiedzieć, czy takie zasilacze można: łączyć szeregowo dowolną liczbę, równo-

Klub AVT-elektronika Księgarnia AVT Miniankieta Nowości, ciekawostki Oferta handlowa AVT Ogłoszenia drobne Poczta Prenumerata Wkładka - płytki drukowane Witryna Klubu AVT

12/02 11 Jaka jest indukcyjność cewki głośnika TONSIL GDN 13/40/10 8Ω lub jak ją dokładnie zmierzyć. Miernik LC wskazuje zero. 12/02 11 Jak nawiązać transmisję RS232 mikrokontrolera z komputerem PC. Chciałbym wiedzieć, jakie są komendy w pisaniu programu na mikrokontroler 89c2051 za pomocą bascoma. 12/02 11 Jaki jest wzór na obliczanie częstotliwości granicznej filtrów dolnoi górnoprzepustowych pierwszego rzędu? 11/02 10 W jednym z numerów EdW zamieszczony został artykuł poświecony

1/02 33

Rozwiązanie zadania 69. „Układ wyłączający multimetr”. Rozwiązanie zadania 70.

Decybele w praktyce radioamatora Do czego używamy komputera? HBM, MM, CDM, czyli ładunki statyczne w natarciu HPS5 -oscyloskop osobisty Kłopoty z ciepłem Komputerowe humory Mówisz oscyloskop - myślisz TEKTRONIX, część 2 Oscyloskopy serii TDS3000B firmy Tektronix Prawa Murphy’ego i nie tylko Prostowniki i filtry Przetwornice synchroniczne Telegraf Morse’a

12/02 10 Przymierzam się do budowy wzmacniacza lampowego opartego na

7/02 11

SZKOŁA KONSTRUKTORÓW

Rubryki stałe:

10/02 22 5,11/02 4/02 28 8/02 62 6/02 23 11/02 63, 68 1/02 58 2/02 59 10/02 53 2/02 30 12/02 64 11/02 55 1-12/02 1-12/02 1-12/02 1-12/02 1-12/02 1-12/02 1-12/02 1-12/02 1-12/02 1-12/02

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

++ 2627

Zamek na kartę optyczną Do czego to służy?

Wszelkiego rodzaju zamki elektroniczne stanowią „żelazną” pozycję w repertuarze każdego elektronika – hobbysty. Zazwyczaj zamek elektroniczny wyposażony jest w klawiaturę, w którą wstukuje się kod otwarcia. Zastosowanie klawiatury niesie za sobą pewne ryzyko podpatrzenia lub odgadnięcia kodu. Podejrzeć wstukiwany kod jest łatwiej, niż się to większości osób wydaje. Podam autentyczny przykład z życia, gdzie bez jakiegokolwiek zachodu poznałem kod otwarcia jednych z drzwi w pewnym urzędzie. Stojąc na korytarzu, widziałem jak pewna pani wstukuje w klawiaturę następujący kod 10-cyfrowy: 7531596321. Trudno zapamiętać tak długi kod? Wcale nie! Zwróćcie uwagę na to, że pani ta również go nie pamiętała! Po prostu odtworzyła z pamięci wzorek, który „narysowała” palcem na klawiaturze: najpierw „X” (753 i 159), a potem odwrócona litera „L” (6321). I tak to właśnie wygląda w praktyce.

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Osoby „skazane” na korzystanie z zamka szyfrowego ułatwiają sobie w taki sposób życie. W miarę prosty sposób odgadnąć można kod w przypadku zbiegu dwóch okoliczności: krótkiego kodu i kiepskiej jakości klawiatury. Przyglądając się takiej klawiaturze, zauważyć można wytarcie przycisków używanych częściej od innych (czytaj: przycisków kodowych). Teraz wystarczy wypróbować różne kombinacje „podejrzanych” przycisków. Zamek elektroniczny, jaki chcę przedstawić, nie posiada wyżej wymienionych wad. Wynika to z filozofii jego działania. Nie posiada on elementu kontaktowego tak zawodnego jak klawiatura. Otwiera się go za pomocą karty, którą przeciąga się przez szczelinę czytnika. Kartę taką trudno podejrzeć w krótkim momencie przesuwania przez czytnik. Jest ona w miarę bezpieczna, o ile oczywiście nie będziemy się nią chwalić i dawać „bawić” się postronnym osobom.

Jak to działa?

Schemat ideowy przedstawiony został na rysunku 1. Karta otwierająca zamek zawiera dwa rzędy otworów. W dolnym rzędzie otworów jest dziesięć. Nie jest to liczba przypadkowa. Właśnie do dziesięciu zliczają liczniki 4017. Przeciągnięcie karty przez czytnik powoduje, że licznik U1 zlicza właśnie do dziesięciu. Dolny rząd otworów stanowi w pewnym sensie punkt odniesienia dla górnego rzędu otworów, który zawiera właściwy kod otwarcia zamka. W górnym rzędzie otworów jest tylko sześć. Przy przeciąganiu karty przez czytnik pozwalają licznikowi U2 zliczyć do sześciu. Rozmieszczenie otworów zależy od kodu, jaki nastawimy. Wybór i zaprogramowanie kodu jest bardzo proste. Dokonuje się tego, łącząc wejścia bramek U3C, U3D, U4A, Rys. 1

53

U4B, U4C i U4D (oznaczone na schemacie kolejno od 1 do 6) z wyjściami licznika U1 (oznaczone na schemacie kolejno od A do J). Sposób programowania kodu został szczegółowo opisany w części Montaż i uruchomienie. Diody świecące D2, D3 i D4 wraz z fotodiodami D5, D6 i D7 tworzą trzy transoptory szczelinowe. Elementy te połączone są w pary: D2/D5, D3/D6 i D4/D7. Widać to wyraźnie na schemacie ideowym zamka. Pomiędzy tak zbudowanymi transoptorami przeciągana jest karta kodowa. Dioda D1 sygnalizuje zasilanie układu i świeci się przez cały czas. Natomiast dioda D8 włącza się tylko na czas zadziałania przekaźnika RL1. Swoim zaświeceniem informuje o otwarciu zamka. Ma to miejsce w przypadku użycia karty z prawidłowym kodem. W stanie spoczynku, tzn. w momencie gdy nie przeciągamy karty przez czytnik, liczniki U1, U2 i U5 są w resecie. Dzieje się tak dlatego, że przerzutnik monostabilny zbudowany na bramkach U3A i U3B utrzymuje na wejściach reset tych liczników logiczną jedynkę. Układ aktywuje przeciągnięcie karty przez czytnik. Najpierw zasłonięta zostaje dioda D7, co powoduje wyzwolenie przerzutnika monostabilnego zbudowanego na bramkach U3A i U3B. Na jego wyjściu pojawia się stan niski na czas określony wartością elementów C3 i R6. Przy wartościach jak na schemacie jest to około 2 sekund. Na czas ten wejścia reset liczników U1, U2 i U5 są w stanie niskim, a więc liczniki te przygotowane są do zliczania impulsów. Dalsze przeciąganie karty spowoduje naprzemienne zasłanianie i odsłanianie fotodiod D5 i D6 w takt kodu karty. Jeżeli kod karty zgadza się z kodem zaprogramowanym w zamku, to na obydwu wejściach kolejnych bramek U4D, U4A, U3C, U3D, U4C i U4B będą pojawiały się w tym samym czasie stany wysokie. Pochodzić one będą z wyjść liczników U1 i U2. Spowoduje to, że na wyjściach tych bramek będą pojawiać się stany niskie. Za pomocą bramki OR zbudowanej z sieci diod D9-D14 i rezystora R5 będą one przekazywane na wejście zliczające układu U5. Gdy licznik U5 zliczy sześć impulsów, zadziała przekaźnik RL1. Przekaźnik zostanie zwolniony, gdy przerzutnik U3A / U3B zakończy generację impulsu i zresetuje liczniki U1, U2 i U5. Użycie karty ze źle rozmieszczonymi otworami (nieodzwierciedlającymi zaprogramowanego w zamku kodu) nie spowoduje otwarcia zamka. Gdy kod karty nie będzie zgadzał się z kodem zamka, nie nastąpi proces jednoczesnego podawania stanów wysokich na wejścia kolejnych bramek. W efekcie tego bramki te nie wygenerują sześciu impulsów potrzebnych licznikowi U5 do uruchomienia przekaźnika.

