NR IND 372161
WWW.PE.COM.PL
nr 4’2001 (105)
CENA 5,80 PLN
(zawiera 7% VAT), D M 4
ISSN 1232-2628
Standard Ostatnimi czasy w elektronice pojawi³ siê zastój, tak przynajmniej mi siê wydaje. Nie ma ¿adnych nowych Heptiumów®*, o Septiumach®* ju¿ nie wspomnê. Œwiec¹ce na niebiesko diody ju¿ spowszednia³y. Mimo pozycji lidera w badaniach „niebieskich” laserów i diod te ostatnie nie s¹ w Polsce produkowane. Jedyn¹ rzecz¹ która daje siê zauwa¿yæ to coraz wiêksza liczba telewizorów 16:9 na pó³kach sklepowych. Mimo innej proporcji boków ekranu w technice telewizyjnej panuje chyba najwiêkszy zastój. Wszak standard nadawania telewizji ma ju¿ coœ ko³o 70-ciu lat i najwy¿szy czas zast¹piæ go czymœ nowym znacznie lepszym. Jednak nie jest to takie proste. Najpierw wielcy tego œwiata musz¹ siê dogadaæ i podzieliæ ³upy, czyli nas biednych misiów, którzy kupi¹ te nowe cacka. Potem pozostaje ju¿ stosunkowo prosta droga, wybranie standardu, przekonanie nadawców i wyprodukowanie, bagatela jednego miliarda kolorowych odbiorników telewizyjnych. Prawda, ¿e to nic trudnego. Pozostaje tylko jeden drobiazg te¿ ci¹gn¹cy siê od wielu lat. Tym drobiazgiem jest ostatnia lampa elektronowa która nie chce polec na polu chwa³y. Jest ni¹ oczywiœcie kineskop. I tu w szczególnoœci daje siê zauwa¿yæ zastój. Od lat mimo szumnych zapowiedzi producentów w dalszym ci¹gu nie pojawi³a siê alternatywa dla poczciwej lampy, która dostaje ju¿ zadyszki jakoœciowej. P³askie wynalazki za 60 tys. z³otych raczej nie maj¹ szans na przyjêcie siê na rynku, wiêc mo¿na o nich zapomnieæ. Jak „kiepskim” przetwornikiem obrazowym jest kineskop telewizyjny mo¿na przekonaæ siê pod³¹czaj¹c telewizor do komputera posiadaj¹cego kartê z wyjœciem PAL. Nawet na dobrej jakoœci odbiornikach ciê¿ko jest przeczytaæ napisy w najni¿szej rozdzielczoœci. Mo¿na rzec, ¿e monitory komputerowe te¿ posiadaj¹ kineskopy i to dobrej jakoœci. Lecz jest to powrót do przesz³oœci, czyli kineskopów typu delta, o ograniczonych rozmiarach ekranu i du¿ej g³êbokoœci. Dwudziestopiêciocalowe monitory komputerowe s¹ poza tym bardzo drogie. Drodzy Czytelnicy œwiat czeka na wynalazcê naprawdê dobrego i taniego przetwornika obrazu. Mogê obiecaæ, ¿e odkrywca zarobi na tym pomyœle kupê forsy. *) Heptium®, Septium® – nowy, lepszy od obecnie stosowanych, typ procesora.
Spis treœci Oscyloskop prawie cyfrowy........................................................4 Korektor graficzny z minimaln¹ liczb¹ elementów i diodami LED w suwakach ........................................................9 Uwagi do barometru cyfrowego ..............................................13 Super wy³¹cznik do Peceta ......................................................15 Pomys³y uk³adowe – termostat ................................................16 Pomys³y uk³adowe – ograniczenie pr¹du zahamowania silnika elektrycznego .........................................17 Kupon zamówieñ na p³ytê CD–PE1 i CD–PE2 oraz prenumeratê.....19 Karta zamówieñ na p³ytki drukowane .....................................20 Katalog PE – Transformatory ...................................................21 Gie³da PE.................................................................................23 Dlaczego komputer „kopie”? ...................................................25 Pomys³y uk³adowe – precyzyjne zerowanie wzmacniaczy operacyjnych .................26 Wzmacniacze mocy – zale¿noœci energetyczne i klasy pracy .....27 Regulator barwy dŸwiêku ........................................................29 Automatyczna konewka do domu i ogrodu..............................33 Elektroniczny zap³on do samochodu cz. III...............................37
Redaktor Naczelny Dariusz Cichoñski
Wykaz p³ytek drukowanych, uk³adów programowanych i innych elementów .................................................................40
P³ytki drukowane wysy³ane s¹ za zaliczeniem pocztowym. Orientacyjny czas oczekiwania wynosi 3 tygodnie. Zamówienia na p³ytki drukowane, uk³ady programowane i zestawy prosimy przesy³aæ na kartach pocztowych, na kartach zamówieñ zamieszczanych w PE, faksem lub poczt¹ elektroniczn¹. Koszt wysy³ki wynosi 10 z³ bez wzglêdu na kwotê pobrania. W sprzeda¿y wysy³kowej dostêpne s¹ archiwalne numery „Praktycznego Elektronika”, wykaz numerów na stronie 20. Kserokopie artyku³ów i ca³ych numerów, których nak³ad zosta³ wyczerpany wysy³amy w cenie 2,50 z³ za pierwsz¹ stronê, za ka¿d¹ nastêpn¹ 0,50 z³ + koszty wysy³ki. Adres Redakcji: „Praktyczny Elektronik” ul. Jaskó³cza 2/5 65-001 Zielona Góra tel/fax.: (0-68) 324-71-03 w godzinach 800-1000 e-mail:
[email protected]; http://www.pe.com.pl Redaktor Naczelny: mgr in¿. Dariusz Cichoñski Sk³ad Komputerowy: Pawe³ Witek ©Copyright by Wydawnictwo Techniczne ARTKELE Zielona Góra, 1999r. Zdjêcie na ok³adce: Ireneusz Konieczny
Druk: Drukarnia Stella Maris w Gdañsku Artyku³ów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie prawo do skracania i adjustacji nades³anych artyku³ów. Opisy uk³adów i urz¹dzeñ elektronicznych oraz ich usprawnieñ zamieszczone w „Praktycznym Elektroniku” mog¹ byæ wykorzystywane wy³¹cznie do potrzeb w³asnych. Wykorzystanie ich do innych celów, zw³aszcza do dzia³alnoœci zarobkowej wymaga zgody redakcji „Praktycznego Elektronika”. Przedruk lub powielanie fragmentów lub ca³oœci publikacji zamieszczonych w „Praktycznym Elektroniku” jest dozwolony wy³¹cznie po uzyskaniu zgody redakcji. Redakcja nie ponosi ¿adnej odpowiedzialnoœci za treœæ reklam i og³oszeñ.
Miernictwo
4
4/2001 kow¹ zmianê czu³oœci przez podzia³ napiêcia wejœciowego. Zadaniem wzmacniacza W1 jest zwiêkszenie czu³oœci wejœciowej oscyloskopu wyra¿onej w mV/cm. 1 cm to odstêp miêdzy trzema diodami wyœwietlacza rozmieszczonymi w odleg³oœci co 0,5 cm. Uk³ad wyjœciowy WSK to typowy uk³ad scalony wskaŸnika wysterowania o czu³oœci 100 mV miêdzy kolejnymi diodami. Uk³ad ten w zale¿noœci od wielkoœci sygna³u wejœciowego do³¹cza kolejne, po³¹czone razem katody diod poszczególnych linii poziomych (wierszy) do masy. Anody diod po³¹czone s¹ w postaci pionowych linii tzw. kolumn. Pod³¹czone s¹ one do kolejnych wyjœæ licznika dziesiêtnego z dekoderem 1 z 10 LICZNIK (CD 4017). W takt sygna³u zegarowego na kolejnych wyjœciach licznika pojawia siê poziom wysoki i trwa 1 cykl zegara. Aktywne wyjœcie do³¹cza do anod diod w linii pionowej, napiêcie dodatnie. Rozœwietlona zostanie dioda jednoczeœnie do³¹czona do aktywnego wyjœcia licznika i aktywnego wyjœcia uk³adu WSK. Tak wiêc licznik realizuje odchylanie poziome znane z typowego rozwi¹zania ekranu oscyloskopu. Pr¹d diody jest stabilizowany przez uk³ad LM 3914, nie potrzebne s¹ rezystory ograniczaj¹ce ³¹czone szeregowo z diodami luminescencyjnymi. Dziêki temu jasnoœæ œwiecenia diod jest niezale¿na od napiêcia zasilania w podanym zakresie napiêæ. Generator GEN wytwarza sygna³ zegarowy. Czêstotliwoœæ generatora jest regulowana w szerokim zakresie za pomoc¹ potencjometru P3. Zmiana czêstotliwoœci wp³ywa na czas obserwacji przebiegu tzn. na szybkoœæ odchylania pionowego. Pozwala to na obserwacjê przebiegów o szerokim zakresie czêstotliwoœci. Samo do-
Oscyloskop prawie cyfrowy W miarê prosty uk³ad umo¿liwiaj¹cy graficzne przedstawienie przebiegu napiêcia zmiennego na ekranie zbudowanym jako matryca diod luminescencyjnych. Jest to wprawdzie imitacja oscyloskopu, ale umo¿liwia stwierdzenie obecnoœci przebiegu i jego obserwacjê. Tak naprawdê jest to przyrz¹d analogowy z cyfrowym wybieraniem podstawy czasu. Mo¿na go z powodzeniem traktowaæ jako wstêp do bardziej zaawansowanych konstrukcji. Czêsto wskazana jest obserwacja przebiegu dla stwierdzenia jego istnienia i dziêki proponowanemu uk³adowi mo¿na to w tani sposób zrealizowaæ.
Dane techniczne: Czu³oœæ
– 20, 200 mV/cm, 2 V/cm Rezystancja wejœciowa – 1 MW Zakres czêstotliwoœci – 0÷20 kHz Zakres synchronizacji – 100÷10000 Hz Rozdzielczoœæ – 10×10 (siatka 0,5 cm) Napiêcie zasilania – 6÷12 V (stabilizowane) Pobór pr¹du – 50 mA
Schemat blokowy i dzia³anie Przy konstrukcji oscyloskopu zawsze problemem staje siê wyœwietlacz – ekran i jego powi¹zanie z pozosta³ym uk³adem elektronicznym. Oscyloskopy z elektronow¹ lamp¹ oscyloskopow¹ wymagaj¹ zasilania wysokim napiêciem (kV) i odpowiednich wzmacniaczy odchylania pionowego i poziomego. Oscyloskopy cyfrowe najczêœciej wykorzystuj¹ wyœwietlacz ciek³okrystaliczny, który posiada ograniczon¹ rozdzielczoœæ i wymaga wspó³pracy z pamiêci¹. W proponowanym rozwi¹zaniu wyœwietlacz zast¹pimy matryc¹ 100 diod luminescencyjnych odpowiednio po³¹czonych za pomoc¹ p³ytki drukowanej. Rozdzielczoœæ takiego ekranu bêdzie niska – 10×10 (10 punktów w linii × 10 linii) a minimalna odleg³oœæ miêdzy punktami wyniesie 0,5 cm. Pozwoli to jednak na obserwacjê zarysu przebiegu.
Z ekranem w postaci matrycy diod, bêdzie bezpoœrednio wspó³pracowa³ uk³ad LM 3914 wykorzystany tutaj do zaœwiecania kolejnych diod w kierunku pionowym proporcjonalnie do wielkoœci sygna³u wejœciowego. Uk³ad ten powinien byæ znany czytelnikom PE, poniewa¿ wykorzystywany by³ do realizacji publikowanych wczeœniej wskaŸników wysterowania. Niezbêdne w oscyloskopie odchylanie pionowe zostanie zrealizowane z wykorzystaniem licznika dziesiêtnego CMOS (CD 4017). Ju¿ sam schemat blokowy œwiadczy o prostocie rozwi¹zania proponowanego uk³adu. Uk³ad „odchylania pionowego” sk³ada siê z dzielnika wejœciowego DW, wzmacniacza W1 i uk³adu wyjœciowego WSK. Dzielnik wejœciowy umo¿liwia sko-
MATRYCA LED 10×10 DW
W1
WE LM3914 (WSK)
P3 P1
W2
LM555 (GEN) W3
W4
P2
Rys. 1 Schemat blokowy
CD4017 (LICZNIK)
C R
Oscyloskop prawie cyfrowy
4/2001 stosowanie czêstotliwoœci generatora do ogl¹dania przebiegu pozwoli na jego obserwacjê, ale wyœwietlany obraz bêdzie siê przemieszcza³. Zatrzymanie obrazu umo¿liwi synchronizacja. Sygna³ do synchronizacji pobierany jest z wyjœcia W1 i podawany do wzmacniacza – komparatora W3. Na drugie wejœcie W3 podawany jest poziom odniesienia regulowany potencjometrem P2. Na wyjœciu W3 uzyskujemy impulsy prostok¹tne odpowiadaj¹ce przebiegowi wejœciowemu (badanemu). Uk³ad ró¿niczkuj¹cy na wejœciu W4 skraca czas trwania impulsu, który nastêpnie jako impuls ujemny podawany jest przez diodê na wejœcie zeruj¹ce licznika. Licznik po³¹czony jest w taki sposób, ¿e po jednym cyklu przegl¹dania kolumn jest zatrzymywany wysokim poziomem podawanym na wejœcie zeruj¹ce z wyjœcia 0. Ujemny impuls zwalnia sygna³ zeruj¹cy (RESET) i nastêpuje realizacja kolejnego cyklu zliczania. Wyzwalanie zliczania w tym samym momencie przebiegu pozwoli na jego obserwacjê jako „zatrzymanego” na ekranie. Zadaniem uk³adu W2 jest uzyskanie masy dla czêœci analogowej (wejœciowej) oscyloskopu przy zasilaniu napiêciem po-
daj¹ przesuniêcie o 1,2 V wyjœcia US1A odpowiadaj¹ce 0 V wskaŸnika. Dopiero przekroczenie tego poziomu o 100 mV spowoduje zaœwiecenie dolnej diody. Zaœwieceniu najwy¿szej diody odpowiada napiêcie 1 V i tyle wynosi zakres zmian napiêcia wyjœciowego wzmacniacza dla pe³nego wysterowania wskaŸnika. Rezystor nastawny P4 s³u¿y do regulacji napiêcia odniesienia podawanego na wewnêtrzny dzielnik US3 a wiêc do regulacji czu³oœci wskaŸnika na 100 mV miêdzy kolejnymi rozœwietlanymi diodami co daje 200 mV/cm (po uwzglêdnieniu wzmocnienia, na wejœciu WE odpowiednio 10 mV i 20 mV/cm. Wartoœæ rezystora R10 okreœla pr¹d p³yn¹cy przez za³¹czon¹ diodê luminescencyjn¹ (aktualnie oko³o 12 mA). Uk³ad skonfigurowany jest jako wskaŸnik punktowy. Wzmacniacz US1B wykorzystany jest jako wtórnik do wytworzenia regulowanej masy uk³adów wejœciowych (wzmacniaczy operacyjnych). Podzia³ napiêcia zasilania wynika z po³o¿enia suwaka potencjometru P1. Zmieniaj¹c podzia³ uzyskujemy przesuniêcie pionowe obserwowanego na ekranie przebiegu. Napiêcia filtrowane s¹ kondensatorami C2 i C3.
jedynczym. Wzmacniacze operacyjne zasilane s¹ napiêciami dodatnim i ujemnym wzglêdem masy. Pozosta³e uk³ady zasilane s¹ pojedynczym napiêciem. Regulacja podzia³u napiêcia potencjometrem P1 jednoczeœnie zapewnia przesuwanie obrazu na ekranie w kierunku pionowym.
Schemat ideowy Zaczniemy od wejœcia WE – sygna³ podawany jest przez dwa dzielniki 1 : 10 (R1, R3 i R2, R4) prze³¹czane potrójnym prze³¹cznikiem W£1, do wejœcia uk³adu US1A. Napiêcie wejœciowe dla najwiêkszej czu³oœci (20 mV/cm) podawane jest bezpoœrednio przez rezystor R6 na wejœcie wzmacniacza. Diody D1, D2, D3 i D4 zabezpieczaj¹ obwód wejœciowy wzmacniacza przed uszkodzeniem ograniczaj¹c napiêcie wejœciowe. Wzmocnienie wzmacniacza wynosi 10 V/V. Z wyjœcia wzmacniacza US1A sygna³ zmienny wraz ze sk³adow¹ sta³¹ wzglêdem (-) zasilania przez diody D6, D7 podawany jest na wejœcie US3. Zadaniem diod jest skompensowanie sk³adowej sta³ej poniewa¿ uk³ad LM 3914 reaguje na napiêcie wzglêdem (–) zasilania. Diody te
6÷12V
W£1 + A WE
B 1
1
2
2
2
3
3
3
D1 R8
10k R5 1M
R4 110k
D3 D4
R7 10k
5
1
US1A
2
R9 10k
1N4148 D6 D7
LM358
3
C1 100mF
–
91k
D2
R6
R2 910k
R3 110k
–
C
1
R1 910k
6
3
WE
10
D
9 8
P4 2,2k
7 7 1,25V
4×1N4148
US3 LM3914
R10 1k
6 5 4
8
3
+ R11 15k*
6
P1 4,7k A
5
US1B
2 4
C2 10mF
8 7
P3 470k A
R20
+ 6
P2 4,7k A
5
R14 22k
7
US2A 4
–
C5 10n
8
12
MATRYCA 100 LED
13 14 15 16 17 18 1
2 3
R15 10k
R16 1k
– –
4
US4 555
6
T1 BC548B
3
0 14
2 1
1
2 1
R 15
5
4 2
7 3
4
10 1 5 6 9 11 5 6 7 8 9
US5 CD4017
C
R22 22k
2
10k
3
10k
R21 1k
US2B
R23 1k R24
8
R18
+
+
7
1k
C4 10p
C6 10n
100W
R17
R12 15k*
11
– C3 10mF –
R13 1M
1
10
2
4
+
5
8
CLI 13
16
W£2 R19 10k
D5 1N4148
1
C7 47n
3
C8 4,7n
C9 10n –
LM358
Rys. 2 Schemat ideowy
C10 100n
W£3
– S
+
Oscyloskop prawie cyfrowy datnim z wyjœcia 0 US5. Dziêki temu unika siê obni¿ania napiêcia na obci¹¿onym diod¹ wyjœciu 0 i samoczynnego odblokowania licznika. Synchronizacjê mo¿na od³¹czyæ zwieraj¹c wejœcie R (15 US5) do (–) za pomoc¹ prze³¹cznika W£3. Zwracam uwagê na zasilanie uk³adu, które powinno byæ stabilizowane a mo¿e zawieraæ siê w przedziale od 6÷12 V. Pobór pr¹du wynosi 20÷30 mA. Uk³ady US3, US4, US5 s¹ zasilane bezpoœrednio i dla nich odniesieniem jest (–) zasilania. Uk³ady US1 i US2 zasilane s¹ napiêciami
dodatnim i ujemnym wzglêdem masy wytworzonej za pomoc¹ uk³adu US1B. W trakcie eksploatacji zwróciæ uwagê na oddzielenie masy i (–) zasilania. Rezystory R11 i R12 musz¹ byæ dobrane do aktualnego napiêcia zasilania. Podane wartoœci s¹ odpowiednie dla 12 V. Przy napiêciu 6 V, R11 i R12 powinny mieæ po 4,7 kW. Uk³ad mo¿na dodatkowo wyposa¿yæ w zwierany kondensator na wejœciu dla oddzielenia sk³adowej sta³ej (sta³e/zmienne) oraz sondê wejœciow¹ umo¿liwiaj¹c¹ rozszerzenie zakresu i zwiêkszenie rezyW£1 WE R1 R3 R2 R4 R5
R11
R12
R17
US1
C5
C4
C2 LM 358
US2
LM 358
C6
C9
555
P3
R20
T1
US4 C7
R24
2
R22
C8
W£3
R9
W£2 C10
R23
D6
ELEKTRA
585
D2 D1 D4 D3
R21
585
ARTKELE
D5
C3 R7
R8
R15
R14
R18
R19
P2 P1
KATODY
R13
R16
R6
D7
CD4017 US3
US5
–
P4
LM3914
C1 6÷12V
+
ANODY
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Wzmacniacz – komparator US2A (wzmocnienie 1000 V/V) uzyskuje sygna³ z wyjœcia wzmacniacza US1A. Na drugie wejœcie podawane jest napiêcie odniesienia regulowane za pomoc¹ potencjometru P2. Regulacja ta („poziom”) pozwala na zmianê punktu synchronizacji i w efekcie przemieszczanie siê wzd³u¿ przebiegu na ekranie. Przebieg na wyjœciu komparatora ma kszta³t prostok¹tny i poddawany jest ró¿niczkowaniu za pomoc¹ kondensatora C5 i równolegle po³¹czonych rezystorów R14 i R16. Rezystory te jednoczeœnie polaryzuj¹ wejœcie wzmacniacza US2B w kierunku uzyskania dodatniego napiêcia na wyjœciu. Ujemny impuls zró¿niczkowany na wejœciu powoduje powstanie ujemnego impulsu na wyjœciu US2B. Dioda D5 separuje wyjœcie wzmacniacza synchronizacji od obwodu RESET licznika przy napiêciu dodatnim. Ujemne napiêcie (0,6 V wzglêdem -) powoduje spadek napiêcia w obwodzie RESET i rozpoczêcie zliczania sygna³u zegarowego przez licznik. Jako generator zegarowy wykorzystany jest popularny uk³ad czasowy LM 555 (US4). Pracuje on jako generator astabilny. Czêstotliwoœæ wytwarzanego przebiegu regulowana jest potencjometrem P3. Zakresy czêstotliwoœci ustala siê prze³¹cznikiem W£2 do³¹czaj¹cym na zmianê kondensatory C7 lub C8. W pozycji 1 zakres czêstotliwoœci generatora wynosi od 10 Hz do 10 kHz. W pozycji 2 wynosi od 500 Hz do 100 kHz. Pozycja 1 przewidziana jest do obserwacji przebiegów o czêstotliwoœciach niskich (do 500 Hz) a pozycja 2 dla czêstotliwoœci wy¿szych. Sygna³ zegarowy podawany jest bezpoœrednio na odpowiednie wejœcie licznika. Napiêcie z wyjœcia 0 licznika US5 podawane jest na wejœcie R (RESET) za poœrednictwem rezystora R22. Przy poziomach wysokich na wyjœciu 0 i wyjœciu wzmacniacza synchronizacji US2B powoduje to zablokowanie licznika (zerowanie). W tym stanie œwiec¹ tylko diody pierwszej kolumny daj¹c informacjê o po³o¿eniu osi pionowej (0 V) lub rozpiêtoœci sygna³u (wartoœæ miêdzyszczytowa). Rozpoczêcie zliczania i „odchylanie poziome” nast¹pi dopiero po obni¿eniu napiêcia na wejœciu R sygna³em synchronizacji lub prze³¹cznikiem W£3. Musi ono trwaæ przez 1 cykl zegarowy i st¹d wynika ograniczenie zakresu synchronizacji w tak prostym uk³adzie. Zadaniem tranzystora T1 jest w³¹czanie pierwszej kolumny diod sygna³em do-
4/2001
T
6
R10
1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Rys. 3 Widok p³ytki drukowanej i rozmieszczenie elementów
KATODY
Oscyloskop prawie cyfrowy
4/2001 stancji wejœciowej. Sonda powinna zawieraæ tylko rezystor 9 MW, daj¹cy podzia³ napiêcia 1:10 z rezystancj¹ wejœciow¹ 1 MW. Przy korzystaniu z sondy czu³oœæ na ka¿dym zakresie nale¿y mno¿yæ ×10. Zamieniaj¹c wzmacniacz US1A na wtórnik przez zast¹pienie zwor¹ rezystora R8 i wymontowanie R7 uzyskamy czu³oœci wynosz¹ce 200 mV/cm, 2, 20 V/cm.
Monta¿ i uruchomienie Skompletowanie elementów nie powinno byæ trudnym zadaniem. Mam nadziejê, ¿e nie zabraknie diod luminescencyjnych? Powinny to byæ diody o œrednicy 3 mm o ulubionym kolorze (zielony, czerwony lub ¿ó³ty). Przy takich iloœciach mo¿na dopominaæ siê o cenê hurtow¹. P³ytka drukowana przystosowana jest do typowej obudowy z tworzywa sztucznego. Wyœwietlacz mo¿na zmontowaæ oddzielnie po odciêciu czêœci p³ytki lub w ca³oœci z pozosta³ymi elementami. Po³¹czenia wyjœæ p³ytki elektroniki z wyœwietlaczem w obu przypadkach musz¹ byæ wykonane przewodami. W przypadku oddzielnego wyœwietlacza przewody z wyœwietlacza mog¹ byæ ³¹czone z p³ytk¹ elektroniki za pomoc¹ odpowiednich z³¹cz 10 stykowych. Monta¿ elementów na p³ytce elektroniki powinien byæ wykonany zgodnie z ogólnie znanymi zasadami i ewentualnie dostosowany do koncepcji monta¿u wyœwietlacza i monta¿u ca³oœci w obudowie. Przy czu³oœci maksymalnej 20 mV/cm wystarcz¹ dwie diody zabezpieczaj¹ce wejœcie. Montowaæ tylko diody D2 i D3. Zamiast diod D1 i D4 zastosowaæ mostki. Wszystkie diody zabezpiecza-
CZU£OŒÆ
PRZEWODY
skop zaprojektowano pod kontem zmontowania go w obudowie plastikowej typu ZV. Pierwsz¹ czynnoœci¹ jest wykonanie p³yty czo³owej. W tym celu nale¿y wyci¹æ z kawa³ka plexi o gruboœci 3 mm p³ytê czo³ow¹ identyczn¹ jak fabryczna od obudowy. Nastêpnie wierci siê w niej otwory pod potencjometry i prze³¹czniki. Rozmieszczenie otworów pokazano na rysunku 5 w skali 1:1. Nastêpnym etapem bêdzie wykonanie kserokopii rysunku 5. Kserokopiê mo¿na zrobiæ na kolorowym papierze. Do tylnej czêœci kserokopii nale¿y przykleiæ dwustronn¹ taœmê klej¹c¹ a póŸniej wyci¹æ prostok¹tny otwór pod wyœwietlacz. Przygotowan¹ w taki sposób maskownicê przykleja siê do p³ytki z plexi. Nastêpnie na p³ytê czo³ow¹ przykleja siê samoprzylepn¹ foliê bezbarwn¹. Na sam koniec przy pomocy ostrego skalpela wycina siê okr¹g³e otwory pod potencjometry, prze³¹czniki i gniazdo wejœciowe. Teraz pozostaje ju¿ pod³¹czenie elementów regulacyjnych przewodami do p³ytki drukowanej. Przewody po³¹czeniowe powinny byæ mo¿liwie krótkie. Rozmieszczenie poszczególnych elementów oscyloskopu pokazano na rysunku 6. P³ytkê wyœwietlacza i pozosta³ej czêœci elektroniki mo¿na przykleiæ do obudowy przy pomocy kleju. Najwygodniejszy jest tu klej na gor¹co nak³adany przy pomocy specjalnego pistoletu. Szczególnie dobrze
×1 2V
×10 Wyci¹æ otwór POZIOM WEJŒCIE
ARTKELE OSCYLOSKOP „CYFROWY” Rys. 5 P³yta czo³owa oscyloskopu w skali 1:1
ANODY
Rys. 4 Monta¿ diod
PODSTAWA CZASU
200mV 20mV
j¹ce s¹ wymagane przy czu³oœci maksymalnej 200 mV/cm. Specjalnej uwagi wymaga monta¿ diod wyœwietlacza. Diody w obudowach plastikowych s¹ bardzo wra¿liwe na temperaturê. Czas lutowania ograniczyæ wiêc do minimum. Unikaæ naprê¿eñ koñcówek diod podczas lutowania. Anoda posiada zawsze d³u¿sze wyprowadzenie a obudowa diody jest œciêta od strony katody. Fragment p³ytki z matryc¹ diodow¹ nale¿y odci¹æ od pozosta³ej czêœci p³ytki drukowanej. Po okreœleniu wymaganej wysokoœci monta¿u diod nad powierzchni¹ p³ytki mo¿na przygotowaæ sobie szablon w postaci paska z tektury lub grubego kartonu, który nastêpnie w³o¿ymy miêdzy wyprowadzenia montowanych diod dla uzyskania jednakowej wysokoœci monta¿u. Wyprowadzenia katod mo¿na wczeœniej skróciæ na wymagan¹ odleg³oœæ korzystaj¹c z odpowiedniego szablonu, poniewa¿ obcinanie ich po zalutowaniu kolejnych rzêdów diod bêdzie k³opotliwe. Ewentualnie proponujê monta¿ kolejnych rzêdów od góry p³ytki wyœwietlacza i obcinanie wyprowadzeñ katod kolejnych rzêdów. Nie nale¿y skracaæ ani obcinaæ wyprowadzeñ anod. Przylutowaæ anody do oczek lutowniczych, po ostygniêciu wyrównaæ diody w pionie i przylutowaæ katody (ewentualnie obci¹æ wyprowadzenia katod). Wyprowadzenia anod zagi¹æ równolegle z p³ytk¹, tak aby, ³¹czy³y siê z anodami kolejnych diod w rzêdach. Kierunek zaginania wyznaczaj¹ oczka lutownicze przewodów anod. Monta¿ diod pokazuje rysunek 4. Œwiecenie diod mo¿na sprawdziæ korzystaj¹c z zasilacza 5÷12 V i rezystora 1 kW. Po sprawdzeniu poprawnoœci monta¿u mo¿na zabraæ siê za obudowê. Oscylo-
7
8
Oscyloskop prawie cyfrowy
nale¿y przykleiæ lew¹ czêœæ p³ytki w okolicach prze³¹cznika obrotowego W£1. Do uruchomienia niezbêdny bêdzie zasilacz stabilizowany o napiêciu 6÷12 V i minimalnej wydajnoœci 50 mA oraz multimetr. Wskazane s¹ generator akustyczny i normalny oscyloskop. Przy braku generatora pos³u¿yæ siê mo¿na transformatorem sieciowym i jako przebieg wzorcowy wykorzystaæ napiêcie jednego z uzwojeñ. Napiêcie to mo¿na w miarê dok³adnie zmierzyæ multimetrem. Prze³¹czniki W£1 i W£2 ustawiæ w pozycji 1. Wejœcie WE po³¹czyæ do masy. Potencjometry P1, P2, P3 oraz rezystor nastawny P4 ustawiæ w po³o¿enia œrodkowe. Po w³¹czeniu zasilania sprawdziæ multimetrem poprawnoœæ napiêæ. Napiêcia mierzyæ wzglêdem (–) zasilania. Napiêcie masy powinno wynosiæ oko³o +2 V. Takie samo napiêcie powinno wystêpowaæ na wyjœciu US1A. Napiêcie na wyjœciu US2A zale¿y od po³o¿enia suwaka potencjometru P2 i mo¿e wynosiæ +0,6 lub oko³o +12 V. Na wyjœciu US2B powinno byæ napiêcie oko³o +12 V. Sprawdziæ napiêcie odniesienia +1,25 V na wyprowadzeniu 7 US3. Powinna œwieciæ dioda w pierwszej kolumnie. Regulacja potencjometrem P1 powinna powodowaæ przemieszczanie siê punktu œwiec¹cego w pionie. Sprawdzenie dzia³ania generatora i licznika dokonamy po zwarciu wypro-
wadzenia R (15 US5) do masy za pomoc¹ prze³¹cznika W£3. Powinien zaœwieciæ siê ca³y wiersz diod – pozioma linia. Linia nie powinna zanikaæ przy zmianie po³o¿enia suwaka P3 i po prze³¹czeniu W£2 w pozycjê 2. Regulacjê czu³oœci wskaŸnika dokonamy za pomoc¹ rezystora nastawnego P4. Reguluj¹c potencjometrem P1 uzyskaæ rozœwietlenie œrodkowej np. czwartej diody. Zmierzyæ napiêcie na wyjœciu US1A (1). Zwiêkszyæ to napiêcie o 0,1 V reguluj¹c P1. Reguluj¹c P4 uzyskaæ maksimum œwiecenia kolejnej diody (pi¹tej). Sprawdziæ czy zwiêkszanie i zmniejszanie napiêcia o 0,1 V powoduje zaœwiecanie kolejnych diod. Ewentualnie skorygowaæ ustawienie P4. Ostateczn¹ regulacjê powinno siê wykonaæ napiêciem sta³ym lub zmiennym, podawanym na wejœcie oscyloskopu WE. Rozewrzeæ wejœcie WE i podaæ sygna³ wejœciowy z generatora lub transformatora o czêstotliwoœci 50 Hz i wartoœci miêdzyszczytowej dostosowanej do w³¹czonego zakresu. Przy wy³¹czonej synchronizacji (W£3) regulowaæ potencjometrem P3 dla uzyskania obrazu sinusoidy. Podaæ przebieg o czêstotliwoœci oko³o 500 Hz i sprawdziæ dzia³anie synchronizacji. Regulacja potencjometrami P2 i P3 powinna doprowadziæ do „zatrzymania” przebiegu na ekranie. Uzyskanie synchronizacji dla czêstotliwoœci ni¿szych od 100 Hz GNIAZDO BEZPIECZNIKA
W£¥CZNIK SIECI
4/2001 wymaga zwiêkszenia pojemnoœci kondensatora C5 na 47 lub nawet 100 nF. Doœæ du¿a czu³oœæ oscyloskopu zmusza do ekranowania obwodu wejœciowego. Od strony druku nale¿y zamontowaæ p³ytkê z blachy stalowej cynowanej o gruboœci 0,35 mm (tzw. puszkowa) i pod³¹czyæ do masy lub (–) zasilania. Ekran powinien obejmowaæ po³owê p³ytki drukowanej od strony prze³¹cznika W£1. Wp³yw przydŸwiêku spadnie przy obni¿onej czu³oœci po modyfikacji wzmacniacza US1A na wtórnik. Wykaz elementów
Pó³przewodniki US1, US2 US3 US4 US5 T1 D1÷D7 D8÷D108
– LM 358 – LM 3914 – LM 555 – CD 4017 – BC 548B – 1N4148 – LED 3 mm
Rezystory R20 – 100 W/0,25 W R10, R16, R17, W/0,125 W R21, R23 – 1 kW R6, R7, R9, R15, W/0,125 W R18, R19, R24 – 10 kW W/0,125 W R11, R12 – 15 kW W/0,125 W R14, R22 – 22 kW W/0,125 W R8 – 91 kW W/0,125 W R3, R4 – 110 kW W/0,125 W R1, R2 – 910 kW W/0,125 W R5, R13 – 1 MW W-A PR-185 P1, P2 – 4,7 kW W-A PR–185 P3 – 470 kW W TVP 1232 P4 – 2,2 kW
Kondensatory
P£YTKA ZASILACZA
TRANSFORMATOR
C4 C8 C5, C6, C9 C7 C10 C2, C3 C1
– 10 pF/50 V ceramiczny – 4,7 nF/50 V ceramiczny – 10 nF/50 V ceramiczny – 47 nF/50 V ceramiczny – 100 nF/63 V MKSE-20 – 10 mF/25 V – 100 mF/16 V
Inne W£1 – MPS 134 W£2, W£3 – prze³. 2 poz. p³ytka drukowana numer 585 WYŒWIETLACZ 100 LED
Rys. 6 Rozmieszczenie elementów oscyloskopu w obudowie
P³ytki drukowane wysy³ane s¹ za zaliczeniem pocztowym. P³ytki mo¿na zamawiaæ w redakcji PE. Cena: p³ytka numer 585 - 11,20 z³ + koszty wysy³ki (10 z³).
