33 szk08.qxd

Szkoła Konstruktorów
Szko³a
Konstruktorów
Rozwi¹zanie zadania powinno zawieraæ schemat elektryczny i zwiêz³y opis dzia³ania. Model
i schematy monta¿owe nie s¹ wymagane, ale przys³anie dzia³aj¹cego modelu lub jego fotografii
zwiêksza szansê na nagrodê. Praca powinna zawieraæ imiê, nazwisko, adres zamieszkania i adres
e-mailowy Autora, a poniewa¿ rozwi¹zania nadsy³aj¹ Czytelnicy o ró¿nym stopniu zaawansowania, mile widziane jest podanie swego wieku. Prace nale¿y nadsy³aæ w terminie 45 dni od ukazania siê numeru EdW (w przypadku prenumeratorów – od otrzymania pisma poczt¹).
Ewentualne listy do redakcji, rozwi¹zania innych konkursów czy spostrze¿enia do erraty powinny byæ umieszczone w oddzielnych e-mailach (jeœli s¹ przysy³ane e-mailem) lub na oddzielnych
kartkach, równie¿ opatrzonych nazwiskiem i pe³nym adresem (gdy przesy³ane s¹ zwyk³¹ poczt¹).
Zadanie nr 114
W EdW 3/2004 by³o postawione zadanie nr
97: Zaprojektowaæ uk³ad u³atwiaj¹cy wytyczanie punktów do wiercenia w œcianie (przegrodzie) albo dowolny uk³ad do wykrywania
i lokalizowania przedmiotów. Cztery miesi¹ce
póŸniej, w rozwi¹zaniu zadania 97 napisa³em:
Jednak praktycznie nie by³o systemów
akustycznych, ultradŸwiêkowych oraz klasycznych wykrywaczy metalu. Dojrzewa we
mnie postanowienie, ¿eby takim tematom
poœwiêciæ oddzielne zadania Szko³y.
I po kilkunastu miesi¹cach postanowienie
to wreszcie dojrza³o. Oto w³aœciwe zadanie na
sierpieñ, drugi wakacyjny miesi¹c:
Zaproponuj uk³ad pomiarowy, czujnik
(wykrywacz, sygnalizator) albo inne urz¹dzenie, wykorzystuj¹ce pole magnetyczne
lub elektromagnetyczne, albo te¿ dŸwiêki
lub ultradŸwiêki.
W ¿adnym przypadku nie jest to propozycja dla teoretyków. Niech œwiadcz¹ o tym
listy, które ju¿ dawno temu nap³ynê³y do
redakcji. Oto jeden z nich: Droga Redakcjo!
Jestem sta³ym czytelnikiem EdW i EP (…),
i trafi³ mi siê ciekawy problem do rozwi¹zania. W jaki sposób mo¿na zbudowaæ detektor,
który wykrywa³by z³e ziarna grochu (chodzi
o zwyk³y groch, np. zwany popularnie Jaœ
Fasola). Wykrywanie za pomoc¹ œwiat³a jest
trochê skomplikowane w budowie, kolega
podsun¹³ mi pomys³ detekcji za pomoc¹ kondensatora – badanie przenikalnoœci grochu
umieszczonego miêdzy ok³adkami. Co o tym
s¹dzicie, a mo¿e s¹ inne sposoby? (…)
Inny Czytelnik napisa³ w mailu: Witam,
czy jest szansa, aby pojawi³ siê temat „mier-
E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h
nik gruboœci lakieru samochodowego” jako
zadanie w Szkole Konstruktorów? Mo¿e jako
projekt? W koñcu mamy okres podwy¿szonej
aktywnoœci kupowania aut u¿ywanych. (…)
W œwietle zacytowanych listów zadanie
mo¿e wygl¹daæ na piekielnie trudne. Ale
przecie¿ rozwi¹zaniem nie musi byæ dzia³aj¹cy model miernika gruboœci lakieru i innych
warstw pod nim ukrytych. Jak zawsze szansê
na upominki, a nawet nagrody, maj¹ tak¿e
prace teoretyczne zawieraj¹ce choæby tylko
ogóln¹ ideê.
Dlatego zachêcam wszystkich, zarówno
zaawansowanych, jak i pocz¹tkuj¹cych do
udzia³u w tym zadaniu. Bo przecie¿ pole do
popisu jest wyj¹tkowo szerokie.