54

Montaż i uruchomienie

Gdyby czytnik znajdował się w miejscu Schemat montażowy przedstawiony został narażonym na kontakt ze zmiennymi warunna rysunku 2. Montaż przeprowadzamy kami atmosferycznymi, trzeba dodatkowo w typowy, wielokrotnie opisywany sposób. Najpierw lutujemy zwory. W dalszej kolej- Rys. 2 Schemat montażowy ności lutujemy diody, rezystory, kondensatory i podstawki pod układy scalone. Więcej uwagi poświęcić należy montażowi płytki czytnika. W punkty lutownicze oznaczone na schemacie K1, K2, K3 i K4 lutujemy kołki lutownicze lub krótkie (około 10 mm) odcinki grubego (około 1,5 mm średnicy) drutu. Do kołków tych lutujemy dwie małe płytki, w których osadzone będą diody LED i fotodiody. Otwory w tych płytkach powinny być rozwiercone do rozmiarów średnic fotoelementów. Płytki te muszą zostać przylutowane tak, aby znajdowały się prostopadle do płytki czytnika. Dodatkowo środki otworów do osadzenia fotoelementów powinny znajdować się w jednej osi z małymi strzałkami na płytce czytnika. Pokazuje to rysunek 3. Montaż płytek czytnika musi być przeprowadzony bardzo starannie. Gdy diody na jednej płytce nie będą znajdowały się w jednej osi z fotodiodami na płytce drugiej, zamek nie zadziała. Po włożeniu fotoelementów D2-D7 do otworów małych płytek, pozostaje wlutowanie ich wyprowadzeń do płytki czytnika. Gdyby wyprowadzenia te okazały się zbyt krótkie, to trzeba będzie je dosztukować, np. obciętą nóżką od rezystora. Aby fotoelementy dobrze siedziały w swoich otworach, można przykleić je od strony wyprowadzeń do płytki nośnej. Do takiego celu dobrze nadaje się klej nakładany na gorąco za pomocą pistoletu. Na koniec płytkę czytnika z płytką zamka łączymy taśmą 6-żyłową. Czytnik schować należy w odpowiednio przygotowanej obudowie. Jest to konieczne, ponieważ ta część zamka będzie narażona na kontakt z otoczeniem. Zależnie od tego, jakie zagrożenia będą na nią czyhać, zadecydować trzeba, czy wystarczy obudowa z tworzywa sztucznego, czy powinna to raczej być obudowa metalowa. Po wybraniu odpowiedniej obudowy musimy przystosować ją do potrzeb czytnika. W miejscu przesuwania karty trzeba zrobić odpowiednią szczelinę. Powinna być ona na tyle szeroka, aby karta swobodnie przez nią się przesuwała. Najlepiej wypi- Rys. 3a Czytnik - widok z góry łować ją brzeszczotem. Jej krawędzie muszą być oszlifo- Rys. 3b Czytnik - widok z boku wane tak, aby nie uszkadzać karty ostrymi występami. Na koniec pozostało nam już tylko wywiercić otwory w obudowie dla diod świecących D1 i D8.

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

przemyśleć kwestię zabezpieczenia czytnika przed dostępem wody i różnego rodzaju zanieczyszczeń. Po zmontowaniu elektroniki zamka i wykonaniu obudowy, możemy przejść do wybrania i zaprogramowania kodu w karcie i w zamku.

Programowanie karty

Programowanie kodu zamka najłatwiej zacząć od „zaprogramowania” karty. Najpierw jednak trzeba rozejrzeć się za samą kartą. Z zamkiem modelowym współpracują dwie karty różniące się wymiarami. Jedna z nich ma wymiary standardowej karty kredytowej. Jest to karta dla systemów telefonii komórkowej typu prepaid. Jej atutem jest większa odporność na uszkodzenia mechaniczne niż „zwykłej” karty telefonicznej używanej w automatach. Wynika to z tego, że jest od niej nieco grubsza, a więc i sztywniejsza. Nie oznacza to oczywiście, że karty automatowe nie nadają się do naszego zamka. Druga karta jest o połowę mniejsza, ale nie znaczy że gorsza. Wręcz przeciwnie. Jej kieszonkowe wymiary mogą być w pewnych sytuacjach pożądane. Jak wejść w posiadanie takiej małej karty? Wystarczy kupić paczkę jakiś popularnych chipsów. Karty tego typu dodawane są do nich masowo w ramach promocji marketingowych. Dysponując już kartą, można rozpocząć proces jej „programowania”. Najłatwiej zrobić to na kartce papieru. Najpierw rysujemy 10 kółeczek reprezentujących dolny rząd otworów karty kodowej. Następnie nad nimi rysujemy 6 kółeczek reprezentujących górny rząd otworów. Powinny one być narysowane nad wybranymi kółeczkami dolnego rzędu. Przykładowe rozmieszczenie obrazuje rysunek 4 we wkładce. Tak rozmieszczone są

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

otwory w karcie modelowej. Na rysunku tym są podane również wymiary i rozmieszczenie otworów dla standardowej karty kredytowej. Teraz możemy przystąpić do odwzorowania otworów z kartki na kartę. Otwory w karcie wiercimy wiertłem o średnicy 3mm. Przed rozpoczęciem wiercenia należy dokładnie rozplanować rozmieszczenie otworów na karcie. Posiłkować się przy tym należy rysunkiem 4. Rozmieszczone powinny być one w miarę równo. Gdy otwory na karcie będą się „rozjeżdżać”, to w skrajnie nieprzyjaznej sytuacji mogą być problemy z otwarciem zamka. Po prostu kod karty będzie źle interpretowany przez zamek. Stosując karty o innych rozmiarach, pewne wymiary podane na rysunku 4 muszą zostać zachowane. Wynika to z rozmieszczenia fotoelementów w czytniku zamka. I tak środki otworów dolnego rzędu muszą znajdować się 10mm od dolnej krawędzi karty. Środki górnego rzędu otworów muszą znajdować się w odległości 5mm od środków otworów dolnego rzędu (15mm od dolnej krawędzi karty). Oczywiście oba rzędy muszą być na całej długości prostopadłe do dolnej krawędzi karty. Środki otworów w jednym rzędzie nie powinny znajdować się bliżej niż 5mm od siebie. W takiej odległości znajdują się one na małej karcie.

Programowanie zamka

Teraz znów sięgamy po kartkę papieru z narysowanymi otworami górnego i dolnego rzędu. Otwory w górnym rzędzie numerujemy kolejnymi cyframi od 1 do 6. Natomiast dolny rząd otworów oznaczamy kolejnymi literami alfabetu, rozpoczynając od A, a kończąc na J. Przedstawione jest to na rysunku 5 (we wkładce).