à R. K.
Elektroakustyka
4/2001
wzmacniacz, kolumny g³oœnikowe i pomieszczenie w którym dokonuje siê ods³uchu. Korektor poprzez swoje du¿e mo¿liwoœci kszta³towania charakterystyki czêstotliwoœciowej umo¿liwia kompensowanie niedostatków ca³ego toru. Efektem koñcowym jest dŸwiêk o po¿¹danym brzmieniu. OdpowiedŸ na drugie pytanie nie jest ju¿ tak prosta i oczywista. Jednym ze sposobów, nazwijmy go analitycznym, jest ustawienie korektora w oparciu o obiektywne pomiary ca³ego toru ods³uchowego. Konieczny jest tu generator szumu, bardzo dobrej jakoœci mikrofon i analizator widma sygna³u akustycznego. Generator szumu którym mo¿e to byæ p³yta CDPE2 z nagranym szumem bia³ym pod³¹cza siê do wejœcia wzmacniacza. Mikrofon umieszcza siê w miejscy s³uchania muzyki i poprzez wzmacniacz mikrofonowy pod³¹cza siê do analizatora widma. Przy pomocy korektora ustawia siê maksymalnie p³ask¹ charakterystykê czêstotliwoœciow¹ wskazywana przez analizator. Ta metoda pozwala na wyeliminowanie wszelkich niedoskona³oœci toru ods³uchowego. Dotyczy to przede wszystkim kolumn g³oœnikowych i samego pomieszczenia ods³uchowego, które t³umi oraz wzmacnia poprzez rezonans niektóre czêstotliwoœci. Po takiej procedurze mo¿na mieæ gwarancje, ¿e dŸwiêk docieraj¹cy do uszu jest prawie identyczny z tym co dostarcza Ÿród³o sygna³u. Niektóre rozbudowane, mikroprocesorowe korektory fabryczne posiadaj¹ na swoim wyposa¿eniu mikrofon pomiarowy i pozwalaj¹ przeprowadziæ ca³¹ opisa-
Korektor graficzny z minimaln¹ liczb¹ elementów i diodami LED w suwakach Korektory graficzne posiadaj¹ tak samo rzeszê zagorza³ych zwolenników jak i przeciwników. Jednak¿e pozostaje jeszcze spora grupa osób które nie maj¹ wyrobionego zdania na ten temat. Zw³aszcza tych ostatnich zachêcamy do budowy opisanego w artykule prostego korektora graficznego, który mo¿e oddaæ nieocenione us³ugi zwiêkszaj¹c przyjemnoœæ s³uchania muzyki w mieszkaniu, które nie zawsze jest przystosowane do tych celów.
Wszyscy melomani przyzwyczaili siê do regulatorów barwy dŸwiêku i traktuj¹ je jako nieodzowny element wzmacniaczy akustycznych. Tak¿e uk³ad konturu nie budzi niczyich zastrze¿eñ. Te elementy regulacyjne s³u¿¹ do subiektywnego ustawienia parametrów toru elektroakustycznego, tak aby odbierany dŸwiêk by³ przyjemny dla ucha. W swojej praktyce czêsto spotykam siê z pytaniami znajomych po co jest korektor graficzny i jak go ustawiæ. OdpowiedŸ na pierwsze pytanie jest doœæ prosta i oczywista. Korektor graficzny pe³ni funkcjê rozbudowanego, wielopunktowego regulatora barwy dŸwiêku. Pod pojêciem wielopunktowoœci rozumiem mo¿liwoœæ regulacji dla wielu ró¿nych czêstotliwoœci pasma akustycznego. Korektor graficzny umo¿liwia korygowanie niedosko-
na³oœci toru elektroakustycznego, tak aby produkt wyjœciowy, czyli dŸwiêk odbierany przez s³uchacza mia³ po¿¹dane brzmienie. Jako tor elektroakustyczny nale¿y rozumieæ tu Ÿród³o dŸwiêku, ca³y –Vcc 20
GND
+Vcc
19
18
17
16
9
15
14
13
R2 1,2k 10k
R1 68k
R1 68k
R1 68k
R2 1,2k
1
2
R2 1,2k
3
4
R1 68k
R1 68k
R1 68k
R1 68k
R2 1,2k
5
6
11
R2 1,2k
10k
47k
12
R2 1,2k
7
8
Rys. 1 Schemat blokowy uk³adu M5289P
R2 1,2k
9
10
Korektor graficzny
4/2001 kach herców. Z kolei mi³oœnicy wokalistów musz¹ wzmacniaæ (podbijaæ) czêstotliwo-œci „prezencyjne” czyli pasmo 1÷3 kHz. Dla uzyskania efektu soczystych talerzy konieczne jest wzmocnienie pasma 8÷20 kHz. Z kolei suche talerze to wzmocnienie pasma 12÷20 kHz. Wszystkie te niuanse mo¿na rozpracowaæ samemu tak jak ju¿ wczeœniej opisa³em „bawi¹c” siê korektorem. Jedynym momentem kiedy wskazane jest wy³¹czenie korektora jest audycja s³owna. Zbytnie „zamieszanie” w charakterystyce czêstotliwoœciowej prowadzi do obni¿enia zrozumia³oœci przekazu s³ownego. Stosuj¹c korektor graficzny mo¿na pomin¹æ klasyczn¹ regulacjê barwy dŸwiêku we wzmacniaczu, która w takiej sytuacji staje siê zbêdna, a nawet niewskazana. Je¿eli zakres regulacji barwy dŸwiêku i korektora wynosi ±12 dB, to maksymalnie podbijaj¹c czêstotliwoœci wysokie lub niskie w obu uk³adach otrzymuje siê wypadkowe wzmocnienie +24 dB czyli 15 V/V, co mo¿e doprowadziæ do przesterowania w pierwszej kolejnoœci wzmacniacza mocy, a w drugiej korektora graficznego. Czêsto spotykam siê te¿ z zarzutem, ¿e korektory wprowadzaj¹ dodatkowe szumy i zniekszta³cenia nieliniowe. Jest to jednak czysta demagogia. Korektory pracuj¹ przy du¿ym poziomie sygna³u i wno-
metrów suwakowych korektora. Dopiero po uzyskaniu zadowalaj¹cych efektów mo¿na przejœæ do ods³uchu stereofonicznego i wprowadzania niewielkich korekt (ró¿nic) pomiêdzy kana³ami. Z regu³y nie jest to jednak konieczne. Istniej¹ „teorie”, ¿e dla ka¿dego rodzaju muzyki wymagane jest inne ustawienie korektora. Nie jestem jednak ich zwolennikiem. Ka¿dy rodzaj muzyki ma swoiste brzmienie i nie uwa¿am za konieczne zmienianie go. Natomiast uwa¿am za po¿¹dane uzyskanie dodatkowego efektu który nak³ada siê na ró¿ne rodzaje brzmienia muzyki. Dlatego te¿ mój korektor jest ustawiony zawsze tak samo. Osobiœcie bardzo lubiê dŸwiêk gitary modyfikowany przez „ostry” fuzz, st¹d te¿ uwypuklenie czêstotliwoœci 2÷5 kHz na których wystêpuje szczególnie du¿o harmonicznych fuzz’a odpowiedzialnych za jego ostre brzmienie. Jest to oczywiœcie moja subiektywna ocena z któr¹ nie wszyscy musz¹ siê zgadzaæ. Jest to równie¿ wskazówka jak ustawiaæ korektor. Je¿eli lubimy mocny, ale równoczeœnie twardy i krótki bas nale¿y wzmocniæ czêstotliwoœci na pojedynczych setkach herców, równoczeœnie t³umi¹c nieco czêstotliwoœci na dziesi¹tkach herców. Zwolennicy miêkkiego, g³êbokiego basu powinni wzmocniæ czêstotliwoœci najni¿sze, t³umi¹c jednoczeœnie czêstotliwoœci na setT
na procedurê w sposób automatyczny. Co wiêcej, przy pomocy takich urz¹dzeñ mo¿na wybraæ te¿ subiektywne brzmienie zapisane w pamiêci korektora, na przyk³ad zespo³u jazzowego z lat 30 ubieg³ego wieku. Drug¹ mo¿liwoœci¹ jest subiektywne ustawienie brzmienia zestawu elektroakustycznego, którego jestem zwolennikiem. W koñcu muzyki s³ucha siê dla przyjemnoœci. Metody subiektywnego ustawienia korektora nie sposób opisaæ w punktach podaj¹c algorytm krok po kroku co nale¿y zrobiæ. Metoda ta wymaga solidnej dawki eksperymentów. Mo¿na tylko podaæ kilka ogólnych wskazówek dotycz¹cych postêpowania w takim przypadku. Pierwszym krokiem jest wybranie p³yt, lub kaset z ró¿nymi rodzajami (gatunkami) muzyki, z któr¹ jesteœmy dobrze os³uchani, czyli innymi s³owy znamy j¹ na pamiêæ. Nastêpnie pozostaje si¹œæ wygodnie i zacz¹æ „bawiæ” siê korektorem zwracaj¹c uwagê na zamiany brzmienia. Na pocz¹tek proponowa³bym wyciszenie jednego kana³u, gdy¿ tak jest ³atwiej opanowaæ ca³y galimatias brzmienia. Oba kana³y mo¿na wykorzystaæ do porównywania brzmieñ, ustawiaj¹c korektor inaczej w jednym i drugim kanale, oraz wybieraj¹c kana³y przy pomocy balansu. Nie nale¿y siê tu sugerowaæ ustawieniem graficznym potencjo-
–12V
T
10
+12V
WY
R5 1k
C3 22mF 20
C4 22mF 19
R4
C5
10k
4,7mF
18
C6 1n
R6 4,7k 17
15
16
US2 M5289P R2 47k
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
C9 27n
C11 10n
C13 3,9n
C15 1,8n
C17 680p
C19 270p
C8 1,2mF
C10 470n
C12 180n
C14 68n
C16 33n
C18 12n
C20 4,7n
P3
P4
P5
P6
P7
100k
100k
100k
100k
100k
61,7 Hz R7 1k D1 LED
156 Hz R8 1k D2 LED
1,08 kHz
412 Hz R9 1k D3 LED
R10 1k D4 LED
2,29 kHz R11 1k D5 LED
Rys 2 Schemat ideowy siedmiopunktowego korektora graficznego
6,17 kHz R12 1k D6 LED
15,6 kHz R13 1k D7 LED
+12V DIODA W SUWAKU
4,7mF
P2 100k
DIODA W SUWAKU
4,7k
P1 100k
DIODA W SUWAKU
–12V
6
C2
DIODA W SUWAKU
4
R3
DIODA W SUWAKU
US1
TL081
DIODA W SUWAKU
2
8
DIODA W SUWAKU
3
R1 100k
2
C7 68n
+12V
C1 4,7mF WE
1
Korektor graficzny
4/2001 Vo [dB]
20
10
0
–10
–20
10
100
1k
10k
100k
czêstotliwoœæ f[Hz]
Rys. 3 Charakterystyki czêstotliwoœciowe korektora graficznego
szone przez nie szumy s¹ w praktyce do pominiêcia. Je¿eli przy maksymalnym podbiciu charakterystyki na najwy¿szych czêstotliwoœciach us³yszymy z g³oœnika niewielki szum, to mo¿emy byæ pewni, ¿e szum ten pochodzi ze wstêpnych stopni przedwzmacniaczy pracuj¹cych z niskim poziomem sygna³u, a nie z samego korektora. Korektor tylko wzmacnia szumy powsta³e wczeœniej. Tak¿e zniekszta³cenia wnoszone przez korektor s¹ niewielkie z uwagi na zastosowane w nim filtry z których ka¿dy „wycina” harmoniczne przez siebie produkowane. Przesterowalnoœæ, czyli mo¿liwoœæ przekroczenia amplitudy nominalnej przebiegu jest tak¿e bardzo du¿a. Natomiast najwiêcej zniekszta³ceñ nieliniowych wprowadzaj¹ w pierwszym rzêdzie zestawy g³oœnikowe, a w drugim wzmacniacz mocy. Zatem nie ma siê czym przejmowaæ.
Rezystancja pomiêdzy suwakiem a jednym z koñców potencjometru [%]
100
50
B W
0
20
40
60
80
100
Droga suwaka [%]
Rys. 4 Porównanie charakterystyk potencjometrów suwakowych liniowego i z charakterystyk¹ typu S
Jaki korektor jest najlepszy? Tu odpowiedŸ jest prosta. Im wiêcej czêstotliwoœci regulacyjnych posiada korektor tym jest on lepszy. Istnieje jednak pewna granica rozs¹dku. W warunkach domowych mo¿na uznaæ za bardzo dobry korektor oktawowy, w którym s¹siednie czêstotliwoœci regulacji ró¿ni¹ siê dwukrotnie. Taki korektor posiada dziesiêæ potencjometrów na kana³. Niewiele gorsze s¹ korektory siedmio punktowe. Korektory z regulacj¹ w piêciu punktach uwa¿am za niewystarczaj¹ce. Natomiast szumnie nazywane korektorami uk³ady z trzema potencjometrami s¹ najzwyklejsz¹, klasyczn¹ regulacj¹ barwy dŸwiêku z dodanym filtrem prezencyjnym pracuj¹cym na czêstotliwoœciach mowy ludzkiej.
Opis uk³adu Po wstêpnych rozwa¿aniach mo¿na przejœæ do konkretu, czyli schematu korektora. Wykorzysta³em w nim doœæ stary, lecz w dalszym ci¹gu dostêpny uk³ad scalony M528P przeznaczony do korektorów graficznych. Schemat blokowy tego uk³adu zamieszczono na rysunku 1. Uk³ad zawiera w swoim wnêtrzu siedem wzmacniaczy tranzystorowych umo¿liwiaj¹cych zrealizowanie na nich filtrów pasmowych w uk³adzie symulowanej indukcyjnoœci. Oprócz tego uk³ad posiada wzmacniacz wyjœciowy i uk³ady wewnêtrznej polaryzacji. Dziêki zastosowaniu specjalizowanego uk³adu M5289P (US2) schemat korektora jest bardzo prosty (rys. 2). W filtrach pasmowych jedynymi elementami zewnêtrz-
11
nymi s¹ kondensatory, po dwa na jeden filtr. Oprócz tego na wejœciu korektora znajduje siê wtórnik napiêciowy US1, zapewniaj¹cy nisk¹ rezystancjê wyjœciow¹ niezbêdn¹ w³aœciwego wysterowania filtrów. Czêstotliwoœci œrodkowe filtrów (podane na schemacie rys. 2) s¹ typowe, jak dla wiêkszoœci korektorów siedmiopunktowych. Mimo prostoty uk³ad zapewnia bardzo dobre parametry elektryczne. Przy napiêciu zasilania ±12 V zniekszta³cenia nieliniowe przy f=1 kHz i Uwy=1 V nie przekraczaj¹ 0,001%. Natomiast szumy w paœmie 30 Hz 30 kHz typowo maj¹ wartoœæ 3,5 mV. Jak wiêc widaæ wczeœniejsze uwagi odnoœnie zniekszta³ceñ i szumów potwierdzaj¹ siê. Rzeczywiste charakterystyki czêstotliwoœciowe dla maksymalnego podbicia i obciêcia przedstawiono na rysunku 3. Jak widaæ z rysunku czêstotliwoœci œrodkowe odbiegaj¹ nieco od wartoœci nominalnych, lecz nie wp³ywa to w istotny sposób na pracê korektora. Dla zachowania dok³adnych wartoœci œrodkowych filtrów konieczne jest stosowanie kondensatorów o tolerancji wykonania 5%. Niektóre nietypowe wartoœci mo¿na „z³o¿yæ” z dwóch lub nawet trzech kondensatorów. Przy czym wygodniej jest ³¹czyæ kondensatory równolegle, kiedy to pojemnoœæ wypadkowa jest sum¹ pojemnoœci sk³adowych kondensatorów. Istotne znaczenie dla komfortu obs³ugi korektora maj¹ zastosowane potencjometry. Jak powszechnie wiadomo wra¿enie g³oœnoœci dŸwiêku ma charakter logarytmiczny. Filtr pasmowy, wraz z potencjometrem regulacji tworzy swego rodzaju pasmowy wzmacniacz regulowany. Aby zmiany wywo³ane przemieszczeniem suwaka by³y odbierane liniowo, konieczna jest logarytmiczna (a w³aœciwie wyk³adnicza – komplementarna do logarytmicznej) charakterystyka regulacji. Przy czym regulacja ta powinna byæ zapewniona nie od skrajnej pozycji suwaka, jak ma to miejsce w potencjometrach regulacji g³oœnoœci, lecz od pozycji œrodkowej. Wymagane jest charakterystyka o kszta³cie zbli¿onym do litery „S”. Obecnie produkowane s¹ tego typu potencjometry. Ten typ charakterystyki w potencjometrach produkowanych na Dalekim Wschodzie oznaczany jest liter¹ „W”. Natomiast charakterystyka liniowa, tak¿e w produktach z Dalekiego Wschodu oznaczana jest liter¹ B, co jak wiadomo w europejskiej konwencji oznacza charakterystykê wyk³adnicz¹ (popularnie nazywan¹ logarytmiczn¹). Charakterystyka o kszta³cie „S” aproksymowana jest
Korektor graficzny
12
4/2001
wlutowaæ idealnie pionowo i równo, tak aby póŸniej nie trzeba by³o ich wyginaæ, co mo¿e spowodowaæ pêkniêcie plastikowej p³ytki noœnej. Nale¿y tak¿e zwróciæ uwagê na wysokoœæ monta¿u nad p³ytk¹ drukowan¹. Mo¿e okazaæ siê konieczne zamontowanie potencjometrów nieco wy¿ej ni¿ przewiduj¹ to mechaniczne ograniczniki na nó¿kach, tak aby dolna czêœæ suwaka nie zahacza³a o nó¿ki elementów zamocowanych na p³ytce drukowanej. Konstrukcja potencjometru jest wykonana z plastiku i w zwi¹zku z tym jest doœæ delikatna. Przy monta¿u nie wolno wyginaæ nó¿ek. Wskazane jest najpierw wykonanie przymiarek a dopiero póŸniej lutowanie. Do lutowania najlepiej u¿yæ lutownicê grza³kow¹ ze stabilizacj¹ temperatury grota, rozgrzan¹ do temperatury 270÷290°C. Nó¿ki lutowaæ krótko, aby nie stopiæ obudowy. Nie polecamy stosowania lutownic transformatorowych Zastosowane kondensatory, o czym ju¿ wspomniano wczeœniej powinny posiadaæ tolerancjê wykonania 5%. Wiêksze i nietypowe wartoœci pojemnoœci mo¿na z³o¿yæ z kilku kondensatorów, pod które uwzglêdniono miejsce na p³ytce drukowanej (C8',
trzema odcinkami prostymi co w zupe³noœci wystarcza. Przyk³ady charakterystyki liniowej i „S” zamieszczono na rysunku 4.
Monta¿ i uruchomienie D¹¿¹c do minimalizacji p³ytki drukowanej korektora zaprojektowano j¹ w ten sposób, ¿e potencjometry suwakowe montowane s¹ po stronie druku. P³ytka drukowana zosta³a przewidziana dla konkretnego typu potencjometrów z charakterystyk¹ typu „S”. Dodatkow¹ zalet¹ zastosowanych potencjometrów jest dioda LED umieszczona w suwaku i po³¹czona z wyprowadzeniami. Dziêki temu po w³¹czeniu zasilania widoczne jest nawet wieczorem ustawienie wszystkich potencjometrów. Oczywiœcie potencjometry montowane s¹ na samym koñcu. Podczas monta¿u elementów nale¿y zadbaæ o to by koñcówki wszystkich elementów znajduj¹cych siê na p³ytce drukowanej wystawa³y jak najni¿ej po stronie druku. Po zamontowaniu elementów mo¿na przyst¹piæ do monta¿u potencjometrów. Przedtem trzeba rozwierciæ otwory w p³ytce drukowanej pod nó¿ki potencjometrów. Potencjometry nale¿y
ARTKELE 583
C5
M5289P C13
R10
R9
C14
C12
R8 A S
A S
C17 C19
C16 C18’ C18
+
A S
C9
C10
C7 R7
+
K
–
583 ARTKELE
C11
C8’
C8
C2
15,6kHz K
–
S
C20
+ S
R13
TL
T
US1
R3
6,1kHz K
–
C6
C3
+
2,3kHz K
R12
R4
R2
R1
081
T –
C4
1,0kHz
– R6
R11
R5
C1
Dó³ K
C15
412Hz –
K
–
T
WE WY
156Hz K
C12’
61Hz –
+
+
A
A S
Góra Rys. 5 P³ytka drukowana i rozmieszczenie elementów
S
C12', C18'). Wszystkie kondensatory w filtrach powinny byæ poliestrowe. Nie wolno stosowaæ kondensatorów elektrolitycznych (C8). Nie s¹ polecane równie¿ kondensatory ceramiczne, które mog¹ mieæ doœæ du¿¹ tolerancjê wykonania i wysoki temperaturowy wspó³czynnik pojemnoœci (kondensatory ferroelektryczne). Ta uwaga nie dotyczy oczywiœcie kondensatorów ceramicznych dobrej jakoœci, stabilnych i dok³adnych. Niedok³adne kondensatory mog¹ zniweczyæ ca³y efekt pracy korektora graficznego, warto wiêc zadaæ sobie nieco trudu przy ich zakupie i dobraniu. Prawid³owo zmontowany korektor nie wymaga ¿adnego uruchamiania i powinien zacz¹æ dzia³aæ od razu po w³¹czeniu. Pobór pr¹du dla jednego kana³u wynosi ok. 90 mA dla napiêcia +12 V i 20 mA dla napiêcia –12 V. Doœæ du¿y pobór pr¹du z dodatniego bieguna zasilania wynika z równoleg³ego zasilania diod LED w suwakach potencjometrów. Szeregowe po³¹czenie nie wchodzi³o w rachubê na tak ma³ej p³ytce drukowanej. We w³asnym zakresie mo¿na jednak dokonaæ prze³¹czenia diod na po³¹czenie szeregowe. Wystarczy przeci¹æ œcie¿ki w ³¹cz¹ce katody diod ze sob¹. Nie montuje siê tak¿e rezystorów R7÷R13. Wraz z szeregowo po³¹czonymi diodami nale¿y w³¹czyæ rezystor 1 kΩ/0,25 W. Tak przygotowany ³añcuch do³¹cza siê pomiêdzy napiêcia zasilania +12 V i -12 V. Wszystkie po³¹czenia nale¿y wykonaæ po stronie elementów, aby przewody ³¹cz¹ce nie przeszkadza³y w swobodnym przemieszczaniu siê suwaków potencjometrów. Przy zastosowaniu opisanej zmiany pr¹d pobierany z obu Ÿróde³ napiêcia zasilaj¹cego uk³ad bêdzie wynosi³ ok. ±30 mA, co jest wartoœci¹ znacz¹co mniejsz¹ ni¿ poprzednio. Na zdjêciu zamieszczono korektor z klasycznymi potencjometrami, gdy¿ do redakcji nie dotar³a na czas przesy³ka potencjometrów z diodami. W korektorze mo¿na zastosowaæ w miejsce M 5289P tak¿e inny uk³ad scalony AN 7337N, którego wyprowadzenia s¹ identyczne. Wewnêtrzne parametry uk³adu sprawiaj¹ jednak, ¿e wymaga on innych wartoœci elementów zewnêtrznych, przy identycznym schemacie ideowym. Z tego te¿ wzglêdu publikujemy dodatkowo drugi wykaz elementów. Parametry elektryczne uk³adu AN 7337N s¹ niemal identyczne z parametrami M 5289P. Podany typ potencjometrów rozprowadzany jest przez firmê TRIM-POT z Krakowa której reklamy mo¿na znaleŸæ w PE.
Korektor graficzny
4/2001 Wykaz elementów AN 7337N
Pó³przewodniki US1 US2
– TL 081 – AN7337N
Rezystory R5 R7÷R13 R3, R6 R4 R2 R1 P1÷P7
– – – – – – –
W/0,125 W 1 kW W/0,25 W 1 kW W/0,125 W 3,3 kW W/0,125 W 10 kW W/0,125 W 47 kW W/0,125 W 100 kW W-W typ 47 kW NSV304NL(V1)W 100k
C19 C17 C6 C15 C13 C20 C18 C11 C16 C9 C7, C14
– – – – – – – – – – –
Kondensatory cd.
Kondensatory cd.