Od razu zaznaczam, ¿e przy ocenie
Waszych prac szczególn¹ uwagê zwrócê na
opisy udanych i nieudanych eksperymentów. Za to bêdzie mo¿na „zarobiæ” najwiêcej
punktów oraz nagrody. Przysy³ajcie tak¿e
opisy nieudanych prób – to te¿ jest bardzo
cenne, poniewa¿ inni m³odzi Czytelnicy
zostan¹ zachêceni do dzia³añ praktycznych,
ostrze¿eni przed pu³apkami i ukierunkowani.
Zwróæcie uwagê na ultradŸwiêki. Zakres
ich zastosowañ to miêdzy innymi sonary,
urz¹dzenia do pomiaru odleg³oœci, „radary”
do omijania przeszkód, pomiar gruboœci
warstw, szukanie defektów, odstraszacze, itp.
Poniewa¿ ultradŸwiêki mog¹ nieœæ znaczn¹
energiê i daj¹ siê ogniskowaæ w wi¹zkê,
wykorzystywane s¹ w myjkach ultradŸwiêkowych, nawil¿aczach, a spektakularnym (choæ
nie³atwym do uzyskanie efektem) jest t³uczenie delikatnych kieliszków na odleg³oœæ za
pomoc¹ silnej wi¹zki ultradŸwiêków.
Oprócz ultradŸwiêków i dŸwiêków zadanie obejmuje urz¹dzenia wykorzystuj¹ce pole
magnetyczne i elektryczne, dlatego weŸcie
pod uwagê wykrywacze metali. Co prawda
wykrywaczom metali nale¿a³oby poœwiêciæ
oddzielny temat (i mo¿e to zrobimy), a do
wykonania profesjonalnego wykrywacza
potrzeba sporo wiedzy, a jeszcze wiêcej starannoœci. Niemniej warto przeprowadziæ
choæby nawet proste eksperymenty zwi¹zane
z wykorzystaniem pola magnetycznego.
Przypominam: eksperymenty to podstawowy i najlepszy sposób nauki elektroniki.
A wakacyjny miesi¹c sierpieñ to znakomity
czas na przeprowadzenie eksperymentów.
Tym bardziej, ¿e pocz¹wszy od sierpnia
przed³u¿am termin nadsy³ania prac z 45
dni do 60 dni, czyli do dwóch miesiêcy.
Dodatkowe opóŸnienie o kilka dni te¿ nie
przeszkodzi w uwzglêdnieniu pracy podczas
opracowania rozwi¹zañ.
Nie zdziwcie siê wiêc, jeœlibyœcie w nastêpnym numerze nie zobaczyli rozwi¹zania
kolejnego zadania. Jak pisa³em wczeœniej,
niektóre rozwi¹zania zawieraj¹ce modele
docieraj¹ do mnie po terminie. Nie chcê w
najmniejszym stopniu zniechêcaæ najbardziej
BARDZO PROSZÊ wszystkich uczestników, tak¿e
osoby nadsy³aj¹ce prace e-mailem (na adres
[email protected])), ¿eby podawa³y nie tylko
imiê, ale te¿ nazwisko, adres zamieszkania
oraz wiek. Jest to mi pomocne przy opracowywaniu rozwi¹zañ, ocenie prac oraz wysy³ce upominków
i nagród.
Jeœli na ³amach czasopisma nie chcecie
ujawniaæ swoich danych - napiszcie, a za chowam dyskrecjê, podaj¹c tylko imiê i pierw sz¹ literê nazwiska, ewentualnie miejscowoœæ
zamieszkania.
Z góry DZIÊKUJÊ!
33
Szkoła Konstruktorów
pilnych uczestników Szko³y, dlatego zdecydowa³em siê przesun¹æ termin publikacji rozwi¹zañ ju¿ w najbli¿szym czasie.
Przypominam, ¿e czekam zarówno na rozwi¹zania praktyczne, jak równie¿ na wszelkie
pomys³y i propozycje teoretyczne. Z wielk¹
przyjemnoœci¹ zaprezentowa³bym w EdW
Rozwi¹zanie zadania nr 110
Temat kwietniowego zadania 110 brzmia³:
Zaproponuj urz¹dzenie audio, maj¹ce
zwi¹zek z komputerem.
Cieszê siê, ¿e nadesz³y liczne rozwi¹zania,
w tym efektowne modele, które mo¿ecie
podziwiaæ na fotografiach. Znów s³owa uznania nale¿¹ siê przede wszystkim najm³odszym
Czytelnikom, którzy pokazali, ¿e nawet
w m³odym wieku mo¿na stworzyæ godne
uwagi projekty. Niech to bêdzie zachêt¹ dla
innych, nie tylko najm³odszych.