Opisane otwory pomogą nam zaprogramować kod w zamku tak, aby otwierał się przy użyciu naszej karty. Samo zaprogramowanie zamka jest dziecinnie proste. Wystarczy połączyć ze sobą w pary odpowiednie punkty lutownicze na płytce. Posiłkujemy się przy tym opisem z kartki. Pary te tworzą otwory górnego rzędu z sąsiadującymi otworami rzędu dolnego. Według rysunku 5 będą to pary 1-B, 2-C, 3-E, 4-H, 5-I i 6-J. Dokonujemy tego za pomocą sześciu odcinków przewodu izolowanego. Dariusz Drelicharz [email protected]

Wykaz elementów Rezystory R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .360Ω R2-R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47kΩ R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .300kΩ R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,7kΩ R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .680Ω Kondensatory C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczny C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10µF/16V Półprzewodniki D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED 3 mm zielona D8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED 3 mm czerwona D2-D4 . . . . . . .LED 3 mm o podwyższonej jasności D5-D7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .fotodioda D9-D15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148 T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC547 U1,U2,U5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4017 U3,U4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4011 Inne: RL1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .RM 82P

Komplet podzespołów z płytką jest dostępny w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT-22627.

55

+

Uniwersalny preskaler częstotliwości Do czego to służy?

W praktyce radioamatorskiej często spotykamy się z koniecznością dokonywania pomiarów częstotliwości w zakresie VHF czy UHF (pasma 2m/144MHz lub 70cm/430 MHz), a nawet w zakresach ponad 1GHz. Nieraz pomiar sprowadza się do skontrolowania pracy generatora stopnia przemiany częstotliwości w sprzęcie RTV, TV-SAT czy w układach radiokomunikacji (profesjonalnej, jak i amatorskiej). Niestety większość spotykanych mierników częstotliwości starszej generacji oraz amatorskiej konstrukcji ma maksymalną częstotliwość pracy około 100MHz. Z tego też względu produkuje się specjalne preskalery, czyli dzielniki częstotliwości, wykonywane najczęściej w technologii ECL, służące m.in. do rozszerzenia zakresu pomiarowego miernika częstotliwości. Najchętniej wykorzystuje się podział przez 10 lub wielokrotność. Przystawki z takimi dzielnikami - w połączeniu z posiadanym miernikiem częstotliwości - umożliwiają co najmniej 10-krotne powiększenie maksymalnego zakresu pomiarowego. W ofercie handlowej AVT było już kilka preskalerów opartych o dzielniki częstotliwości ECL oferowane przez firmę PLESSEY (układy z serii SP8000 o podziale 2...256). Niestety zostały one wycofane z oferty handlowej ze względu na wysoką cenę i niedostępność układów scalonych. Z tego też powodu zwróciliśmy w ostatnim czasie uwagę na coraz bardziej dostępne preskalery firmy Motorola MC12080 i MC12079.

Jak to działa?

W przedstawionym na zdjęciu układzie wykorzystano dzielnik dziesiętny MC12080 firmy Motorola.

56

Parametry układu MC12080: - maksymalny zakres częstotliwości: 1,1GHz, - minimalny zakres częstotliwości: 100MHz, - napięcie zasilania: 4,5-5,5 (5V), - maksymalny pobór prądu: 5mA (3,7mA), - poziom napięcia wejściowego: 0,4-1Vpp/100-250MHz, 0,1-1Vpp/1,1GHz, - poziom napięcia wyjściowego: 0,8-12Vpp, - zakres temperatury: -40...+85oC, - stopień podziału: 10, 20, 40, 80, - obudowa: SO8. MC12080 charakteryzuje się maksymalną częstotliwością pracy około 1GHz i typowym napięciem zasilania 5V. Schemat struktury wewnętrznej układu pokazano na rysunku 1. Czułość układu bez przedwzmacniacza wynosi średnio około 0,5Vpp (rysunek 2), zaś minimalna częstotliwość pracy układu sięga 100MHz. Stopień podziału miernika nie musi wynosić 10, a może być 20, 40, 80 i można go zmieniać poprzez podłączenie wyprowadzeń SW1, SW2, SW3 do masy lub zasilania, odpowiednio według tabeli 1. Rys. 1

Rys. 2

Tabela 1: SW1

SW2

SW3

Podział

L L L 80 L L H 40 L H L 40 L H H 20 H L L 40 H L H 20 H H L 20 H H H 10 Jednak przy powiększaniu stopnia podziału ulega pogorszeniu rozdzielczość miernika, odpowiednio 10, 20, 40 czy 80 razy. Jeżeli, dla przykładu, częstotliwość nadajnika wynosiła 145 550kHz, to przy pomiarach miernikiem z rozdzielczością 100Hz wyświetlacz miernika będzie wskazywał 14 550kHz (x 10). Taka dokładność pomiarów w tym paśmie jest wystarczająca, ale przy podłączeniu dzielnika 1:80 rozdzielczość wynosiłaby 80kHz i byłaby już nie do przyjęcia.

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Gdyby jednak zaszła konieczność użycia dzielnika 1:80 bez pogorszenia rozdzielczości miernika, to należałoby zastosować 80-krotne zwiększenie czasu bramkowania. Wiąże się to często ze zmianą konstrukcji miernika, polegającą na dobudowaniu odpowiedniego dzielnika sygnału bramkującego.

Rys. 3 Rys. 4

Zamiast dzielnika MC12080 można zastosować także dzielniki dwójkowe firmy Motorola MC12079, które mają wyższą częstotliwość pracy (nawet 3,4GHz) przy ponad dwukrotnie większym poborze prądu. Są one stosowane między innymi w głowicach telewizyjnych (jako dzielniki pętli fazowych - PLL), gdzie pracują powyżej 1GHz ze stopniem podziału: 64, 128 i 256. Parametry MC12079: - maksymalny zakres częstotliwości: 2,8GHz, - minimalny zakres częstotliwości: 250MHz, - napięcie zasilania: 4,5-5,5 (5V), - maksymalny pobór prądu: 11,5mA (9mA), - poziom napięcia wejściowego: 0,4-1Vpp/250-500MHz, 0,1-1Vpp/0,5-2,8GHz, - poziom napięcia wyjściowego:1-1,6Vpp, - zakres temperatury: -40...+85oC, - stopień podziału: 64, 228, 256, - obudowa: DIP8 (SO8). Schemat struktury wewnętrznej układów MC12079 pokazano na rysunku 3, zaś na rysunku 4 charakterystykę napięciowo - częstotliwościową (czułość). Stopień podziału dzielnika MC12079 jest określony stanami logicznymi SW1 i SW2 według tabeli 2. Tabela 2: SW1

Rys. 5 Rys. 6

SW2

Podział

L L 256 L H 128 H L 128 H H 64 Topografia wyprowadzeń obydwu tych układów jest identyczna (rysunek 5). Na rysunku 6 pokazano schemat ideowy prostej przystawki na układzie MC12080 firmy Motorola. W identycznym układzie można wykorzystać dzielnik MC12079, z tym że rezystor wyjściowy musi mieć wartość 1,2kΩ.

