docElektronika dla Wszystkich Zadanie nr 54
download 
Reklamacja Transkrypt
Elektronika dla Wszystkich Zadanie nr 54
Szkoła Konstruktorów Rozwiązanie zadania powinno zawierać schemat elektryczny i zwięzły opis działania. Model i schematy montażowe nie są wymagane, ale przysłanie działającego modelu lub jego fotografii zwiększa szansę na nagrodę. Ponieważ rozwiązania nadsyłają Czytelnicy o różnym stopniu zaawansowania, mile widziane jest podanie swego wieku. Ewentualne listy do redakcji czy spostrzeżenia do erraty powinny być umieszczo− ne na oddzielnych kartkach, również opatrzonych nazwiskiem i pełnym adresem. Prace należy nadsyłać w terminie 45 dni od ukazania się numeru EdW (w przypadku prenumeratorów – od otrzymania pisma pocztą). Zadanie nr 54 Na drugi wakacyjny miesiąc wybrałem za− danie dające ogromne pole do popisu dla bar− dziej i mniej zaawansowanych. Pośrednią przyczyną były projekty kilku rozmaitych “przypominaczy” samochodowych (Włącz światła, Wyłącz światła, Odpocznij, Sygnali− zator temperatury), nadesłane w ciągu ostat− nich miesięcy przez jednego z czołowych uczestników Szkoły, Dariusza Knulla z Za− brza. “Przypominacze” te mają różną wartość praktyczną, a znaczna część z nich to układzi− ki umieszczone we wtyku zapalniczki samo− chodowej. Przy takiej koncepcji zastosowanie jednego ‘przypominacza” wyklucza użycie innego, bo raczej nie spotyka się samocho− dów wyposażonych w kilka zapalniczek. Sama idea przypominaczy i dodatkowych sygnalizatorów jest jednak co najmniej god− na rozważenia. Być może niektórzy użyt− kownicy czterech kółek są przeciwni wszel− kim przeróbkom, zwłaszcza w nowych au− tach. Choć rzeczywiście w okresie gwaran− cyjnym nikt nie będzie wykonywał żadnych przeróbek, jednak po upływie tego okresu wielu posiadaczy samochodów, zwłaszcza tańszych, zechce sobie zainstalować poży− teczne dodatki. Zadanie polega przede wszy− stkim na analizie potrzeb i możliwości, a do− piero w drugiej kolejności na wykonaniu układu elektronicznego. A oto temat zadania 54: Elektronika dla Wszystkich Zaprojektować system sygnalizacyjny samochodu. Jak zawsze, na początku warto przepro− wadzić wnikliwą analizę, przemyśleć, jakie dodatki naprawdę byłyby potrzebne. Przede wszystkim trzeba wziąć pod uwagę sygnali− zator świateł samochodowych, przypomina− jący zarówno o konieczności ich wyłączenia po zgaszeniu silnika (wyładowanie akumu− latora), a także włączenia na czas jazdy (obowiązek w okresie jesienno−zimowym). Projekt takiego sygnalizatora świateł w pełni spełnia warunki zadania. Należałoby też rozważyć sens dodania in− nych sygnalizatorów, na przykład układu czasowego, który sygnalizowałby potrzebę krótkiego odpoczynku po każdej godzinie czy dwóch nieprzerwanej jazdy w trasie. Mo− że warto wykonać “czuwak”, czyli sygnali− zator utrudniający zaśnięcie za kierownicą, odzywający się co jakiś czas, zerowany naci− śnięciem przycisku? A może ktoś chciałby dodać w tańszym samochodzie sygnalizator niedomkniętych drzwi? A może niektórzy dojdą do wniosku, że niecelowe byłoby obwieszenie samochodu różnymi oddzielnymi układzikami i że nale− ży raczej wykonać całą centralkę, rodzaj “komputerka samochodowego”. Może warto do tego celu wykorzystać mikroprocesor? Czy ktoś podjąłby się zaprojektować i wyko− nać wskaźnik zużycia paliwa? A może w ra− mach takiego systemu sygnalizacyjnego do− dać jakiś niekonwencjonalny symulator alar− mu, prawdziwy system alarmowy czy immo− bilizer? Możliwości jest wiele. Przeanalizujcie za− równo przydatność praktyczną takich dodat− ków, jak i stosunek efektu do kosztów. Nie za− pomnijcie o problemie niezawodności – ukła− dy motoryzacyjne muszą być niezawodne, a pracują w trudnych warunkach. Być może zrezygnujecie z bardziej ambitnych pomy− słów na korzyść prostego sygnalizatora świa− teł właśnie ze względu na niezawodność. Zachęcam do udziału zarówno początku− jących, jak i doświadczonych praktyków. Jeszcze raz przypominam, że nie musi to być projekt rozbudowanego “kombajnu”. Warunki zadania z powodzeniem spełni wspomniany sygnalizator świateł. Tylko bardzo proszę, żebyście nie kopiowali “żywcem” schematów z literatury, a co naj− wyżej się na takowych wzorowali. Jeśli otrzymam dobre rozwiązania praktyczne, oczywiście zaprezentuję je w Forum Czytel− ników lub w dziale Elektonika−2000, a ich twórcy otrzymają honoraria. Dlatego pro− szę, by prace godne Waszym zdaniem takiej prezentacji zawierały własnoręcznie podpi− sane oświadczenie, że projekt jest samo− dzielnym opracowaniem podpisanego i że nie był dotychczas publikowany. 