Rozwi¹zania teoretyczne
Wœród rozwi¹zañ teoretycznych pojawi³y siê
pomys³y i schematy mikserów, prze³¹czników
audio, a nawet efektów œwietlnych. W tej grupie uczestników chcia³bym wymieniæ z nazwiska pocz¹tkuj¹cych i najm³odszych: Dariusza Iwanoczko z Brzegu Dolnego, Rados³awa Krzemiñskiego z Wy¿nik, Mateusza
Wielechowskiego z Warszawy, Patryka
Nowackiego z Uniszewa i Konrada Wêgielewskiego z Olsztyna.
Kilka osób po prostu nades³a³o schematy
wzmacniaczy (koñcówek) mocy. Wzmacniacze te maj¹ byæ do³¹czone do wyjœcia liniowego s³uchawkowego w komputerze. Ma to
po prostu byæ zamiennik dla najtañszych
zestawów kolumienek. Idea jest godna rozwa¿enia, tylko trzeba wzi¹æ pod uwagê kilka
istotnych czynników. Warto pamiêtaæ, ¿e kupuj¹c w detalu uk³ad scalony, resztê elementów, g³oœniki i obudowê, zap³acimy kilka razy
wiêcej ni¿ za podobnej klasy gotowy zestaw
wyprodukowany gdzieœ w Chinach, a efekt
estetyczny bêdzie zdecydowanie gorszy. Cena
nie jest wiêc zachêt¹ do tworzenia w³asnego
wzmacniacza. Powodem mo¿e byæ albo chêæ
zrobienia czegoœ w³asnorêcznie, albo te¿
poszukiwanie lepszej jakoœci dŸwiêku. Ten
drugi powód mo¿e okazaæ siê istotny, poniewa¿ z regu³y nawet tanie karty komputerowe
zapewniaj¹ sygna³ zaskakuj¹co dobrej jakoœci, a fatalny dŸwiêk wynika z w³aœciwoœci
beznadziejnie s³abych g³oœniczków i najtañszych wzmacniaczy. Tu warto przypomnieæ,
¿e drukowana na opakowaniach krzykliwa
informacja, i¿ dany zestaw g³oœniczków komputerowych ma moc 50W, 100W czy wiêcej
watów jest z gruntu fa³szywa. Z oczywistych
wzglêdów zestaw tak naprawdê daje mniej
mocy, ni¿ wynosi moc transformatora we
34
sprawdzone projekty urz¹dzeñ, które wypróbowaliœcie w praktyce, bêd¹ce plonem zadania 114, a w Forum Czytelników znajdzie siê
miejsce na opis interesuj¹cych eksperymentów, niekoniecznie zakoñczonych szczêœliwym rozwi¹zaniem problemu. Zachêcam te¿
praktyków, w tym profesjonalistów, do
podzielnia siê doœwiadczeniem w zakresie
wykorzystania ultradŸwiêków dŸwiêków,
oraz pól (elektro)magnetycznych. Nadsy³aj¹c
model, zawsze do³¹czajcie w³asnorêcznie
podpisane oœwiadczenie, ¿e projekt zosta³
samodzielnie opracowany przez podpisanego
i ¿e nie by³ dotychczas nigdzie publikowany.
wtyczkowym zasilaczu tego zestawu, a zwykle moc transformatora wynosi 4…10W.
Druga sprawa to g³oœniki. Jeœli ktoœ ju¿ ma
kolumny, zw³aszcza jakieœ starsze „Tonsile”,
to naprawdê powinien zbudowaæ koñcówkê
mocy, a jeszcze lepiej wypróbowaæ, jak
brzmi¹ wzmacniacze zrealizowane na ró¿nych kostkach. Ró¿nice w jakoœci dŸwiêku
z poszczególnych uk³adów scalonych okazuj¹
siê zauwa¿alne nawet dla niewprawnego ucha.
Okazuje siê te¿, ¿e zazwyczaj maj¹ce kilkanaœcie czy dwadzieœcia kilka lat krajowe kolumny brzmi¹ nieporównanie lepiej ni¿ „nowoczesne” chiñskie g³oœniczki komputerowe.
W tym kontekœcie informujê, ¿e Marcin
Dobrogowski z Gajownik k/Choroszczy
postanowi³ wykonaæ wzmacniacz mocy do
swego komputera z wykorzystaniem kostki
TDA1553. Natkn¹³ siê na problem zak³óceñ
zwi¹zany z obwodem masy.