Montaż i uruchomienie

Układ przystawki może być zmontowany z wykorzystaniem uniwersalnej płytki drukowanej, a nawet poprzez przylutowanie kilku elementów bezpośrednio do wyprowadzeń układu scalonego. Wejście i wyjście przystawki powinno być połączone krótkim odcinkiem przewodu koncentrycznego. Zmontowany układ, po podłączeniu zasilania, jest

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

gotowy do użycia. Pamiętać należy o pomnożeniu wyniku pomiaru przez 10. Jeżeli zależy nam na dokładnych wynikach pomiaru, to dołączony miernik częstotliwości powinien charakteryzować się rozdzielczością 1Hz, bowiem zastosowany podział przez 10 spowoduje pogorszenie wypadkowej rozdzielczości do 100Hz. Jeżeli zastosujemy uproszczony miernik o rozdzielczości 1kHz, pomiar częstotliwości z zastosowaniem tej przystawki będzie bardzo przybliżony (rozdzielczość 10kHz). Przystawka może być podłączona wewnątrz lub na zewnątrz miernika. Przy umieszczeniu przystawki wewnątrz obudowy miernika warto zamontować dodatkowy przełącznik doprowadzający sygnał pomiarowy bezpośrednio do miernika (pomijając przystawkę i odłączając zasilanie) przy częstotliwościach pomiarowych właśnie poniżej 100MHz. Wypada także przypomnieć o zabezpieczeniu wejścia przystawki przed uszkodzeniem zbyt wysokim sygnałem w.cz., podanym na przykład z wyjścia nadajnika (radiotelefonu VHF czy UHF). Najprostszym takim zabezpieczeniem będą dwie szybkie diody (np. KA222) połączone względem siebie przeciwstawnie i przylutowane bezpośrednio do gniazda wejściowego BNC. Często podczas kontroli częstotliwości nadajnika większej mocy wystarczy do wejścia przystawki podłączyć odcinek przewodu i zbliżyć radiotelefon na taką odległość, aby uzyskać stabilne wskazania wyświetlacza miernika. W celu zwiększenia czułości przystawki można do jej wejścia podłączyć przedwzmacniacz, np. na opisywanym układzie MAR6. Oczywiście podczas kontroli częstotliwości układów o większej impedancji niż 50Ω, a także wrażliwych na zmianę obciążenia, np. generator bez separatora, koniecznym staje się zastosowanie wtórnika emiterowego, np. na BFR 93, lub innej aktywnej sondy w.cz. o jak największej częstotliwości pracy i impedancji wejściowej oraz minimalnej pojemności wejściowej. Andrzej Janeczek

Wykaz elementów US1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .MC12080 C1, C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1nF C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10nF...100nF R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .820Ω

57

+ 2626

Klepsydra 4/5 minut Do czego to służy?

Niektórym Czytelnikom przyda się prosty układ elektroniczny pełniący rolę klepsydry. Urządzenie odmierza czas i sygnalizuje jego upływ za pomocą 11 diod LED. Na początku cyklu pracy słychać sygnał dźwiękowy, a potem zaświecają się kolejne diody LED, przy czym ostatnia dioda świeci stale. Upływ czasu oznacza więc zbliżanie się do siebie dwóch punktów świetlnych. Po upływie 90% czasu rozlega się krótki sygnał dźwiękowy i dwie ostatnie lampki pulsują ze zwiększoną jasnością. Koniec cyklu wyznacza dłuższy sygnał dźwiękowy. Cechą charakterystyczną prezentowanego rozwiązania jest możliwość odmierzania dwóch odcinków czasu: 4 minut albo 5 minut, zależnie od biegunowości napięcia zasilającego. Układ przeznaczony jest do współpracy z zestawem nagłośnienia Nadarzyn 23A, opisanym przed laty w siostrzanej Elektronice Praktycznej. Przedstawione rozwiązanie może też być punktem wyjścia do wielu własnych opracowań, wykorzystujących liczniki.

larnego licznika 4060 (U1). Sygnał na wyjściu Q13 (nóżka 2) powinien mieć okres równy 6 sekund, czyli częstotliwość oscylatora należy ustawić za pomocą PR1 na wartość 1365,3(3)Hz (213 czyli 8192 razy większą). Sygnał o okresie 6 sekund, czyli częstotliwości 0,166(6)Hz podawany jest na wejście dwukierunkowego licznika programowanego U2. Jest to popularna kostka ‘192 w wersji 40192. Układ ten pracuje jako licznik w dół i dzieli częstotliwość sygnału przez 4 albo 5. Jest to klasyczny układ pracy w roli dzielnika programowalnego. O stopniu podziału decyduje liczba dwójkowa, podana na wejścia programujące P3...P0, które odpowiednio mają wagi 8, 4, 2, 1. Na wejścia P1, P3 podany jest stan niski – logiczne zero, a na wejście P2 o wadze 4 – logiczna jedynka. Licznik liczy w dół. Na wyjściu TCD (n. 13) utrzymuje się stan wysoki. Gdy stan licznika zmniejszy się do zera, na wyjściu

TCD pojawi się stan niski. Ten stan niski podany przez rezystor R4 na wejście wpisujące PL (n. 11) wpisze do licznika liczbę z wejść P3...P0. Pojawienie się na wyjściach tej liczby spowoduje, że wyjście TCD powróci do stanu wysokiego. Na wyjściu TCD (n. 13) kostki U2 powinny więc występować krótkie impulsy o czasie około 100ns lub nawet mniej. Obecność rezystora R4 o znacznej wartości spowoduje opóźnienie sygnału wpisującego, przez co impulsy na wyjściu TCD będą dłuższe, nawet do 1µs. Zależnie od stanu logicznego wejścia P0, licznik U2 dzieli albo przez 4 (dwójkowo 0100), albo przez pięć (dwójkowo 0101). Jeśli sygnał o okresie 6 sekund zostanie podzielony przez 4, okres sygnału podawanego na licznik U3 wyniesie 24 sekundy. Tym samym pełny cykl licznika U3 będzie trwał 240 Rys. 1

Jak to działa?

Schemat ideowy klepsydry pokazany jest na rysunku 1. Ponieważ wymagania na dokładność odmierzania czasu nie są duże, źródłem sygnału wzorcowego jest generator RC z popu-

58

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

sekund, czyli 4 minuty. Jeśli licznik U2 podzieli 6-sekundowy sygnał przez pięć, na licznik U3 podane będą impulsy co 30 sekund, czyli cykl pracy klepsydry wyniesie 5 minut. Właściwą klepsydrę tworzą diody LED D1...D11. Jak widać dioda D11 będzie świecić stale – jest włączona niejako w szereg z zespołem diod D1...D10, z których świecić będzie tylko jedna, zależnie od stanu licznika U3. Po włączeniu zasilania licznik jest zerowany i świecą lampki D1, D11, po pojawieniu się na wejściu licznika U3 (n. 14) impulsu, a konkretnie rosnącego zbocza, zaświeci się następna lampka D2, a D1 zgaśnie. Diody D1...D9 będą świecić z jasnością wyznaczoną przez rezystory R9, R10. Po dziewiątym impulsie będą świecić diody D10, D11. Będą one pulsować dzięki obecności tranzystora T1, sterowanego sygnałem o częstotliwości 2,66Hz z wyjścia Q9 kostki U1. W czasie świecenia ich jasność będzie większa, wyznaczona tylko przez R10 i rezystancję wyjściową wyjścia Q9. Obwody z tranzystorami T2, T3 sterują pracą brzęczyka. Odezwie się on na początku, gdy po podaniu napięcia zasilania i wyzerowaniu kostki U3, na wyjściu Q0 pojawi się stan wysoki. Czas trwania tego sygnału wyznaczy głównie kondensator C4. Po upływie 90% czasu cyklu stan wysoki pojawi się na wyjściu Q9 i wtedy na krótko odezwie się brzęczyk dzięki obecności C5, R11. W czasie