C8’ – C12 – C8 – C10 – C1, C2, C5 – C3, C4 –
C17 C6 C15 C13 C20 C11 C18 C9 C16 C7, C14 C12 C8 C10 C8’ C1, C2, C5 C3, C4
220 nF/50 V MKSE-20 330 nF/50 V MKSE-20 1 mF/50 V MKSE-20 2 szt. 1 mF/50 V MKSE-20 4,7 mF/25 V 22 mF/16 V
Inne p³ytka drukowana numer 583 Wykaz elementów M 5289P
Pó³przewodniki US1 US2
Kondensatory
– TL 081 – M5289P
Rezystory
470 pF/50 V KSF-020-ZM 1,2 nF/50 V KSF-020-ZM 1,5 nF/50 V ceramiczny 2,7 nF/50 V KSF-020-ZM 6,8 nF/25 V KSF-020-ZM 8,2 nF/25 V KSF-020-ZM 18 nF/250 V MKSE-20 22 nF/100 V MKSE-20 56 nF/63 V MKSE-20 68 nF/63 V MKSE-20 120 nF/100 V MKT-30
13
R5 R7÷R13 R3, R6 R4 R2 R1 P1÷P7
– – – – – – –
W/0,125 W 1 kW W/0,25 W 1 kW W/0,125 W 4,7 kW W/0,125 W 10 kW W/0,125 W 47 kW W/0,125 W 100 kW W-W typ 100 kW NSV304NL(V1)W 100k
680 pF/25 V KSF-020-ZM 1 nF/50 V ceramiczny 1,8 nF/25 V KSF-020-ZM 3,9 nF/25 V KSF-020-ZM 4,7 nF/25 V KSF-020-ZM 10 nF/100 V MKSE-20 12 nF/250 V MKSE-20 27 nF/250 V MKSE-20 33 nF/63 V MKSE-20 68 nF/63 V MKSE-20 180 nF/50 V MKSE-20 390 nF/50 V MKSE-20 470 nF/50 V MKSE-20 820 nF/50 V MKSE-20 4,7 mF/25 V 22 mF/16 V
Inne cd. p³ytka drukowana numer 583
P³ytki drukowane wysy³ane s¹ za zaliczeniem pocztowym. P³ytki mo¿na zamawiaæ w redakcji PE. Cena: p³ytka numer 583 – 6,20 z³ + koszty wysy³ki (10 z³).
Kondensatory C19
– – – – – – – – – – – – – – – –
– 270 pF/25 V KSF-020-ZM
à Dariusz Kubala
R14
R15 R16 D1
C10
C6 C7
R22
C13 C12
R11
LM 082
R7
R3 R4
R5
R17
C2
P4
C11
R20
W£1 R9
US2
1 3
R10
C1
R6*
R8
C3
R18
R2
US3
C5
C14 R1
C16
R21
Rys. 2 Poprawiona p³ytka drukowana barometru cyfrowego
*
C15
2g R19
P3
W1
C8
2e
C9 C4
2 e 2d
2d
W3 2g
W2
R13
537
W4
R12 e2
ICL 7107
735 US1
g2
d2 e 2
d2
g2
*
Do redakcji docieraj¹ pytania i uwagi dotycz¹ce barometru cyfrowego. Generalnie mo¿na wyró¿niæ dwie zasadnicze grupy problemów, które powtarzaj¹ siê w wielu listach. Pozosta³e uwagi s¹ niepowtarzalne i dotycz¹ k³opotów wynik³ych z b³êdów monta¿owych, wadliwych elementów i innych czynników losowych, czym nie bêdê siê zajmowa³. Pierwszy problem dotyczy niemo¿noœci wyzerowania uk³adu pomiaru zmiany ciœnienia DP. Uwagi te nie znajduj¹ uzasadnienia. Je¿eli jest to konieczne nale¿y zmieniæ wartoœci rezystorów R4 i R5 tak jak opisano to w artykule. Zw³aszcza istotny jest tu dobór rezystora R5. Ta sama uwaga dotyczy skalowania barometru. Je¿eli zakres regulacji któregokolwiek z potencjometrów jest zbyt ma³y nale¿y zmieniæ
P2
Uwagi do barometru cyfrowego
Uwagi do barometru cyfrowego
14
4/2001 z nó¿k¹ 2 czujnika MPX, a wejœcie nale¿y po³¹czyæ z plusem kondensatora C16. W poprawionej wersji procedura uruchamiania i regulacji pozostaje bez zmian, tak jak opisa³em to w PE 7/2000. Bardzo istotne dla poprawnego wyskalowania barometru jest ustalenie siê warunków termicznych, co ma miejsce po ok. 15 min od chwili w³¹czenia. Skalowanie nale¿y powtórzyæ po kilku godzinach pracy barometru. Nale¿y dodaæ, ¿e sam uk³ad pomiaru ciœnienia dzia³a prawid³owo i nie wykazuje nadmiernych b³êdów. Mo¿na przyj¹æ, ¿e b³¹d pomiaru ciœnienia nie przekracza wartoœci 2÷3 %. Pragnê tak¿e zwróciæ uwagê, na to ¿e cena czujnika MPX ulega ci¹g³ym zmianom. Dlatego te¿ zawsze obowi¹zuje cena podana w cenniku najnowszego numeru Praktycznego Elektronika, który mo¿na znaleŸæ na ostatnich stronach pisma. Za niedoskona³oœci barometru pozostaje mi tylko przeprosiæ Czytelników.
cie wzmacniacza ró¿nicowego US2B. Tak¹ poprawkê umieszczono na p³ytce drukowanej (rys. 2). W sprzeda¿y wysy³kowej jest obecnie oferowana zmieniona wersja p³ytki drukowanej z rysunku 2. Na schemacie ideowym (rys. 1) zaznaczono wprowadzon¹ zmianê, która mo¿e byæ pomocna dla posiadaczy starszej wersji p³ytki drukowanej. Drugim krokiem, który nieco poprawia wskazania uk³adu pomiaru ró¿nicy ciœnieñ jest rozdzielenie zasilania przetwornika oraz wzmacniaczy US2 od zasilania miliwoltomierza US1. Tej zmiany nie umieszczono na p³ytce, natomiast przedstawiono j¹ na schemacie ideowym. Do jej wprowadzenia konieczne jest zast¹pienie na p³ytce rezystora R6* zwor¹ i przeciêcie poziomej œcie¿ki pod czujnikiem MPX, na lewo od pola lutowniczego z którego wychodzi zwora prowadz¹ca zasilania do US1. Dodatkowy stabilizator mo¿na zamontowaæ lutuj¹c go w pobli¿u czujnika MPX. Wyjœcie stabilizatora ³¹czy siê z nó¿k¹ 3 czujnika ciœnienia, masê stabilizatora przez rezystor R* ³¹czy siê
(zwiêkszyæ lub zmniejszyæ) wartoœæ szeregowego rezystora. Dla potencjometru P2 jest to rezystor R14, dla P3 – R19 i dla P4 – R20. W¹skie zakresy regulacji potencjometrami monta¿owymi u³atwiaj¹ skalowanie miernika. Niestety ta wygoda jest okupiona mo¿liwoœci¹ „wypadniêcia” poza zakres. Przyczyn¹ jest w takim wypadku niefortunny rozrzut wartoœci rezystorów, które maj¹ tolerancjê 5%. Druga grupa uwag tak¿e obejmuje uk³ad pomiaru zmiany ciœnienia. Niestety muszê przyznaæ, ¿e pracuje on niestabilnie. Przyczyn¹ s¹ dryfty temperaturowe wzmacniacza US2 i niezbyt fortunne zrealizowanie uk³adu, który pracuje w przedziale napiêæ rzêdu setek mikrowoltów. Dodatkowo na niestabiln¹ pracê uk³adu wp³ywaj¹ niewielkie zmiany napiêcia zasilania wywo³ywane zmian¹ pobieranego przez wyœwietlacz pr¹du. Mimo usilnych prób w uk³adzie pomiaru zmiany ciœnienia nie uda³o mi siê uzyskaæ zadowalaj¹cej poprawy. Czêœciowym rozwi¹zaniem problemu jest zmiana punktu do którego odnoszone jest napiê-
wy
à Dariusz Cichoæski
we
78L05
stabilizator dodatkowy R*
3
C2 47n
1
R1 2 51k
C1 33p
C3 47n
W1
W3
W4
+5V 4 x CQV31
MPX 5100A
LM385-1,2V 2
R3
P1 100k
100k
R9 100k
R4 100k
R7 100k
R5 2k
R11 1M
W£1
7
US2B
30
R18 2 10k
8 US2A 4
1
R15 10k 36
US1 ICL 7107
P2 200W
26
40
39
38
33
34
R12 C6 C7 100k 100p 100n
27
28
29
C8 R13 220n 47k
+5V
tylko do zasilania uk³adu miernika R20 75W R21 6,8k
przeci¹æ
+5V
US3 wy
do zasilania czujnika i US2 C13 47n
C10 10mF /25V
R22 5,1k
C5 47mF
R19 1,2k
P4 200W
D1
R14 820W
LO
C9 470n
P3 500W
R16 5,1k
35
R10 100k
nowe po³¹czenie
3
7
C14 47n
C15 100mF
7805
we
+Uz C16 470mF T
C12 2,2mF
R17 15k
7
HI
1
R8 100k
7
21
32
C4 100n
6 5
31
przeci¹æ po³¹czenie
C11 47n
W2
R2 62k
Rys. 1 Poprawiony schemat ideowy barometru cyfrowego
Technika komputerowa
4/2001
przejœciu przez dzielnik napiêciowy R2, P1, R3. Stopieñ podzia³u dzielnika dobrany jest w taki sposób aby napiêcie na wejœciu nieodwracaj¹cym by³o nieco ni¿sze od napiêcia na diodzie Zenera D1. W takiej sytuacji wyjœcie komparatora jest w stanie wysokiej impedancji co sprawia, ¿e tranzystor T12 jest w³¹czony, zwieraj¹c styki przekaŸnika Pk1. Kondensatory C1÷C4 przeznaczone s¹ do eliminacji zak³óceñ np. podczas pracy dysków i zapobiegaj¹ przypadkowym zmianom stanu komparatora US1. Drugim elementem filtracji zak³óceñ jest kondensator C5, którego sta³a czasowa roz³adowania R5, C5 i C5, R6 jest du¿a (rzêdu 5 s). Przy roz³adowywaniu dioda D2 w³¹czona jest bowiem w kierunku zaporowym. Po wyjœciu z systemu Windows ® zmniejszeniu ulega pobór pr¹du z zasilacza i napiêcie zasilaj¹ce +12 V nieco wzrasta. Zwiêkszenie napiêcia zasilaj¹cego ma wartoœæ na poziomie kilkudziesiêciu miliwoltów. Wystarcza to do zmiany stanu wyjœcia komparatora US1 na niski (zwarcie anody diody D2 do masy). Spowoduje to po roz³adowaniu siê kondensatora C5 wy³¹czenie tranzystora T1 i rozwarcie styków przekaŸnika Pk1. Komputer zostanie wy³¹czony. Sta³a czasowa zwi¹zana z roz³adowaniem siê kondensatora C5 zapobiega wy³¹czeniu siê komputera zaraz po wyjœciu z systemy Windows ®. Podczas stosowania superwy³¹cznika nie mo¿na korzystaæ z funkcji automatycznego wy³¹czania monitora i stanu oczekiwania. S¹ to jedyne ograniczenia spowodowane zastosowaniem powy¿szego uk³adu.
Super wy³¹cznik do Peceta Obudowy ATX posiadaj¹ automatyczny, elektroniczny wy³¹cznik, który powoduje wy³¹czenie komputera po zamkniêciu systemu Windows®. Jednak nie jest on doskona³y, poniewa¿ komputer pobiera przez ca³¹ dobê niewielki pr¹d. Natomiast opisany wy³¹cznik przeznaczony jest do obudowy AT. Nie pobiera ¿adnego pr¹du, gdy komputer jest wy³¹czony, gdy jest w³¹czony pobór pr¹du wynosi ok. 30 mA z zasilacza w komputerze.
Opis uk³adu Proponowany wy³¹cznik wykrywa obni¿enie siê napiêcia o ok., 0,1 V po zamkniêciu systemu Windows ®. Uk³ad wy³¹cznika do komputera to w zasadzie dyskryminator napiêcia oparty na uk³adzie scalonym LM 393, który wy³¹cza przekaŸnik po obni¿eniu siê napiêcia. Uk³ad pracuje jak typowy w³¹cznik z samopodtrzymaniem. Po w³¹czeniu zasilania komputera w³¹cznikiem sieciowym pojawia siê napiêcie zasilania +12 V. Powoduje to natychmiastowe ustawienie komparatora US1 w stan wysoki, dok³adniej mówi¹c w stan wysokiej impedancji, gdy¿ komparator posiada wyjœcie typu otwarty kolektor. Przez rezystor R4 i diodê D2 ³aduje siê kondensator C5. Sta³a czasowa tego uk³adu jest niewielka (0,5 s), tak ¿e kondensator zostaje na³adowany szybko, co powoduje w³¹czenie tranzystora T1. To z kolei poci¹ga za sob¹ w³¹czenie przekaŸnika, którego R1 1,5k styki po³¹czone s¹ rówC1 C2 nolegle ze stykami 4,7mF 47n w³¹cznika sieciowego. W ten sposób zwolnieD1 5V1 nie w³¹cznika sieciowego w obudowie komputera nie zmienia niczego, do zasilacza
15
w dalszym ci¹gu doprowadzane jest napiêcie sieci ~220 V. W tym uk³adzie niewielkiej przeróbki wymaga w³¹cznik sieciowy. Klasyczny w³¹cznik jest bistabilny. Oznacza to, ¿e mo¿e on przyjmowaæ dwa mechaniczne stany stabilne. Jeden z nich to styki zwarte a drugi to styki rozwarte. W prze³¹czniku, w jego górnej czêœci znajduje siê niewielki bolec ze sprê¿ynk¹. Wystarczy usun¹æ sprê¿ynkê i bolec, aby przerobiæ prze³¹cznik na monostabilny. Wtedy styki bêd¹ zwarte tylko w czasie gdy prze³¹cznik bêdzie wciœniêty i rozewr¹ siê natychmiast po zwolnieniu nacisku. Przy normalnej pracy komputera na wejœcie nieodwracaj¹ce komparatora US1 doprowadzone jest sta³e napiêcie z diody Zenera D1. Natomiast na wejœcie nieodwracaj¹ce trafia napiêcie zasilania 12 V po
Monta¿ i uruchomienie Uruchomienie polega na zmierzeniu napiêcia w komputerze podczas pracy i gdy jest gotowy do wy³¹czenia (pomiêdzy ¿ó³tym i czarnym przewodem). Po+12V R8 10W
R2 6,2k
R4 1k
US1 LM393
P1 1k
2
C6 100mF D2
C 8 1 4
C3 220mF
C4 47n
A B
C7 47n D3
R5 47k
C5 470mF
R7 10k
Rys. 1 Schemat ideowy
w³¹cznik sieciowy monostabilny
D
R6 22k
3
R3 4,7k
~220V
T1 BC547B do zasilacza w komputerze
Pomys³y uk³adowe
16
R7
R4
R6
R1
R2
w czasie gdy na ekranie wyœwietlany jest napis: „Teraz mo¿na bezpiecznie wy³¹czyæ komputer” napiêcie na wyjœciu komparatora powinno byæ niskie (rzêdu 0,2 V). Wszystkie po³¹czenia w obrêbie napiêcia sieci ~220 584 V nale¿y wykonaæ przewodami o odpowiedniej wytrzyma³oœci izolacji i dobrze zaizolowaæ. P1 Ca³y uk³adzik mieœci siê na nieR8 + 584 wielkiej p³ytce drukowanej D3 i mo¿na go zamontowaæ we C6 C7 T1 wnêtrzu zasilacza komputeroC3 A wego z dala od elementów C4 B C1 wydzielaj¹cych ciep³o i znajduj¹cych siê pod napiêciem sieci. C R5 C5 US1 Nale¿y tak¿e zwróciæ uwagê, D2 Pk1 C2 D1 D aby p³ytka drukowana nie zas³ania³a otworów wentyRys. 2 Widok p³ytki drukowanej i rozmieszczenie elementów lacyjnych w obudowie. tencjometr P1 nale¿y ustawiæ w takiej poP³ytki drukowane wysy³ane s¹ za zaliczezycji aby podczas normalnej pracy na niem pocztowym. P³ytki mo¿na zamawyjœciu komparatora wystêpowa³ stan wiaæ w redakcji PE. wysoki (napiêcie zbli¿one do 12 V). NatoCena: p³ytka numer 584 - 3,00 z³ miast po wyjœciu z systemu Windows ® + koszty wysy³ki (10 z³). R3
LM 393
Pomys³y uk³adowe – termostat rezonatorów kwarcowych W uk³adzie tym czujnik temperatury LM 135 do³¹czony jest do wejœcia wzmacniacza sumuj¹cego US1A. Jednoczeœnie na wejœcie podawane jest napiêcie referencyjne z wysokostabilnej diody Zenera LM 185-1,2 V. Wzmacniacz zosta³ zrealizowany w uk³adzie filtru dolnoprzepustowego o wzmocnieniu 40 dB i czêstotliwoœci odciêcia (-3 dB) 0,06 Hz. Warto zwróciæ uwagê na ciekawy uk+15V +15V ³ad regulacji wzmocnienia. R1 LF442 grza³ka R5 1,2M R9 100k Dla sygnaP1 R2 1,2M ³ów doprowa+15V 20k 390k C1 2mF dzonych do LM R8 100k T1 185 wejœcia sumuUS1A R12 1,2V US1B C2 R6 T2 j¹cego wzmoc22k 100nF 100k R11 D1 nienie okreœ–15V 1N4148 100k R10 R7 +15V R3 R4 lone jest sto1k 1k 10k 1,2M sunkiem resprzê¿enie termiczne LM zystorów R5 135 czujnik i R4, oraz temperatury R5 i R2+P1. Oprócz tego Rys. 1 Schemat termostatu do rezonatorów kwarcowych
Czêstotliwoœæ generatorów z rezonatorami kwarcowymi jest generalnie ma³o zale¿na od temperatury. Du¿y wp³yw na stabilnoœæ ma rodzaj ciêcia kwarcu. Zawsze mo¿na jednak zwiêkszyæ stabilnoœæ umieszczaj¹c rezonator w termostacie. Przyk³ad prostego uk³adu utrzymuj¹cego sta³¹ temperaturê rezonatora kwarcowego zamieszczono na rysunku 1.
4/2001 Wykaz elementów
Pó³przewodniki US1 T1 D1 D2, D3
– – – –
LM 393 BC 547B BZX 79 5V1 1N4148
– – – – – – – –
W/0,125 W 1 kW W/0,125 W 1,5 kW W/0,125 W 4,7 kW W/0,125 W 6,2 kW W/0,125 W 10 kW W/0,125 W 22 kW W/0,125 W 47 kW W 10-cio obrotowy 1 kW
Rezystory R4 R1 R3 R2 R7 R6 R5 P1
Kondensatory C2, C4, C7 – 47 nF/50 V ceramiczny C1 – 4,7 mF/25 V C6 – 100 mF/16 V C3 – 220 mF/16 V C5 – 470 mF/16 V
Inne PK1 – RM 82/12 V p³ytka drukowana numer 584
à Dawid Domaga‡a
wzmocnienie okreœla tak¿e stosunek rezystorów R6 i R7. Niska czêstotliwoœæ graniczna filtru podyktowana jest koniecznoœci¹ zachowania stabilnoœci temperatury. Na skutek tego termostat reaguje z pewnym opóŸnieniem na zmiany, unikaj¹c tym samym przerzutów i oscylacji. Napiêcie wyjœciowe wzmacniacza US1A steruje generatorem relaksacyjnym US1B. W zale¿noœci od wartoœci napiêcia wyjœciowego US1A (przedzia³ ±1,5 V) zmieniane jest wype³nienie przebiegu generatora. Dla podanych na schemacie wartoœci elementów czêstotliwoœæ pracy generatora wynosi ok. 200 Hz. Wyjœcie generatora steruje bezpoœrednio par¹ tranzystorów w uk³adzie Darlingtona. W ich obci¹¿eniu znajduje siê grza³ka. Jako grza³kê mo¿na zastosowaæ rezystor o mocy 2÷5 W. Rezonator kwarcowy musi byæ po³¹czony termicznie z czujnikiem temperatury LM 135. Do regulacji temperatury s³u¿y potencjometr P1. Dziêki zastosowaniu sterowania grza³ki z modulacj¹ wype³nienia uk³ad charakteryzuje siê du¿¹ sprawnoœci¹.
à Redakcja
Pomys³y uk³adowe
4/2001
Pomys³y uk³adowe – ograniczenie pr¹du zahamowania silnika elektrycznego Silniki pr¹du sta³ego podczas rozruchu pobieraj¹ znacznie wiêkszy pr¹d ni¿ podczas pracy. Wartoœæ pr¹du rozruchowego mo¿e osi¹gn¹æ nawet piêciokrotn¹ wartoœæ pr¹du nominalnego. Podobnie jest podczas zahamowania (zatrzymania) silnika. Wtedy przez uzwojenie silnika p³ynie pr¹d którego wartoœæ okreœlona jest napiêciem zasilania i rezystancj¹ uzwojenia. Czêsto pr¹d zahamowania przekracza nawet dziesiêciokrotnie wartoœæ pr¹du nominalnego. Oczywiœcie w takiej sytuacji silnik silnie nagrzewa siê, co mo¿e doprowadziæ do jego trwa³ego uszkodzenia. Problem ten wystêpuje czêsto w uk³adach ró¿nego rodzaju serwomechanizmów, które po wykonaniu skoku roboczego zatrzymuj¹ siê. Klasycznym rozwi¹zaniem tego problemu jest zastosowanie wy³¹czników krañcowych, powoduj¹cych odciêcie zasilania na koñcu skoku roboczego. Ze wzglêdu na koniecznoœæ stosowania dodatkowych styków (mikrow³¹czników, krañcówek) rozwi¹zanie to nie jest najlepsze. Coraz czêœciej stosuje siê uk³ady elektroniczne wy³¹czaj¹ce zasilanie przy nadmiernym wzroœcie pr¹du pobieranego przez silnik. Wzrost pr¹du mo¿e byæ spowodowany zakoñczeniem skoku roboczego, lub przekroczeniem oporów ruchu (napotkaniem przeszkody przez elementy wykonawcze serwomechanizmu). Z tego typu zagadnieniem spotka³em siê automatyzuj¹c funkcje otwierania i zamykania bramy gara¿owej. Rzecz w tym, ¿e klasyczne blokowanie zamkniêtej bra-
my gara¿owej opiera siê tylko na mechanizmie napêdzaj¹cym bramê. Montuj¹c uk³ad zdalnego sterowania nale¿y bowiem wymontowaæ rygle zamykania zewnêtrznego. W takim przypadku zamkniêta, uchylna brama gara¿owa jest zablokowana tylko w jednym punkcie, po œrodku górnej krawêdzi. Uzna³em to zabezpieczenie za niewystarczaj¹ce i postanowi³em pozostawiæ dwa dolne, boczne rygle, uzyskuj¹c w ten sposób blokowanie trójpunktowe. Wymaga to jednak zastosowania dodatkowych si³owników odblokowuj¹cych rygle na chwilê przed otwarciem bramy. Do odblokowania rygli zastosowa³em dwa si³owniki od samochodowego zamka centralnego. Si³owniki od tylnych drzwi posiadaj¹ tylko dwa wyprowadzenia i kosztuj¹ ok. 25÷30 z³ za sztukê. Uk³ad dzia³a w ten sposób, ¿e po odebraniu sygna³u zdalnego sterowania w³¹cza si³owniki odblokowuj¹ce rygle, po czym w³¹cza mechanizm otwierania bramy. Si³owniki powinny zostaæ „zaci¹gniête” przez ok. 3÷5 s na czas kiedy brama „odjedzie” kawa³ek. Po tym czasie si³owniki zostan¹ zwolnione, a sprê¿yny zamontowane w ryglach spowoduj¹ ich automatyczne cofniêcie do pozycji wyjœciowych. Podczas zamykania bramy rygle zatrzasn¹ siê samoczynnie. Czas pracy si³ownika (czas w którym silniczek napêdowy obraca siê) jest bardzo krótki, poni¿ej 1 s. Po tym czasie silnik zatrzymuje siê i w zahamowaniu pobiera pr¹d ok. 2,5 A. Wy³¹czenie zasila-
T1 Darlington mocy +Uz
R4[W]= R1 10k
t»C1 · R3
M
R7 22k
R8 47k
R3
R3 10k
T2, T3 BC547B
W£ WY£
R2 100k
C1 10mF
0,7[V] Isp[A]
R4 1W
P1 1k R2
C1
Rys. 1 Podstawowy uk³ad ograniczenia pr¹du zahamowania silnika
R4
17
nia nie wchodzi w rachubê, gdy¿ sprê¿yna rygla poci¹gnê³a by si³ownik z powrotem do pozycji wyjœciowej. Pozostaje wiêc wykonanie uk³adu ograniczenia pr¹du zahamowania silnika. Kilka takich uk³adów przedstawi³em na kolejnych rysunkach. Na rysunku 1 zamieszczony zosta³ uk³ad podstawowy. Po w³¹czeniu uk³adu, co nastêpuje poprzez podanie niskiego napiêcia na bazê tranzystora T3 przez tranzystor Darlingtona T1, o odpowiednio du¿ym pr¹dzie kolektora, zaczyna p³yn¹æ pr¹d rozruchowy silnika, po czym wartoœæ pr¹du maleje do wartoœci nominalnej. Obie wartoœci jest trudno zmierzyæ w warunkach amatorskich. W pierwszej chwili dzia³ania uk³adu baza tranzystora T1 jest wysterowana przez rezystor R1. Pr¹d przep³ywaj¹cy przez silnik powoduje powstanie na rezystorze mocy R4 adekwatnego spadku napiêcia. Za spraw¹ tego spadku napiêcia ³aduje siê przez rezystor R3 kondensator C1. W czasie ³adowania kondensatora C1 pr¹d p³yn¹cy przez silnik nie jest ograniczany. Z chwil¹, gdy kondensator na³aduje siê, tranzystor T2 zostaje w³¹czony, ograniczaj¹c tym samym wysterowanie tranzystora T1 i powoduj¹c zmniejszenie pr¹du p³yn¹cego przez silnik do wartoœci Isp. Wartoœæ rezystora R4 przy zadanym pr¹dzie spoczynkowym Isp mo¿na obliczyæ w o parciu o wzór zamieszczony na schemacie (rys. 1). Czas po którym ma nast¹piæ ograniczenie pr¹du wyznacza sta³a czasowa R3 C1. Wartoœci R4 i C1 oblicza siê w oparciu o podane na schemacie wzory. Po prawej stronie rysunku 1 przedstawiono modyfikacjê uk³adu umo¿liwiaj¹c¹ regulacjê pr¹du spoczynkowego potencjometrem P1. Wy³¹czenie uk³adu nastêpuje z chwil¹ doprowadzenia dodatniego napiêcia na wejœcie steruj¹ce baz¹ tranzystora T3. W³¹czony tranzystor T3 zwiera bazê Darlingtona T1 do masy powoduj¹c jego zatkanie. Innym rozwi¹zaniem tego samego problemu jest uk³ad z rysunku 2. Rezystor pomiarowy R4 umieszczono tu w kolektorze Darlingtona. Dziêki temu jeden koniec silnika umieszczony jest na masie co w niektórych przypadkach mo¿e mieæ znaczenie. Nadmierny wzrost pr¹du silnika powoduje w³¹czenie tranzystora T3 i ³adowanie kondensatora C1. Po czym w³¹cza siê tranzystor T2 zmniejszaj¹cy wysterowanie Darlingtona T1 ograniczaj¹c tym samym pr¹d
Ograniczenie pr¹du zahamowania silnika
18
T1 Darlington mocy
R4/1W +Uz
0,6[V]
R4[W]» T3 BC557B
Isp[A]
t=C1 · R3 R1 R4 10k
R3 10k
M T2 BC547B
R2 100k
P1
C1 10mF
T3
Rys. 2 Uk³ad ograniczenia pr¹du zahamowania silnika z rezystorem pomiarowym w kolektorze Darlingtona
go rozwi¹zania zamieszczono w prawej czêœci rys. 2. Wad¹ obu przedstawionych uk³adów jest ich ma³a czu³oœæ, wymagaj¹ca stosowania doœæ du¿ych wartoœci rezystora R4. Je¿eli pr¹d spoczynkowy ma zostaæ ograniczony do wartoœci np. 250 mA, to rezy-
spoczynkowy Isp. W³¹czenie i wy³¹czanie uk³adu mo¿na realizowaæ dodatkowym tranzystorem pod³¹czonym równolegle do T2 tak samo jak w uk³adzie z rys. 1. Tak¿e w tym uk³adzie mo¿liwe jest zastosowanie regulacji pr¹du spoczynkowego potencjometrem P1 (schemat te-
T1 Darlington mocy +Uz R4[W]=
0,2[V] Isp[A]
t»C1 · R3
M
R1 15k R3 10k
P1 C1 1k 1mF
US1 1/2 LM358
R2 100k
R4 1W
Reg Isp
Rys. 3 Uk³ad ograniczenia pr¹du zahamowania silnika ze zmniejszonym spadkiem napiêcia na rezystorze R4
T1 IRF 9530 +Uz
S
R1 10k
D G
R4[W]=
R5 10k
T2 BC547B
0,7[V] Isp[A]
M
t»C1 · R3 T3 BC547B R3 10k
R6 1k
R7
C1 1mF
P1 1k
R4
T4 BC547B
W£ WY£
22k
R2 100k
R8 47k
Rys. 4 Uk³ad ograniczenia pr¹du zahamowania silnika z tranzystorem MOSFET
4/2001 stor R4 powinien mieæ wartoœæ ok. 2,5 W. Jest to niekorzystne gdy silnik pobiera du¿y pr¹d rozruchowy, gdy¿ wtedy na rezystorze odk³ada siê du¿y spadek napiêcia. Przy pr¹dzie rozruchowym 2,5 A spadek napiêcia na R4 wyniesie ponad 6 V, czyli na uzwojenie silnika zostaje ok. 4 V. Pozosta³e 2 V traci siê na tranzystorze Darlingtona. Jedynym rozwi¹zaniem jest wtedy podniesienie napiêcia zasilania do 22 V, tak aby podczas rozruchu uzyskaæ na silniku napiêcie 12 V. Problem ten mo¿na rozwi¹zaæ stosuj¹c wzmacniacz operacyjny, tak jak pokazano to na rysunku 3. W tym przypadku wymagana wartoœæ spadku napiêcia na rezystorze pomiarowym mo¿e wynosiæ 100÷200 mV. Wa¿ne jest aby w uk³adzie zastosowaæ wzmacniacz operacyjny którego wejœcia mog¹ pracowaæ od napiêcia 0 V, LM 358 spe³nia te wymagania. Podobny uk³ad mo¿na te¿ zbudowaæ zastêpuj¹c tranzystor Darlingtona tranzystorem MOSFET z kana³em p. Schemat takiego rozwi¹zania zamieszczono na rysunku 4. Tranzystor T1 jest w³¹czony gdy napiêcie na jego bramce jest ni¿sze o ok. 5 V ni¿ napiêcie na Ÿródle. Natomiast zrównanie napiêæ bramka Ÿród³o powoduje zatkanie. „Kierunki” sterowania s¹ wiêc odwrotne ni¿ w przypadku Darlingtona npn. Dlatego te¿ konieczne by³o zastosowanie wzmacniacza odwracaj¹cego fazê, którego funkcjê pe³ni tranzystor T2. Po w³¹czeniu uk³adu, co nastêpuje przez podanie niskiego stanu na wejœcie steruj¹ce na kolektorze T3 pojawia siê napiêcie zbli¿one do napiêcia zasilania (tranzystor T3 pocz¹tkowo nie jest wysterowany). Efektem tego wysterowany zostaje tranzystor T2 na kolektorze którego napiêcie obni¿a siê do ok. 2 V. Powoduje to w³¹czenie siê tranzystora T1 i nieograniczony przep³yw pr¹du przez silnik. Z chwila na³adowania siê C1 w³¹cza siê tranzystor T3 zmniejszaj¹c wysterowanie tranzystora T2. Na skutek tego napiêcie na bramce tranzystora T1 wzrasta, ograniczaj¹c tym samym pr¹d p³yn¹cy przez silnik do po¿¹danej wartoœci. W³¹czanie i wy³¹czanie uk³adu odbywa siê za pomoc¹ tranzystora T4, tak samo jak mia³o to miejsce w uk³adzie z rysunku 1. Stan wysoki na wejœciu powoduje wy³¹czenie uk³adu.