33 Szkoła Konstruktorów Rozwiązanie zadania nr 50 Temat zadania 50 brzmiał: Zaproponować możliwie najprostszy i najtańszy system zdalnego sterowania 1...4 urządzeniami znajdującymi się w pokoju. Chodziło o zaprojektowanie systemu zdalnego sterowania, który umożliwiałby na przykład włączanie i wyłączanie minimum 1 lampki, lepiej kilku, jednak nie więcej niż 3...4. Zadanie wcale nie było łatwe. Tym bar− dziej cieszę się, że otrzymałem ponad dwa− dzieścia godnych uwagi prac oraz siedem modeli. Znów kilka osób przysłało swoje prace po raz pierwszy i znów okazało się, że są w tych pracach bardzo ciekawe pomysły. Gratuluję i zachęcam do udziału w kolejnych zada− niach! Zgodnie z oczekiwaniami, najwięcej pro− pozycji dotyczy wykorzystania podczerwieni oraz modułów radiowych. Oprócz kilku pro− pozycji przełączników akustycznych pojawi− ły się ku memu zaskoczeniu systemy wyko− rzystujące ultradźwięki. Tym razem omówienie prac zacznę od nadesłanych modeli. Modele Czterech Kolegów nadesłało swoje prototy− py. Niektórzy opracowali więcej niż jeden układ i w sumie przebadałem siedem modeli. Najwięcej pracy włożył w swoje kon− strukcje Marcin Wiązania z Gacek. Wyko− nał trzy różne systemy sterowania, pokazane na fotografiach 1...3. Pierwszy z nich to przełącznik akustyczny, drugi wykorzystuje podczerwień, trzeci ultradźwięki. Schematy nadajnika i odbiornika podczerwieni pokaza− ne są na rysunku 1. Ten ciekawy układ mo− że być inspiracją dla innych Czytelników. Niestety, podczas prób okazało się, że zasięg systemu wynosi... 60cm. Przypuszczam, że po części jest to “zasługą” niezbyt dużego prądu diod nadawczych, po części rozstroje− nia układu. Niezależnie od przyczyny jest to poważna wada i dlatego skądinąd ciekawy układ nie trafił do Forum Czytelników lub działu Elektronika−2000. Podobny zasięg (70cm) ma system ultradźwiękowy. Marcin napisał o nim: po zmontowaniu takiego (roz− budowanego – przyp. red.) układu okazało się, że na wyjściu detektora NE567 pojawia się niestabilny przebieg, którego dekodowa− nie nie ma sensu, gdyż zależał on od odległo− ści nadajnika i odbiornika. (...) Nie żałuję prób przeprowadzonych z prze− twornikami ultradźwiękowymi, bo warto było. Najbardziej cieszy mnie to ostatnie zdanie listu. Nie tylko Marcin, ale i inni uczestnicy Szkoły przekonują się, że wiedza książkowa to nie wszystko. Naprawdę nie można zostać dobrym elektronikiem “na sucho”. Absolut− nie niezbędne są eksperymenty. Dlatego Marcinowi i innym Kolegom proponuję, że− 34 by jednak przejrzeli dokładnie karty katalo− gowe znanej od lat i popularnej kostki NE567, a potem przebadali ten pożyteczny układ w różnych konfiguracjach i przy róż− nych sygnałach wejściowych. Znam trochę kostkę 567 i wiem, że wspomniane problemy można usunąć, stosując odpowiedni układ pracy i dobierając kształt i poziom sygnału wejściowego. W zasadzie wszystkie wska− zówki można znaleźć w katalogu, ale trzeba się dobrze “sparzyć”, by nie zlekceważyć na pozór nieznaczących informacji z karty kata− logowej. A może należałoby zastanowić się, czy w ogóle kostka NE567 jest potrzebna? Czy selektywność przetwornika odbiorczego ultradźwięków nie jest wystarczająca? Jeśli już kostka NE567 miałaby być stosowana, to czy nie należałoby kluczować ultradźwięko− wej nośnej przebiegiem o znacznie niższej częstotliwości i właśnie tę częstotliwość de− kodować układem 567? Przy okazji mała dygresja: mam nadzieję, że uczestnicy Szkoły traktują udział w niej nie tylko jako sposobność zdobycia nagrody czy zobaczenia swojego nazwiska w poczyt− nym czasopiśmie i zabłyśnięcia wśród rówie− śników i nauczycieli. Zadania Szkoły mobili− zują do samodzielnych badań i znakomicie pomagają w zdobywaniu