Ju¿ po pierwszych próbach przekona³ siê,
¿e konieczne jest rozdzielenie obwodu masy
mocy od obwodu masy wejœciowej. Wykorzysta³ fakt, ¿e wzmacniacze
maj¹ oddzielne koñcówki masy mocy i masy wejœciowej
(sygna³owej). Co prawda nie
rozwi¹za³ problemu do koñca,
jednak wiele siê nauczy³. Przydzielam Marcinowi dla zachêty upominek
Zachêcam te¿ wszystkich
m³odych Czytelników do dalszego zdobywania wiedzy,
a przede wszystkim do dzia³añ
praktycznych.
kostk¹ TDA2009. Fotografia 1 pokazuje dwa
wykonane przez Autora ujêcia modelu.
Wzmacniacz wykorzystywany jest g³ównie
do wspó³pracy z komputerem, ale ma piêæ
wejœæ i mo¿e wspó³pracowaæ tak¿e z innymi
Ÿród³ami (wybór Ÿród³a – prze³¹cznikiem).
Schemat i opis mo¿na znaleŸæ w Przyjaznym
Portalu EdW jako jadasch.zip. Autor pisze, ¿e
przetestowa³ wersjê z TDA2009 oraz
TDA7262 i stwierdzi³, i¿ kostka TDA7262
zapewnia lepsze doznania przy s³uchaniu
muzyki. Jako regulator barwy dŸwiêku zosta³
wykorzystany uk³ad z „Miksera dyskotekowego” z EdW 2/2004 ze wzmacniaczem operacyjnym NE5532 lub TL072.
12-letni Tomasz Albrecht z Koluszek
przys³a³ model 3-kana³owego miksera. Oryginalny schemat pokazany jest na rysunku 1,
a fotografia 2 przedstawia model. Schemat
miksera jest prawid³owy, tylko rezystor R3
nale¿y do³¹czyæ nie do wyjœcia wzmacniacza
operacyjnego, tylko za kondensatorem C4,
czyli na wyjœciu ca³ego miksera. Ten rezystor
Rozwi¹zania
praktyczne
Tomasz Jadasch z Kêt przys³a³ opis wykonanego przez Rys. 1
siebie wzmacniacza audio z
Fot. 1 Wzmacniacz Tomasza Jadascha
E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h
Szkoła Konstruktorów
pomo¿e na³adowaæ i roz³adowaæ kondensator
sprzêgaj¹cy C4. Nie mam w¹tpliwoœci, ¿e 12letniemu uczestnikowi Szko³y za ten uk³ad
i model nale¿y siê nagroda.
Niewiele starszy, bo 15-letni Dominik
Ciurej z Trzemesnej przys³a³ model prostego
efektu œwietlnego z kostk¹ 4017. Oryginalny
schemat pokazany jest na rysunku 2, a model
na fotografii 3. Ja dodam, ¿e zastosowanie
transoptora ma sens tylko w przypadku, gdy
tranzystor T1 jest zasilany z oddzielnego zasilacza (baterii) ni¿ reszta uk³adu, co zaznaczy³em na schemacie kolorami czerwonym i zielonym.
Fotografie 4a i 4b pokazuj¹ model
Jaros³awa Tarnawy z Godziszki. Ten wierny uczestnik Szko³y tym razem przys³a³
Kompukser, czyli komputerowy mikser.
Natomiast fotografia 5 przedstawia prze³¹cznik audio wykonany przez Jakuba
Sobañskiego z Rudki. Podobnie fotografia
6 prezentuje automatyczny prze³¹cznik audio
Roberta Jaworowskiego z Augustowa.
Natomiast na fotografii 7 pokazane s¹ trzy
ujêcia modelu przetwornika cyfrowo-analogowego DAC-0 przeznaczonego do wspó³pracy z napêdem CD-ROM lub tanim odtwarzaczem CD. Autorem jest 16-letni Piotr
Cieœliñski z Krakowa.