à Jerzy Szczypiorski
4/2001
Kupon zamówieñ na p³yty CD–PE i prenumeratê
19
Druga p³yta CD–PE2 Praktycznego Elektronika Druga p³yta CD–PE2 Praktycznego Elektronika zawieraj¹ca kompletne archiwum zapisane w formacie Portable Document File (PDF) i bardzo porêcznie skatalogowane. Na tej p‡ycie znajdziecie Paæstwo: 1. Kompletne numery Praktycznego Elektronika, na blisko 3000 stron. W 89 numerach zawarliœmy, podczas ponad 7 lat, olbrzymi¹ wiedzê w zakresie praktycznych zastosowañ elektroniki. Opisy, aplikacje, urz¹dzenia, nietypowe rozwi¹zania. Jeden styl projektowania i wykonania urz¹dzeñ. P³ytki drukowane s¹ projektowane w jednym stylu z zachowaniem standardów europejskich i œwiatowych (dotyczy to zarówno rozstawu elementów jak i ich mocowania – lutowania). 2. Sygna³y testowe audio do sprawdzania zestawów elektroakustycznych. Pozwalaj¹ na sprawdzenie w³aœciwoœci i poprawnoœci dzia³ania ca³ego toru elektroakustycznego ³¹cznie z urz¹dzeniem odtwarzaj¹cym zapis. Mog¹ byæ oczywiœcie wykorzystane do sprawdzania i ewentualnej regulacji tylko wybranych fragmentów toru. Sygna³y te mo¿na równie¿ odtwarzaæ w napêdzie CD–ROM komputera.
3. Ksi¹¿ka „Eksploatacja zestawów akustycznych”, zapisana w formacie PDF opisuje i barwnie ilustruje budowê i eksploatacjê zestawów g³oœnikowych. 4. Baza plików z wycofanymi p³ytkami drukowanymi. Pliki s¹ zapisane w formacie PRN. Pliki mo¿na wydrukowaæ na drukarce laserowej lub atramentowej. Zamieszczone s¹ zarówno strony œcie¿ek drukowanych jak i opis rozmieszczenia elementów. 5. `ród³a do programów opublikowanych w PE, które zosta³y wycofane ze sprzeda¿y. S¹ to programy które by³y stosowane do programowania uk³adów GAL, PIC lub EPROM a w tej chwili s¹ niedostêpne z powodu wycofania ich z oferty wysy³kowej. Cena p³yty CD–PE2 jest równa 30 z³ +koszty wysy³ki. W sprzeda¿y znajduje siê tak¿e p³yta CD–PE1 zawieraj¹ca oprócz archiwum Praktycznego Elektronika wiele programów i narzêdzi u¿ytecznych w pracowni elektronika. Przy zamówieniu jednoczeœnie dwóch p³yt jako komplet (CD–K) nabywca zap³aci tylko 50 z³ + koszty wysy³ki. P³yty mo¿na zamawiaæ na kartach pocztowych, faksem, na formularzu na stronie www.pe.com.pl, e–mailem
[email protected] lub telefonicznie.
Nie przegap!!! Taka okazja ju¿ siê nie powtórzy!!! 89 numerów PE w postaci elektronicznej na jednej p³ycie!!!
20
Kupon zamówieñ na p³yty i prenumeratê
4/2001 Wykaz dostêpnych numerów archiwalnych: 1992 3
4,00 z³
1995 8, 12
4,00 z³
1996 4, 7÷9, 12
4,00 z³
1997 1÷11
5,00 z³
1999 3, 5, 9
5,00 z³
2000 2÷4, 6, 7, 9÷12
5,80 z³
2001 1÷4
5,80 z³
Ten kupon mo¿na wyci¹æ i wys³aæ faksem: fax (ca³¹ dobê) (068) 324-71-03.
Podzespo³y elektroniczne
04/2001
21
Katalog Praktycznego Elektronika Transformatory sieciowe cz. 2 Typ
Typ rdzenia
Napiêcie pierwotne
Nr koñcówek uzwojenia pierwotnego
[V]
Napiêcie wtórne pod obci¹¿eniem
Pr¹d uzwojenia wtórnego
[V]
Nr koñcówek uzwojenia Typ koñcówek wtórnego
Numer rysunku
[A]
TS 2/038
EI 36/12,8
220
1-4
15,0 15,0 15,0 15,0
0,05 0,05 0,05 0,05
6-7 7-8 A-5 5-B
B1, P.
2
TS 2/039
EI 36/12,8
220
2-4
10,0 10,0 6,0
0,06 0,06 0,14
5-66-71-8
B1
2
TS 2/040
EI 36/10,5
220
3-4
10,0
0,14
5-8
B1
2
TS 2/041
EI 36/10,5
220
1-4
15,5
0,1
5-8
B1
2
TS 2/042
EI 36/12,8
220
1-4
2,3 12,0
0,45 0,08
5-6 7-8
A1
2
TS 2/043
EI 36/12,8
220
1-4
10,5 6,0
0,17 0,035
7-8 5-6
B1
2
TS 2/044
EI 36/12,8
220
1-4
10,0 10,0
0,1 0,1
5-6 7-8
B1
2
TS 2/045
EI 36/12,8
220
3-4
9,9
0,18
5-8
B1
2
TS 2/046
EI 36/12,8
380
1-4
24,0
0,09
6-7
A1
2
TS 2/047
EI 36/12,8
220
4-3
10,0 ekran
0,18 --
5-8 1
B1
2
TS 2/048
EI 36/10,5
220
3-4
8,5
0,15
5-8
B1
2
TS 2/049
EI 36/12,8
380
4-3
15,0
0,13
5-8
B1
2
TS 2/050
EI 36/12,8
230
4-1
9,0 9,0
0,18 0,05
7-8 5-6
B1
2
TS 2/051
EI 36/12,8
240
4-1
24,0
0,065
6-7
B1
2
TS 2/052
EI 36/12,8
380
1-4
24,0
0,065
6-7
B1
2
TS 2/053
EI 36/12,8
220
2-4
15,0 15,0
0,07 0,07
7-8 5-6
B1
2
TS 2/054
EI 36/12,8
220
2-4
15,0 15,0
0,07 0,07
7-8 5-6
B1
2
TS 2/055
EI 36/12,8
100
4-2
18,0 12,0
0,066 0,066
7-8 5-6
B1
2
TS 2/056
EI 36/12,8
220
4-3
7,0
0,35
5-8
B1
2
TS 2/057
EI 36/12,8
24
4-3
8,5
0,25
5-8
B1
2
TS 2/059
EI 36/12,8
220
4-3
24,0
0,05
1-2
B1
2
Typ
Typ rdzenia
Napiêcie pierwotne
Nr koñcówek uzwojenia pierwotnego
Napiêcie wtórne pod obci¹¿eniem
Pr¹d uzwojenia wtórnego
[V]
[V]
Nr koñcówek uzwojenia Typ koñcówek wtórnego
Numer rysunku
[A]
TS 3/3
CP 011
220 zwora
1-3’ 3-1’
4,2 4,2
0,35 0,35
2-4 2’-4’
G1
–
TS 3/8
CP 011
220 zwora
1-3’ 3-1’
3,7 3,7
0,3 0,3
2-4 2’-4’
G1
–
TS 3/001
CP 011
220 zwora
1-3’ 2-4’
5,4 5,4
0,22 0,22 3-4
1’-2’
G1
–
Transformatory sieciowe
22 Typ
Typ rdzenia
Napiêcie pierwotne
Nr koñcówek uzwojenia pierwotnego
[V]
Napiêcie wtórne pod obci¹¿eniem
4/2001 Pr¹d uzwojenia wtórnego
[V]
Nr koñcówek uzwojenia Typ koñcówek wtórnego
Numer rysunku
[A]
TS 3/002
EI 48/16
220
9-12
9,0 9,0 9,0
0,1 0,1 0,1
1-2 3-4 5-6
KP4
TS 3/003
CP 011
220 zwora
A-B’ B-A’
13,0 13,0
0,12 0,12
C-D C’-D’
P
–
TS 3/004
EI 42/14
220 380
1-2 1-3
30,0
0,09
8-5
B1
3
Typ
Typ rdzenia
Napiêcie pierwotne
Nr koñcówek uzwojenia pierwotnego
Napiêcie wtórne pod obci¹¿eniem
Pr¹d uzwojenia wtórnego
TS 4/12
EI 42/14
220
1-4
7,0
0,3
5-8
A1
3
TS 4/13
EI 42/14
220
1-4
7,5
0,32
5-8
A1
3
TS 4/14
EI 42/14
220
1-2
17,8 17,8
0,1 0,1
3-4 4-5
P
3
TS 4/17
EI 42/14
220
1-4
7,0
0,3
5-8
A1
3
TS 4/23
EI 42/14
220
1-4
6,0 11,0
0,35 0,15
6-5 8-7
A1
3
TS 4/26
EI 42/14
220
1-4
7,3 45,0
0,3 0,03
8-7 6-5
B1
3
TS 4/30
EI 42/14
220
1-4
12,0 12,0
0,15 0,15
8-6 6-5
A1
3
TS 4/33
EI 42/14
220
1-4
9,0
0,3
5-8
A1
3
TS 4/34
EI 42/14
220
1-4
13,3
0,21
5-8
A1
3
TS 4/37
EI 42/14
220
1-4
9,5
0,3
8-5
A1
3
TS 4/40
EI 42/14
220
5-8
8,5
0,5
1-4
B1
3
TS 4/47
EI 42/14
220
1-4
11,0
0,3
5-8
B1
3
TS 4/48
EI 42/14
220
1-4
8,8
0,3
5-8
A1
3
TS 4/49
EI 42/14
220
1-2
21,0
0,075
6-7
B1
3
TS 4/53
EI 42/14
220
1-4
6,0 11,0
0,35 0,15
6-5 8-7
B1
3
TS 4/57
EI 42/14
220
1-4
17,0
0,22
8-5
B1
3
TS 4/001
EI 42/14
220
A-B
16,0 16,0
0,14 0,14
8-7 6-5
A1, P
3
TS 4/002
EI 42/14
220
A-A’
8,5
0,3
B-B’
P
3
TS 4/004
EI 42/14
220
1-4
90,0 9,0
0,02 0,06
6-5 8-7
B1
3
TS 4/005
EI 42/14
220
1-4
3,7 8,0
0,5 0,2
8-7 6-5
B1
3
TS 4/006
EI 42/14
220
1-4
10,0
0,3
8-5
B1
3
TS 4/007
EI 42/14
220
1-4
10,0 10,0
0,15 0,15
8-7 6-5
A1
3
TS 4/008
EI 42/14
220
8-5
10,0 ekran
0,3 --
1-4 6
A1
3
TS 4/010
EI 42/14
220
1-4
12,0
0,15
8-5
A1
3
TS 4/011
EI 42/14
220
1-4
9,0 9,0
0,22 0,22
8-7 7-6
B1
3
[V]
[V]
Nr koñcówek uzwojenia Typ koñcówek wtórnego
Numer rysunku
[A]
4/2001
GIE£DA SPRZEDAM KUPIÊ napêd CD-ROM x4 lub x6 ewentualnie x8 do 48 z³. Tel. (503) 521-457. Kupiê te¿ CDROM x16 i x24 do 50 z³. Tel. (503) 521-457. Toshiba, Philips itp. OSCYLOSKOP NP. C1-118A lub DTGG20 lub inny. Oferty proszê kierowaæ na adres: Mi³osz Palnowski, ul. Misjonarska 1a/3, 09-402 P³ock. Kupiê uk³ady A277D. DOKUMENTACJÊ wykrywaczy metali, ró¿ne typy wymieniê odst¹piê, kupiê. Obudowy do sond VLF kupiê. Jan KuŸma, 22-400 Zamoœæ, ul. Reja 9/39, tel. (084) 639-19-49. KUPIÊ po przystêpnej cenie uk³ad SAA 6588, TDA 8205, kwarce 11,648 MHz i 8,664 MHz. Tel. (041) 366-26-21, kom. (0600) 830-269. AMIGA 1200 cena 260 z³, Amiga 600 cena 190 z³, UBS do Amigi cena 20 z³. Kasety nagrane w systemie UBS, programy na Amigê tanio odst¹piê i inne peryferia do Amigi zawsze aktualne (0503) 920–292. BAZÊ, porady, artyku³y itd. Spisane z PE, SE... – 15z³. Zdalne sterowanie do TV – 25 z³. Toner do OKI OL 400/800 – 29 z³. LuŸne nr lub ksero prasy elektronicznej do 3 z³ (095) 735–17–13. BAZÊ: porady, schematy itd. Spisane z PE, SE itp. 15 z³, zdalne sterowanie do TV ZSRR - 25 z³, toner
Og³oszenia drobne do OKI OL4.../8... - 29 z³. LuŸne nr-y prasy elektronicznej 1÷3 z³ lub ksero tel. (095) 735-17-13. CB – antena stacjonarna super LEM, 9 dB zysku, lekko uszkodzona, kompletna, nie³amana 50 z³. Uchwyt do anteny samochodowej mocowany na rynienkê, nowy, nieu¿ywany z kluczem imbusem 20 z³. Wejherowo woj. Pomorskie (0501) 797–347. FALOWNIKI tanio sprzedam. Wysy³am ofertê. J. Krupiñski, ul. £okietka 31/3, 58–100 Œwidnica, telefon (074) 852–92–57 lub (0602) 642–896. Zast. napêdy, silniki, dmuchawy, pompy. KIT kamery kolor CCD z miniaturowym obiektywem. Opis w EdW 6/97 sprzedam lub zamieniê na telefon komórkowy dwusystemowy tel. (501) 050–232. LABORATORYJNE opornice suwakowe 12 W, 100 W, 2100 W. Cena 30 z³/szt. Tel. (034) 363–52–97, Czêstochowa. LAMPÊ DB13–2 now¹ Philipsa, literaturê RTV, schematy ró¿ne – retro, porady listowne darmo (znaczek!). K. Poznañski, Al. Kijowska 13/10, 30–079 Kraków, tel. (012) 637–86–12. Dzwoñ – pisz!!!. MIKROPROCESOROWY regulator temperatury z czujnikiem Pt100. Opis w EP 2/2001 sprzedam program lub zaprogramowany AT89C2051. email:
[email protected], tel. (094) 314–67–15. OD 1949 prasê, ksi¹¿ki (elektronika, SF, komputery, foto), schematy RTV, serwis elektroniki, RE, EP, MOTOR i inne. Wykaz – koperta i znaczek. Roman Korewicki, ul. Polanowska 21, 76–100 Slawno. OSCYLOSKOP OS 301 (Unitra) plus 2 sondy, oraz kit firmy Jabel 101 – zasilacz warsztatowy (gotowe urz¹dzenie) tel. (014) 626–74–63 po 18.00, e–mail:
[email protected] PROGRAMY na zmówienie pod mikrokontrolery rodziny 51. e–mail:
[email protected], http://betoven.w.interia.pl, ul. Mireckiego 19/82, 42–200 Czêstochowa, Radomir Mazoñ. PRZETWORNICE 12 V DC / 220 V AC, 200 W, cena 270 z³, tel. (034) 357–93–95. PRZETWORNIK PFI 60 (obr. Impulsowy 102kobv/imp) 2 szt. Oraz wiele innych czêœci elektronicznych. Info koperta + 2 znaczki. M. Potocki, Ostrowieczko 5/1, 63-140 DOLSK. REWELACYJNY odtwarzacz p³yt kompaktowych CD. SAM–2000, fantastyczne mo¿liwoœci. Sprzedam. Cena 150 z³. Jacek, tel. (0503) 521–457.
23
SCHEMATY i instrukcje przestrajania UKF. Informacja gratis koperta + znaczek. Mariusz Ko³acz, ul. Chwa³ki 46, 27–600 Sandomierz. SCHEMATY z opisami, cena od 2 z³. Wykaz 1 z³ + znaczek. Adres: Tomasz Jaworski, ul. Chabrowa 20B/35, 44-210 Rybnik. Realizacja do 2-óch tygodni. SPRAWNE odbiorniki TV: 21’’, kolorowe, Helios TC501 (PAL–SECAM) – 200 z³; Jowisz 04 – 70 z³. Turystyczny 14’’ czarno–bia³y Vela 203 – 100 z³. Oferty, info: koperta +znaczek. Grzegorz Zubrzycki, ul. Zgierska 110/120 m 211 91–303 £ódŸ, tel. (042) 654–40–98 WYKRYWACZ metali typu BFO – zasiêg 1,5 m – 190 z³, typu PI zasiêg – 2 m – 290 z³. Przystaw-
24
Og³oszenia drobne
4/2001
UK£AD scalony HD44840A15. Tel. (089) 76747-77 (po 21.00).
ZAMIENIÊ LAMPÊ DB13–2 now¹ Philipsa, literaturê RTV, schematy ró¿ne – retro, porady listowne darmo (znaczek!). K. Poznañski, Al. Kijowska 13/10, 30–079 Kraków, tel. (012) 637–86–12. Dzwoñ – pisz!!!.
INNE ka zmieniaj¹ca OTVC w wielokana³owy oscyloskop i inne – Przybysz, Nad £omnic¹ 22, 58–540 Karpacz. WYKRYWACZE metali VFL. PJ. Zasiêg 3 m. Wysokiej klasy skaner nas³uchowy od 29 do 512 MHz. 600 z³. Informacja tel. kom. (0608) 167–023 WYKRYWACZE metali VLF, Garret, PJ, zasiêg do 3 metrów, radio nas³uchowe od 29÷512 MHz, skaner wysokiej klasy, informacja tel. (0608) 167–023 WYKRYWACZE metali z rozró¿nianiem lub bez. Zasiêg 3 metry, gwarancja 2 lata. Dokumentacje wykrywaczy – sprzedam. Tel. (018) 353–11–49 lub (0605) 926–516. WYKRYWACZE metali, schematy, sondy, p³ytki oraz ksi¹¿kê „Elektrownie Wiatrowe 0,2÷6 kW” sprzedam – wymieniê na inne uszkodzone wykrywacze metali – kupiê. Sylwester Królak, ul. K. Wyki 19/6, 75–337 Koszalin, tel. (094) 341–28–13. WYKRYWACZE metalu, mierniki promieniowania, 3 lata gwarancji. Niskie ceny. Z. Ka³uziñski, ul. Marusarzówny 3–21, 49–330 Jastrzêbie, tel. (032) 476–10–09, kom. (0607) 487–579. WYPRZEDA¯ luŸnych numerów MT, RE, ZS, HT, EH, NE, AV, PE, EP z lat 70, 80, 90 informacja koperta + znaczek. R. Kujawa Os. Wiœlana 11/9, 08–520 Dêblin tel. (081) 88–326–63, kom. (604) 410–872. GENERATOR obrazu kontrolnego GTV19. Obraz kontr. jak w TVP. T³a: RGB – biel – czerñ. Wyjœcia: AV – RGB – RF. Fonia: DK – BG. Zadzwoñ – wyœlê dok³adne dane: (034) 357–78–34, 357–72–55. SCHEMATY OR, TV itd., ksero artyku³ów z PE, SE itp. A4 50 gr. Bazê, aplikacje, schematy, porady spisane z prasy elektronicznej 15 z³ + koszt wysy³ki. tel. (095) 735-17-13. KAMERY od 135 z³, dzielnik i prze³¹czniki, zestawy bezprzewodowe, modulatory, akcesoria do profesjonalnych alarmów stacjonarnych. (0601) 454-157,
[email protected]. WYKRYWACZE metali, schematy, sondy, p³ytki. Sprzedam - kupiê - wymieniê na inne. Ksi¹¿kê "Elektrownie Wiatrowe 0,2÷1,6 kW" sprzedam
œmig³a tylne do helikoptera wymienê. S. Królak, ul. Wyki 19/6, 75-329 Koszalin. ZAMIENIÊ FALOWNIKI tanio sprzedam. P³ynna regulacja silników. J. Krupiñski ul. W. £okietka 31/3, 58100 Œwidnica Œl., (074) 852-92-57 po godz. 20.00, lub (602) 642-896. WYŒWIETLACZ LCD 10 cyfrowy. Cena 18 z³. Rafa³ S³omkowski, tel (052) 355-20-89. WYPRZEDA¯ roczników lub luŸnych numerów MT, Re, ZS, HT, EH, NE, AV, PE, EP z lat 70, 80, 90 info. Kop. + znaczek. R. Kujawa, Os. Wiœlana 11/9, 08-520 Dêblin, tel. (081) 883-26-63, (604) 410-872. MIKROPROCESOROWY regulator temperatury z czujnikiem Pt100. Opis w EP 2/2001. Sprzedam program lub zaprogramowany AT89C2051. E-mail:
[email protected]. PROFESJONALNY wykrywacz metali "TRANSET - 150", rozró¿nia metale, zasiêg - 150 cm - 290 z³. Przystawka zmieniaj¹ca OTV w oscyloskop itp. Przybysz nad £omnic¹ 22/5, 58-540 Karpacz.
KUPIÊ KUPIÊ napêd CD-ROM x4 lub x6 ewentualnie x8 do 48 z³. Tel. (503) 521-457. Kupiê te¿ CDROM x16 i x24 do 50 z³. Tel. (503) 521-457. Toshiba, Philips itp. OSCYLOSKOP NP. C1-118A lub DTGG20 lub inny. Oferty proszê kierowaæ na adres: Mi³osz Palnowski, ul. Misjonarska 1a/3, 09-402 P³ock. Kupiê uk³ady A277D. DOKUMENTACJÊ wykrywaczy metali, ró¿ne typy wymieniê odst¹piê, kupiê. Obudowy do sond VLF kupiê. Jan KuŸma, 22-400 Zamoœæ, ul. Reja 9/39, tel. (084) 639-19-49. KUPIÊ po przystêpnej cenie uk³ad SAA 6588, TDA 8205, kwarce 11,648 MHz i 8,664 MHz. Tel. (041) 366-26-21, kom. (0600) 830-269.
POSZUKUJÊ OSOBA niepe³nosprawna na wózku prosi bardzo o bezp³atne odst¹pienie ma³ej kamery przemys³owej. Serdecznie dziêkujê tel. (074) 841–32–80
DAM pracê - zbieranie zamówieñ od hurtowni, sklepów, instytucji na t³umaczenie tekstów z dowolnego jêzyka na dowolny inny jêzyk - t³umaczenie natychmiastowe 5 z³/A4. Mail to:
[email protected]., phone: 023/654-32-38, www.nyaradix.prv, OBWODY drukowane jedno i dwustronne, metalizacja, wiercenie, cynowanie, maska, opis. Moniak Andrzej, 32-082 Bolechowice 107, tel. (012) 285-34-97 po godz. 18. PILNIE podejmê pracê cha³upnicz¹ (proœba elektronika). Marcin Rudecki, ul. Armii Krajowej 1/9, 39-100 Ropczyce, tel. (017) 221-74-62 PRACE cha³upnicze dla elektroników i elektryków z zachodniej firmy. Dobre zarobki 100% uczciwoœci. Stanis³aw Zaj¹c, Os. Na Wzgórzach 43/58. 31-727 KRAKÓW, (012) 681-45-46. ZLECÊ projekt prostego sterownika czasowego na mikroprocesorze z wyœwietlaniem funkcji na LCD 4x20 lub graficznym + projekt p³ytki. Kontakt (061) 847-59-98.
Technika komputerowa
4/2001
25
Dlaczego komputer „kopie”? OdpowiedŸ na pytanie postawione w tytule jest prosta. Komputer „kopie” poniewa¿ pod³¹czony jest do pr¹du. Bardziej dociekliwi Czytelnicy po przeczytaniu tego krótkiego artyku³u poznaj¹ tajniki zasilania i mas komputera, oraz poznaj¹ odpowiedŸ postawion¹ w tytule artyku³u. Co wiêcej artyku³ wyjaœnia te¿ jak unikn¹æ przykrego i niebezpiecznego „kopania”. Problem ten dotyczy nie tylko komputerów ale tak¿e wielu innych urz¹dzeñ posiadaj¹cych metalowe obudowy i kondensatory przeciwzak³óceniowe. Zasilacz komputera jest urz¹dzeniem impulsowym. W zwi¹zku z tym wytwarza on zak³ócenia, które mog¹ przenikn¹æ do sieci zasilaj¹cej powoduj¹c zak³ócanie innych urz¹dzeñ. Dlatego te¿ konieczne jest zastosowanie odpowiedniej ochrony przed przenikaniem zak³óceñ do sieci energetycznej, oraz przenikaniem zak³óceñ z sieci do urz¹dzenia. Napiêcie zak³óceñ generowane przez zasilacz ma dwie sk³adowe: symetryczn¹ Us i niesymetryczn¹ Un1 i Un2 co przedstawiono na rysunku 1. Sk³adowa symetryczna Us pojawia siê pomiêdzy przewodem fazowym i zerowym, czyli przewodami przez które p³ynie pr¹d pobierany przez zasilacz (komputer lub inne urz¹dzenie). Natomiast sk³adowe niesymetryczne to dwa napiêcia zak³óceñ Un1 i Un2, które pojawiaj¹ siê pomiêdzy przewodem fazowym a mas¹ (obudow¹) oraz pomiêdzy przewodem zerowym i mas¹. Obie sk³adowe powinny byæ jak najmocniej t³umione przez odpowiednie uk³ady. Na marginesie warto wspomnieæ, ¿e przewód zerowy nie jest dok³adnie na potencjale ziemi, co wynika z jego impedancji, rezystancji po³¹czeñ i indukcyjnoœci. St¹d te¿ mo¿liwoœæ wystêpowania na nim zak³óceñ zw³aszcza wysoko czêstotliwoœciowych.
Do t³umienia zak³óceñ stosuje siê bierne filtry indukcyjno-pojemnoœciowe. Schemat typowego uk³adu filtrów przedstawiono na rysunku 2. T³umienie zak³óceñ symetrycznych zapewnia filtr LC sk³adaj¹cy siê z elementów C1, C2 i TR1. Jest to typowy dolnoprzepustowy filtr typu P. Uzwojenia transformatora TR1 nawiniête s¹ bifilarnie w jednym kierunku na rdzeniu ferrytowym. Sposób nawiniêcia transformatora sprawia, ¿e pr¹d roboczy i pr¹dy sk³adowych symetrycznych wytwarzaj¹ w rdzeniu pola magnetyczne wzajemnie kompensuj¹ce siê. Wartoœæ indukcyjnoœci filtrów tego typu zawiera siê z regu³y w przedziale 2÷10 mH. Kondensatory C1 i C2 charakteryzuj¹ siê ma³¹ indukcyjnoœci¹ w³asn¹, tak ¿e uk³ad zapewnia t³umienie w zakresie rzêdu dziesi¹tek MHz. Skutecznoœæ t³umienia zak³óceñ ma wartoœæ ok. 40÷60 dB w zale¿noœci od zastosowanych elementów. Uk³ad ten zapobiega przedostawaniu siê zak³óceñ z wnêtrza urz¹dzenia do linii zasilania i odwrotnie. Zadaniem rezystora R1 jest szybkie roz³adowanie kondensatorów po wy³¹czeniu urz¹dzenia z sieci. Do t³umienia zak³óceñ niesymetrycznych stosuje siê specjalny kondensator przeciwzak³óceniowy C3. S¹ to w istocie dwa szeregowo po³¹czone kondensatory mieszcz¹ce siê w jednej obudowie. Konstrukcja kondensatora jest taka, ¿e uszkodzenie go nie powoduje niebezpieczeñstwa pora¿enia. Oczywiœcie kondensator C3 charakteryzuje siê ma³¹ indukcyjnoœci¹. Zwiera on sygna³y zak³ócaj¹ce zarówno z jednego jak i drugiego przewodu zasilaj¹cego do masy (ziemi). Ca³kowite wyeliminowanie sk³adowej niesymetrycznej zak³óceñ jest trudne, poniewa¿ normy zwi¹zane z bezpieczeñstwem obs³ugi nie zezwalaj¹ na stosowanie du¿ych wartoœci pojemnoœci kondensatora C3 w³¹czonego pomiêdzy przewodami fazowym i zeroC3
B
TR1
~220V
C1 ~220nF
C2 ~220nF
R1 ~1M
~2×100nF
do prostownika
do metalowych czêœci obudowy
Rys. 2 Typowy filtr przeciwzak³óceniowy stosowany na wejœciu zasilaczy komputerowych
OBUDOWA R Un1
Us
obc
0 Un2
Rys. 1 Napiêcie zak³óceñ symetrycznych Us i niesymetrycznych Us1 i Us2
wym a ziemi¹. W uk³adach gdzie wymagane jest znacznie wiêksze t³umienie zak³óceñ niesymetrycznych stosuje siê dodatkowy, szeregowy d³awik w³¹czony w obwód uziemienia. Kondensator C3 jest w³aœnie przyczyn¹ „kopania” przez komputer w przypadku niew³aœciwego pod³¹czenia zasilania. Na rysunku 3a przedstawiono sam kondensator C3 z rysunku 2 do³¹czony do napiêcia zmiennego 220 V. Czêœci sk³adowe kondensatora C3 tworz¹ dla pr¹du zmiennego dzielnik napiêciowy. W efekcie tego na obudowie po³¹czonej z œrodkowym wyprowadzeniem kondensatora pojawia siê napiêcie zmienne o wartoœci 110 V. Dzieje siê tak, gdy obudowa komputera „wisi” w powietrzu czyli nie jest po³¹czona galwanicznie z ¿adnym uziemieniem. Sytuacja taka ma miejsce w przypadku pod³¹czenia komputera do gniazda nie posiadaj¹cego bolca uziemienia. Niestety w naszych mieszkaniach gniazda w pokojach nie posiadaj¹ uziemienia (zerowania) i wiêkszoœæ domowych komputerów nie jest uziemiona. Aby przekonaæ siê o wystêpowaniu na obudowie komputera napiêcia rzêdu 110 V wystarczy zmierzyæ woltomierzem napiêæ zmiennych napiêcie pomiêdzy obudow¹ a instalacj¹ wodoci¹gow¹ (je¿eli jest wykonana z rur metalowych) lub instalacj¹ centralnego ogrzewania. Napiêcie pokazane przez woltomierz mo¿e w znacz¹cy sposób odbiegaæ od wartoœci 110 V co spowodowane jest wieloma czynnikami. Je¿eli kogoœ dotychczas nieuziemiony komputer nie pokopa³ oznacza to, ze nie z³apa³ on równoczeœnie uziemienia np. kaloryfera i obudowy komputera. W przypadku prawid³owego do³¹czenia komputera do gniazda z bolcem problem napiêcia na obudowie zostaje zlikwidowany, co pokazano na rysunku 3b. Dolna czêœæ kondensatora przeciwzak³óceniowego jest w takim przypadku zwarta do masy (ziemi). Nie wystarczy tu zastosowa-
Dlaczego komputer „kopie”?