autentycznego do− świadczenia. Dlatego nieudane próby i częste “wpadki” nie są powodem do wstydu, o ile tylko wyciąga się z nich właściwe wnioski. A teraz kolejne układy. Fotografie 4 i 5 pokazują systemy z wykorzystaniem pod− czerwieni, których twórcą jest Jarosław Chudoba z Gorzowa Wlkp. Pierwszy z nich zawiera kodery UM3758−108. Układ pracuje, zasięg jest wystarczający − przekracza 4 me− try, jednak istotną wadą nadajnika jest to, że pracuje ciągle i konieczny jest dodatkowy wyłącznik zasilania. Aby włączyć lub wyłą− czyć jedno z dwóch urządzeń, należy włą− czyć zasilanie, nacisnąć jeden z dwóch przy− cisków, a po operacji wyłączyć zasilanie. Znacznie lepiej byłoby zastosować używany powszechnie, prosty sposób polegający na zastosowaniu odpowiedniej liczby diod, które po naciśnięciu przycisku zarówno po− dadzą minus zasilania na nóżkę masy, jak i wymuszą na wejściach informacyjnych od− powiedni kod. Przykłady rozwiązań podane są w kartach katalogowych tego typu ukła− dów; są też stosowane w aplikacjach podob− nych kostek. Drugi układ Jarka jest prostszy, nie zawie− ra koderów, jednak pewną wadą jest to, że będzie reagował na wszelkie sygnały modu− lowanej podczerwieni, czyli sygnały pilotów. Rys. 1 Elektronika dla Wszystkich Szkoła Konstruktorów Nie może więc być używany w pomieszcze− niach, gdzie stoi telewizor czy wieża audio. Chciałbym stwierdzić, że w obu przypad− kach Jarosław prawidłowo zrealizował ukła− dy generatorów “nośnej” 36kHz – zastoso− wał stabilne układy czasowe CMOS 4047. Brawo! Niestety, nie wszyscy uczestnicy pa− miętali o tej sprawie – niektórzy chcą wyko− rzystać najprostsze generatory z bramką Schmitta, a te, jak wiadomo, są niestabilne i ich częstotliwość silnie zależy od napięcia zasilającego. Pokazany na fotografii 6 układ Dariusza Knulla z Zabrza na pierwszy rzut oka wydał mi się zbyt prosty i niepraktyczny – przełą− czanie następuje pod wpływem jakiegokol− wiek silniejszego oświetlenia (latarką lub wskaźnikiem laserowym). Próby wykazały, jednak, że układ rzeczywiście daje się w pro− sty sposób sterować latarką oraz wskaźni− kiem laserowym, a nie reaguje na zapalanie żyrandola. I to jest niewątpliwie najprostsze i najtańsze z nadesłanych rozwiązań. Bardzo podoba mi się ten kolejny przykład wykorzy− stania jednego z najpopularniejszych ukła− dów rodziny CMOS 4000. Polecam ten po− mysł uwadze wszystkich, którzy chcą jak najtańszym kosztem zrealizować działający system zdalnego sterowania! Układ nie trafi jednak do publikacji w Forum Czytelników ani w dziale E−2000, ponieważ nadesłany model zachowywał się dziwnie po podłącze− niu doń żarówek o łącznej mocy 120W. Ory− ginalny schemat pokazany jest na rysunku 2. Dariusz przysyła do Redakcji wiele intere− sujących układów i to nie tylko w ramach Szkoły. Większość układów zawiera ciekawe rozwiązania, jednak prawie wszystkie układy wymagają indywidualnego dobierania ele− mentów, bardzo często zawierają nietypowe podzespoły i są montowane w nietypowy spo− sób. Z jednej strony jest to zaleta i przykład jak można praktycznie wykorzystać to, co się ma w szufladzie. Jednak z drugiej strony jest to poważna wada. Trzeba pamiętać, że czytel− nikami EdW są także mniej doświadczeni elektronicy, którzy chcieliby zbudować podobny układ, a akurat nie mają i nigdy nie będą mieć takiego samego elementu. Jeśli za− stosują inny, układ nie będzie pracował. Po− nadto, jeśli dane urządzenie miałoby być za− prezentowane w ramach działu E−2000, musi zawierać podzespoły dostępne w handlu, a nie jakieś pojedyncze elementy z odzysku, Fot. 1 Model Marcina Wiązani pochodzące z przypadkowych i niepowtarzal− nych źródeł. Zaprezentowany przełącznik świetlny Dariusza jest, patrząc z jednej strony, znakomitym przykładem, jak z garstki popu− larnych elementów zrobić pożyteczne urzą− dzenie. Jednak z drugiej jest typowym przy− kładem “partyzantki”. Zastosowany submi− niaturowy przekaźnik na pewno nie powinien być stosowany w obwodach sieci − a taka praktyka jest powszechna wśród amatorów. W przypadku przekaźników chodzi przede wszystkim o trwałość – delikatne styki nie wytrzymają dużego obciążenia i