Fot. 3 Model Dominika Ciureja
Rys. 2
E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h
Fot. 2 Mikser
Tomasza Albrechta
Podsumowanie
Ogólnie bior¹c, jestem zadowolony z nades³anych rozwi¹zañ. S³owa uznania i pochwa³y
nale¿¹ siê zw³aszcza najm³odszym, kilkunastoletnim uczestnikom! Mam jednak pewien
niedosyt, zwi¹zany z problemem masy i t³umienia zak³óceñ. Tylko dwóch uczestników
wspomnia³o o tym problemie, a jest to niezmiernie wa¿na kwestia praktyczna. Otó¿
chodzi o to, ¿e przy wspó³pracy ró¿nych
urz¹dzeñ audio, masy tych
urz¹dzeñ s¹ ze sob¹
po³¹czone,
co jest oczywiste. Teoretycznie ca³y obwód
masy, czy po³¹czonych mas rozmaitych urz¹dzeñ, powinien mieæ jednakowy potencja³ –
przyjmujemy, ¿e napiêcie na masie jest równe
zeru. W praktyce okazuje siê jednak, ¿e w obwodach masy p³yn¹ pr¹dy, co skutkuje
powstaniem spadków napiêcia na rezystancji
masy. Czym wiêkszy i bardziej z³o¿ony system, tym wiêksz¹ uwagê trzeba poœwiêciæ
obwodowi masy. W komputerze sytuacja jest
szczególnie skomplikowana, poniewa¿ wystêpuj¹ tam i obwody analogowe, i cyfrowe,
a w obwodach masy p³yn¹ du¿e pr¹dy. Omówienie szczegó³ów na pewno wykracza poza
ramy naszej Szko³y. W ka¿dym razie poszczególne punkty komputerowej masy mog¹
mieæ znacz¹co ró¿ne potencja³y i nie jest obojêtne, gdzie bêdzie do³¹czony obwód masy
wspó³pracuj¹cych zewnêtrznych urz¹dzeñ
audio. Nie wchodz¹c w szczegó³y, mo¿na
stwierdziæ, ¿e 99% problemów z mas¹ mo¿na
³atwo zlikwidowaæ, wykorzystuj¹c rozwi¹zanie tylko na pozór archaiczne, a mianowicie
transformator separuj¹cy o przek³adni 1:1,
w którym uzwojenia pierwotne i wtórne s¹ od
siebie odizolowane galwanicznie. Poniewa¿
przenoszona moc jest znikoma, wystarczy
miniaturowy transformatorek o objêtoœci
kilku centymetrów szeœciennych. Problem
w tym, sk¹d wzi¹æ taki transformator. Do
zastosowañ audio trzeba wykorzystaæ transformator przenosz¹cy pe³ne pasmo akustyczne. Powinien to byæ transformator przeznaczony specjalnie do takich celów, a nie transformator sieciowy od zasilacza. Takie transformatory s¹ nadal stosowane w profesjonalnej aparaturze audio. Hobbyœci odzyskuj¹ je
te¿ ze starych mikrofonów, poniewa¿ niektóre
maj¹ wbudowany taki transformatorek.
Innym Ÿród³em transformatorków s¹ bardzo
stare odbiorniki tranzystorowe, gdzie by³y
stosowane we wzmacniaczach mocy. Takie
transformatory miewaj¹ ró¿n¹ przek³adniê, od
1:1 do 1:10, jednak zazwyczaj udaje siê je
sensownie spo¿ytkowaæ. Mo¿na wykorzystaæ
35
Szkoła Konstruktorów
transformatory g³oœnikowe – ich wad¹ s¹
znaczne wymiary, ale za to pasmo przenoszenia jest jak najbardziej do zaakceptowania,
a i przek³adnia jest w miarê sensowna (1:2 …
1:5). W najmniej wymagaj¹cych zastosowaniach mo¿na od biedy stosowaæ ma³e, dwuwatowe transformatory sieciowe od zasilaczy,
o mo¿liwie du¿ym napiêciu wtórnym (¿eby
przek³adnia by³a jak najmniej odleg³a od
po¿¹danej wartoœci 1:1). Fotografia 8 pokazuje ma³y, profesjonalny transformatorek
separuj¹cy o przek³adni oko³o 1:1 (œciœlej
1:1,1), w którym oprócz czterech wyprowadzeñ dwóch uzwojeñ, wystêpuje pi¹ty przewód po³¹czony z obudow¹, który do³¹czony
do masy pomaga t³umiæ wp³yw zewnêtrznych
zak³óceñ. W praktyce oprócz problemu masy
wystêpuje te¿ problem przepiêæ i innych
du¿ych sygna³ów, które mog³yby uszkodziæ
wejœcie karty dŸwiêkowej komputera. Tak¿e
i tutaj znakomitym rozwi¹zaniem jest transformator separuj¹cy z dodatkowym prostym
obwodem ogranicznika napiêcia. Przyk³ad
pokazany jest na rysunku 3. Miêdzy transformatorem a wejœciem karty w³¹czony jest
ogranicznik w postaci rezystora i dwóch przeciwsobnie w³¹czonych diod LED. Dwie zielone czy ¿ó³te diody LED s¹ tu dobrym rozwi¹zaniem, poniewa¿ ogranicz¹ amplitudê przebiegów wejœciowych do oko³o ±2V. Zalet¹
jest fakt, ¿e diody LED s¹ szybkie, maj¹ stosunkowo niewielk¹ pojemnoœæ i ma³y pr¹d
up³ywu dla napiêæ ni¿szych od napiêcia przewodzenia. Jeœliby na wejœciu liniowym
dopuszczalne by³y sygna³y u¿yteczne o wiêkszej amplitudzie, wystarczy po³¹czyæ w szereg dwie lub trzy diody LED.