26 a)
4/2001
b) GNIAZDO R
WTYK
2×100nF R R ~220V ~110V
Na metalowej obudowie wystêpuje napiêcie zmienne 110V wzglêdem ziemi
2x100nF R
R
N N
N=0V
N
N=0V do metalowych czêœci obudowy
~110V
0V
~110V
0V
Rys. 3 a) powstawanie napiêcia 110 V na obudowie nieuziemionego komputera, b) pod³¹czenie komputera do gniazda z bolcem
nie listwy przeciwzak³óceniowej która posiada gniazda z bolcem. Konieczne jest po³¹czenie bolca w gniazdku naœciennym z przewodem zerowym dla instalacji dwuprzewodowej, lub przewodem ochronnym dla instalacji trzyprzewodowej. W obu przypadkach przeróbka instalacji zasilaj¹cej w gniazdku jest mo¿liwa. Zalecam zlecenie tej czynnoœci elektrykowi z odpowiednimi uprawnieniami. B³¹d w pod³¹czeniu
mo¿e bowiem drogo kosztowaæ, mam namyœli ¿ycie a nie komputer. Na sam koniec jeszcze jedna uwaga. Nale¿y pamiêtaæ, ¿e kondensator C3 powoduje przep³yw niewielkiego pr¹du pomiêdzy przewodem fazowym a obudow¹. Je¿eli komputer jest pod³¹czony do instalacji trójprzewodowej w której rozdzielone s¹ przewody zerowy i ochronny powstaje pewna niesymetria pr¹dów p³yn¹cych
Pomys³y uk³adowe – precyzyjne zerowanie wzmacniaczy operacyjnych
w przewodach fazowym i zerowym. Generalnie nie ma to wiêkszego znaczenia. Natomiast w przypadku wiêkszej liczby komputerów lub innych podobnych urz¹dzeñ suma tych pr¹dów mo¿e byæ na tyle du¿a, ¿e spowoduje zadzia³anie bezpiecznika ró¿nicowego. Jedynym wyjœciem w takiej sytuacji jest zastosowanie bezpiecznika o wiêkszym, ró¿nicowym pr¹dzie wy³¹czenia.
à Roman Krauze
a) +Uz napiêcie zerowania
R1 P1
Uwy R2 –Uz
W którymœ z numerów Praktycznego Elektronika znalaz³em ró¿nego rodzaju schematy przedstawiaj¹ce uk³ady zerowania wzmacniaczy operacyjnych. Kolekcje t¹ chcia³bym wzbogaciæ jeszcze jednym rozwi¹zaniem stosowanym w uk³adach wysoce precyzyjnych. Uk³ad zerowania musi zapewniaæ mo¿liwoœæ doprowadzenia niewielkiego napiêcia równowa¿¹cego, którego znak mo¿e byæ dodatni lub ujemny. W praktycznych realizacjach stosuje siê potencjometr P1 pod³¹czony do plusa i minusa zasilania, którego suwak po³¹czony jest z odpowiednio dobranym dzielnikiem napiêciowym R1, R2 (rys. 1a). Wad¹ tego rozwi¹zania jest wra¿liwoœæ na nierównoczesne zmiany napiêcia zasilaj¹cego. Je¿eli napiêcie dodatnie wzroœnie, a w tym samym czasie napiêcie ujemne zmaleje (mowa tu o wartoœci bezwzglêdnej napiêcia), to spowoduje to znacz¹c¹ zmianê napiêcia zeruj¹cego
wzmacniacz operacyjny. Taka sytuacja wystêpuje, gdy kilka wzmacniaczy operacyjnych zmieni polaryzacjê napiêcia wyjœciowego. Wtedy zmianie ulega pobór pr¹du ze Ÿróde³ napiêcia zasilania. Zjawisko to mo¿na zminimalizowaæ stosuj¹c odpowiedni potencjometr monta¿owy posiadaj¹cy odczep po œrodku œcie¿ki oporowej (rys. 1b). Dziêki temu zakres regulacji pozostaje bez zmian, mo¿liwe jest uzyskanie zeruj¹cego napiêcia dodatniego i ujemnego. Wad¹ uk³adu jest koniecznoœæ stosowania specjalnego potencjometru, drogiego i trudnodostêpnego. Z problemu tego mo¿na wybrn¹æ modyfikuj¹c uk³ad z rysunku 1b do postaci pokazanej na rysunku 1c. Zastosowano tu zwyk³y potencjometr w³¹czony pomiêdzy jedno z napiêæ zasilania a masê. Z uwagi na to, ¿e napiêcie regulacyjne mo¿e przyjmowaæ wartoœci dodatnie lub ujemne uk³ad posiada zworkê umo¿liwiaj¹c¹ po³¹czenie potencjometru z plusem
b) +Uz napiêcie zerowania
R1
P1
Uwy R2 –Uz c) +Uz
–Uz
napiêcie zerowania
R1 P1
Uwy R2
Rys. 1 Uk³ady zerowania wzmacniacza operacyjnego: a) uk³ad klasyczny, b) uk³ad z potencjometrem wyposa¿onym w odczep, c) uk³ad zmodyfikowany ze zwyk³ym potencjometrem.
lub minusem zasilania w zale¿noœci od potrzeb.
à Krzysztof Kotaæski
4/2001
Elektroakustyka
27
Wzmacniacze mocy – zale¿noœci energetyczne i klasy pracy
ZASILANIE Uz,Iz Pz U1,I1
Zale¿noœci energetyczne Nic za darmo. ¯eby uzyskaæ moc wyjœciow¹ ze wzmacniacza mocy, oprócz sygna³u wejœciowego trzeba do niego doprowadziæ zasilanie a tym samym moc zasilaj¹c¹. Poniewa¿ wzmacniacz mocy nie jest „perpetuum mobile” (maszyna poruszaj¹ca siê samoczynnie i wiecznie bez strat energii) moc wyjœciowa bêdzie mniejsza od mocy doprowadzonej ze Ÿród³a zasilania. Moc wejœciowa P1 okreœlona jako iloczyn wartoœci skutecznych pr¹du I1 i napiêcia U1 jest znikoma w odniesieniu do mocy wyjœciowej i mocy zasilania – mo¿na j¹ „zlekcewa¿yæ” i pomin¹æ. Moc zasilania Pz jest równa iloczynowi napiêcia zasilania Uz i œredniej wartoœci pr¹du zasilaj¹cego Iz. Jest to moc pr¹du sta³ego a œrednia wartoœæ pr¹du zasilania odpowiada tzw. sk³adowej sta³ej. Moc wyjœciowa P2 wydzielana jest na obci¹¿eniu wzmacniacza. Interesuje nas wartoœæ skuteczna, która przy obci¹¿eniu rezystancyjnym (idealizowanie) równa jest iloczynowi wartoœci skutecznych U2, I2. Co zatem dzieje siê z ró¿nic¹ miêdzy mocami zasilania i wyjœciow¹? Moc ta jest wydzielana we wzmacniaczu mocy w postaci ciep³a. Jest to moc tracona, któr¹ obliczymy w³aœnie jako ró¿nicê mocy zasilania i mocy wyjœciowej. Powoduje ona nagrzewanie siê zw³aszcza elementów wyjœciowych wzmacniacza mocy i musi byæ odprowadzona do otoczenia. Do tego celu u¿ywa siê ró¿nych œrodków, poczynaj¹c od radiatorów a koñcz¹c na ch³odzeniu wodnym. Parametrem ujmuj¹cym doœæ syntetycznie w³aœciwoœci energetyczne wzmacniacza mocy jest sprawnoœæ h wyra¿ana w %. h=
P2 Î 100% Pz
Jest to stosunek mocy wyjœciowej do mocy dostarczonej, czyli mocy zasilania, pomno¿ony przez 100%. Sprawnoœæ wzmacniacza mocy zale¿y od stopnia wykorzystania napiêcia zasilaj¹cego a wiêc od wysterowania czyli mocy wyjœciowej. Zale¿y tak¿e od klasy pracy elementów czynnych wyjœciowych (tranzystory mocy czy lampy elektronowe). Zwykle okreœla
siê j¹ dla pe³nego wysterowania wzmacniacza tzn. dla maksymalnej mocy wyjœciowej. Zawiera siê w zakresie od 10 do 90%. Wrócimy do niej przy opisie dzia³ania i w³aœciwoœci poszczególnych rodzajów wzmacniaczy mocy.
Klasy pracy elementów czynnych Mam zamiar wyjaœniæ pojêcia u¿ywane przez „fachowców” dla wprowadzenia w stan niepewnoœci m³odych adeptów elektroniki. Miêdzy innymi do takich nale¿¹ tajemniczo brzmi¹ce litery A, B, C i D okreœlaj¹ce klasy pracy elementów czynnych. Podzia³ na klasy pracy wi¹¿e siê z czasem przep³ywu pr¹du przez element czynny w odniesieniu do okresu przebiegu zmiennego np. sygna³u wejœciowego. Czas ten mo¿emy zast¹piæ k¹tem przep³ywu pr¹du, w odniesieniu do k¹ta pe³nego 2P, który odpowiada okresowi. Wielkoœæ 2P odpowiada k¹towi pe³nemu wyra¿onemu w radianach (stosunek obwodu ko³a do promienia). Oczywiœcie odpowiada to k¹towi 360°. Oœ czasu na wykresie zast¹pimy iloczynem czasu t i pulsacji w (wt). Kszta³t przebiegów pozostanie niezmieniony. Z klas¹ A mieliœmy ju¿ do czynienia we wzmacniaczach tranzystorowych z obci¹¿eniem rezystancyjnym stosowanych jako wzmacniacze napiêciowe. Pr¹d p³ynie przez element czynny przez ca³y okres przebiegu zmiennego (pr¹du lub napiêcia wyjœciowego). Osi¹ga wartoœæ maksymaln¹ Imax oraz wartoœæ minimaln¹ Imin lecz nie spada do zera. Œrednia wartoœæ pr¹du nazywana jest sk³adow¹ sta³¹ Io. Pr¹d o tej wartoœci p³ynie przez element czynny bez wysterowania. Pobór pr¹du ze Ÿród³a zasilaj¹cego (nawet bez sygna³u steruj¹cego) powoduje sta³e obci¹¿enie zasilacza, które nie zmienia siê podczas sterowania poniewa¿ wartoœæ œrednia pr¹du pozostaje na tym samym poziomie. Nasycenie pr¹du czyli ograniczenie od strony maksymalnej wartoœci lub spadek do zera powoduj¹ powstanie zniekszta³ceñ przebiegu wyjœciowego. Jego kszta³t bêdzie odbiega³ od sinusoidy.
U2,I2 Wzmacniacz mocy
WE P1
WY P2
Pz–P2 STRATY
Rys. 1 Zale¿noœci energetyczne we wzmacniaczu mocy
Sk³adowa sta³a pr¹du elementu czynnego zwi¹zana z jego zasilaniem musi byæ oddzielona od obci¹¿enia (g³oœnika). Do tego celu we wzmacniaczach rezystancyjnych wykorzystuje siê kondensatory oddzielaj¹ce. We wzmacniaczach mocy najczêœciej stosowane s¹ transformatory, które dodatkowo pe³ni¹ rolê elementu dopasowuj¹cego rezystancjê g³oœnika do obwodu wyjœciowego elementu mocy. Dziêki ma³ej rezystancji uzwojeñ wydziela siê na nich znikoma moc (ma³y spadek napiêcia dla sk³adowej sta³ej). Kolejna, klasa B charakteryzuje siê przep³ywem pr¹du tylko przez po³owê okresu. K¹t przep³ywu wynosi P lub 180°. Przy braku sterowania nie p³ynie pr¹d przez element czynny. Pojedynczy element czynny przenosi tylko po³owê przebiegu sinusoidy. Jest to przyczyn¹ bardzo du¿ych zniekszta³ceñ pierwotnego przebiegu sinusoidalnego i nie mo¿e byæ w tej formie stosowane do realizacji wzmacniaczy sygna³ów akustycznych. Konieczne jest uzyskanie drugiej po³ówki przebiegu. Pos³u¿y do tego drugi element czynny sterowany w fazie odwrotnej lub element komplementarny w technice pó³przewodnikowej. Klasê t¹ mo¿na wykorzystywaæ w tzw. wzmacniaczach przeciwsobnych. Wzmacniacze lampowe wymagaj¹ transformatorów dopasowuj¹cych natomiast tranzystorowe budowane s¹ jako beztransformatorowe. Klasa B w swej czystej postaci stosowana jest przy realizacji wzmacniaczy mo-
i Imax Io Imin 0
P
2P (360°)
wt
Rys. 2 Przep³yw pr¹du w klasie A
Wzmacniacze mocy zale¿noœci energetyczne
28
i Imax Iœr
0
P (180°)
2P (360°)
3/2P
wt
Rys. 3 Klasa B
cy w.cz. W tym przypadku odzyskanie drugiej po³owy przebiegu mo¿liwe jest dziêki w³aœciwoœciom obwodu wyjœciowego, którym jest obwód rezonansowy LC. Obwód rezonansowy LC dzia³a jak „wahad³o” pobudzane do drgañ impulsami pr¹du. Tak¿e w technice wzmacniaczy mocy w.cz. stosowana jest klasa C. Pr¹d p³ynie przez element czynny krócej ni¿ po³owa okresu. K¹t przep³ywu jest mniejszy od P, mniejszy od 180°. Sinusoidalny przebieg wyjœciowy uzyskuje siê dziêki dzia³aniu obwodu rezonansowego LC. Tego rodzaju wzmacniacze w.cz. osi¹gaj¹ sprawnoœæ rzêdu 90%. Klasa ta ca³kowicie nie nadaje siê do realizacji wzmacniaczy m.cz. Klasa B pomimo swej niew¹tpliwej zalety jak¹ jest brak poboru pr¹du z zasilacza bez wysterowania tak¿e nie jest stosowana do realizacji wzmacniaczy m.cz. nawet przeciwsobnych. G³ówn¹ przyczyn¹ jest trudnoœæ w dok³adnym sk³adaniu po³ówek przebiegu. Minimalne nawet przesuniêcia miêdzy nimi s¹ przyczyn¹ zniekszta³ceñ nieliniowych o szerokim widmie czêstotliwoœci i mog¹ staæ siê powodem wzbudzeñ wzmacniacza mocy. Praktyczne zastosowanie we wzmacniaczach przeciwsobnych znalaz³a klasa B z minimalnym pr¹dem pocz¹tkowym elementu czynnego, co oznacza ¿e k¹t przep³ywu jest nieco wiêkszy od P lub 180°. Wtedy minimalne rozrzuty w³aœciwoœci elementów czynnych nie spowoduj¹ trudnoœci w sk³adaniu po³ówek sinusoidy i dziêki temu uniknie siê zniekszta³ceñ. Dla odró¿nienia nazywana jest klas¹ AB. Poniewa¿ przez element czynny p³ynie niewielki pr¹d bez wysterowania
i +Imax
0
P
2P
3P
wt
–Imax
Rys. 4 Sk³adanie „po³ówek” w klasie AB
pojawia siê pobór mocy z zasilacza. Jest on jednak minimalny. Praktycznie wzmacniacze klasy AB traktuje siê jak wzmacniacze klasy B i tak te¿ potocznie s¹ nazywane. Wraz ze wzrostem wysterowania – mocy wyjœciowej wzrasta pr¹d pobierany z zasilacza, który jest sum¹ œrednich wartoœci po³ówek sinusoidy pr¹du wyjœciowego obu elementów czynnych. Przeciwsobne wzmacniacze klasy AB s¹ wiêc uk³adami oszczêdnymi. Bez wysterowania pobór mocy jest minimalny a wzrasta w miarê wzrostu mocy wyjœciowej. W pierwszej kolejnoœci by³y stosowane w uk³adach bateryjnych a nastêpnie we wzmacniaczach du¿ej mocy. Wzmacniacze ma³ych mocy w technice lampowej by³y wykonywane jako wzmacniacze klasy A. Rozwi¹zanie to stosowano pocz¹tkowo w technice tranzystorowej. Doskwiera³ jednak znaczny w tym przypadku pr¹d sk³adowej sta³ej. Stosowano modyfikacje uk³adowe zmniejszaj¹ce pobór pr¹du bez wysterowania i nastêpnie zwiêkszaj¹ce wraz ze wzrostem mocy wyjœciowej. Powszechne wprowadzenie techniki pó³przewodnikowej wraz z uk³adami scalonymi zwiêkszy³o zastosowanie wzmacniaczy przeciwsobnych w klasie AB. Minimalny procent wzmacniaczy przeciwsobnych realizowany jest w klasie A. S¹ to wzmacniacze o bardzo niekorzystnych w³aœciwoœciach energetycznych ale minimalnych zniekszta³ceniach nieliniowych – dla koneserów jakimi mo¿na nazwaæ prawdziwych audiofili. Œpiewk¹ przysz³oœci powinna byæ klasa D. W tym przypadku elementy czynne pracuj¹ impulsowo jako prze³¹czniki. Du¿a szybkoœæ prze³¹czania minimalizuje straty energii w elementach czynnych. Obci¹¿enie jakim jest przetwornik elektroakustyczny (g³oœnik) uœrednia impulsy pr¹du za³¹czane przez elementy czynne. Sygna³ steruj¹cy elementami czynnymi jest sygna³em o modulowanej szerokoœci impulsów PWM, proporcjonalnej do sygna³u wejœciowego m.cz. W efekcie wartoœæ œrednia pr¹du lub napiêcia na obci¹¿eniu odpowiada wejœciowemu przebiegowi m.cz.
4/2001 u +Umax Uœr 0 t –Umax
Rys. 5 Klasa D
Koniecznoœæ modulacji PWM komplikuje uk³ad elektroniczny, co oczywiœcie nie ma wiêkszego znaczenia w technice uk³adów scalonych. Wzmacniacze klasy D pozwalaj¹ na uzyskanie najwiêkszych sprawnoœci – nawet do 90%. Najwiêksz¹ ich zalet¹ s¹ jednak minimalne straty mocy co daje oszczêdnoœæ blachy aluminiowej, poniewa¿ nie wymagaj¹ wielkich radiatorów i ca³ej tej reszty (wentylatory itp.). Drug¹ zalet¹ jest transformator sieciowy o mniejszej mocy, a wiêc tañszy i l¿ejszy. Producenci sprzêtu audio czêsto wymyœlaj¹ jakieœ literki w celach reklamowych, czasami ma to zwi¹zek z klas¹ pracy elementu czynnego. Przyk³adem niech bêdzie klasa H oznaczana przez Technicsa. W tym przypadku bardziej mo¿na siê domyœleæ ni¿ wyczytaæ z danych technicznych, ¿e chodzi o klasê AB z podwójnym napiêciem zasilania. Dla ma³ych mocy wyjœciowych wystarczy ni¿sze napiêcie a po przekroczeniu pewnego pu³apu mocy wyjœciowej do³¹czane jest automatycznie wy¿sze napiêcie zasilaj¹ce. Daje to zmniejszenie mocy traconej przy ma³ych sygna³ach i w efekcie oszczêdnoœci na radiatorach i poborze mocy. Jednoczeœnie zachowana jest du¿a maksymalna moc wyjœciowa. Do literek oczywiœcie dochodz¹ „+”, DX itp. ale tak naprawdê jest to jednak klasa AB.
à R.K.
Elektroakustyka
4/2001
dŸwiêku nie jest dobrym rozwi¹zaniem. Zmusi³o mnie to do g³êbszego przeanalizowania problemu. Schemat regulatora zamieszczono na rysunku 1. Jak dzia³a taki regulator? W pierwszym etapie przeanalizujmy czêœæ regulatora tonów niskich. Ten fragment uk³adu zamieszczono na rysunku 2. Jak widaæ jest to wzmacniacz klasyczny wzmacniacz odwracaj¹cy z kondensatorem umieszczonym w pêtli sprzê¿enia zwrotnego. Zmieniaj¹c po³o¿enie suwaka potencjometru P1 uzyskuje siê „przesuniêcie” kondensatora C2 w pêtli sprzê¿enia zwrotnego. Kolejne rysunki przedstawiaj¹ korektor tonów niskich przy maksymalnym wzmocnieniu, kiedy suwak jest przesuniêty maksymalnie w lewo (na schemacie), przy p³askiej charakterystyce – suwak w pozycji œrodkowej i przy maksymalnym obciêciu tonów niskich – suwak przesuniêty maksymalnie w prawo. Dla lewego po³o¿enia suwaka przebieg charakterystyki czêstotliwoœciowej regulatora pokazano na rysunku 2d. W pozycji prawej suwaka potencjometru charakterystyka jest analogiczna (lustrzane odbicie wzglêdem osi poziomej). Wp³yw kondensatora C2 na charakterystykê przejawia siê w ograniczonym paœmie czêstotliwoœci. Z do³u, poni¿ej czêstotliwoœci f1 ograniczony jest on sta³¹ czasow¹ t=P1·C2. Dla ni¿szych czêstotliwoœci wp³yw impedancji kondensatora w stosunku do rezystancji potencjometru jest nieistotny st¹d wzmocnienie okreœlone jest przez stosunek rezystorów R5, R6 i potencjometru P1. Natomiast powy¿ej czêstotliwoœci f2 impedancja kondensatora jest pomijalnie ma³a w stosunku do re-
Trójpunktowy regulator barwy dŸwiêku wysokiej jakoœci Regulatory barwy dŸwiêku s¹ niedocenianym elementem ka¿dego zestawu elektroakustycznego. Ten prosty stosunkowo blok decyduje w du¿ej mierze o brzmieniu ca³ego wzmacniacza. Co ciekawe fabryczne rozwi¹zania regulatorów opieraj¹ siê w wiêkszoœci na jednym typie mostka regulacji barwy z kilkoma niewielkimi modyfikacjami. Natomiast wartoœci elementów zastosowanych w mostku ró¿ni¹ siê ju¿ znacznie. Nie sposób spotkaæ dwóch wzmacniaczy o identycznych wartoœciach elementów. Nawet jeden producent ci¹gle coœ zmienia i modyfikuje w uk³adach regulacji barwy dŸwiêku. Œwiadczy to o tym, ¿e zbudowanie dobrego regulatora jest doœæ trudnym zadaniem. Takiej próby podj¹³ siê autor artyku³u. O ile to „podbarwienie” przynosi zamierzony efekt podczas utworów muzycznych to przeszkadza ono przy fragmentach mówionych. W starszym numerze Praktycznego Elektronika znalaz³em mikser w którym zastosowano trójpunktowy regulator barwy dŸwiêku. Niestety nie spe³ni³ on moich oczekiwañ co do mo¿liwoœci regulacji dlatego te¿ postanowi³em zbudowaæ w³asny uk³ad, którym chcia³bym siê podzieliæ z Czytelnikami. Wad¹ przedstawionego wczeœniej rozwi¹zania by³a bardzo silna zale¿noœæ regulacji tonów œrednich od ustawieñ potencjometrów tonów wysokich i niskich oraz odwrotnie. Spróbowa³em zbudowaæ inne regulatory tego typu, w których zastosowano potrójny mostek regulacyjny. Wszystkie zachowywa³y siê podobnie. Wynika z tego wniosek, ¿e wielokana³owy mostek regulacji barwy
Od elektroakustyki zaczyna³o swoj¹ karierê wielu elektroników. Ka¿dy amator na pewno próbowa³ swoich si³ buduj¹c wzmacniacze mocy. Mniej natomiast uwagi poœwiêca siê innym elementom toru elektroakustycznego takim jak regulatory barwy dŸwiêku. Trójpunktowy regulator barwy dŸwiêku jest bardzo przydatnym urz¹dzeniem. Umo¿liwia on uwypuklenie czêstotliwoœci przypadaj¹cych na mowê. Dziêki temu poprawia siê znacznie zrozumia³oœæ mowy. Za stosowaniem takiego regulatora przemawia fakt, ¿e wiêkszoœæ stacji radiowych UKF chc¹c uzyskaæ jak najlepsz¹ jakoœæ muzyki odbieranej przez s³uchaczy na „kiepskim” sprzêcie „podbarwia” nadawany sygna³. Podbarwienie polega na uwypukleniu tonów niskich i wysokich. Mo¿na to stwierdziæ „mêdrca szkie³kiem i okiem” czyli analizatorem widma sygna³u akustycznego.