albo się szybko wypalą, albo się nawet skleją. Ktoś mógłby zaprotestować, że podobny przeka− źnik pracuje już rok i wszystko jest dobrze. Nie jest to znaczącym argumentem – nie można lekceważyć danych katalogowych. Owszem, nie mam wątpliwości, że w amator− skich konstrukcjach niektóre elementy beza− waryjnie pracują w warunkach trudniejszych, niż dopuszcza katalog, jednak trzeba brać pod uwagę to, że dzisiejsi uczestnicy Szkoły jutro będą prawdziwymi konstruktorami. Tak, je− steśmy w Szkole Konstruktorów, a nie w szkole “partyzantów”, dlatego muszę zwrócić na tę sprawę szczególną uwagę. Właśnie ze względu na to, postawione zadania trzeba re− alizować w sposób możliwie najmniej skom− plikowany, ale... nie bardziej. Podane uwagi, sprowokowane przez pro− jekt Dariusza, odnoszą się do wielu uczestni− ków Szkoły, a także osób, które przysyłają projekty do działów Forum Czytelników i E− Fot. 2 Projekt Marcina Wiązani Elektronika dla Wszystkich Fot. 3 Propozycja Marcina Wiązani Rys. 2 2000. Zdarzają się tu ciekawe projekty, ale są to układy “jednorazowe”, oparte na specyficz− nych częściach pochodzących z odzysku, zu− pełnie niedostępnych w handlu. Nie nadają się do publikacji, ponieważ praktycznie nikt inny ich nie zrealizuje. Tymczasem wystarczyłoby dodać jakiś tranzystor, rezystor, zwiększyć po− jemność kondensatora, a układ byłby “ela− styczny” i każdy mógłby w nim zastosować posiadane elementy. Podobny problem występuje też często przy próbie wykorzystania bardzo ciekawych układów scalonych, na przykład tajwańskich firm Holtek czy UMC. Kostki są w katalogu, próbki pojawiają się na rynku. Konstruktor otrzymuje próbki, wykonuje model. Potem przy próbie zakupu okazuje się, że owszem, dany typ kostki można sprowadzić, ale mini− malny zakup to... 10000 sztuk. Oczywiście trudno znaleźć odważnego, kto utopi dużą sumę pieniędzy w wątpliwej inwestycji (sprzedaż takiej liczby na niewielkim pol− skim rynku jest bardzo mało prawdopodob− na). Ten problem niejednokrotnie stawał przed Działem Zaopatrzenia AVT i to dlatego w EdW jest tak mało projektów z układami wymienionych firm. Nie chcielibyśmy, by projekty z takimi efemerycznymi układami były jak pokazywanie komuś smakowitego lizaka... przez szybę. Na problem ten natknął się też jeden z uczestników tego zadania, Grzegorz Kaczmarek z Opola, który Fot. 4 Rozwiązanie Jarosława Chudoby 35 Szkoła Konstruktorów bezskutecznie “polował” na układy Holteka HT12 i tylko dlatego nie zdołał na czas wy− konać modelu. Wracając do nadesłanych modeli, chciał− bym szczerze pochwalić Dariusza za orygi− nalny pomysł, ale muszę też stwierdzić, że zanadto uprościł układ. Naśladowcom, którzy chcieliby zbudować podobny prze− łącznik świetlny (a naprawdę warto spróbo− wać, bo układ zachowuje się nad podziw do− brze) proponowałbym wprowadzenie istot− nych zmian. W nadesłanym modelu znajdu− je się subminiaturowy przekaźniczek, które− go styki z całkowitą pewnością nie są prze− znaczone do pracy przy napięciu sieci i prą− dach rzędu amperów, więc szybko ulegną zniszczeniu (lub sklejeniu, lub przekaźnik będzie źle pracował pod wpływem pól ma− gnetycznych wytwarzanych przez duże prą− dy obciążenia). Prawdopodobnie dziwne za− chowanie modelu, który dobrze pracował bez obciążenia, a “szalał” po dołączeniu dwóch żarówek 60−watowych, wynikało właśnie z nieprawidłowej pracy przekaźni− ka. Jeśli jednak zastosowany zostanie więk− szy przekaźnik (o mniejszej rezystancji cew− ki), wydajność prądowa zasilacza, a przede wszystkim wydajność prądowa wyjścia ko− stki 4017 okażą się za małe. Ponadto dwuko− lorowa dioda włączona jest w nietypowy i niegodny polecenia sposób. Jej jasność świecenia jest bardzo mała, a na rezystorach szeregowych wydziela się znaczna moc. Za− miast diody dwukolorowej ze wspólną kato− dą można dać dwie oddzielne diody lub na− wet jedną. Można też spróbować włączyć diodę dwukolorową według rysunku 3. W stanie spoczynku będzie świecić dioda zielona. Po włączeniu przekaźnika zaświeci się dioda czerwona, a ponieważ prąd diody Zenera zmaleje, dioda zielona zgaśnie. Tyle o przełączniku świetlnym. Pokazany na fotografii 7 