Taki prosty uk³ad skutecznie rozwi¹zuje
dwie istotne kwestie: oddzielenie galwaniczne i ochronê przed przepiêciami. Niestety,
zdobycie potrzebnego transformatora mo¿e
okazaæ siê trudne, dlatego nale¿y wiedzieæ
o innej mo¿liwoœci, te¿ czêsto stosowanej,
nawet w aparaturze profesjonalnej. Chodzi
o wzmacniacz ró¿nicowy, zwany czasem
elektronicznym transformatorem lub elektronicznym symetryzatorem. Znane s¹ ró¿ne rozwi¹zania wzmacniaczy ró¿nicowych. Najprostszym rozwi¹zaniem jest uk³ad ze
wzmacniaczem operacyjnym i czterema jednakowymi rezystorami o rezystancji 4,7kΩ …
47kΩ wed³ug rysunku 4. Taki prosty uk³ad
ma tê zaletê, ¿e w przeciwieñstwie do transformatora przenosi dobrze sygna³y o bardzo
ma³ych czêstotliwoœciach, w tym napiêcia sta³e.
Wad¹ jest koniecznoœæ zasilania napiêciem
Fot. 4a Kompukser Jaros³awa Tarnawy
Fot. 4b Kompukser Jaros³awa Tarnawy
Fot. 5 Prze³¹cznik Jakuba Sobañskiego
Rys. 3
Fot. 6 Prze³¹cznik Roberta Jaworowskiego
36
E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h
Szkoła Konstruktorów
symetrycznym wzglêdem masy. Mo¿na spróbowaæ wykorzystaæ napiêcia dostêpne
w komputerze (±12V lub ±5V). Generalnie
jednak wykorzystywanie zasilania z komputera mo¿e wi¹zaæ siê w pewnymi problemami
i uzyskany efekt koñcowy mo¿e nie byæ a¿ tak
dobry, jak w przypadku transformatora
z rysunku 3.
Zaciski wejœciowe A, B s¹ niezale¿ne od
masy. Do któregokolwiek z nich do³¹cza siê
masê wspó³pracuj¹cego urz¹dzenia zewnêtrznego (zwykle do punktu B), a do drugiego –
sygna³. Rysunek 5 pokazuje przyk³ad do³¹czenia Ÿród³a sygna³u stereofonicznego, gdzie
masy komputera i Ÿród³a sygna³u nie s¹ bezpoœrednio po³¹czone. W praktyce masy mog¹
byæ dodatkowo bezpoœrednio po³¹czone, co
nie pogorszy sytuacji, a mo¿e byæ nawet
korzystne. Nale¿y jednak przeprowadziæ
próby i dobraæ punkty po³¹czenia, bo nie jest
obojêtne, które punkty mas zostan¹ zwarte.
Nie jest to ¿adna magia, tylko konsekwencje
Rys. 4
Rys. 5
Fot. 7 Przetwornik Piotra Cieœliñskiego
pewnych faktów. Zagadnienie by³o oma- Fot. 8 Transformator separuj¹cy
wiane jakiœ czas temu
w cyklu dotycz¹cym
masy i ekranowania.
W praktyce okazuje
siê jednak, ¿e zagadnienie jest na tyle skomplikowane i w grê wchodzi
du¿a liczba czynników, dlatego
praktyczne próby i testy s¹ nieodzowne. A tak w ogóle to problemy
masy i t³umienia zak³óceñ to najtrudniejsze zagadnienia elektroniki.