Wykaz elementów R1,R3-R5,R7,R13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100kΩ R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47kΩ R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3,3kΩ (2,2k...5,6k) R8 R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1MΩ R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470 - 1kΩ R10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220Ω R12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470kΩ PR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22kΩ C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6,8nF C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczny C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1µF C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220nF C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V D1-D11 . . . . . . . . . . . . . . . . .LED czerwone 3mm D12-D15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BAT43 T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC558 T2,T3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC547 T4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC548 U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4060 U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40192 U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4017 Y1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .piezo z gen. 12V

pulsowania lampek D10, D11 na wyjściu Q9 pojawi się przebieg prostokątny o częstotliwości 2,66Hz o niewielkiej amplitudzie, zależnej od rezystancji wyjściowej wyjścia Q9. Podczas pulsowania, gdy T1 będzie zatkany, na Q9 wystąpi pełne napięcie zasilające. Gdy T1 się otworzy, popłynie prąd i napięcie na wyjściu Q9 nieco się obniży. Aby ten niewielki sygnał zakłócający nie uruchomił brzęczyka, wartość R11 powinna być większa niż R12. Elementy C1, R5, R13, T4 tworzą obwód zerowania. Po włączeniu zasilania zeruje on liczniki U1 oraz U3. Licznika U2 nie zeruje, tylko wpisuje doń liczbę z wejść P3...P0. Zerowanie licznika U2, a nie wpisywanie wartości spowodowałoby, że pierwszy jego cykl zliczania byłby dłuższy od pozostałych. Ponieważ czas cyklu ma zależeć od biegunowości napięcia zasilania, z jednej strony potrzebny jest mostek prostowniczy (D12...D15), z drugiej informacja o biegunowości. Informacja ta to po prostu stan logiczny na wejściu P0 kostki U2. Jeśli na punkt B podany zostanie plus zasilania, a na punkt A – minus, na wejściu P0 wystąpi wysoki stan logiczny, czyli licznik U2 będzie dzielił przez 5. Ponieważ napięcie w punkcie B zawsze będzie wykraczać poza napięcie zasilania układu, potrzebny jest rezystor ochronny R3, by przez obwody ochronne wejścia P0 nie płynął znaczny prąd zasilania (teoretycznie wobec obecności diod na wejściu P0, można byłoby usunąć diody D14, D15).

ki wypadek nie zastosowano podstawek pod układy scalone. Układ prawidłowo zmontowany ze sprawnych elementów powinien od razu poprawnie pracować. Jeśli działanie jest zgodne z wcześniejszym opisem, należy potencjometrem PR1 ustawić właściwą częstotliwość. Nie jest do tego konieczny częstościomierz – wystarczy obserwować z zegarkiem w ręku, ile czasu świeci każda z diod (24 lub 30 sekund). Gdyby okazało się, że rezystancja wyjść kostki U3 jest wyjątkowo duża i podczas migania diod D10, D11 brzęczyk lekko popiskuje, zamiast szukać lepszej kostki innego producenta wystarczy zmniejszyć wartość R12. Warunkiem poprawnej pracy obwodu zerowania jest szybkie narastanie napięcia zasilającego klepsydrę. Gdy to napięcie będzie narastać powoli, mała pojemność C1 nie zagwarantuje poprawnego startu cyklu pracy. Można wtedy zwiększyć pojemność C1 do 470nF lub nawet do 1µF, ale nie więcej. Teoretycznie można w roli C1 zastosować „elektrolita” o pojemności np. 10µF, ale wtedy, gdy napięcia progowe liczników U1, U3 będą zdecydowanie różne, mogą się ujawnić inne zaskakujące zjawiska. Dlatego należy po prostu zapewnić szybkie narastanie napięcia zasilania, na przykład w układzie z rysunku 3. Rys. 3 Sposób sterowania

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na płytce pokazanej na rysunku 2. Montaż jest klasyczny i nie powinien sprawić trudności. Elementy warto montować zaczynając od najmniejszych. Całość można umieścić w popularnej obudowie KM20. Ponieważ obudowa jest płaska, warto kondensatory C4, C6 zmontować płasko. Dlatego też w modelu na wszelRys. 2 Schemat montażowy

Przy współpracy z zestawem nagłośnienia Nadarzyn 23A należy w zestawie wymienić przełącznik dwupozycyjny na trzypozycyjny. Gdyby głośność okazała się za duża, należy po prostu zakleić przetwornik kawałkiem taśmy samoprzylepnej. Piotr Górecki

Płytka drukowana jest dostępna w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT-22626.

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

59

F orum Czytelników

Uniwersalna kostka do gier losowych Jak wskazuje nazwa, jest to elektroniczny odpowiednik kilku kostek do gry. Dowolny przełącznik jednoobwodowy pozwala wybrać maksymalną liczbę oczek. Do wyboru są kostki o liczbie ścian: 6, 8, 10, 20, 30, 50, 100.

Opis układu

Na rysunku 1 zaprezentowany został schemat ideowy. Po naciśnięciu przycisku S1 zaczyna pracować generator z częstotliwością około 6kHz. Poprzez bramkę U1B impulsy podaRys. 1

60

wane są na wejście T kostki U2. Na kolejnych wyjściach Q0...Q9 będzie pojawiał się stan wysoki. Jednocześnie na wyjściu bramki U1C wystąpi stan niski, kondensator C2 zostaje rozładowany. Po zwolnieniu przycisku S1 generator przestaje pracować, jednocześnie na wyjściu bramki U1C wystąpi stan wysoki dzięki rezystorowi R12. Kondensator C2 zostanie naładowany i powstanie impuls dodatni. Na wyjściu bramki U1D pojawi się stan niski. W wyniku tego tranzystor Q1 zostanie otwarty i poda potencjał masy do katod diod LED. Rezystor R5 wyznacza wartość prądu zasilającego diody LED i tym samym określa jasność ich świecenia. Przełącznik P1 oraz diody D20-D25 służą do ustawiania jednej z opcji 6, 8, 10, 20, 30, 50, 100. Wynik odczytujemy poprzez dodanie dwóch liczb np. 5+40=45. Połączenie liczników U2 i U3 jest trochę nietypowe, ponieważ sygnał przeniesienia powinien być podawany na wejście Strobe kostki U3, a wejście T powinno być podłączone do dodatniego napięcia. Przy takim podłączeniu okazało się, że przy ustawieniu opcji 6,8,10 na wyjściu Q1 pojawi się stan wysoki, dając tym samym mylny wynik. Gniazdo zasilające może być podłączone

do typowego zasilacza wtyczkowego. Okaże się to przydatne w razie wyczerpania baterii. Dioda D26 chroni układ w sytuacji, gdyby odwrotnie podłączono napięcie zasilające.

Montaż i uruchomienia

Układ można zmontować na płytce uniwersalnej. Montaż nie powinien sprawić żadnych kłopotów, nawet początkującym. Zmontowany ze sprawnych elementów układ powinien od razu działać. Do ustawiania poszczególnych opcji można wykorzystać dowolny przełącznik obrotowy lub zespół jumperków. Krzysztof Kraska

Wykaz elementów Rezystory R1,R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100kΩ R2,R3, R8-R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10Ω R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .560kΩ R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470kΩ R12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100kΩ Kondensatory C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1nF C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10µF/16V C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220µF/16V C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczny Półprzewodniki D1-D19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED 3mm zielone D20-DD25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148 U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4093 U2,U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4017 Inne Przełącznik obrotowy Przełącznik mikroswitch

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Forum Czytelników

Wyświetlacz szybkości procesora Niektórzy posiadacze starszych komputerów PC pamiętają zapewne czasy wyświetlaczy LED osadzonych z przodu obudowy komputera. Stanowiły one swego rodzaju efektowne uatrakcyjnienie wyglądu Peceta, choć nie miały niemal zupełnie żadnego znaczenia praktycznego. Informowały jedynie o prędkości procesora, co stanowiło swego rodzaju „demonstrację przed znajomymi”, jeśli posiadali słabsze komputery. Wyświetlacze te mogły wyświetlać maksymalnie dwie cyfry, co umożliwiało pokazywanie liczb z zakresu 0...99. W czasach procesorów taktowanych zegarami 10...90MHz spełniały swoje zadanie. Co sprytniejsi właściciele jeszcze szybszych procesorów ustawiali na wyświetlaczach napis „HI”. Obecnie sprzedawane komputery wyposażane są w procesory o zegarach 1000...2400MHz. Pora więc wyposażyć swojego Peceta w wyświetlacz czterocyfrowy. Ktoś spyta, po co, skoro na wyświetlaczu dwucyfrowym można wyświetlać wartości wyrażone w GHz, np. „1.7”o ile stary wyświetlacz wyposażony był w „kropkę”. Owszem, można i tak. Atrakcyjniejszym będzie jednak wyświetlanie wartości np. „1700” zamiast „1.7”.