układ Bartło− mieja Stróżyńskiego z Kęt został wstępnie Rys. 3 Rys. 4 36 zakwalifikowany do druku w ramach Forum Rys. 5 lub E−2000. Wszyscy, którzy mieli styczność z modelem pytali, co to za niedźwiadek. Cier− pliwie tłumaczyłem, że jest to po prostu... ra− diowy pilot zdalnego sterowania. Jeśli model potwierdzi prawidłowe działanie w Pracowni Konstrukcyjnej AVT, jego opis ukaże się Fot. 5 Układ w jednym z najbliż− Jarosława Chudoby szych numerów EdW. Główną nagrodę (oraz 7 punktów) otrzy− muje tym razem Marcin Wiązania, głównie za trud włożony w wyko− nanie trzech modeli. Nagrody i punkty otrzy− mają także Jarosław Chudoba (5pkt.) i Da− riusz Knull (5pkt.). Bar− Fot. 6 Praca tek Stróżyński otrzymu− Dariusza Knulla je tylko 5 punktów, a za opublikowany projekt otrzyma honorarium. Rysunek 5 pokazuje sche− mat Fryderyka Meislera z Wrocławia. Układ jest w za− sadzie poprawny, ale prawdo− podobnie nie będzie popraw− nie pracował ze względu na właściwości kostki NE567, która na wyjściu nie wytwo− rzy “czystego prostokąta” nie− zbędnego do pracy przerzutni− ka T z kostką 4027. Ponadto w nadajniku pracuje generator z bramką Schmitta, który bę− dzie się “rozjeżdżał” przy zmianach napięcia zasilania. Rysunek 6 ilustruje nie− typową koncepcję zaprezen− towaną przez Marcina Przy− byłę z Siemianowic. Oto fragment nadesłanego e−mai− la: Proponowany przeze mnie układ może sterować max 10 urządzeniami. Działa w bardzo prosty sposób. (...) Pomysł zaczerpnąłem z Fo− rum Czytelników 2/98. W układzie odbiornika kość 4017 podaje kolejno stan Prace wysoki na bramki „and“. teoretyczne Impuls z odbiornika pod− Spośród prac teoretycz− czerwieni (po zanegowaniu) nych wybrałem kilka pada na wszystkie wejścia schematów. Rysunek 4 bramek. Jednocześnie może pokazuje uproszczony być przełączony tylko jeden schemat układu Grze− Fot. 7 Przyrząd Bartłomieja przerzutnik (zależy na której gorza Kaczmarka Stróżyńskiego bramce wystąpią na wejściu z Opola, którego z bra− ku kostek HT12 nie udało się zrealizować, dwie jedynki). Jedna grupa diod LED wska− jednak układ jest prawidłowy i powinien zuje, które urządzenie może być w tej chwi− li włączone, druga wskazuje stan urządze− działać. nia (zał/wył). Chcąc np. włączyć (lub wyłączyć) urzą− dzenie nr 1, wciskamy przycisk w nadajniku w momencie, w którym zaświeci się dioda podłączona do wyjścia Q1 itd. Urządzenie nie powinno reagować na piloty RTV po odpowiednim dobraniu wartości układu Elektronika dla Wszystkich Szkoła Konstruktorów czasowego przy odbiorniku podczerwieni. Mam coś podobnego w domu i działa bez zarzutu. Układ rzeczywiście ma szansą działać, jednak jego obsługa jest dość kłopotliwa i chyba niewiele osób zdecyduje się zapro− jektować schemat według tej koncepcji. Po− mysł jest jednak dobry na przykład dla osób o ograniczonych zdolnościach ruchowych. Ciekawe schematy systemów wykorzystu− jących podczerwień nadesłali Radosław Ko− zal z Rybnika oraz Piotr Figiel z Giebułtowa. Prosty i skuteczny sposób sterowa− niajednym urządzeniem zaproponował Wi− told Krzak z Żywca. Aby uniezależnić się od sygnałów pilotów, które z zasady pracu− ją z częstotliwością nośną 36kHz, chce za− stosować odbiornik reagujący na impulsy o częstotliwości 30kHz. Nadajnik zawiera tylko generator przebiegu 30kHz z kostką 555, a odbiornik oprócz układu SFH506−30 zawiera licznik 4017 pracujący w roli prze− rzutnika T oraz optotriak i triak. Witold Rys. 6 Rys. 7 Elektronika dla Wszystkich otrzyma upominek i trzy punkty, między in− nymi za to, że w nadajniku przewidział ob− wód uruchamiający generator tylko na chwilę, a nie na cały czas naciskania przy− cisku. Przy takich krótkich impulsach sca− lony odbiornik SFH (TFMS) będzie praco− wał poprawnie. Wszyscy wymienieni Koledzy otrzymają upo− minki i punkty (2...3). Upominek otrzyma także 12−letni Łukasz Szczę− sny z miejscowości Wy− ba za projekt systemu opartego na układzie Holtek HT6150, wzoro− wany na EP 11/99. Nato− miast nagrodę otrzyma 13−letni Maciek Łaszcz z Gdyni za swój projekt przełącznika dźwięko− wego. W liście napisał: przyznam się, że układ formowania i wzmacnia− nia impulsów przepisa− łem