C1 10mF
R2 1,5k
1/2 US1 LM833
+12V 5
WE
6
R1 100k
C13 100p
R3 75k
8
US1A
7
Niskie
C2
R5 10k
P1 100k
4
–12V R4
29
33n
+12V C11 10mF
C10 47n
C12 10mF
GND
R7 30k C3
P2 100k
C4
–12V
Œrednie 1kHz 1k
+12V C9 47n
R6 10k
1,6n Wysokie R8 100k
1,6n R9 6,8k R10 4,7k
6 5
C5
1/2 US2 US2A
7
R11 10k
LM833
–12V
4,7n
P3 100k
R12 +12V
10k
C6 750p
2 3
8
US2B
1
4
C7
3,3p
R13
R14
750k
750k
R15 4,7k
Rys. 1 Schemat ideowy trójpunktowego regulatora barwy dŸwiêku
–12V 1/2 US2
C8 10mF
R17 1k
R16 47k
WY
Regulator barwy dŸwiêku
30
zystancji R6. Dlatego te¿ wzmocnienie jest okreœlone stosunkiem rezystorów R5 i R6. Na czêstotliwoœæ f2 ma wp³yw sta³a czasowa t=R6·C2. Dla po³o¿eñ poœrednich suwaka potencjometru sprawa nieco siê komplikuje. Generalnie czêstotliwoœæ f2 pozostaje bez zmian (kondensator C2 zwiera potencjometr P1), natomiast ulega zmianie czêstotliwoœæ f1. Zmianie ulega tak¿e stosunek poszczególnych rezystancji, sk¹d wynika zmiana wzmocnienia. Podsumowuj¹c mo¿na stwierdziæ, ¿e na wielkoœæ maksymalnego podbicia i maksymalnego obciêcia wp³ywa stosunek rezystorów ograniczaj¹cych R5 i R6 do potencjometru P1. Natomiast czêstotliwoœci za³amania charakterystyki czêstotliwoœcioa) charakterystyka podbita C2 R5
P1
R6
b) charakterystyka p³aska C2 R5
P1
R6
po³o¿enie œrodkowe
c) charakterystyka obciêta C2 R5
P1
R6
d) Ku
R6+P1 Ku= R5
Ku= Reg P
R6 R5
0dB f1 1 f1= 2·P·P1·C2
f2
f
1 f2= 2·P·R6·C2
Rys. 2 Regulator tonów niskich – analiza pracy: a) maksymalne podbicie, b) charakterystyka p³aska, c) maksymalne obciêcie, d) charakterystyka czêstotliwoœciowa
wej zale¿¹ od wartoœci pojemnoœci kondensatora C2 oraz rezystancji R5, R6 i P1. Dobieraj¹c wszystkie te elementy mo¿na uzyskaæ po¿¹dan¹ charakterystykê regulacji. Rezystory R5 i R6 powinny mieæ tak¹ sam¹ rezystancjê aby zakres maksymalnego podbicia i obciêcia by³ identyczny. W obszarze spadku wzmocnienia nachylenie charakterystyki wynosi 6 dB/okt, co jest typowe dla filtrów pierwszego rzêdu. Podobnie dzia³a regulator tonów wysokich (rys. 3). Doln¹ czêstotliwoœæ graniczn¹ zakresu regulacji f1 okreœla sta³a czasowa t=P2·C4. Górna czêstotliwoœæ za³amania charakterystyki w regulatorze tonów wysokich nie wystêpuje. Ogranicza j¹ pasmo przenoszenia wzmacniacza. Czasami w szereg z kondensatorami C3 i C4 dodaje siê rezystory ograniczaj¹ce wzmocnienie dla wy¿szych czêstotliwoœci. Podczas zmiany po³o¿enia potencjometru pojawia siê za³amanie górnej czêœci charakterystyki (rys. 3d) wynikaj¹ce ze sta³ej czasowej t=P2’·C4, gdzie P2’ rezystancja fragmentu potencjometru. W po³o¿eniu œrodkowym potencjometru impedancje obu ga³êzi mostka s¹ identyczne sk¹d wynika wzmocnienie równe 0 dB dla ca³ego pasma akustycznego. Analityczny opis takiego uk³adu regulatora dla poœrednich czêstotliwoœci jest nieco skomplikowany. W ka¿dym b¹dŸ razie regulacja jest analogiczna jak w przypadku tonów niskich i odbywa siê tylko w czêœci pasma akustycznego. Podobnie jak poprzednio wartoœci kondensatorów C3 i C4 s¹ sobie równe, aby zapewniæ identyczn¹ wartoœæ podbicia i obciêcia tonów wysokich. Charakterystyka czêstotliwoœciowa w obszarze regulacji wznosi siê z nachyleniem 6 dB/okt. Dobieraj¹c parametry regulatora tonów niskich i wysokich mo¿na uzyskaæ dowoln¹ wypadkow¹ charakterystykê regulacji. Problemy pojawiaj¹ siê jednak dopiero po umieszczeniu obu regulatorów barwy dŸwiêku w jednym uk³adzie. O ile na tony regulator tonów niskich nie ma wp³ywu zmiana po³o¿enia potencjometru tonów wysokich. O tyle w drugim kierunku wp³yw ten jest ju¿ istotny. Ponadto na charakterystyki regulatora tonów wysokich ma wp³yw umieszczenie regulatora tonów niskich. Chc¹c wybrn¹æ z tych „k³opotów” w uk³adach rzeczywistych dodaje siê rezystory minimalizuj¹ce efekt przenikania regulacji. Na schemacie ideowym (rys. 1) s¹ to rezystory R7 i R9. Pierwszy rezystor wy-
4/2001 wiera wp³yw zarówno na korektor tonów niskich jak i wysokich. Optymaln¹ wartoœci¹ tego rezystora jest wartoœæ równa 1/3 wartoœci potencjometrów regulacji barwy dŸwiêku P1 i P2, które dla wygody powinny byæ identyczne. Natomiast rezystor R9 dzia³a praktycznie na regulator tonów wysokich. W³aœciwe dobranie rezystora R9 jest ca³¹ sztuk¹. Bardzo pomocne do tego s¹ komputerowe programy symulacyjne. Wyniki obliczeñ tych programów bardzo dobrze zgadzaj¹ siê z praktyk¹ zw³aszcza w zakresie czêstotliwoœci akustycznych i uk³adów ze wzmacniaczami operacyjnymi. Niezbêdna jest tylko wiedza które elementy i w jaki sposób wywieraj¹ wp³yw na wypadkow¹ charakterystykê. Mimo szybkiej analizy zaprojektowanie dobrego regulatora wymaga poœwiêcenia kilku godzin. W idealnym korektorze istotne jest jak najwiêksze zminimalizowanie wp³ywu ustawienia tonów niskich na tony wysokie.
a) charakterystyka podbita C3
P2
C4
b) charakterystyka p³aska C3
P2
C4
po³o¿enie œrodkowe
c) charakterystyka obciêta C3
P2
C4
d) Ku
Ku=
P2’ P2’’
ZC4 Ku= ZC3 0dB
f1=
f1 1 2·P·P2·C4
f
Rys. 3 Regulator tonów wysokich – analiza pracy: a) maksymalne podbicie, b) charakterystyka p³aska, c) maksymalne obciêcie, d) charakterystyka czêstotliwoœciowa
4/2001
Regulator barwy dŸwiêku
31
Tego typu rozwi¹za- Tabela 1 – Zestawienie parametrów wybranych typów wzmacniaczy operacyjnych nie ca³kowicie zapobiega wzajemnemu wywieNapiêcie Iloœæ w Typ THD SR Pasmo raniu wp³ywu regulatoszumów obudowie ra tonów œrednich na re[nV/H z 1/2] [%] [V/s] [MHz ] [szt] gulator tonów niskich LM 833 4,5 0,002 7 15 2 i wysokich. Na rysunku LM 837 4,5 0,0015 10 25 4 4 przedstawiono chaLF 347 20 0,02 13 4 4 rakterystyki czêstotliwoLF 351 25 0,02 13 4 1 œciowe uk³adu. CharakLF 353 16 0,02 13 4 2 terystyki obliczone LF 411 25 0,02 15 3 1 i zmierzone w uk³adzie LF 412 25 0,02 15 3 2 rzeczywistym ró¿ni¹ siê LF 444 35 0,02 1 1 4 nie wiêcej ni¿ o 1 dB, LM 6142 16 0,03 5 17 2 czyli potwierdza siê teoLM 6144 16 0,03 5 17 4 ria o doskona³ym wrêcz O P 07 10 – 0,6 0,3 1 komputerowym symuTL 082 16 0,05 13 4 2 lowaniu uk³adów. LM 358 – – 0,5 1 2 Oprócz bloku reguLM 324 – – 0,5 1 4 lacji barwy w uk³adzie tycznych. Przy stosowaniu rezystorów R1 jest jeszcze kilka wa¿nych elementów. i R16 mo¿na bez ¿adnych stuków komutoPierwszy z nich to filtr dolnoprzepustowy waæ (prze³¹czaæ) uk³ad regulacji barwy na wejœciu R2, C13. Jego zadaniem jest dŸwiêku. Z kolei rezystor R17 zabezpiecza t³umienie sk³adowych wysokoczêstotliwowzmacniacz operacyjny US2B przed obci¹œciowych jakie mog¹ przedostaæ siê na ¿eniem pojemnoœciowym jakim mo¿e byæ wejœcie urz¹dzenia przez kable pod³¹czeprzewód ekranowany do³¹czony do wyjniowe. Czêstotliwoœæ za³amania filtru wyœcia. Jak wiadomo, wzmacniacze operacyjnosi ok. 1 MHz. Stosowanie tego typu filne bardzo nie lubi¹ obci¹¿eñ o charakterze trów jest dziœ bardzo po¿¹dane. Nasz eter pojemnoœciowym. To proste rozwi¹zanie za³adowany jest falami radiowymi, telechroni przed tego typu sytuacjami. wizyjnymi, z telefonów komputerowych, Innym niezbêdnym w uk³adzie elelokalnych radiostacji, uk³adów zdalnego mentem jest separator US1A niezbêdny sterowania, radiotelefonów CB itp. Niedo zapewnienia minimalnej impedancji które z tych fal, lub ich subharmoniczne niezbêdnej do prawid³owej pracy mostka mog¹ przedostaæ siê na wejœcie uk³adu. regulacji barwy dŸwiêku. Wzmacniacz Sygna³ w.cz. ulega wtedy prostowaniu US2A zapewnia nisk¹ impedancjê mosti demodulacji na nieliniowoœciach elekowi regulatora 1 kHz. mentów czynnych i tak otrzymany sygna³ Warunkiem dobrej zgodnoœci jest zam.cz. nak³ada siê na sygna³ u¿yteczny. stosowanie odpowiednich elementów zaKolejnym elementem s¹ rezystory R1 równo czynnych jak i biernych. Rezystory i R16 które zapobiegaj¹ ³adowaniu siê winie stanowi¹ tu problemu. W zupe³noœci sz¹cych nó¿ek kondensatorów elektroliwystarczy tolerancja wykonania wynosz¹ca 5%. Trochê trudniej jest z kondensato[dB] 20 rami, które tak¿e powinny posiadaæ tolerancjê 5%. Przy projektowaniu uk³adu zwrócono szczególn¹ uwagê na stosowa12 nie kondensatorów o typowych pojemnoœciach z szeregu 5%. Stare polskie kon4 densatory posiadaj¹ literowe oznaczenie 0 tolerancji jest to w przypadku 5% litera –4 J (litera K oznacza 10%, zaœ M – 20%). W przedwzmacniaczach akustycznych istotne s¹ tak¿e zastosowane w nich –12 wzmacniacze operacyjne. W prototypie wykorzystano popularny i doœæ tani (ok. [Hz] –20 2,50 z³/szt.) bipolarny wzmacniacz opera10 100 1k 10k 100k cyjny LM 833 przeznaczonych do zastosowañ audio. Jego g³ówn¹ zalet¹ to barRys. 4 Charakterystyki czêstotliwoœciowe trójpunktowego regulatora barwy dŸwiêku
O ile mo¿na to jeszcze uzyskaæ w regulatorze dwupunktowym, to do³o¿enie trzeciego punktu regulacji psuje ca³y efekt. Wzajemne wp³ywy trzech regulatorów s¹ takie du¿e, ¿e praktycznie nie jest mo¿liwe dobranie jakichkolwiek wartoœci elementów aby uzyskaæ zadowalaj¹cy efekt. Jedynym wyjœciem z tej sytuacji jest odseparowanie regulatora tonów niskich i wysokich od regulatora tonów œrednich. Na schemacie ideowym (rys. 1) regulator tonów œrednich zrealizowano na oddzielnym wzmacniaczu US2B. Regulator ten stanowi po³¹czenie dwóch regulatorów, takie elektroniczne dwa w jednym. Niestety w tym uk³adzie wszystko wp³ywa na wszystko. Jednak¿e w tym szaleñstwie jest metoda. Wartoœci rezystorów R11 i R12 powinny byæ sobie równe. To samo dotyczy wartoœci rezystorów R13 i R14. Decyduj¹ one o jednakowych wartoœciach podbicia i obciêcia czêstotliwoœci œrodkowej, oraz o wzmocnieniu poza pasmem dzia³ania filtru. Poza tym rezystory R13, R14 i kondensator C6 wywieraj¹ decyduj¹cy wp³yw na dolne czêstotliwoœci regulacji. Natomiast Rezystory R11, R12 oraz kondensator C5 wp³ywa na górne czêstotliwoœci regulowanego obszaru charakterystyki. ¯ongluj¹c wartoœciami wszystkich elementów mo¿na otrzymaæ filtr o ¿¹danej czêstotliwoœci œrodkowej i odpowiednim podbiciu lub obciêciu dla œrodkowej czêstotliwoœci. Zwiêkszenie lub zmniejszenie podbicia i obciêcia uzyskuje siê przez zmianê stosunku kondensatorów C5 i C6. W ten sposób zmienia siê nachodzenie na siebie czêœci wznosz¹cej siê i opadaj¹cej charakterystyki. Nachylenie charakterystyki w obszarze regulacji wynosi tak¿e 6 dB/okt. Niewielki kondensator C7 zapobiega wzbudzaniu siê uk³adu.
Regulator barwy dŸwiêku Monta¿ elementów wykonuje siê typowo, jak we wszystkich urz¹dzeniach. Uk³ady scalone powinny byæ wlutowane w p³ytkê. Stosowanie podstawek jest zbêdne, ponadto powoduje wyd³u¿enie wyprowadzeñ, co mo¿e byæ przyczyn¹ zwiêkszonych zak³óceñ. Je¿eli potencjometry nie s¹ przykrêcone do metalowej p³yty (chasiss) nale¿y je uziemiæ. Na p³ytce drukowanej w lewym dolnym rogu znajduje siê oczko lutownicze po³¹czone z mas¹ z tego oczka prowadzi siê przewód ³¹cz¹cy metalowe obudowy potencjometrów z mas¹. Metalowe obudowy zapewniaj¹ ekranowanie œcie¿ek potencjometrów i powoduj¹ obni¿enie przenikania do uk³adu zak³óceñ. W uk³adzie nale¿y stosowaæ potencjometry o charakterystyce liniowej lub typu „S”. Uk³ad powinien byæ zasilany jest napiêciem stabilizowanym o wartoœci ±12÷15 V. Pobór pr¹du jest niewielki i wynosi ok. 20 mA z ka¿dego Ÿród³a napiêcia zasilania. Regulator nie wymaga ¿adnego uruchamiania. Mo¿e okazaæ siê, ¿e uk³ad wzbudza siê na czêstotliwoœciach ponad akustycznych, z uwagi na bardzo szerokie pasmo przekraczaj¹ce 100 kHz. Wzbudzenie mo¿na zauwa¿yæ na oscyloskopie lub us³yszeæ jako specyficzne zniekszta³cenie dŸwiêku, mog¹ te¿ pojawiæ siê "œwisty". Wzbudzenie mo¿e wyst¹piæ przy jednym, konkretnym ustawieniu potencjometrów, zaœ przy innym ustawieniu nie bêdzie ono wystêpowaæ. Taka sytuacja zdarza siê jednak spora-
Kana£ Prawy
Kanal Lewy
Rys. 5 Sposób po³¹czenia regulatora barwy dŸwiêku w wersji mono i stereofonicznej
C4
Œrednie
C5 R6
R16
P3
C7 C6
R14
R12
R7
US2
Wysokie
R8
R3
US1
R13
–12V
R15 R5
C13 R2
LM 833
R11
R1
R9
WE C1
P2
C3
dycznie. W takim przypadku konieczne jest zast¹pienie rezystorów R10 i R15 zworami, Czyli zwarcie wejœæ nieodwracaj¹cych wzmacniacza US2A i US2B bezpoœrednio do masy. Je¿eli to nie wyeliminuje wzbudzeñ mo¿na zwiêkszyæ wartoœæ kondensatora C7 do 10 pF. Nie wp³ywa to w zasadniczy sposób na parametry uk³adu. Zakres regulacji wynosi ±12 dB dla czêstotliwoœci 100 Hz, 1 kHz i 10 kHz, co jest wartoœci¹ typow¹. Szumy wnoszone przez regulator nie s¹ w ogóle zauwa¿alne. Ewentualny wzrost szumów przy maksymalnym podbiciu czêstotliwoœci wysokich wynika ze wzmocnienia szumów pochodz¹cych ze stopni przed regulatorem. Zakres napiêæ wejœciowych jest tak¿e bardzo szeroki i mo¿e wynosiæ od 100 mV
T
Monta¿ i uruchomienie
Rys. 6 P³ytka drukowana i rozmieszczenie elementów
Niskie
P1
C2
R17
WY
T
T
785
587
+12V
C8
T
P³ytkê trójpunktowego regulatora barwy dŸwiêku wykonano w wersji monofonicznej. Chc¹c zbudowaæ regulator stereofoniczny nale¿y zmontowaæ dwie p³ytki drukowane i umieœciæ je jedna nad drug¹ (rys. 5). O takiej konstrukcji zadecydowa³a koniecznoœæ uzyskania odpowiedniej zwartoœci regulatora. Dziêki temu po³¹czenia pomiêdzy elementami s¹ krótkie, co znacz¹co wp³ywa na poziom zak³óceñ.
Mono
R10
dzo ma³e szumy, typowo 4,5 nV/Hz1/2 i równie ma³e zniekszta³cenia nieliniowe typowo 0,002% przy wartoœci skutecznej sygna³u na wyjœciu równej 3 V w ca³ym paœmie akustycznym od 20 Hz do 20 kHz. Wspó³czynnik czasu narostu sygna³u na wyjœciu SR jest w zupe³noœci wystarczaj¹cy dla pasma akustycznego. Jego wartoœæ jest gwarantowana przez producenta na 5 V/ms, natomiast typowo wynosi ona 7 V/ms. Inne parametry tego wzmacniacza nie s¹ ju¿ tak zadowalaj¹ce ale w akustyce nie graj¹ one ¿adnej roli. W regulatorze barwy mo¿na z powodzeniem zastosowaæ inne typy wzmacniaczy operacyjnych. Z uwagi na du¿y poziom sygna³u, który typowo wynosi 1 Vrms parametry szumowe nie s¹ ju¿ tak istotne. W Tabeli 1 zestawiono kilka popularnych typów wzmacniaczy operacyjnych, które mo¿na stosowaæ w uk³adach akustycznych. Jak widaæ z powy¿szego zestawienia z popularnych typów wzmacniaczy operacyjnych do zastosowañ akustycznych nadaje siê w ostatecznoœci tylko TL 081 i jego odmiany. Pozosta³e dwa tanie wzmacniacze LM 358 i LM 324 nie posiadaj¹ nawet okreœlonych parametrów szumowych i zniekszta³ceñ. Pozosta³e uk³ady s¹ bez zarzutu. Jedyn¹ wad¹ wszystkich rozwi¹zañ jest przeciwsobne wyjœcie pracuj¹ce w klasie AB. Nigdzie nie spotka³em wzmacniacza operacyjnego z wyjœciem w klasie A co umo¿liwi³oby osi¹gniêcie jeszcze mniejszych zniekszta³ceñ. Kiedyœ produkowany by³ uk³ad TBA 231 lub mA 739, posiadaj¹cy wyjœcie w klasie A. Wad¹ tego uk³adu by³y jednak bardzo s³abe parametry rezystancji wejœcia (du¿e pr¹dy polaryzacji wejœæ) i du¿¹ rezystancjê wyjœciow¹ (5 kW), co znacznie komplikowa³o projektowanie. Dodatkowo wymaga³ on zewnêtrznej kompensacji czêstotliwoœciowej i by³ bardzo podatny na wzbudzenia. Szumy wnoszone przez ten uk³ad by³y doœæ niskie.
4/2001
R4
32
Elektronika domowa
4/2001 (ni¿sze wartoœci w praktyce nie wystêpuj¹) do 2 V. Nominalna wartoœæ napiêcia wejœciowego to 1 V. O zniekszta³ceniach jest trudno coœ powiedzieæ. W warunkach amatorskich s¹ one niemierzalne. Mo¿na oczekiwaæ, ¿e nie powinny one przekraczaæ 0,01% dla maksymalnego podbicia wszystkich regulatorów przy amplitudzie sygna³u wejœciowego 1 V. Wykaz elementów
Rezystory R9 R5, R6, R11, R12 R7 R16 R3 R1, R8 R13, R14 P1÷P3
Pó³przewodniki US1
– LM 833, patrz Tabela 1
Rezystory W/0,125 W R4, R17 – 1 kW W/0,125 W R2 – 1,5 kW W/0,125 W R10, R15 – 4,7 kW
Kondensatory
W/0,125 W – 6,8 kW W/0,125 W – 10 kW W/0,125 W – 30 kW W/0,125 W – 47 kW W/0,125 W – 75 kW W/0,125 W – 100 kW W/0,125 W – 750 kW W-W typ RV 166N(PH) – 100 kW dla wersji stereo, RV 16LN (PH) dla wersji mono
Kondensatory C7 C13 C9, C10 C6
– – – –
3,3 pF/50 V ceramiczny 100 pF/50 V ceramiczny 47 nF/50 V ceramiczny 750 pF/25 V KSF-20-ZM
Automatyczna konewka do domu i ogrodu Ostatnimi laty coraz czêœciej nasz kraj nawiedzaj¹ fale upa³ów, a co z tym zwi¹zane tak¿e susze. Zielone roœliny rosn¹ce w ogrodzie lub te¿ doniczkach s¹ wiêc skazane na rêczne podlewanie. Zbli¿aj¹ce siê wakacje i zwi¹zane z nimi wyjazdy stwarzaj¹ szczególne zagro¿enie dla naszych roœlinek. Proponujemy wykonanie prostego automatu czuwaj¹cego nad ¿yciodajn¹ wilgotnoœci¹ gleby. Automatyczna konewka jest tak¿e inteligentna i nie podlewa trawnika w pe³nym s³oñcu, lecz czeka do zmierzchu.
Woda jest ¿yciodajna. O tym prozaicznym fakcie wiedz¹ chyba wszyscy. Zbli¿aj¹ce siê wielkimi krokami lato sprawia, ¿e konieczne jest zadbanie o zielone roœliny w naszym domu lub ogrodzie. Pomocne mo¿e siê tu okazaæ urz¹dzenie, które zaprojektowa³em d¹¿¹c do automatyzacji czynnoœci domowych. Automatyczna konewka jest szczególnie wygodna w okresie wakacyjnym, gdy nie ma komu opiekowaæ siê przydomowym trawnikiem. Zalet¹ urz¹dzenia jest utrzymywanie w miarê
33
sta³ej wilgotnoœci gleby nawet w czasie kiedy domownicy mog¹ poœwiêciæ swój cenny czas na podlewanie. Dziêki temu mo¿na te¿ zaoszczêdziæ wodê, gdy¿ uk³ad nie dopuszcza do zbêdnego, nadmiernego i nawet szkodliwego dla roœlin nawilgocenia gleby. Oczywiœcie w czasie gdy pada deszcz uk³ad nie bêdzie podlewa³ zieleni. Urz¹dzenie jest tak¿e „inteligentne” i nie podlewa trawnika w pe³nym s³oñcu. Przyczyny dla których nie nale¿y podlewaæ roœlin w pe³nym s³oñcu s¹
C3, C4 C5 C2 C1, C8, C11, C12
– 1,6 nF/25 V KSF-020-ZM – 4,7 nF/100V MKSE-20 – 33 nF/63 V MKSE-20 – 10 mF/25 V
Inne p³ytka drukowana numer 587
P³ytki drukowane wysy³ane s¹ za zaliczeniem pocztowym. P³ytki mo¿na zamawiaæ w redakcji PE. Cena: p³ytka numer 587 – 3,70 z³ + koszty wysy³ki (10 z³).
à Bogdan Tomsia
dwie. Pierwsza to du¿e parowanie i zwi¹zane z tym straty wody. Druga przyczyna to krople osiadaj¹ce na roœlinach. Krople tworz¹ miniaturowe soczewki powoduj¹ce skupianie promieni s³onecznych na liœciach i ³odygach, co mo¿e doprowadziæ do poparzenia roœlin. Gdy pada naturalny deszcz niebo z regu³y zasnute jest chmurami i roœlinom nie grozi poparzenie.
Opis uk³adu Elektroniczna konewka sk³ada siê z tajmera i dwóch przetworników wielkoœci nieelektrycznych. Pierwszym przetwornikiem jest uk³ad pomiaru wilgotnoœci gleby. W najprostszym rozwi¹zaniu mo¿na mierzyæ rezystancjê pomiêdzy dwoma elektrodami wbitymi w ziemiê. Zale¿noœæ pomiêdzy wilgotnoœci¹ a rezystancj¹ jest prosta. W glebie wilgotnej rezystancja miêdzy elektrodami jest mniejsza ni¿ w glebie suchej. Wartoœci liczbowe zale¿¹ od kilku czynników: wielkoœci (powierzchni) elektrod, g³êbokoœci ich umieszczenia w glebie, odleg³oœci pomiêdzy elektrodami i co bardzo wa¿ne od kwasowoœci gleby. Nie zmienia to faktu koñcowej prostej zale¿noœci. Obie elektrody powinny byæ wykonane z tego samego materia³u odpornego na korozjê. Mog¹ to byæ dwa czterocalowe (10 cm) gwoŸdzie ocynkowane, lub dwa prêty ze stali nierdzewnej. To drugie rozwi¹zanie jest k³opotliwe i kosztowne. GwoŸdzie w zupe³noœci wystarcz¹. Bardzo wa¿ne jest aby pokrycie elektrod by³o „szczelne” i identyczne
Automatyczna konewka
4/2001 chu komparator zmienia stan wyjœcia na niski (rys. 2). Kolejnym elementem urz¹dzenia jest tajmer. Wykorzystano tu uk³ad CD 4541 (US2) doskonale nadaj¹cy siê do generowania d³ugich impulsów. W sk³ad tajmera wchodzi generator RC (R15, R16, C6), programowany dzielnik czê-
~220V C9 470mF /25V
+Upk 1N4148
D5 7
R8 100k FR1 10k
C1 47mF
C2 47n
R7 10k*
D3
C4 10uF
P2 10k
R10 C5 1k 1mF
6
10k
R11 R9 1k
R4 C3 1k 1mF
5
US1B
2,2M
R12
TL082
4
doniczka, trawnik, drzewo, itp.
E2
R2 220k E1
Rys. 1 Schemat ideowy automatycznej konewki
C8 100mF /16V C7 47n
Uwy
R17 47k
+12V
US3 C6 470n
D6 1N4148
R16 100k R15 51k
D4 1N4148 1
10k
2
US1A
+ 8 3
R5
P1 10k D2 D1 R1 1M*
LM 78L12
Uwe
R18 47k
1N4148 Q/Q AR GND 9 5 7 RS 3 MR 6
14 Vcc
RTC 1
C 2
D7 Q 8 10 M
US2 CD 4541
12 A
13 B
R14 100k
R13 100k
JP2 JP1 R6 2,2M
R3 1k elektrody z prêtów ocynkowanych, stali nierdzewnej
63mA
B1 TR1 TS2/034 PR1 GB008
T1 BC547B 22k
R19
R20 4,7k
22k
R21
D8 1N 4148
T2 BC547B
Pk1
X1
X2
wania ciemnoœci. Takie oœwietlenia mog¹ byæ wywo³ane b³yskawicami, lub œwiat³ami przeje¿d¿aj¹cych w pobli¿u samochodów. Gdy jest jasno rezystancja fotorezystora jest niska i na wyjœciu komparatora US1B wystêpuje stan wysoki. Natomiast po zapadniêciu zmierz-
+Upk
w obu elektrodach. W przeciwnym wypadku otrzyma siê ogniwo elektryczne mog¹ce fa³szowaæ wynik. Napiêcie takiego zbêdnego ogniwa mo¿e osi¹gn¹æ setki miliwoltów. Typowo rezystancja wilgotnej gleby wynosi 200÷500 kW, choæ wartoœæ ta z powodzeniem mo¿e te¿ byæ mniejsza nawet rzêdu kilkudziesiêciu kiloomów. Dla gleby suchej wartoœæ rezystancji jest wy¿sza i z regu³y przekracza 1 MW. Gleba sucha jak przys³owiowy pieprz mo¿e wykazywaæ rezystancjê nawet rezystancjê przekraczaj¹c¹ 20 MW. Uk³ad pomiaru wilgotnoœci gleby sk³ada siê z dzielnika napiêciowego który tworzy rezystor R1 i rezystancja gleby. Napiêcie z tego dzielnika przez uk³ad ca³kuj¹cy R2, C2 doprowadzone jest do komparatora US1A. Zadaniem uk³adu ca³kuj¹cego o du¿ej sta³ej czasowej t=10 s jest wyeliminowanie zak³óceñ jakie mog¹ docieraæ do elektrod. Przyk³adem takich zak³óceñ mog¹ byæ odleg³e wy³adowania atmosferyczne, lub ró¿nego rodzaju impulsy zak³ócaj¹ce wywo³ane pr¹dami b³¹dz¹cymi powstaj¹cymi na skutek up³ywu du¿ych wartoœci pr¹du do ziemi (np. pr¹d up³ywu z szyn tramwajowych lub kolejowych. Dodatkowo zak³ócenia impulsowe blokowane s¹ przez kondensator C2. Drugim wa¿nym elementem uk³adu pomiaru rezystancji s¹ diody D2 i D3 zabezpieczaj¹ce wejœcie komparatora US1A przed uszkodzeniem ewentualnymi przepiêciami, które nie zostan¹ st³umione przez uk³ad ca³kuj¹cy. Trudno powiedzieæ czy takie przepiêcia mog¹ wyst¹piæ, zw³aszcza trwaj¹ce d³ugo ale lepiej „dmuchaæ na zimne”. W czasie gdy gleba jest wilgotna a jej rezystancja jest ma³a napiêcie na wejœciu odwracaj¹cym komparatora US1A jest ni¿sze od napiêcia referencyjnego dostarczanego do wejœcia nieodwracaj¹cego przez dzielnik R3, P1, R4. W takiej sytuacji na wyjœciu komparatora wystêpuje stan wysoki. Gdy ziemia wyschnie polaryzacja napiêæ na wejœciu komparatora ulegnie zmianie i wyjœcie zmieni stan na niski (rys. 2). Podobnie dzia³a uk³ad zmierzchowy, w którym jako element œwiat³oczu³y zastosowano fotorezystor. Tak¿e tu zastosowano uk³ad ca³kuj¹cy o sta³ej czasowej t=10 s. Zadaniem uk³adu ca³kuj¹cego jest eliminowanie krótkotrwa³ych oœwietleñ fotorezystora w czasie pano-
+12V
34
4/2001 stotliwoœci i uk³ady steruj¹ce. Czêstotliwoœæ pracy generatora ustawiono na ok. 18 Hz. Czêstotliwoœæ t¹ mo¿na zmieniaæ przez dobór wartoœci rezystorów R15, R16 i kondensatora C6. Jako C6 powinno siê stosowaæ kondensator poliestrowy (MKSE). Poni¿ej zamieszczono przybli¿ony wzór do obliczania czêstotliwoœci pracy generatora:
1000
f[Hz]»
2,3×R15[kW]×C6[mF] R16[kW]»2×R15[kW] Czêstotliwoœæ generatora jest dzielona przez wewnêtrzne programowane dzielniki. Mo¿liwe s¹ do wyboru cztery ustawienia stopnia podzia³u, wybierane przy pomocy zworek (jumperów) JP1 i JP2. Wartoœci stopnia podzia³u zamieszczono w Tabeli 1 wraz z odpowiadaj¹cymi im czasami trwania impulsu wyjœciowego przy podanej czêstotliwoœci pracy generatora równej 18 Hz. Tabela 1 – Wartoœci stopnia podzia³u wewnêtrznych dzielników uk³adu CD 4541
WE A 0 0 1 1
WE B 0 1 0 1
St. Podz
Czas
8192 1024 256 65536
[min] 3,8 0,5 0,1 30,0
Pewnego wyjaœnienia wymaga czas trwania impulsu wyjœciowego. Wype³nienie przebiegu wyjœciowego wynosi 1/2. Dlatego te¿ czas trwania impulsu, zarówno dla stanu wysokiego jak i niskiego równy jest po³owie okresu. Uk³ad tajmera posiada wewnêtrzne zerowanie dzielników i generatora po w³¹czeniu zasilania, co jest bardzo wygodne. Do g³ównego wejœcia zeruj¹cego (nó¿ka 6 US2) doprowadzona jest suma logiczna sygna³ów z obu komparatorów. Zatem gdy ziemia jest sucha a mamy dzieñ tajmer jest wyzerowany. Dopiero po zapadniêciu zmroku, gdy na obu wyjœciach komparatorów pojawi¹ siê stany niskie tajmer zostanie odblokowany. Rozpocznie siê wtedy odliczanie czasu. W tym stanie wyjœcie tajmera Q (nó¿ka 8 US2) pozostaje w dalszym ci¹gu w stanie niskim. Stan niski z wyjœcia Q tajmera i stan niski na obu wyjœciach komparatorów doprowadzony
Automatyczna konewka jest do sumatora diodowego D6 i D7. Powoduje to zablokowanie tranzystora T1 i w³¹czenie tranzystora T2 uruchamiaj¹cego przekaŸnik Pk1. Zaczyna siê podlewanie. Po odmierzeniu odcinka czasu tajmer zmienia stan wyjœcia na wysoki w³¹czaj¹c tym samym tranzystor T1 i blokuj¹c tranzystor T2. Nastêpuje teraz przerwa w podlewaniu. Po której nastêpuje nastêpny cykl podlewania. Drugi cykl podlewania rozpocznie siê pod warunkiem, ¿e po pierwszym cyklu ziemia nie zosta³a dostatecznie nawilgocona. W chwili osi¹gniêci dostatecznej wilgotnoœci uk³ad wy³¹czy siê sam. W automatycznej konewce przewidziano dwa rodzaje wy³¹czenia. Pierwszy z nich to natychmiastowe wy³¹czenie podlewania z chwil¹ osi¹gniêcia za³o¿onej wilgotnoœci, kiedy to komparator US1A zmieni stan wyjœcia na wysoki co spowoduje wyzerowanie tajmera i równoczesne wysterowanie tranzystora T1 blokuj¹cego przekaŸnik Pk1. W tym przypadku nie montuje siê diody D1. Ten rodzaj pracy jest wygodny gdy podlewa siê roœliny w doniczkach. Drugi rodzaj wy³¹czania to zakoñczenie pe³nego cyklu podlewania i wyzerowanie tajmera. Uzyskano to dziêki diodzie D1, która w trakcie podlewania jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia i doprowadza napiêcie dodatnie do wejœcia komparatora US1A uniemo¿liwiaj¹c tym samym zmianê stanu jego wyjœcia na wysoki mimo tego, ¿e gleba osi¹gnê³a ju¿ za³o¿on¹ wilgotnoœæ. Ten rodzaj pracy przewidziano dla podlewania trawników. Uniemo¿liwienie przerwania cyklu podlewania ma na celu wyeliminowanie b³êdnego wy³¹czenia uk³adu kiedy to np. wiatr spowoduje bezpoœrednie spryskanie czujnika wilgotnoœci, fa³szuj¹c tym samym wynik pomiaru. Nastanie dnia powoduje zakoñczenie podlewania nawet je¿eli ziemia pozostanie niedostatecznie nawodniona co wydaje siê nieprawdopodobne. Elementem wykonawczym w³¹czaj¹cym podlewanie mo¿e byæ w przypadku roœlin doniczkowych pompka od spryskiwacza samochodowego. Jej wydajnoœæ idealnie nadaje siê do tego celu. Pompkê spryskiwacza mo¿na zasiliæ napiêciem niestabilizowanym +U t. Konieczne jest wtedy zastosowanie zewnêtrznego transformatora o wiêkszej mo-
35
cy, gdy¿ ten przewidziany na p³ytce drukowanej wystarcza tylko do zasilania uk³adu i przekaŸnika Pk1. Do podlewania trawników mo¿na wykorzystaæ zawory wodne od pralki automatycznej. Poniewa¿ przekrój zaworów jest ma³y mo¿na po³¹czyæ równolegle dwa zawory (zawór prania wstêpnego i zasadniczego). Ze wzglêdu na obecnoœæ wody wszelkie pod³¹czenia zaworów do sieci 220 V nale¿y wykonaæ bardzo starannie i dok³adnie zaizolowaæ. Brak nale¿ytego zabezpieczenia mo¿e doprowadziæ do pora¿enia pr¹dem. Zmontowane urz¹dzenie wymaga regulacji. Elektrody takie jak podano wczeœniej umieszcza siê w ziemi wbite na g³êbokoœæ ok. 5 cm. w odleg³oœci ok. 5 cm od siebie. Reguluj¹c potencjometrem P1 ustawia siê próg zadzia³ania komparatora US1A dla po¿¹danej wilgotnoœci. W czasie prób mo¿e okazaæ konieczne dobranie wartoœci rezystora R1, je¿eli nie uda siê ustawiæ progu zadzia³ania komparatora przy pomocy potencjometru P1. Mo¿na te¿ zmieniæ odleg³oœæ miêdzy elektrodami. Elektrody powinny byæ umieszczone w miejscu podlewanym, lecz os³oniêtym przed bezpoœrednim padaniem wody. Mo¿na je przykryæ niewielkim kawa³kiem plastiku. Podobnie reguluje siê uk³ad wy³¹cznika zmierzchowego. O zmierzchu ustawia siê potencjometr P2 na skraju zadzia³ania komparatora US1B. W wy³¹czniku zmierzchowym mo¿na zastosowaæ inny fotorezystor ni¿ podany na schemacie ideowym. Konieczne jest wtedy dobranie wartoœci rezystora R7. Po tych czynnoœciach wstêpnych uk³ad jest gotowy do pracy. Pozostaje tylko wyjazd na weekend lub wakacje a roœlinki nigdy nie bêd¹ mia³y sucho. Wykaz elementów
Pó³przewodniki US1 US2 US3 T1, T2 D1÷D8 PR1
– TL 082 – CD 4541 – LM 78L12 – BC 547B – 1N4148 – GB 008 1 A/100 V
Rezystory R3, R4, R9, R10 R20 R5, R11
W/0,125 W – 1 kW W/0,125 W – 4,7 kW W/0,125 W – 10 kW
Automatyczna konewka
36
nó¿ka 1 US1A
WILGOTNO
nó¿ka 7 US1B
JASNO
nó¿ka 6 US2
ZEROWANIE
4/2001
SUCHO
WILGOTNO
SUCHO
WILGOTNO
CIEMNO
ZEROWANIE
ZEROWANIE
nó¿ka 8 US2
Kolektor T2
STOP
PODLEWANIE
PRZERWA
t
t
PODL.