Opis układu

Pod względem elektronicznym układ należy do banalnie prostych. Schemat przedstawia rysunek 1. Na całość konstrukcji składają się cztery zielone wyświetlacze LED DS1...DS4 oraz 32 współpracujące z nimi rezystory szeregowe R1...R32 ograniczające prąd diod LED wyświetlaczy. Układ nie posiada żadnych zworek czy przełączników umożliwiających ustawienie na wyświetlaczu liczby, która ma być wyświetlana. Niepotrzebnie podnosiłoby to koszt wykonania. Wyboru cyfry dokonuje się...kroplami rozgrzanej cyny, które zwierają końcówki rezystorów z „plusem” zasilania na odpowiednio zaprojektowanej płytce drukowanej. Wartość prądu pobieranego przez jedną diodę świecącą (jeden segment lub „kropkę”) dla opornika o wartości 100 i napięcia zasilania wynoszącego około 5V wynosiła ok. 25mA. Maksymalny prąd pobierany przez wyświetlacz wynosiłby zatem: 32 (4 x 7 segmen-

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

tów jednego wyświetlacza + 4 x 1 „kropka” wyświetlacza) x 25mA = 800mA. W praktyce pobierany prąd będzie mniejszy. Np. dla napisu „1200” wyniesie ok. 475mA.

Montaż i uruchomienie

Schemat montażowy przedstawia rysunek 2. Montaż opisywanego układu sprowadza się do wlutowania w płytkę rezystorów i wyświetlaczy. Można to wykonać na trzy sposoby (w każdym przypadku najpierw lutujemy oporniki, później wyświetlacze). Wariant pierwszy sprowadza się do wlutowania

Rys. 1 Rys. 2 Schemat montażowy

wszystkich elementów. Pozwala na ustawienie dowolnej liczby z zakresu 0000...9999. Wariant drugi - uproszczony polega na lutowaniu w płytkę tylko tych rezystorów, które będą konieczne do włączenia konkretnych segmentów poszczególnych wyświetlaczy np. odpowiadających za wyświetlanie liczby „1300”. Wariant trzeci – „minimum”: w płytkę lutujemy tylko tyle oporników i wyświetlaczy, ile potrzebujemy. Np. do wyświetlania liczb: 1.5 -dwa wyświetlacze (najlepiej środkowe) i 8 oporników, „600”-trzy wyświetlacze i 17 oporników. Po „uzbrojeniu” płytki w elementy lutujemy na niej dwa izolowane, około 30centymetrowe odcinki przewodów zasilających. Ich drugie końce warto zakończyć „męską” wtyczką zasilania +5/+12V do PC, co pozwoli na solidne podłączenie do zasilacza. „+5V” podłączamy do czerwonego przewodu zasilacza, „-” do czarnego. Układ powinien działać od razu po włączeniu komputera (zasilacza), po uprzednim połączeniu cyną odpowiednich rezystorów z „+” na płytce drukowanej. Wyświetlacz trzeba zamontować z przodu obudowy komputera. Aby jej nie niszczyć, wyświetlacz osadzamy w jednej z plastikowych zaślepek obudowy zakrywających prostokątny otwór na dodatkowy napęd, np. CD-ROM. Zaślepkę taką można dostać za niewielką odpłatnością w niemal każdym serwisie/sklepie komputerowym. Wartości rezystancji oporników nie są krytyczne - można je zmieniać w zakresie 100...510Ω. Ważne jest jedynie to, aby jasność świecenia wyświetlaczy była zgodna z naszymi oczekiwaniami. Zmontowany ostatecznie wyświetlacz przyczyni się zapewne do uatrakcyjnienia wyglądu niejednego Peceta. Dariusz Knull Wykaz elementów R1...R32 . . . . . . . . . . . . . .100...510Ω (patrz tekst) DS1...DS4 . . . .wyświetlacz 7-segmentowy z kropką typu HD1133G lub odpowiednik 2 odcinki przewodów zasilających + wtyczka zasilania +5/+12V do zasilacza PC

61

Podstawy

Rdzenie ferrytowe w praktyce część 1 W Skrzynce porad pojawiły się pytania: O co chodzi z liczbą AL rdzenia ferrytowego? Co to jest? Czy to jest przenikalność magnetyczna? Czy ma znaczenie praktyczne? Przenikalność magnetyczna, oznaczana małą grecką literą mi (µ), określa podstawowe właściwości magnetyczne materiału. Według bardzo uproszczonej definicji przenikalność magnetyczna wyznacza zależność indukcji (gęstości strumienia) od wywołującego ją natężenia pola magnetycznego. W podręcznikach i katalogach można znaleźć wiele odmian parametru µ określającego przenikalność magnetyczną: µr, µ0, µi, µe, µa, µrev, µapp, µtot, µp, µ’s, µ’’s, µ’p, µ’’p. Dla praktyka znajomość szczegółów nie jest konieczna, choć trzeba przyznać, że dla pełnego wykorzystania możliwości rdzenia należałoby poznać kluczowe zależności. Podawana w katalogach i oznaczona na rdzeniu wartość AL nie jest wprawdzie wartością przenikalności magnetycznej, ale jest zbliżona (proporcjonalna) do przenikalności efektywnej µe. W katalogach można znaleźć wartości przenikalności µe, odpowiadające wartościom AL, jednak podane wartości µe są mało przydatne do praktycznych obliczeń, ponieważ dotyczą konkretnych rdzeni, natomiast współczynnik AL jest bardziej uniwersalny. AL to współczynnik przeznaczony dla praktyków, pozwalający bardzo łatwo obliczyć indukcyjność cewki. Wymiarem AL jest nanohenr (nH). Zasada obliczania indukcyjności cewki (L) z rdzeniem o znanej wartości AL jest niezmiernie prosta. Liczbę zwojów cewki (N) należy podnieść do drugiej potęgi i pomnożyć przez AL: L = AL*N2 W praktyce zazwyczaj chcemy obliczyć liczbę zwojów, potrzebną do uzyskania wymaganej indukcyjności. Korzystamy wtedy ze wzoru N= L AL

64

pamiętając, że współczynnik AL wyrażony jest w nanohenrach. Aby uniknąć pomyłki, potrzebną indukcyjność też trzeba wyrazić w nanohenrach. Mając kalkulator można szybko policzyć wymaganą liczbę zwojów. Przykład. Mamy rdzeń o współczynniku AL=250 (250nH). Potrzebna jest cewka o indukcyjności 1,5mH. Ile trzeba nawinąć zwojów? Rozwiązanie: ponieważ 1,5mH to 1500µH i 1500000nH, więc N = 1500000nH/250nH N = 6000 N = 77,45966 Nawiniemy 77 lub 78 zwojów.