ze starego Radioe− lektronika. Jednak układ wybierania jest całkowi− cie moim samodzielnym pomysłem. Przełączniki dźwię− kowe zaproponowało kilkanaście osób. Większość to proste ukła− dy reagujące na każdy dźwięk. Maciek jako jeden z nielicznych zaproponował układ kil− kukanałowy. Poszczególne prze− rzutniki wyjściowe reagują nie na jeden, tylko na dwa, trzy lub cztery głośniejsze dźwięki, od− dzielone krótkimi przerwami i co bardzo ważne – pojawiające się w określonym odcinku czasu. Nadesłany schemat (z niewielki− mi poprawkami) pokazany jest na rysunku 7. Odebranie głośniejszego dźwięku powoduje pojawienie się w punkcie X ujemnego impulsu, który wyzwoli przerzutnik mono− Rys. 8 stabilny na jakiś czas t1 oraz spowoduje zwiększenie o jeden stanu licznika 4017. Ko− lejne takie impulsy spowodują dalsze zwięk− szanie stanu licznika IC1, ale na wyjściach wszystkich bramek IC2 nadal będzie się utrzy− mywał stan wysoki ze względu na stan niski na wyjściu zanegowanym przerzutnika mono− stabilnego. Po skończeniu czasu t1 w punkcie Y pojawi się stan wysoki i na wyjściu jednej z bramek NAND może pojawić się stan wyso− ki, który zmieni na przeciwny stan współpra− cującego przerzutnika T oraz wyzeruje licznik dzięki obwodowi z tranzystorem. Godne wzmianki rozważania i układy zna− lazłem również w pracach, które nadesłali Krzysztof Gedroyć ze Stanisławowa, Adam Cetera z Białegostoku, Krzysztof Gumien− ny z Warszawy, Jarek Dąbrowski z Czeladzi i Marcin Stanisławski z Gdańska. Podsumowanie Ogólnie biorąc, poziom prac był dobry. Oczywiście nie mogę zaprezentować wszyst− kich schematów. W wielu przypadkach za− proponowaliście użycie w odbiornikach zasi− lacza beztransformatorowego – bardzo słu− sznie. Jak zwykle w Szkole, wiele schematów zawierało błędy i niedoróbki. Na część już zwróciłem uwagę. Dodam jeszcze, że nie wszyscy podeszli do problemu ze strony praktycznej – trzeba pamiętać, że końcowym celem nie jest narysowanie schematu, ale wy− konanie urządzenia, które zda egzamin w praktyce. Dlatego trzeba było poświecić sporo uwagi obwodom zasilania i obudowie. Wiele nadesłanych schematów było zbyt rozbudowanych. Dwa można zobaczyć na rysunkach 8 i 9. Fragment nadajnika pod− czerwieni z rysunku 8 można znacznie upro− ścić i ulepszyć (stabilność częstotliwości), stosując jedną kostkę 4047. Tak samo można uprościć nadajnik z rysunku 9 (pokazałem też błędny przykład włączenia fotodiody odbiorczej). Ciąg dalszy na stronie 39 37 Szkoła Konstruktorów Co tu nie gra? Rozwiązanie zadania 50 W EdW 4/2000 na stronie 38 zamieszczony był schemat “sygnalizatora przepalenia ża− rówek”, nadesłany jako rozwiązanie głów− nego zadania ze Szkoły. Schemat ten poka− zany jest na rysunku A. Rys. A O ile główne zadanie nr 50 ze Szkoły okazało się trudne, o tyle drugie zadanie “Co tu nie gra?” było bardzo łatwe i cieszy− ło się wyjątkowym powodzeniem. Praktycz− nie wszyscy uczestnicy prawidłowo odpo− wiedzieli na pytanie “Co tu nie gra?”. Głównym “grzechem” pomysłodawcy tego rozwiązania jest stanowcze twierdze− nie, iż testował ten układ w samochodzie. Nie jest to prawdą. Układ na pewno nie był testowany − w proponowanym rozwiązaniu po włączeniu świateł natychmiast przepalił− by się bezpiecznik oraz odparowałaby ścieżka płytki drukowanej. Według schematu “dolny” zacisk bez− piecznika jest dołączony do masy. Ogromny prąd zwarcia akumulatora o wartości kilku− set amperów popłynie do masy przez wy− łącznik (przekaźnik), bezpiecznik ścieżki płytki drukowanej oraz przewody. Nic dziw− nego, że jeden z uczestników napisał, że szkolny kolega, Marcin (...) dał (dosłownie) czadu – mówię o stanie instalacji elektrycz− nej po próbie włączenia świateł. Część uczestników napisała jedynie, że przepaleniu ulegnie bezpiecznik. Odpo− wiedź taka jest prawidłowa. Jednak nie− którzy słusznie przypuszczali, że przepalą się też ścieżki i przewody. Mieli rację, a potwierdza to zamieszczona obok foto− grafia nadesłanego modelu. Wystarczy po− równać grubość drutu topikowego (właści− wie taśmy) samochodowego 25...30−ampe− rowego bezpiecznika z grubością (ściślej z przekrojem) ścieżki na płytce, czy