STOP
t
PODLEWANIE
t
PRZERWA
STOP
t
t=t gdy jest D1
Rys. 2 Harmonogramy czasowe pracy uk³adu
Rezystory cd. R7 R19, R21 R17, R18 R15 R8, R13, R14, R16 R2 R1 R6, R12 P1, P2
W/0,125 W – 10 kW patrz opis w tekœcie W/0,125 W – 22 kW W/0,125 W – 47 kW W/0,125 W – 51 kW W/0,125 W – 100 kW W/0,125 W – 220 kW W/0,125 W – 1 MW patrz opis w tekœcie W/0,125 W – 2,2 MW W TVP 1232 – 10 kW
Kondensatory cd.
Inne cd.
C2, C7 C6 C3 C4, C5 C1 C8 C9
TR1 – TS 2/034 p³ytka drukowana numer 586
– – – – – – –
47 nF/50 V ceramiczny 470 nF/50 V MKSE-20 1 mF/63 V 10 mF/25 V 47 mF/25 V 100 mF/16 V 470 mF/25 V
– – – –
W fotorezystor 10 kW JUMPER RX-81P 12 V WTAT 63 mA/250 V
P³ytki drukowane wysy³ane s¹ za zaliczeniem pocztowym. P³ytki mo¿na zamawiaæ w redakcji PE. Cena: p³ytka numer 586 – 5,90 z³ + koszty wysy³ki (10 z³).
Inne FR1 JP1, JP2 Pk1 B1
à Tomasz Niewiadowski
586
C3
C4
C5
D6
~ –
RX-81P
TS 2/034
D8586 Pk1
B1 X1
X2
Rys. 3 P³ytka drukowana i rozmieszczenie elementów
~220V
+
R21
R20
T1
~
PR1
R18
D7
R19
JP1
C9
C7 C8 T2
63mA
US2
R13
R16 R8
R10
FR
US3
JP2
R14
R7
R15
R9
E2 C1
C6
US1 R11
R12 R17
R6
R5
R4
P2
D5
CD4541
R2
D3
TL 082
E1
P1 D2 D4
R3
R1
D1
Technika motoryzacyjna
4/2001
Elektroniczny zap³on do samochodu cz. 3 tarczy (bez wyciêtej przes³ony), ustawiæ ko³o pasowe dok³adnie na 7,5° przed ZZ, zaznaczyæ na tarczy œrodek ostatniego transoptora (TS6), który przedtem powinien byæ oznaczony na obudowie czujnika. Nastêpnie trzeba zdj¹æ tarczê z ko³a pasowego i odmierzyæ 150° od zaznaczonego miejsca w kierunku wirowania i tê czêœæ pozostawiæ a resztê usun¹æ jak na rys. 10a. Tarcza powinna byæ wykonana ze stali nierdzewnej, ale mo¿na ze zwyk³ej (zabezpieczaj¹c przed korozj¹) lub mosi¹dzu. Jeœli ktoœ chce mieæ mo¿liwoœæ korekty k¹ta wstêpnego, to otwory w tarczy lub czujniku mo¿e wykonaæ owalne. Na podstawie testu praktycznego myœlê, ¿e 7,5° to rozs¹dny kompromis miêdzy ³atwoœci¹ rozruchu a stabilnoœci¹ biegu ja³owego a otwory owalne zawsze os³abiaj¹ konstrukcjê.
Zamontowanie urz¹dzenia w samochodzie Zamontowanie czujnika w samochodzie Fiat 126p najlepiej przeprowadziæ przy okazji wymiany kó³ zêbatych i ³añcucha rozrz¹du, bo jest wtedy dobry dostêp do wymierzenia i dopasowania podstawki pod czujnik oraz tarczy na filtrze odœrodkowym ko³a pasowego. Wywa¿enie tarczy raczej nie jest konieczne, bo silnik malucha i tak pracuje jak wibrator, ale mo¿na po przeciwnej stronie przes³ony wkrêciæ d³u¿sze œruby i za³o¿yæ wiêcej p³askich podk³adek. Przy obróbce tarczy trzeba zwróciæ uwagê na otwory w pokrywie filtru odœrodkowego, bo jeden otwór jest niesymetryczny do pozosta³ych. Najpierw trzeba ustawiæ i umocowaæ czujnik wed³ug pe³nej a) Im [A]
1
RS=330W
5
2 4
RS=470W
3
RS=330W
RS=680W
3 RS=330W
2 BU 931 ZP
1
14
16
+Uz [V]
14
16
+Uz [V]
0 4
6
8
10
12
b) Im [A]
1 5
RS=180W
2 RS=330W
4
RS=180W RS=330W
3
2 BUT 56 + BUX 80
1
0 4
6
8
10
12
a) z monolitycznym tranzystorem Darlingtona b) z uk³adem Darlingtona z³o¿onym z tranzystorów pojedynczych wysokiego napiêcia 1 – cewka „elektroniczna” 4226/0,8W 2 – cewka uniwersalna 4240(101)/1,5W 3 – cewka klasyczna 4220/3,2W RS – rezystor steruj¹cy (na schemacie R19)
Rys. 18 Zale¿noœæ pr¹du cewki od napiêcia zasilania
37
Po zamontowaniu tarczy z wyciêt¹ przes³on¹ trzeba obróciæ wa³em korbowym, obserwuj¹c czy przes³ona przesuwa siê œrodkiem szczeliny czujnika i czy nie jest pofalowana. Dla u³atwienia obracania wa³u korbowego mo¿na wykrêciæ œwiece. Modu³ montujemy tak, aby znajdowa³ siê w dolnej czêœci os³ony wlotu powietrza, przewody do cewki, gniazdo do czujnika oraz pokrêt³o powinno byæ dostêpne od komory silnikowej. Przewód (ekranowany) od czujnika prowadzimy albo po dolnej belce, albo gór¹ tak aby nie ulega³ przegrzaniu od silnika, przewody miêdzy modu³em a cewk¹ uk³adamy tak aby nie dotyka³y przewodów wysokonapiêciowych. Punkt S (a tak¿e i U0) powinien byæ wyprowadzony na zewn¹trz (w postaci wkrêtu M3 obok gniazda czujnika) w celu u³atwienia pomiarów. W maluchach z uk³adem bezrozdzielaczowym do zasilania cewki w³¹czony jest przewód rezystancyjny 1,7 W. Biegn¹cy od z³¹czki konektorowej w lewym górnym rogu komory silnikowej. Do zasilania modu³u trzeba doprowadziæ przewód miedziany o przekroju 1,5 mm2 równoleg³y do rezystancyjnego (ale tego pozostawiæ na sytuacje awaryjne). Po sprawdzeniu po³¹czeñ zdejmujemy z cewki przewody wysokonapiêciowe i zastêpujemy iskiernikiem z drutu o przerwie 1÷1,5 cm. Ustawiamy ko³o pasowe tak, aby dolna krawêdŸ przes³ony prawie „wychodzi³a” z czujnika. W³¹czamy stacyjkê i obracamy ko³o pasowe do przodu i do ty³u, tak aby tylna krawêdŸ przes³ony mija³a za ka¿dym razem œrodek ostatniego transoptora (tego zaznaczonego). Za ka¿dym razem te¿ powinno wystêpowaæ silne i czyste wy³adowanie iskrowe. Oczywiste jest, ¿e jeœli bêdziemy obracaæ ko³o zbyt wolno to mo¿e wczeœniej zadzia³aæ automatyka i wy³adowania iskrowego nie bêdzie. Teraz do³¹czamy woltomierz miêdzy p. „S” i masê, obracamy bardzo wolno ko³o pasowe tak, aby tylna krawêdŸ przes³ony przechodzi³a przez kolejne transoptory a woltomierz wskazywa³ kolejno napiêcia otrzymane przy zestrajaniu czujnika. Zak³adamy przewody WN na cewkê, ustawiamy potencjometr P1 w œrodku (lub zaznaczonym miejscu) skali i uruchamiamy silnik. Ze wzglêdu na bardzo precyzyjne sterowanie az wstêpnego, zmniejszenie tego k¹ta z 10° na 7,5° oraz jednokierunkowe dzia³anie czujnika (czujniki magnetyczne dzia³aj¹
38
Elektroniczny zap³on do samochodu
w obu kierunkach), silnik uruchamia siê bardzo dobrze z zupe³nie minimalnych obrotów bez „odbijania”. Prze³¹czenie (dla porównania) na zap³on klasyczny umo¿liwi³o uruchomienie silnika tylko z popychu, oczywiœcie próba by³a przeprowadzona w zimie przy s³abym akumulatorze. Podczas uruchamiania mo¿e siê zdarzyæ, ¿e przy bardzo wolnym krêceniu ko³em pasowym wy³adowanie na iskierniku nie jest czyste i wystêpuje w formie „bzykania” (wy³adowanie wielokrotne) to zawsze pomaga zamiana miejscami zacisków po stronie pierwotnej cewki zap³onowej (zasilanie dajemy na „1” a kolektor T5 na „16”). Jeœli wykonujemy uk³ad z pojedynczym czujnikiem i regulatorem odœrodkowym w rozdzielaczu to przes³ona musi byæ tak ustawiona aby moment zap³onu by³ zgrany z ustawieniem palca rozdzielacza odpowiedniego cylindra. Ustawienie zap³onu z czujnikiem w aparacie jest podobne. Ustawiamy najpierw ko³o pasowe tak aby znacznik wskazywa³ dok³adnie k¹t wstêpny az (najczêœciej 10° przed ZZ), aparat ustawiamy tak aby tylna krawêdŸ przes³ony znajdowa³a siê w œrodku ostatniego transoptora a aparat by³ skierowany wyprowadzeniem w stronê cewki zap³onowej (lub innym dogodnym miejscu dla innych samochodów). Precyzyjne ustawienie zap³onu przeprowadzamy koryguj¹c ustawienie aparatu, tak aby napiêcie w p. S zmienia³o stan przy za³o¿onym k¹cie wstêpnym az lub jeszcze lepiej dynamicznie przy pomocy lampy stroboskopowej. Nie poda³em dok³adnych wymiarów podstawki pod czujnik, bo nie pomierzy³em przed zamontowaniem a i czujnik w ka¿dym przypadku mo¿e mieæ inne wymiary, tak, ¿e konstrukcjê noœn¹ najlepiej wymierzyæ po wykonaniu czujnika.
4/2001 rowy modu³ zap³onowy GL 226 do samochodów Fiat 125 EL i Cinqecento 700 („Radioelektronik” 1, 2/2000). Bardzo czêsto w modu³ach jest na z³¹czu KE tranzystora mocy montowany kondensator 0,22 mF/630 V. Przeprowadza³em wielokrotnie dok³adne badania na oscyloskopie i wysz³o mi, ¿e ten kondensator nic nie pomaga a wrêcz przeciwnie: zmniejsza wysokie napiêcie o ok. 15% (wa¿ne przy rozruchu), skraca czas wy³adowania równie¿ o ok. 15% a ponadto zmniejsza wielokrotnie czêstotliwoœæ korzystnych oscylacji w.cz. ³¹cz¹cych fazê pojemnoœciow¹ z indukcyjn¹ (rys. 5a i 5b) o zajmowaniu miejsca i awaryjnoœci „nie wspomnê”. Najczystszy impuls wyjœciowy uzyskujê siê jeœli tranzystor mocy sterowany jest rezystorem przy pomocy inwertera npn i to dla ka¿dej cewki zap³onowej (bez ¿adnych kondensatorów lub uk³adów mieszanych) czyli taki jak w opisanym tu urz¹dzeniu. Bardzo ma³o jest te¿ wiadomoœci o cewkach zap³onowych a w instrukcjach serwisowych podany jest najczêœciej typ i ewentualnie rezystancje uzwojeñ. Na przyk³ad: jedziemy Fiatem 125p i „strzeli” cewka zap³onowa (jednobiegunowa) typu 4220/3,2 W. Wiêkszoœæ u¿ytkowników bêdzie szuka³a takiej samej cewki, nie wiedz¹c, ¿e mo¿na zastosowaæ cewkê dwubiegunow¹ 4240 lub 101 od Fiata 126p w³¹czaj¹c w obwód pierwotny opornik rzêdu 1÷1,5 W lub awaryjnie kawa³ek drutu stalowego lub spirali grzejnej. Natomiast, ¿e jest dwubiegunowa to te¿ nie problem, wystarczy jeden zacisk W.N. po³¹czyæ z mas¹ lub plusem zasilania. Pomiary W.N. w zale¿noœci od obrotów silnika wykaza³y, ¿e cewka dwubie-
dynczy a tego siê ju¿ dawno nie stosuje. Nowoczesne Darlingtony maj¹ bardzo du¿e wzmocnienie (rzêdu 200÷700) przy du¿ych pr¹dach kolektora i rezystor steruj¹cy mo¿e mieæ du¿¹ wartoœæ i niewielk¹ moc (nawet 680 W/0,5 W). Pomierzone wartoœci pr¹du w zale¿noœci od napiêcia zasilania i wartoœci rezystora steruj¹cego podane s¹ na rys. 18. Konstruktorzy modu³ów do sterowania nowoczesnych tranzystorów Darlingtona montuj¹ „grzejniki” rzêdu 50 W (np. modu³ GL 100, kit Vellemana 42543). S¹ to modu³y przeznaczone do cewek klasycznych (bez ogranicznika pr¹du) i tranzystor mocy pracuje tam jako prze³¹cznik wydzielaj¹c do 2 W mocy, natomiast na rezystorze steruj¹cym wydziela siê do 4 W mocy. Modu³ uzbrojony jest w du¿y radiator tranzystora. Jeœli ten radiator musi byæ, to raczej na rezystorze steruj¹cym (...). Zastosowanie wtórnika steruj¹cego jest bardziej tradycj¹ ni¿ potrzeb¹ a jest on czêsto Ÿród³em ró¿nego rodzaju zak³óceñ lub oscylacji paso¿ytniczych (rys.5 d, e). Zak³óceñ tych nie da siê zauwa¿yæ bez u¿ycia oscyloskopu i czêsto pozornie modu³ pracuje poprawnie. Czêsto jest tak, ¿e oscylacje wystêpuj¹ inaczej z ró¿nymi typami cewek zap³onowych, co wymaga stosowania ró¿nego rodzaju kombinacji rezystorowo pojemnoœciowych do t³umienia ich w obwodzie tranzystora mocy i ogranicznika pr¹du. Elementy t³umi¹ce zajmuj¹ du¿o miejsca, co w obecnej miniaturyzacji te¿ ma znaczenie. Przyk³adem zastosowania wtórnika emiterowego do sterowania tranzystora mocy (BU 931) wraz z kilkoma elementami t³umi¹cymi jest mikroproceso-
+9V 220nF
Uwagi ogólne na temat modu³ów i cewek zap³onowych.
0÷15V 2
R*
Bardzo czêsto w schematach i konstrukcjach modu³ów zap³onowych jest du¿o nieprawid³owoœci a najwa¿niejsze to stosowanie wtórników emiterowych do sterowania tranzystorów mocy, stosowanie kondensatorów na z³¹czu KE tranzystorów mocy oraz przesterowanie tranzystorów mocy. Wtórnik emiterowy do sterowania tranzystora mocy jest prawie niezbêdny jeœli tranzystor mocy jest poje-
2,2k WE
3
33k
8 LM358
100k
1
4
22k
0÷1V 0÷5V
1M 5V
1V
3,6M
8V2
10n
Kontrola baterii
mA
100mA –9V
Rys. 19 Schemat woltomierza analogowego o du¿ej rezystancji wejœciowej
Elektroniczny zap³on do samochodu
4/2001
39
Tabela 2 – Parametry cewek zap³onowych najczêœciej spotykanych na rynku krajowym
Cewka zap³onowa
4220 4226 4260 101 BAE 800 DK (lub 103) *)
R1
R2
L1
L2
V
[W] 3,2 0,8 1,5 1,5 0,6
[W] 7,5 6,8 12 8,5 7,7
[mH] 9,4 5,4 ~10 ~10 4,6
[H] 51 47 70 66 42
[Z2/Z1] 61 94 81 78 97
Zalecane SprawnoϾ Im [A] 4,0 5,5 4,5 4,5 6,0
[e] 0,35 0,59 0,47 0,64 0,64
Uwagi Energia wy³adowania po stronie wtórnej* [mJ] 26 olejowa 48 olejowa 47 dwubiegunowa/olejowa 64 dwubiegunowa/sucha 53 (przy Im dwubiegunowa/sucha zalecanym)
2 [mJ]; Energia wy³adowania po stronie wtórnej W2=0,5×L1×Im2× Energia wy³adowania po stronie pierwotnej W=0,5·L1·Im
gunowa (szczególnie 101) ma du¿o lepsze parametry jeœli pracuje zamiast typowej klasycznej (indukcyjnoœci cewek s¹ zbli¿one) w Fiacie 125p. W sytuacjach awaryjnych zawsze cewkê elektroniczn¹ mo¿e zast¹piæ cewka klasyczna chocia¿ silnik bêdzie pracowa³ prawid³owo tylko na ni¿szych i œrednich obrotach. Równie¿ cewka “elektroniczna” bêdzie pracowaæ w uk³adzie klasycznym pod warunkiem, ¿e dobierzemy rezystor szeregowy ograniczaj¹cy pr¹d przerywacza do 4,5÷5 A. Chocia¿ publikacje kategorycznie zabraniaj¹ takich sytuacji to sprawdziæ zawsze mo¿na. Rozszerzone parametry niektórych cewek podaje Tabela 2.
Diagnostyka i eksploatacja Sprawdzenie urz¹dzenia jest bardzo proste z uwagi na to, ¿e wszystkie napiêcia czujnika i modu³u mo¿na sprawdziæ przy niepracuj¹cym silniku, nie trzeba ¿adnych specjalnych przyrz¹dów oprócz woltomierza. Pomiary przeprowadza siê tak jak by³o podane przy uruchamianiu i monta¿u w samochodzie. W czasie eksploatacji mo¿na przestawiaæ pokrêt³o potencjometru na plus lub minus az i pozostawiæ takie na którym silnik najlepiej pracuje ( to znaczy ma dobr¹ dynamikê oraz elastycznoœæ, ale nie warczy za g³oœno). Ogólnie to przyspieszanie zap³onu nieco zwiêksza dynamikê i oszczêdnoœæ paliwa, ale wzrasta g³oœnoœæ i maleje trwa³oœæ silnika. Jeœli je¿d¿¹c po do³kach Fiatem 126 us³yszymy czasem dochodz¹ce z ty³u g³oœne uderzenia, to przes³ona uderza o blachê zakrywaj¹c¹ silnik od do³u i trzeba blachê lekko podci¹æ. Nie wiem jeszcze co jaki okres trzeba czyœciæ szczelinê czujnika. Specjalnie tego nie robiê czekaj¹c a¿
siê zabrudzi do tego stopnia, ¿e silnik zacznie „kaprysiæ” a je¿d¿ê od pocz¹tku 2000 r. Po ¿u¿lówce i ka³u¿ach (codziennie ok. 500 m). Samo czyszczenie chyba nie bêdzie uci¹¿liwe, wystarczy miêkki pêdzelek lub kawa³ek tkaniny na pasku blachy przeci¹gn¹æ przez szczelinê. Ka¿dy u¿ytkownik samochodu powinien wiedzieæ, ¿e urz¹dzenia zap³onowe powinny byæ utrzymywane w czystoœci a przewody W.N. i œwiece nie eksploatowane zbyt d³ugo mimo, ¿e jeszcze poprawnie pracuj¹. Szczególn¹ uwagê nale¿y zwracaæ na os³onki gumowe za³o¿one na koñcówkach przewodów W.N. Jeœli s¹ uszkodzone to umo¿liwiaj¹ przedostawanie siê wilgoci i utrudniony rozruch (ranny) silnika. Przerwê na œwiecach ustawiaæ zgodnie z zaleceniami producenta dla uk³adów klasycznych, natomiast dla elektronicznych mo¿na j¹ zwiêkszyæ, ale nie za du¿o bo ka¿de zwiêkszenie przerwy skraca czas wy³adowania iskrowego, co te¿ nie jest korzystne szczególnie przy rozruchu i dla nienagrzanego silnika. Myœlê, ¿e 0,75÷0,8 bêdzie w sam raz. Kiedyœ ustawi³em przerwê na œwiecach (produkcji krajowej) 1 mm, to dosta³y zwarcia wewnêtrznego nied³ugo po zamontowaniu. Mog¹ mieæ k³opot ci majsterkowicze, którzy nie posiadaj¹ woltomierza o du¿ej rezystancji wewnêtrznej, kupowaæ specjalnie to spory wydatek. Ale jeœli maj¹ dowolny miliamperomierz lub mikroamperomierz to przy pomocy popularnego wzmacniacza operacyjnego LM 358 mog¹ wykonaæ taki woltomierz. Wzmacniacz LM 358 ma du¿¹ rezystancjê wejœciow¹ (rzêdu 5 MW) oraz zakres regulacji napiêcia od zera do wartoœci o 1,5 V ni¿szej od napiêcia zasilania. Jeœli po³¹czymy go w uk³adzie wtórnika
napiêciowego, to napiêcie wejœciowe jest dok³adnie powtarzane na wyjœciu tyle ¿e przy znacznym obci¹¿eniu. Schemat woltomierza podany jest na rys. 19. Do zasilania najlepiej wykorzystaæ bateriê 6F22 9 V niepotrzebna jest stabilizacja napiêcia zasilaj¹cego LM 358. Zakres pomiarowy na wejœciu nie powinien przekraczaæ 6 V (bo wspomniane –1,5 V zasilania oraz roz³adowanie baterii). Skalowanie przeprowadzamy wed³ug innego, ale dok³adnego woltomierza. Zerowanie wskazówki ustawiamy po w³¹czeniu zasilania i zwarciu gniazdek wejœciowych. Du¿a rezystancja wejœciowa powoduje, ¿e woltomierz nigdzie nie do³¹czony mo¿e mieæ niewielkie wychylenie wskazówki. Opisany woltomierz dobrze mi s³u¿y do pomiarów napiêæ w obwodach wysokorezystancyjnych, miêdzy innymi do opisanego urz¹dzenia zap³onowego. Chocia¿ obecnie bardzo rozpowszechnione s¹ multimetry cyfrowe, to do obserwacji przebiegów wolnozmiennych miernik analogowy jest niezast¹piony. Ze wszystkich dotychczas skonstruowanych urz¹dzeñ zap³onowych te jest najlepsze pod wzglêdem uruchamialnoœci silnika w ciê¿kich warunkach i chyba na d³u¿ej pozostanie w moim maluchu. Gdyby wysz³y na jaw jakieœ usterki uk³adowe lub ulepszenie opisanego tu urz¹dzenia to postaram siê przekazaæ je Czytelnikom PE. Gdyby ktoœ mia³ jakieœ uwagi lub pytania dotycz¹ce opisanego urz¹dzenia, to listy mo¿na kierowaæ bezpoœrednio na adres autora: Stefan Roguski, Przedewsie 12, 05-306 Jakubów, tel. (025) 757-98-93.
à Stefan Roguski
40
Cennik p³ytek i uk³adów
Wykaz p³ytek drukowanych, uk³adów programowanych i innych elementów Poni¿ej prezentujemy aktualny cennik p³ytek drukowanych, uk³adów zaprogramowanych, programów, folii i innych podzespo³ów dostêpnych w sprzeda¿y wysy³kowej w „Praktycznym Elektroniku”. Koszty wysy³ki wynosz¹ 10 z³. Ceny p³ytek podane przy artyku³ach w archiwalnych numerach oraz na p³ycie CD-PE1 s¹ nieaktualne. Zamówienia przyjmujemy na kartach pocztowych, kuponach zamieszczanych w PE, faksem (0-68) 324-71-03, e-mailem (
[email protected]) i na formularzu na naszej stronie www.pe.com.pl. W zamówieniu prosimy podawaæ dok³adnie i wyraŸnie swój adres a pod adresem tylko numery p³ytek lub nazwy programów i podzespo³ów. Nie przyjmujemy zamówieñ telefonicznie. Zamówienia od firm przyjmowane s¹ tylko w formie pisemnej z upowa¿nieniem do wystawienia faktury VAT bez podpisu odbiorcy. P³ytki drukowane, zaprogramowane uk³ady oraz inne elementy oznaczone w wykazie gwiazdk¹ bêd¹ sprzedawane do wyczerpania zapasów magazynowych. Aktualny wykaz archiwalnych numerów znajduje siê przy karcie zamówieñ.