Dodatkowe parametry

Parametr AL to w istocie wyrażona w nanohenrach indukcyjność przypadająca na jeden zwój (do drugiej potęgi). W niektórych katalogach zamiast wartości AL można znaleźć wartość analogicznego parametru α (mała grecka litera alfa), informującego, ile zwojów trzeba nawinąć, żeby uzyskać indukcyjność równą 1mH. Podstawowy wzór to: α = N/ L stąd obliczamy liczbę zwojów N dla cewki o potrzebnej indukcyjności L N = α* L przy czym tym razem indukcyjność trzeba podać w milihenrach. Aby przeliczyć AL na α, korzystamy z zależności α = 1000/ AL W praktyce problem projektowania cewki jest znacznie trudniejszy, niż tylko obliczenie liczby zwojów. Taką samą indukcyjność można uzyskać, nawijając dosłownie kilka zwojów na maleńkim rdzeniu o dużej wartości AL, jak i nawijając kilkaset zwojów na dużym rdzeniu o małej wartości AL. Większa

wartość AL wcale nie wskazuje, że rdzeń jest lepszy. Wspomnianemu zagadnieniu należałoby poświęcić wiele miejsca. Szczegółowe omówienie wykracza poza ramy artykułu, ponieważ należałoby szczegółowo rozważyć takie kwestie jak: - częstotliwość pracy, - dobroć, - tolerancja indukcyjności, - stabilność termiczna i czasowa, - amplituda prądu i ewentualny podmagnesowujący prąd stały, a dodatkowo wgłębić się we wspomniane zależności dotyczące przenikalności magnetycznej i ich konsekwencje. Profesjonalny konstruktor analizuje katalogi, znając dobrze zagadnienie i wiedząc, jaka ma być indukcyjność cewki, dobroć, tolerancja, stabilność cieplna i długoczasowa oraz prądy i napięcia pracy. Zależnie od częstotliwości pracy wybiera materiał, wielkość i kształt rdzenia i potem dla kilku wstępnie wybranych rdzeni przeprowadza szereg obliczeń. Najpierw na drodze obliczeń sprawdza, na jakim najmniejszym rdzeniu uda mu się osiągnąć założone parametry. Bo główna zależność jest oczywista: czym większy rdzeń, tym lepszych parametrów można się spodziewać. A celem jest uzyskanie założonych parametrów na rdzeniu jak najmniejszym. Niemniej nawet profesjonalny konstruktor, dobrze znający problem, nie obliczy precyzyjnie wszystkich parametrów. Dlatego z reguły wykonuje on serię próbną i sprawdza parametry tak powstałych prototypów. Na koniec wybiera jedno optymalne rozwiązanie, które jest wdrażane do seryjnej produkcji. Hobbysta ma zupełnie inną sytuację. Po pierwsze, ma do dyspozycji niewielki wybór rdzeni, ich materiałów i rozmiarów. Często ma też problem z drutem nawojowym i nawet zdarza mu się stosować drut z odzysku o przypadkowej średnicy. W takich warunkach zwykle nie ma szans na optymalny

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Podstawy (zwanych kiedyś garnkowymi – ang. pot cores) i prostokątnych (zwanych też skrzydłowymi – ang. RM – rectangular module). Ferryt ferrytowi nierówny. Materiały, które mają najwyższą przenikalność, nadają się do pracy tylko niezbyt dużych wartościach natężenia pola magnetycznego, co pokazuje rysunek 1, oraz przy stosunkowo niskich częstotliwościach. Przy wzroście częstotliwości szybko rosną straty w takich materiałach. Pokazuje to rysunek 2, też pochodzący z katalogu krajowego POLFER-u, przedstawiający względne straty w ferrytach w funkcji częstotliwości. Znaczy to, że przy większych częstotliwościach warto wykorzystać mateWybór materiału rdzenia riał na pozór gorszy, który jednak w sumie da lepsze parametry rzeczywistej cewki. KataloSzczelina gi firmowe zawsze zawieProducent,oznaczenia m ateria‡ w rają jakieś wskazówki doP olfer S iem ens P hilips TD K M agnetics N eosid Ltd tyczące wyboru materiaU -6 U 60 U -11 U 17 (4E1) (V5F) F29 łów, ale trzeba pamiętać, F-12 (4E1) (V5F) (F29) że nie ma tu ścisłych graU -12 F-24 K12 K7A nic i można sobie pozwolić U -31 (V2F) (F25) F-33 (V2F) na pewną dowolność. F-81 (4C65),4D 2 (Q 5M ) F16 Jak pokazuje rysunek 1, F-82 K1 4C6 K6A (F16) F-201 (4B1),(6B1) (Q 2M ) (F14) wartość przenikalności F-605 M 33 3D 3 (L5),(H 6F) A (F13) magnetycznej, a tym saF-1001 (3B1) (LH 6),(H 6F) V (F8),F19 F-804 3C2,(3R1) (F19),(F8) mym wartość AL zależy F-810 2A2 H 4M F-1501 N 22 (V) też od materiału rdzenia, F-2001 N 22,N 26 3H 1 (H 6A) D ,G (P10),P11 ale wynika przede wszyF-2002 N 48 3H 3 (H 6A) P12 F-3001 (H 5A) stkim z szerokości szczeF-3002 N 30 3E1 H P4,(H 5B) F9 liny powietrznej w rdzeF-6001 T35 (3E4) (H 5B),H 1B, (J) F9C,F10 (H 1D ),(H 5B2) niu. Fotografia 3 pokazuF-807 N 27 (3C85) (PC30) F-821 N 41 2B8 (PC30) F (F44) je dwie pary rdzeni prostoF-828 N 67 (3F3) PC40 P,(G ) (F44),(F5) kątnych: RM6 i RM8. Sąsiednie rdzenie różnią się szerokością szczeTabela 1 liny. Szczelina występuje tylko na środkowej Poszczególni producenci stosują odmienne kolumnie rdzenia. Gdy szczeliny brak, wtedy oznaczenia materiałów magnetycznych, z których wytwarzają rdzenie o różnych kształtach i wymiarach. Tabela 1 pokazuje listę odpowiedników niektórych materiałów różnych firm. Fotografie 1 i 2 przedstawiają rozwinięcie elementów wykorzystywanych do budowy cewek na rdzeniach odpowiednio: kubkowych

projekt. Jednak nawet hobbysta powinien rozumieć przynajmniej podstawowe zależności i ograniczenia. Przede wszystkim trzeba pamiętać, że tę samą indukcyjność można osiągnąć, stosując rdzenie różnej wielkości, z różnego materiału, o różnym współczynniku AL. Ale indukcyjność to nie wszystko. Tylko początkującym elektronikom wydaje się, że najlepiej wykorzystać rdzeń o dużej liczbie AL, bo wtedy do uzyskania założonej indukcyjności potrzeba niewielu zwojów. W grę wchodzi tu wiele czynników, w tym stabilność parametrów oraz prąd maksymalny.