nawet z grubością cienkiego przewodu dołączo− nego do płytki. Choć nie jest to sprawa najważniejsza, warto przypomnieć, że każdy przewód 38 i ścieżka mają jakąś niezerową rezystancję. Wynosi ona co prawda tylko ułamki oma, ale przy przepływie dużych prądów w rezystan− cji tej wydziela się znaczna ilość ciepła (P=I2R) i następuje wzrost temperatury. Ścieżka na płytce drukowanej tylko z pozoru wygląda solidnie. Jej grubość wynosi typowo tylko 0,035mm. Przy szerokości ścieżki równej 1mm przekrój wynosi tylko 0,035mm2. Taki sam przekrój ma drut o średnicy 0,2mm. Udowa− dnia to, że ścież− ka taka ulegnie przepaleniu pod wpływem wyso− kiej temperatury, jaka się wytworzy przy przepływie dużego prądu. cały czas, co też jest błędem – powinno być podawane dopiero po włączeniu świateł. Układ musiałby zostać przekonstruowany według rysunku C, jednak wtedy w żadnym wypadku nie może w nim pracować układ LM358, a jedynie TL082 czy podobne. Takich propozycji poprawy układu było wiele, a zde− cydowana większość nie zawierała błędów. Jednak kilku uczestników zapomniało o tym, że wzmacniacze operacyjne LM358 nie mogą pracować z napięciami wejściowymi bliskimi dodatniemu napięciu zasilania. Pisałem o tym i przypominałem nie raz, ale są osoby, do których ta ważna informacja nadal nie dotarła. Rys. B W proponowanym układzie sygnalizatora spalenia żarówki błędny był nie tylko sposób podłączenia. Wielu uczestników wskazało, że układ teoretycznie mógłby pracować, jeże− li bezpiecznik byłby włączony od strony mi− nusa, jak pokazuje rysunek B. Oczywiście nie ma to praktycznego sensu, bo we współ− czesnych samochodach minus akumulatora jest połączony z masą, a wszystkie bezpieczniki włą− czone są w obwód plusa zasilania. Tyl− ko nieliczni zauwa− żyli jednak, że w ta− kim połączeniu brzęczyk... praco− wałby cały czas, gdy żarówki są sprawne. Ponadto rysunek A sugeruje, że na− pięcie zasilające jest podawane na układ W przypadku układu z rysunku C ważne jest, by zasilanie układu pojawiało się dopie− ro po włączeniu świateł. W przeciwnym wy− padku (gdyby układ był zasilany stale, a światła wyłączone) działanie byłoby wręcz nieprzewidywalne. Rzecz w tym, że nie wia− domo, jaki byłby stan wyjścia wzmacniacza U1A, gdyby jego wejścia miały potencjał masy. Kostki TL082 i podobne mogą praco− wać przy napięciach wejściowych bliskich plusa zasilania, ale nie sposób przewidzieć, jak zachowają się w niedozwolonym zakresie Rys. C Elektronika dla Wszystkich Szkoła Konstruktorów napięć wejściowych – może się zdarzyć, że stan wyjścia będzie różny w poszczególnych egzemplarzach, bo będzie zależał od wartości napięcia niezrównoważenia wzmacniacza al− bo jeszcze innych czynników. Nie jest natomiast problemem zastosowa− nie w układzie popularnych kostek o zakre− sie temperatur pracy 0...+70oC, na co zwra− cali uwagę niektórzy uczestnicy. Taki zakres temperatur pracy ma większość popularnych układów scalonych dostępnych dla amato− rów. Początkujący elektronicy mają zupełnie fałszywe wyobrażenie o problemie tempera− tur pracy. Uważają mianowicie, że w niż− szych temperaturach kostka nie będzie dzia− łać. Tymczasem żaden układ nie ma w sobie czujnika, który go wyłączy przy spadku tem− peratury poniżej zera. Układy “komercyjne” (commercial) o katalogowym zakresie tem− peratur pracy będą na pewno pracować przy temperaturach otoczenia nawet −20oC. Za− zwyczaj będą też pracować w temperaturach znacznie wyższych niż +70oC. W przypadku wysokich temperatur problem w tym, żeby odprowadzić ewentualne ciepło, by tempera− tura struktury nie przekroczyła +150oC. Przy małych mocach strat nie ma takiej obawy. Podany w katalogach zakres temperatur pra− cy oznacza przede wszystkim, że producent gwarantuje w takich warunkach parametry po− dane w katalogu, w tym niezawodność. Kluczo− wą sprawą jest typ obudowy – popularne “ko− mercyjne” kostki są zamykane w plastikowych obudowach, które są bardzo tanie, ale nie mają dobrych właściwości cieplnych (odprowadza− nie ciepła, zapewnienie hermetyczności przy szybkich zmianach temperatury) i nie gwaran− tują odpowiedniej niezawodności w ekstremal− nych warunkach