à Redakcja Cennik p³ytek drukowanych. 002* Transkoder SECAM–PAL 005* Detektor zera 025* Fonia czterocewkowa 035* Uniwersalny zasilacz 037* Dekoder PAL TC 500D/E 038* Dekoder PAL R202/A 041* Zegar MC 1206 – wyœwietlacz 048* Zegar MC 1206 – sekundy cyfrowe 053* Kwarcowy generator 50 Hz 055* Zasilacz do wzmacniacza antenowego 058* Wzmacniacz z reg. barwy dŸwiêku 064* Tranzystorowy korektor graf. we/wy 065* Tranzystorowy korektor graf. filtry 070* Korektor graf. – pamiêæ charakt. 071* Fonia do odbioru programu POLONIA 072* P³ywaj¹ce œwiat³a – generator 078* Fonia stereo do odbioru Astry 082* Wzmacniacz odczytu do magnetofonu 095 Radiotelefon na pasmo 27 MHz 099* Przetwornik f/U 102 Korektor sygna³u video 105 Wzm. mocy do radiotelefonu 27 MHz 108 Wzmacniacz mocy 150 W 109* Uk³ad logarytmuj¹cy 111* Automat losuj¹cy 116* Blokada tarczy telefonicznej 120* Termometr – zasilanie bateryjne 122* Konwerter UKF/FM + D³/Œr 124* Dekoder Pal do OTVC Rubin 714 127* Bootselektor do Amigi 130* Spowalniacz do Amigi 131* Stó³ mikserski – wzmacniacz sumy
3/92 3/92 1/93 1/93 3/93 3/93 2/93 3/93 4/93 4/93 5/93 6/93 6/93 7/93 5/93 6/93 6/93 8/93 9/93 10/93 12/93 11/93 12/93 12/93 1/94 2/94 2/94 2/94 3/94 3/94 4/94 4/94
1,97 z³ 1,27 z³ 0,64 z³ 2,05 z³ 1,54 z³ 1,95 z³ 2,35 z³ 2,38 z³ 1,27 z³ 1,27 z³ 7,93 z³ 1,41 z³ 6,31 z³ 6,16 z³ 0,78 z³ 1,27 z³ 1,49 z³ 3,64 z³ 2,53 z³ 4,40 z³ 2,39 z³ 1,27 z³ 8,23 z³ 2,33 z³ 3,42 z³ 1,45 z³ 0,64 z³ 0,64 z³ 2,72 z³ 0,64 z³ 0,73 z³ 2,56 z³
145* 149* 165* 170* 171* 174 176* 177* 180* 186 192* 203* 208 210 212 213 214 216 223* 229* 232* 233 234 235 236 237 241* 242* 244* 251* 254 255* 258* 262* 263* 264* 270* 271* 272* 273* 274* 280* 281* 286* 290* 292 294* 295* 296 299 300 301 302 305* 309 311* 312 314 315* 317 318* 321 322* 323* 327* 334* 335* 336
4/2001 Uk³ad do przegr. taœm magnetowid. Sampler do Amigi Obrotomierz cyfrowy – mno¿nik Lampa sygnalizacyjna Symetryzator antenowy Generator funkcyjny Analizator widma Uk³ad kalibracji pr¹du podk³adu Przedwzmacniacz antenowy Generator funkcyjny – p³yta g³ówna Uk³ad fonii satelitarnej Zdalne sterowanie oœwietleniem Mikrofon bezprzewodowy Mikroprocesorowy zegar sterownik Alarm samochodowy – pilot Alarm samochodowy – centralka Alarm samochodowy – radiopowiadom. Mikorofon bezprzewodowy – odbiornik Przetwornik „True RMS” Przystawka do efektu „TREMOLO” Uniwersalna ³adowarka akumul. Ni–Cd Mikropr. miernik czêst. – p³.g³ów. Mikropr. miernik czêst. – mikropr. Mikropr. miernik czêst. – p³.przed. Mikropr. miernik czêst. – wzm. We Preskaler 1,3 GHz Gwiazda betlejemska – diody Gwiazda betlejemska – automatyka Automatyczny wy³¹cznik do domofonu Dodatkowe œwiat³o STOP w samocho. Super Bass Elektroniczna ruletka Regulator ¿arówek halogenowych Sterownik œwiate³ ulicznych Generator szumu uk³ady dodatkowe Przetwornica +5 V na –5 V Zasilacz napiêcia zmiennego Automat perkusyjny – generator Automat perkusyjny – matryca Automat perkusyjny – instrumenty Automatyczny w³¹cznik zapisu Centralka domofonu – p³yta przednia Prosty betametr Automat. wy³¹cznik ster. œwiat³ami Intervox Przetwornica DC/DC 12V/±30V Kontroler stanu akum. samochodego Czujnik ultradŸwiêkowy Samochodowy wzmacniacz HiFi –100W Jednozakr. wolt–amper. 3/5 cyfry Zasilacz laboratoryjny 2001 Zasilacz lab. z przetwornikiem. C/A Zasilacz laboratoryjny – mikroproc. Zabawka – tester refleksu Wzm. mocy MOSFET – TDA 7296 Programowany tajmer Dekoder SURROUND Imobilajzer z oszukiwaczem do sam. Domowy telefon – zabawka Aparat (pod)s³uchowy Siedmiokana³owy analizator widma Generator PAL ster. mikroprocesorem Elektr. przerywacz kierunkowskazów Precyzyjny miernik wysterowania VU Pozycjoner – pilot Sygnalizator dŸwiêkowy gotow. s³oi Konwerter ultradŸwiêkowy Uniwersalny zasilacz LM 317, LM 350
6/94 7/94 10/94 11/94 11/94 12/94 1/95 12/94 12/94 1/95 2/95 5/95 6/95 6/95 6/95 6/95 7/95 7/95 9/95 10/95 10/95 10/95 10/95 11/95 11/95 12/95 11/95 11/95 12/95 1/96 2/96 2/96 3/96 3/96 4/96 4/96 5/96 5/96 5/96 6/96 6/96 8/96 8/96 9/96 10/96 10/96 10/96 11/96 11/96 12/96 12/96 1/97 1/97 12/96 3/97 2/97 2/97 2/97 3/97 3/97 3/97 4/97 4/97 4/97 5/97 6/97 6/97 7/97
3,11 z³ 1,05 z³ 2,84 z³ 2,88 z³ 1,74 z³ 2,61 z³ 8,50 z³ 3,97 z³ 1,27 z³ 11,40 z³ 2,72 z³ 2,60 z³ 1,69 z³ 16,05 z³ 1,52 z³ 7,39 z³ 3,91 z³ 4,47 z³ 1,01 z³ 0,96 z³ 3,19 z³ 3,39 z³ 5,92 z³ 5,92 z³ 7,37 z³ 1,27 z³ 11,07 z³ 2,81 z³ 0,91 z³ 0,65 z³ 1,75 z³ 4,25 z³ 3,22 z³ 1,62 z³ 1,34 z³ 1,84 z³ 4,14 z³ 4,77 z³ 1,91 z³ 5,74 z³ 0,69 z³ 1,32 z³ 0,64 z³ 4,75 z³ 1,60 z³ 7,22 z³ 1,27 z³ 4,28 z³ 6,24 z³ 3,76 z³ 8,58 z³ 5,82 z³ 16,45 z³ 9,55 z³ 3,42 z³ 12,45 z³ 7,32 z³ 5,83 z³ 1,58 z³ 2,41 z³ 10,55 z³ 5,04 z³ 1,52 z³ 4,11 z³ 2,84 z³ 2,22 z³ 4,08 z³ 2,82 z³
Cennik p³ytek i uk³adów
4/2001 338* 339* 341* 343* 348* 352* 355 356* 358* 361* 364* 365 367* 372 373 374 375 376 378* 379* 380* 386* 387* 391* 392* 394 395 396* 399 402* 403 404 405 406* 408 409 410* 411* 412* 413 416 418* 419 420 421* 422* 423* 424* 425 426 429* 430* 432 433 434* 436* 437* 438* 440* 441 442* 444 445 446* 447* 449* 450 451
Zasilacz impulsowy Programator do tunera telewizyjnego Tester pojemnoœci akumulat. Ni–Cd Wykrywacz k³amstw Sterownik regulator temperatury Przystawka logarytmuj¹ca Œnie¿ne gwiazdki na choinkê Urz¹dzenie usuwaj¹ce osad w instal. Korektor wizyjny – korektor RGB Akustyczny próbnik przejœcia Komputerek samochodowy Video korektor – rozkodowyw. kaset Fazowy sterownik mocy Czêstoœcio. z aut. zmian¹ zakresu Generator funk. 10 MHz p³. czo³owa Generator funk. 10 MHz sterownik Generator funk. 10 MHz p³. g³ówna Generator funk. 10 MHz p³. zasilacza Impulsowy stabilizator napiêcia Elektroniczny symulator rezystancji Dekoder informacji dodatkowych RDS Uk³ad kontroli przepalenia ¿arówki Dekoder RDS – czêœæ mikroprocesorowa Elektroniczny potencjometr wieloobrot. DŸwiêkowy sygnalizator samochodu Samokalibruj¹cy miernik LC Uniwersalna karta we–wy do IBM PC Wzmacniacz – przystawka do telefonu Miniaturowa kamera telewizyjna Miernik czêstotl. – przystawka do PC Stó³ mikserski – wzmacniacz kana³owy Stó³ mikserski – wzmacniacz Stó³ mikserski – wzmacniacz sumy Zasilacz impulsowy 12V/10A Stó³ mikserski – wskaŸnik wysterow. Stó³ mikserski – korektor graficzny Zabezp. mieszkania z radiopowiad. Miniaturowy zasilacz impulsowy Modulator wizyjny Wzmacniacz mocy w.cz. Uniwersalny sterownik silników krokow. Kompletny wzmacniacz m.cz. 2x40 W Gwiazda betlejemska–ozdoba Modulator–nadajnik TV ma³ej mocy Regulator temperatury do lodówki Woltomierz ze skal¹ logarytmiczn¹ Modu³ przetwornika wartoœci skutecz. Peak Hold Level Meter Prostownik z uk³adem UC 3906 Mikroprocesorowy regulator mocy Kontroler napiêcia akumul. w latarce Rotuj¹cy zegar Tester ¿arówek do samochodu Bezprzewodowy dzwonek + bariera opto Generator Sygna³ów ma³ej czêstot. Sygnalizator cofania do samochodu Mini automat perkusyjny Mikroprocesorowy zamek szyfrowy. Antyusypiacz dla kierowców Generator obrazu TV – PAL Tester wzmacniaczy operacyjnych Walentynkowe serduszko Programator mikrokontrolerów AVR Detektor go³oledzi Disko – b³ysk Migaj¹ca strza³ka z wykrzyknikiem Oscyloskop cyfrowy – wzm. we. Oscyloskop cyfrowy – rejestrator
7/97 7/97 8/97 8/97 9/97 10/97 11/97 11/97 12/97 11/97 12/97 12/97 12/97 1/98 3/98 3/98 3/98 3/98 1/98 2/98 2/98 3/98 3/98 4/98 4/98 4/98 5/98 5/98 5/98 6/98 6/98 7/98 6/98 6/98 7/98 7/98 7/98 7/98 7/98 8/98 8/98 8/98 11/98 9/98 9/98 9/98 10/98 9/98 9/98 10/98 10/98 10/98 11/98 11/98 12/98 12/98 12/98 12/98 1/99 2/99 1/99 1/99 2/99 1/99 2/99 4/99 2/99 6/99
6,90 z³ 11,28 z³ 6,24 z³ 1,63 z³ 2,72 z³ 3,11 z³ 2,81 z³ 1,95 z³ 8,80 z³ 1,52 z³ 6,96 z³ 9,96 z³ 4,53 z³ 5,75 z³ 17,44 z³ 7,36 z³ 10,35 z³ 2,79 z³ 2,05 z³ 5,26 z³ 1,85 z³ 2,28 z³ 7,32 z³ 6,07 z³ 1,52 z³ 11,74 z³ 14,49 z³ 3,05 z³ 5,63 z³ 2,22 z³ 6,57 z³ 6,25 z³ 6,57 z³ 8,38 z³ 6,57 z³ 10,54 z³ 6,75 z³ 3,06 z³ 2,39 z³ 4,99 z³ 4,58 z³ 17,13 z³ 5,30 z³ 4,29 z³ 18,04 z³ 18,04 z³ 2,30 z³ 4,25 z³ 3,97 z³ 6,16 z³ 1,90 z³ 5,32 z³ 3,10 z³ 5,98 z³ 6,97 z³ 2,28 z³ 3,51 z³ 3,07 z³ 2,53 z³ 9,30 z³ 3,86 z³ 3,15 z³ 16,19 z³ 3,61 z³ 9,49 z³ 6,26 z³ 7,40 z³ 16,58 z³
452 453 454 455* 456* 458 459 460 462* 463* 465 466 467 470 471 472 473 475 476* 478 479* 480 481* 484 486* 488* 489 490* 491* 496 497 498 499 500 501 502 504 506 507 509 512 513* 514 516 517 519 520* 521* 522* 523* 524* 525 526* 528 529 530 531* 532
Oscyloskop cyfrowy – procesory Oscyloskop cyfrowy – zasilacz Oscyloskop cyfrowy – klawiatura Refleksomierz – miernik czasu reakcji Scalony generator funkcyjny Synteza do tunera UKF Stacja lutownicza – regulator temper. Programator procesorów ATMEL Œciemniacz oœwietlenia wnêtrza auta Symulator obecnoœci domowników Samochodowy wzm. mocy 4 x 70W Przedwzmacniacz samochodowy Korektor do przedwzmacniacza samoch. Generator UKF Generator UKF – synteza czêstotliw. UltradŸwiêkowy odstraszacz psów Dekoder dŸwiêku Canal+ Laboratoryjny zasilacz 0–30V/5A Uniwersalny tajmer Programator PIC16F83/84, 16C84 T³umik regulowany w.cz. Mikroprocesorowy wykrywacz metali Kostka do gry Szybka ³adowarka do akumul. NiCd Sonda napiêciowa Wzm. samochodowy z zasil. –/+12V Emulator mikrokontrolera AT89C2051 Analogowo–cyfrowy miernik czêstotliw. Charakterograf – przystawka do oscylo. Wentylator do PC Termometr diodowy od –8C do +30C Analogowo–cyfrowy miernik indukcyj. Zasilacz laboratoryjny 0–30V/5A Radiopowiadomienie 433 MHz Wzorcowy generator kwarcowy z dziel. Miniaturowy generator funkcyjny Regulator obrotów Generator napisów do magnetowidu Uk³ad Surround do zestwu stereo Od'PIC'owany budzik Elektroniczny terminarz Dekoder NICAM Syrena policyjna Walkmen dla zakochanych Zdalne sterowanie oœwietleniem cz.1 Mikser audio do udŸwiêkowiania filmów Minutnik Analizator widma z pamiêci¹ Zdalne sterowanie oœwietleniem cz. 2 Zdalne sterowanie oœwietleniem cz. 3 Elektroniczna szczuro³apka Sygnalizator cofania do samochodu Kondensatorowa przetwornica +/–12V Subwoower aktywny – kino domowe Wzmacniacz mocy 2x120W Impulsowy wykrywacz metali Zamek szyfrowy Stabilizator wstêpny ograniczaj¹cy moc strat w tranzystorach szeregowych zasilaczy laboratoryjnych 533 Cyfrowy termometr 2 i 1/2 cyfry 534* Przedwzmacniacz gramofonowy 535* Elektroniczny dzwonek rowerowy 536 Aktywny korektor basów 537 Cyfrowy barometr 538 Konwerter telewizyjny 539 Pod³¹czenie dodatkowego wzm. Mocy do radioodtwarzacza samochodowego
41 5/99 7/99 7/99 3/99 2/99 4/99 3/99 4/99 5/99 6/99 4/99 5/99 6/99 7/99 9/99 6/99 1/00 9/99 7/99 8/99 8/99 7/99 8/99 9/99 9/99 10/99 10/99 10/99 10/99 12/99 11/99 11/99 11/99 11/99 12/99 12/99 1/00 12/99 1/00 2/00 2/01 6/00 2/00 2/00 3/00 3/00 3/00 3/00 4/00 4/00 4/00 4/00 4/00 5/00 5/00 8/00 5/00 6/00
19,36 z³ 4,24 z³ 8,28 z³ 6,14 z³ 4,62 z³ 11,64 z³ 11,36 z³ 14,67 z³ 2,53 z³ 7,40 z³ 10,44 z³ 13,54 z³ 9,49 z³ 5,57 z³ 13,16 z³ 1,90 z³ 3,73 z³ 13,29 z³ 4,30 z³ 3,29 z³ 11,26 z³ 3,54 z³ 2,53 z³ 3,80 z³ 3,54 z³ 8,23 z³ 11,89 z³ 4,11 z³ 7,34 z³ 3,17 z³ 7,08 z³ 4,11 z³ 9,11 z³ 8,48 z³ 4,11 z³ 4,11 z³ 4,55 z³ 5,45 z³ 9,68 z³ 11,32 z³ 6,90 z³ 7,37 z³ 2,53 z³ 2,78 z³ 10,76 z³ 25,05 z³ 9,11 z³ 4,30 z³ 4,60 z³ 3,80 z³ 3,04 z³ 9,87 z³ 3,54 z³ 3,08 z³ 10,84 z³ 10,78 z³ 4,13 z³ 4,84 z³
6/00 6/00 6/00 8/00 7/00 7/00 7/00
7,10 7,48 2,75 7,48 7,10 2,97 5,28
z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³
42 540 541 542 543 544 545 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582
Cennik p³ytek i uk³adów Miniwoltomierz 7/00 Elektroniczna kostka do gry 7/00 Automatyczny regulator poziomu dŸwiêku 11/00 Konwerter UKF FM 8/00 Pomiar pojem. kondensatorów elektrolit. 8/00 Wzmacniacz mocy do subwoofera 8/00 Uk³ad poszerzania bazy stereo 9/00 Stroboskop samochodowy 9/00 WskaŸnik ³adowania i roz³adowania akumulatora 9/00 Monitor linii telefonicznej 9/00 Wzmacniacz wejœciowy do czêstoœciomierza 9/00 Impulsator wycieraczki szyb samochodowych 10/00 Prostownik z automatycznym wy³¹czaniem 10/00 Przetwornik true RMS – Przystawka do multimetru 10/00 Dwukana³owa analogowo–cyfrowa 10/00 przystawka do oscyloskopu Urz¹dzenie iluminofoniczne 10/00 System monitoruj¹co–rejestruj¹cy 10/00 z kamerami przemys³owymi Przedwzmacniacz Hi–Fi uk³. wej. 11/00 Przedwzmacniacz Hi–Fi uk³. reg 11/00 Wielofunkcyjny domowy 11/00 system alarmowy – pilot Wielofunkcyjny domowy 11/00 system alarmowy – alarm Termoregulator z pomiarem temperatury 11/00 do mieszkania i samochodu Przesuwnik fazy do subwoofera 12/00 Uk³adziki modelarskie 12/00 Mikroprocesorowy programator pracy wycieraczek 12/00 Mininadajnik UKF–FM 12/00 Superbass do samochodu 12/00 Buforowe zasilanie modeli 1/01 Wzmacniacz mocy klasy D 1/01 Œwiec¹cy numerek policyjny 1/01 Przyrz¹d elektroakustyka 2/01 Przetwornica do folii elektroluminescencyjnych 1/01 W³¹cznik dŸwiêkowy 1/01 Œciemniacz sterowany pilotem 2/01 Œciemniacz sterowany pilotem – pilot 2/01 Kaskadowy wzmacniacz s³uchawkowy 2/01 Automatyczna blokada drzwi w samochodach 3/01 z centralnym zamkiem Elektroniczny zap³on do samochodu 2/01 Œpiewaæ ka¿dy mo¿e... Karaoke 3/01 Prosty regulowany zasilacz niskich napiêæ 3/01 Miernik wysterowania 3/01 na folii elektroluminescencyjn¹ Rowerowe œwiat³o pozycyjne 3/01
Zaprogramowane uk³ady: BUDZIK od'PIC'owany zegar–budzik CZÊSTO miernik czêstotliwoœci EMULAT emulator 89C2051 KOSTKA* kostka do gry LC miernik LC MIERNIK miernik czêstotliwoœci do wyœwietlacza LCD 2x24 MIERNIK II miernik czêstotliwoœci do wyœwietlacza LCD 2x16 NOTES Elektroniczny terminarz OBRAZ generator obrazu testowego PAL OSCYLO zestaw zaprogramowanych uk³adów do oscyloskopu cyfrowego PAL generator testowy PAL POZYCJONER pozycjoner satelitarny RDS* dekoder RDS REGULATOR regulator mocy
3,41 4,29 4,84 3,36 4,95 5,28 2,75 3,14 3,19 3,19 3,41 2,75 3,14 4,95 5,72
z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³
3,58 z³ 7,32 z³ 10,78 z³ 5,50 z³ 2,75 z³ 14,08 z³ 11,88 z³ 2,75 3,08 4,29 2,75 8,64 3,20 11,50 8,50 9,50 5,50 6,20 3,40 2,50 3,00 3,00
z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³ z³
4,90 4,00 6,90 11,50
z³ z³ z³ z³
3,00 z³
RISC SCM SILNIK SYNTEZA UKF VIDEO WEN WOLTOMIERZ WYKR WZM ZASILACZ ZEGAR
4/2001 programator mikrokontrolerów AVR Œciemniacz sterowany pilotem sterownik silnika krokowego synteza do tunera UKF generator serwisowy UKF rozkodowywacz kaset video regulator obrotów laboratoryjny woltomierz wykrywacz metali uk³ad do zestawu wzmacniacza samochodowego mikroprocesorowy zasilacz 2000 mikroprocesorowy zegar
45,00 35,00 38,00 12,00 35,00 18,00
z³ z³ z³ z³ z³ z³
10/95 18,00 z³ 2/01 40,00 z³ 2/99 30,00 z³ 5/99 150,00 z³ 4/97 5/97 3/98 10/98
35,00 30,00 35,00 28,00
z³ z³ z³ z³
40,00 z³ 35,00 z³ 15,00 z³ 40,00 z³ 35,00 z³ 38,00 z³ 28,00 z³ 35,00 z³ 35,00 z³ 40,00 z³
11/96 25,00 z³ 6/95 15,00 z³
Dyskietki i p³yty z oprogramowaniem: nazwa opis CD–1 CD–ROM z archiwalnymi numerami Praktycznego Elektronika 1992–97 CD–2 CD–ROM z archiwalnymi numerami Praktycznego Elektronika 1992–99 CD–K Komplet CD–PE1 + CD–PE2 CD–RISC CD–ROM z programami i dok. RISC DYSK–RISC dyskietka z programami RISC OSD dyskietka do generatora napisów PIC dyskietka do programatora PIC PROGAT dyskietka do programatora ATMELI
PE
cena 30,00 z³ 30,00 z³
2/99 2/99 12/99 8/99 4/99
50,00 35,00 25,00 30,00 10,00 25,00
z³ z³ z³ z³ z³ z³
Obudowy, folie, i inne OBUDOWY symbol opis OB459 obudowa do stacji lutowniczej OB–TS sonda napiêciowa, stroboskop samochodowy
PE cena 3/99 30,00 z³ 9/99; 9/00 7,15 z³
FOLIE (samoprzylepne folie z wydrukowanymi napisami.) F486* folia do sondy napiêciowej F487* folia do analogowo–cyfrowego miernika „C” F490* folia do analogowo–cyfrowego miernika „f” F491* folia do charakterografu – przystawki do oscyloskopu F498* folia do analogowo–cyfrowego miernika „L” F501* folia do wzorcowego generatora kwarcowego F-WSK Folia elektroluminescencyjna do miernika wysterowania INNE MAX713 RDZEÑ
2/00 1/98 10/99 8/99 4/98 10/95
2/99 2/01 8/98 4/99 7/99 12/97 1/00 4/97 7/99 5/99
RDZEÑ NAD433 ODR433 ODH433 STV5730A Q17,7 MPX4115A WT262 100 kW SYMULATOR
uk³ad do ³adowarki akumulatorów NiCl rdzeñ z karkasem do ³adowarki akumulator. rdzeñ z karkasem do wzmacniacza samochodowego z zasilaczem –12V nadajnik radiowy 433 MHz odbiornik superreakcyjny 433 MHz odbiornik radiowy z przemian¹ czêstotliwoœci 433 MHz uk³ad do generatora napisów rezonator kwarcowy do generatora napisów czujnik do cyfrowego barometru potencjometr wieloobrotowy Symulator pamiêci EPROM
PANELE P475 panel do laboratoryjnego zasilacza czterozaciskowego
9/99 9/99 10/99 10/99
3,50 3,50 3,50 3,50
z³ z³ z³ z³
11/99 3,50 z³ 12/99 3,50 z³ 3/01 25,00 z³
9/99
30,00 z³
9/99
5,50 z³
10/99
5,50 z³
11/99 11/99 11/99
15,00 z³ 16,00 z³ 88,00 z³
12/99 12/99
45,00 z³ 5,00 z³
7/00 150,00 z³ 7/00 4,00 z³ 11/00 167,20 z³
9/99 35,00 z³
Recenzja ksi¹¿ki
4/2001
43
Artur Król, Joanna Moczko-Król
S5/S7 Windows Programowanie i symulacja sterowników PLC firmy SIEMENS Wydawnictwo NAKOM, Poznañ 2000, wyd. I, s. 383
Ksi¹¿ka zawiera opis i sposób wykorzystania programu S5/S7 Windows firmy IBHsoftec umo¿liwiaj¹cego kompleksowe oprogramowywanie sterowników PLC firmy SIEMENS. Pakiet ten posiada narzêdzia do tworzenia, korekcji i testowania programów dla sterowników z rodziny S5 i S7 w jêzykach odpowiadaj¹cych STEP5 i STEP7. Do jego podstawowych zalet mo¿na zaliczyæ: dwujêzyczny edytor S5/S7 Windows (niemiecki, angielski), mo¿liwoœæ kontroli sk³adni dostêpnych adresów symbolicznych lub absolutnych, kompatybilnoœæ z oryginalnym oprogramowaniem firmy SIEMENS, mo¿liwoœæ sprawdzenia napisanego programu dziêki zintegrowanemu z programem symulatorowi, mo¿liwoœæ po³¹czenia z Real Time SPS, mo¿liwoœæ komunikacji z innymi aplikacjami poprzez kana³ DDE, konwersja z S5 na S7 i odwrotnie. Ca³oœæ rozpoczyna proste zadanie polegaj¹ce na zaprojektowaniu sterowania oœwietleniem klatki schodowej. Czytelnik wprowadzany jest krok po kroku w tajniki tworzenia funkcjonalnego oprogramowania dla PLC w jêzyku schematu stykowego. WyraŸnie pokazano sposób testowania tego oprogramowania zarówno za pomoc¹ zintegrowanego symulatora jak i za pomoc¹ sterownika dzia³aj¹cego w czasie rzeczywistym. W koñcowej czêœci zosta³ pokazany sposób tworzenia ekranu procesowego za pomoc¹ programu wizualizacyjnego WinCC firmy SIEMENS oraz mechanizmy dynamicznej wymiany danych miêdzy aplikacjami dzia³aj¹cymi w œrodowisku Windows. Rozdzia³ 3 poœwiêcony jest podstawowej platformie programu S5/S7 Windows, a wiêc g³ównemu edytorowi. Opisane zosta³o tutaj menu w sk³ad którego wchodz¹: graficzna listwa poleceñ, operacje na plikach, na blokach,
konfiguracje programu, polecenia umo¿liwiaj¹ce otwarcie graficznego podgl¹du stanu wej/wyj sterownika, symulator programu, edytor tabeli, spis bloków znajduj¹cych siê w sterowniku, diagnoza b³êdów. Sposoby prezentacji projektu w S5/S7 Windows zosta³y przedstawione w rozdzia³ach 4 i 5. Opisano sposób prezentacji w postaci listy instrukcji, funktorów logicznych, schematu stykowego oraz w postaci grafu. Kolejne dwa rozdzia³y poœwiêcone s¹ sterownikowi pracuj¹cemu w œrodowisku Windows w czasie rzeczywistym tzw. Real Time SPS, który symuluje dzia³anie procesora CPU 945 z rodziny S5 oraz wprowadzeniu do STEP5, gdzie opisana zosta³a struktura programu, rodzaje rejestrów, typy argumentów, parametryzacja bloków funkcyjnych, organizacja i przetwarzanie cykliczne programu. Obszerna czêœæ ksi¹¿ki poœwiêcona jest opisowi funkcji w STEP5. Funkcje binarne, cyfrowe, organizacyjne, z argumentami formalnymi oraz zintegrowane funkcje specjalne zosta³y poparte licznymi przyk³adami. Dodatkowo w osobnych rozdzia³ach zosta³y przedstawione sposoby testowania poszczególnych funkcji sterownika od prostych elementarnych funkcji binarnych po zintegrowane bloki funkcyjne oraz specjalne, programowe narzêdzia do diagnozy b³êdów i analizy zak³óceñ pracy sterownika. Ostatni rozdzia³ zawiera programy przyk³adowe: sterowanie uk³adem œwiate³ na przejœciu dla pieszych, nape³nianie i opró¿nianie zbiornika, wizualizacja przejazdu kolejowego, realizacja operacji podnoszenia do kwadratu dowolnej wartoœci oraz przyk³ad po³¹czenia Real Time SPS z obiektem w MATLAB’ie. Wszystkie z nich opisane s¹ metod¹
„krok po kroku” co umo¿liwia ich ³atwiejsze zrozumienie. Dodatkowo wiêkszoœæ z nich zwizualizowano za pomoc¹ WinCC firmy SIEMENS. Program ten nie zosta³ jednak opisany w ksi¹¿ce, niemniej jednak na podstawie przyk³adów ³atwo mo¿na przyswoiæ sobie mechanizmy deklaracji zmiennych, budowy obrazu procesu, tworzenia i dynamizowania obiektów graficznych, definiowania elementów oraz przyporz¹dkowywania im z³o¿onych zadañ funkcyjnych. Do ka¿dej ksi¹¿ki do³¹czona jest wersja demonstracyjna S5/S7 Windows oraz WinCC na CD-ROM’ie. Wszystkie opisane funkcje i zawarte w ksi¹¿ce przyk³ady zosta³y przeanalizowane na tych wersjach programów. Ksi¹¿ka nie zawiera opisu STEP7 i sterownika z procesorem CPU 416, chocia¿ do³¹czone oprogramowanie umo¿liwia swobodne tworzenie aplikacji dla rodziny S7. S¹dzimy, ¿e jest to temat na nastêpn¹ ksi¹¿kê. Niemniej jednak dziêki konwersji S5 Û S7 ka¿dy zainteresowany mo¿e tworzyæ programy w S5 i zamieniaæ je na S7. Ksi¹¿ka wraz z do³¹czonym oprogramowaniem mo¿e s³u¿yæ jako narzêdzie pozwalaj¹ce na ³atwe i obrazowe nauczanie projektowania automatyki opartej o sterowniki swobodnie programowalne w szko³ach œrednich, jak i wy¿szych oraz mo¿e byæ idealnym narzêdziem dla pocz¹tkuj¹cych i zaawansowanych projektantów aplikacji dla PLC bez koniecznoœci posiadania sterowników.