Na marginesie dodam, ¿e takie proste rozwi¹zanie z transformatorem, zapewniaj¹ce
Na koniec standardowe informacje: nagroizolacjê galwaniczn¹, nadawa³oby siê tak¿e
do pod³¹czenia do wejœcia karty dŸwiêkowej dê dla zachêty otrzymuje bardzo m³ody
linii telefonicznej - uzwojenie pierwotne Tomasz Albrecht. Upominki otrzymaj¹
transformatora nale¿a³oby do³¹czyæ przez Marcin Dobrogowski, Tomasz Jadasch,
kondensator równolegle do linii telefonicznej Dominik Ciurej, Jaros³aw Tarnawa, Jakub
albo te¿ dobraæ transformator, nawet siecio- Sobañski, Robert Jaworowski i Piotr Cieœwy, którego jedno uzwojenie (wtórne, o ma³ej liñski. Ponadto Jaros³aw Tarnawa, Jakub
rezystancji) mo¿na by³oby w³¹czyæ w liniê Sobañski, Robert Jaworowski i Piotr Cieœtelefoniczn¹ nie równolegle, tylko w szereg. liñski otrzymaj¹ honoraria autorskie, gdy ich
Dwa warianty pokazuje rysunek 6. O tego uk³ady zostan¹ zaakceptowane w Pracowni
typu uk³ad prosi³ ju¿ kilka miesiêcy temu AVT i zostan¹ opublikowane.
Przypominam, ¿e przed³u¿am termin
jeden z Czytelników. Nie podajê szczegó³ów,
poniewa¿ nale¿a³oby przeprowadziæ ekspery- nadsy³ania rozwi¹zañ g³ównego zadania
menty, a ostateczne rozwi¹zanie by³oby zale¿- Szko³y do 60 dni (dwa miesi¹ce).
Mam te¿ drobn¹, doœæ istotn¹ dla mnie
ne od posiadanego transformatora. Ponadto,
co bardzo wa¿ne, na przeszkodzie stoj¹ prze- proœbê. Czêsto dostajê kilka, a czasem kilkapisy bezpieczeñstwa i koniecznoœæ uzyskania naœcie e-maili o identycznych nazwach lub
zawieraj¹ce za³¹czniki o takich samych
homologacji.
Rys. 6
E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h
37
Szkoła Konstruktorów
nazwach. Oto moja proœba, która znakomicie
u³atwi segregacjê prac, nie tylko ze Szko³y
Konstruktorów:
Tytu³y maili i nazwy za³¹czników oprócz
nazwy konkursu i numeru zadania powinny
zawieraæ tak¿e nazwisko Autora (najlepiej
bez typowo polskich liter), na przyk³ad:
Szko114Kowalski
Szko114Nowak
NieGra114Malinowski
Jak8Krzyzanowski
Na koniec standardowa proœba: we wszystkich pracach podawajcie swoje dane: imiê,
nazwisko wraz z adresem oraz wiek. Regularnie potwierdzam otrzymanie wszystkich
e-maili kierowanych na adres
[email protected]
Jeœli wiêc w terminie kilku dni po wys³a-
niu maila do Szko³y nie otrzymacie mojego
potwierdzenia, przeœlijcie pliki jeszcze raz (do
skutku).
Pozdrawiam wszystkich sympatyków
Szko³y i zachêcam do nadsy³ania prac w terminie.
Wasz Instruktor
Piotr Górecki
Co tu nie gra? - Szko³a Konstruktorów klasa II
W EdW 4/2005 na str. 37 przedstawiony by³
schemat sterownika grza³ki – jest pokazany
na rysunku A. Tym razem zadanie by³o bardzo proste, a praktycznie wszystkie odpowiedzi by³y prawid³owe, choæ nie wszystkie
wyczerpuj¹ce.
Najbardziej rzucaj¹cym siê w oczy b³êdem
jest brak histerezy. Bez histerezy uk³ad
w okolicach prze³¹czania bêdzie powodowa³
migotanie styków przekaŸnika i ich bardzo
szybkie wypalenie.
Druga sprawa to wysterowanie tranzystora. Archaiczna kostka uA741 przy „stanie niskim” na wyjœciu, a œciœlej w stanie nasycenia
wyjœcia, mimo wszystko bêdzie mieæ na wyjœciu napiêcie wiêksze ni¿ 0,7V powy¿ej ujemnego napiêcia zasilaj¹cego. Oznacza to,
¿e tranzystor bêdzie nieustannie przewodzi³.