pracy. Dlatego w układach “przemysłowych” (industrial) o rozszerzonym zakresie temperatur pracy, stosowane są obudo− wy ceramiczne, mające lepsze właściwości cie− plne. Natomiast układy mające najszerszy za− kres temperatur pracy, wymagające najwyższej niezawodności, przeznaczone do sprzętu woj− skowego, lotniczego, medycznego (military) są zwykle pakowane w znane od wielu lat obudo− wy metalowe. Już z tego można wysnuć wnio− sek, że o zakresie temperatur pracy decyduje w ogromnej mierze obudowa, a nie wewnętrz− na struktura półprzewodnikowa. Kilku uczestników słusznie zwróciło uwagę, ze układ będzie kłopotliwy w użyt− kowaniu, bo spadki napięcia na bezpieczni− kach będą różne i po każdej wymianie bez− piecznika konieczna będzie kalibracja. To prawda, jednak wymiana bezpiecznika zda− rza się rzadko, więc na pewno niektórzy zdecydują się na takie utrudnienie. Nagrody za prawidłowe odpowiedzi wy− losowali: Piotr Tatoń – Kęty Tomasz Jadasch − Kęty Jerzy Klaczak – Katowice Łukasz Dąbrowski − Tarnobrzeg Zadanie numer 54 Na rysunku D pokazano kolejny układ nadesłany do Szkoły jako rozwiązanie głównego zadania. Według opisu ma to być termometr o zakresie –7o...+3oC. Jak zwykle pytanie brzmi: Co tu nie gra? Odpowiedzi oznaczcie dopiskiem Nie− Gra54 i nadeślijcie w ciągu 45 dni od uka− zania się tego numeru EdW. Rys. D Ciąg dalszy ze strony 37 Punktacja Szkoły Konstruktorów Nie wszyscy przemyśleli sprawę elimi− nacji zakłóceń ze strony fabrycznych pilo− Rys. 9 Elektronika dla Wszystkich tów podczerwieni i radiowych (nadajników 433MHz). Ponieważ temat jest ciekawy i godny uwagi, zachęcam jeszcze raz do przemyśle− nia swoich i cudzych pomysłów. Warto coś podobnego wykonać. Ja też równolegle z tym zadaniem wy− konałem projekt pro− stego czterokanało− wego systemu stero− wania podczerwie− nią. Zostanie on za− prezentowany w jed− nym z najbliższych numerów. Zachęcam też do udziału w bieżącym zadaniu. Wasz instruktor Piotr Górecki Dariusz Knull Zabrze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Marcin Wiązania Gacki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Piotr Wójtowicz Wólka Bodzechowska . . . . . . . . . . . . . . . 39 Paweł Korejwo Jaworzno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Bartłomiej Stróżyński Kęty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Marcin Piotrowski Białystok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Tomasz Sapletta Donimierz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Rafał Wiśniewski Brodnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Jarosław Kempa Tokarzew . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Krzysztof Kraska Przemyśl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Krzysztof Nytko Tarnów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Barbara Jaśkowska Gdańsk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Mariusz Wesołowski Radom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Jakub Mielczarek Mała Wola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Grzegorz Kaczmarek Opole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Mariusz Nowak Gacki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Arkadiusz Antoniak Krasnystaw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Bartłomiej Radzik Ostrowiec Św. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Filip Rus Zawiercie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Czesław Szutowicz Włocławek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Maciej Ciechowski Gdynia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Radosław Koppel Gliwice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Bartosz Niżnik Puławy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Roland Belka Złotów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Marek Grzeszyk Stargard Szcz.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Michał Kobierzycki Grójec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Łukasz Malec Tomaszów Lub. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Marcin Przybyła Siemianowice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 39