Rys. 1 Rys. 2

STRATY

Fot. 1 i 2

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

wartość AL jest największa, rzędu 2000...10000, zależnie od materiału rdzenia. Tabela 2 zawiera informacje o szerokości szczeliny powietrznej i przenikalności µe dla rdzeni RM6 i RM8 z materiału N48, podobnego do F-2002. AL

160 200 250 315 400 AL

250 315 400 500 630

dla rdzeniR M 6 szeroko przenikalno szczeliny µe mm 0,33 110 0,17 137 0,12 171 0,08 216 0,05 274 dla rdzeniR M 8 szeroko przenikalno µe szczeliny mm 0,23 133 0,18 168 0,14 213 0,12 267 0,1 336

Tabela 2

Jak wspomniałem, najbardziej potrzebnym i uniwersalnym parametrem jest AL. Wartość µe bywa potrzebna tylko do zaawansowanych obliczeń, natomiast informacje o szerokości szczeliny są praktycznie niepotrzebne. Należy pamiętać, że obie połówki rdzenia mają precyzyjnie szlifowane i polerowane powierzchnie styku. Pomimo to w rzeczywistości zawsze występuje jakaś znikoma szczelina wynikająca z braku idealnego styku. Podczas montażu rdzeni o współczynniku AL powyżej 1000 należy szczególnie dbać o czystość powierzchni styku. Każdy pyłek kurzu i paproch może poważnie zmniejszyć podaną na rdzeniu wartość AL. Czym szersza szczelina, tym wartość AL jest mniejsza. Szczelina wykonywana jest zazwyczaj przez precyzyjne zeszlifowanie tylko jednej połówki rdzenia (środkowej kolumny). Należy więc uważać, żeby nie pomieszać połówek i by nie okazało się, że w jednym przypadku złożono dwie połówki bez szczeliny, a w drugim szczelina jest dwukrotnie większa od zamierzonej. Czasem świadomie wykonuje się podobny zabieg – mając rdzeń o dużej wartości AL za pomocą jakiejś stabilnej przekładki sztucznie zwiększa się szczelinę i zmniejsza tym wartość AL. Zmniejszenie wartości AL przez wykonanie szczeliny zwiększa stabilność termiczną rdzenia i co bardzo ważne, umożliwia pracę przy większych wartościach prądu podmagnesowych.

Podmagnesowanie prądem stałym

W niektórych zastosowaniach przez cewkę płynie prąd stały, który wstępnie magnesuje rdzeń. Zbyt duża wartość tego prądu podmagnesującego spowoduje nasycenie rdzenia i radykalny spadek

65

Podstawy wartości AL i indukcyjności. Rysunek 3 pokazuje zależność współczynnika AL od natężenia pola podmagnesowującego dla różnych rdzeni z tego samego materiału, o innych szerokościach szczeliny (Siemens, materiał N26, zbliżony do krajowego F-2002). Zwróć uwagę, że rysunek 3, pokazujący wpływ szczeliny na właściwości rdzeni z jednego materiału, jest podobny do rysunku 1, który dotyczył różnych materiałów, ale teraz chodzi o inną zależność. Na osi Rys. 3

66

poziomej zaznaczona jest wartość natężenia pola wytworzonego przez wspomniany prąd stały i trzeba skorzystać z zależności H=I*N / Le, gdzie Le to długość drogi magnetycznej konkretnego rdzenia, a iloczyn I*N to amperozwoje (przepływ). Najpierw z wykresu należy odczytać dopuszczalną wartość natężenia pola H dla rdzenia o danym współczynniku AL, potem odnaleźć w katalogu długość magnetyczną rdzenia o danej wielkości i obliczyć maksymalny przepływ (I*N) jako iloczyn H*Le. Następnie znając liczbę zwojów można obliczyć szczytową wartość prądu I, niepowodującą nasycenia tej cewki (dławika). Obliczmy maksymalne prądy podmagnesowujące dla cewek (dławików) o indukcyjności 10mH nawiniętych na rdzeniu RM8 z tego materiału na dwóch rdzeniach o AL=100 i AL=1000. Cewka o indukcyjności 10mH (10000000nH) na rdzeniu o AL=1000nH będzie mieć 100 zwojów, a na rdzeniu o AL=100nH – 316 zwojów. W katalogu podane jest, że rdzeń RM8 bez otworu w kolumnie środkowej ma długość drogi magnetycznej Le=38mm=0,038m. Z rysunku 3 odczytujemy dla rdzenia o AL=100 maksymalne natężenie pola H: około 1000A/m – to zaznaczony punkt A. Dla rdzenia o AL=1000 Hmax wynosi około 60A/m (punkt B). Najpierw obliczamy maksymalny przepływ (amperozwoje) ze wzoru H*Le=N*I. dla AL=100: N*I=1000A/m*0,038m=38A dla AL=1000: N*I=60A/m*0,038m=2,28A a potem maksymalny prąd (stały, podmagnesowujący):

Fot. 3

dla AL=100: I==38A/316zw=120mA dla AL=1000: I=2,28A/100zw=22,8mA Jak widać, wartość prądu szczytowego silnie zależy od współczynnika AL, a więc od szerokości szczeliny. Z dwóch cewek o jednakowej indukcyjności w tym wypadku lepsza okaże się ta, która ma szerszą szczelinę. Tylko w tym przypadku: co prawda „lepsza” cewka może pracować w szerszym zakresie prądów, ale zawierając więcej zwojów, nawinięta musi być cieńszym drutem. Będzie mieć większą rezystancję, czyli mniejszą dobroć. Piotr Górecki Ciąg dalszy w kolejnym numerze EdW.

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h

Genialne schematy, czyli co by było, gdyby... W tej rubryce prezentujemy schematy nadesłane przez Czytelników. Są to zarówno własne (genialne) rozwiązania układowe, jak i ciekawsze schematy z literatury, godne Waszym zdaniem publicznej prezentacji bądź przypomnienia. Są to tylko schematy ideowe, niekoniecznie sprawdzone w praktyce, stąd podtytuł „co by

było, gdyby...”. Redakcja EdW nie gwarantuje, że schematy są bezbłędne i należy je traktować przede wszystkim jako źródło inspiracji przy tworzeniu własnych układów. Przysyłajcie do tej rubryki przede wszystkim schematy, które powstały jedynie na papierze, natomiast układy, które zrealizowaliście w prakty-

ce, nadsyłajcie wraz z modelami do Forum Czytelników i do działu E-2000. Nadsyłając godne zainteresowania schematy z literatury, podawajcie źródło. Osoby, które nadeślą najciekawsze schematy oprócz satysfakcji z ujrzenia swego nazwiska na łamach EdW, otrzymają drobne upominki.

Obrotomierz do silnika Diesla i z wtryskiem W samochodach z silnikiem Diesla i z bezpośrednim wtryskiem paliwa nie ma przerywacza, więc trudno wykonać obrotomierz. Można jednak do tego wykorzystać napięcie zmienne z alternatora. Obroty alternatora są ściśle związane z obrotami silnika, a zwykle są nawet większe, co jest korzystne. Trzeba dostać się do jednej z faz alternatora, potem uformować występujący tam przebieg zmienny w jednakowe impulsy. Potem w prostym przetworniku można te impulsy uśrednić i podać na miernik analogowy albo zliczyć. Na rysunku pokazane jest roz-

wiązanie z miernikiem wskazówkowym pochodzące z czasopisma Amatorskie Radio. Sebastian Krawczyk z Czerwonki

Nadajniki Przeczytałem artykuł „Mininadajniki FM UKF” w numerze 4/2001 Elektroniki dla Wszystkich. Ten temat bardzo mnie interesuje. Autor artykułu pisze, że zaprezentowany nadajnik jest chyba najprostszym. Ja odnalazłem w Internecie schemat znacznie prostszego nadajnika. Myślę, że ze względu na budowę nadaje się on do rubryki „Genialne schematy”. W załączniku przysyłam schemat.

68

Układ, nie licząc baterii, składa się tylko z czterech elementów. Zmontowałem go i wypróbowałem. Nadajnik ten charakteryzuje się małym zasięgiem i dość dużą wrażliwością na zbliżanie ręki i zmiany napięcia. Jednak ze względu na prostą budowę polecam go do eksperymentów, szczególnie początkującym. W drugim pliku znajdują się schematy trzech innych układów. Pierwszy z nich także jest bardzo prosty. Nie sprawdzałem ich działania. Nie chcę, aby rubryka „Genialne schematy” zniknęła na zawsze z łamów Waszego pisma, więc dorzucam ten schemat. Czytelnik

E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h