Aby usun¹æ tê wadê, nale¿y albo dodaæ dzielnik napiêcia w obwodzie bazy, albo w³¹czyæ
diodê w obwód emitera wed³ug rysunku B.
Ponadto dopatrzyliœcie siê szeregu drobniejszych usterek i w¹tpliwoœci:
- Zamienione s¹ miejscami numery koñcówek
opisuj¹cych wejœcia wzmacniacza operacyjnego.
- Tranzystor 2N3704 wygl¹da OK, ale wygodniej jest zastosowaæ coœ popularniejszego, np.
BC548.
- Rezystor R5 ma ma³¹ wartoœæ. O ile zastosowany przekaŸnik nie wymaga jakiegoœ szaleñczo du¿ego pr¹du cewki, to mo¿na go spokojnie zwiêkszyæ co najmniej do 2 kiloomów.
38
Zmniejszy to pobór pr¹du.
- Brak kondensatora filtruj¹cego napiêcie
z termistora - trzeba go dodaæ.
- Napiêcie zasilania nie jest okreœlone, ale
powinno byæ dopasowane do napiêcia pracy
przekaŸnika i stabilizowane.
- Brak kondensatora(-ów)
odsprzêgania zasilania.
- Regulacja progu prze³¹czania komparatora jest niedoskona³a - pracuje w doœæ
mocno ograniczonym przedziale temperatur (tzn. próg
mo¿na ustawiæ od
teoretycznie
25
stopni w górê), a Rys. B
poza tym zmienia
Rys. A
wartoœæ pr¹du p³yn¹cego przez termistor.
Rzeczywiœcie mostek pomiarowy nale¿a³oby zmodyfikowaæ.
W³¹czenie potencjometru w szereg Rys. C
z termistorem pomiarowym jest
karko³omnym pomys³em i stwarza³oby k³opoty przy wy¿szych
temperaturach, gdy termistor ma
ma³¹ opornoœæ i z koniecznoœci
nale¿a³oby ustawiaæ ma³¹ wartoœæ
potencjometru. Mo¿na siê nawet
zastanawiaæ, czy zwiêkszony pr¹d
nie podgrzewa³by dodatkowo termistora…
Termistor nale¿y w³¹czyæ
w szereg z rezystorem sta³ym, Rys. D
a potencjometr umieœciæ w drugiej
ga³êzi mostka. Wtedy napiêcie,
przy którym uk³ad bêdzie prze³¹cza³, bêdzie zale¿ne od ustawienia
potencjometru i nale¿y tak dobraæ
rezystory, ¿eby przy pracy w potrzebnym zakresie temperatur
zmieœciæ siê w dopuszczalnym
zakresie wejœciowych napiêæ
wspólnych wzmacniacza operacyjnego.
Uk³ad mo¿na zmodyfikowaæ na wiele sposobów, na przyk³ad wed³ug rysunku C.
Warto zauwa¿yæ, ¿e w takim uk³adzie histereza bêdzie siê znacz¹co zmieniaæ zale¿nie od
ustawienia potencjometru. Aby zminimalizowaæ ten efekt, mo¿na w obwodzie nieodwracaj¹cego wejœcia dodaæ jeszcze jeden rezystor. Taki rezystor wystêpuje w wersjach wed³ug rysunku D oraz rysunku E. W dwóch
ostatnich uk³adach podczas pracy w szereg
z przekaŸnikiem w³¹czona jest dioda LED
i trzeba odpowiednio zwiêkszyæ napiêcie
zasilaj¹ce.
E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h
Szkoła Konstruktorów
Nies³uszne s¹ natomiast wnioski, ¿e napiêcie zasilaj¹ce, a przynajmniej napiêcie zasilaj¹ce mostek musi byæ stabilizowane. Nie
musi! Termistor jest rodzajem rezystora, wiêc
mamy do czynienia z typowym mostkiem
rezystorowym, a w takim mostku sygna³em
do prze³¹czenia jest zmiana biegunowoœci na
przek¹tnej tego mostka. Nie jest wiêc
konieczna stabilizacja.
Nie mo¿na te¿ uznaæ za b³¹d brak informacji, czy jest to termistor NTC, czy PTC.
Nale¿y za³o¿yæ, ¿e jest to popularny termistor
NTC. Rzadko spotykane termistory PTC
zwykle maj¹ bardzo nieliniow¹ charakterystykê i z regu³y nie pracuj¹ w obwodach pomiarowych, tylko w obwodach zabezpieczaj¹cych. Nie jest te¿ b³êdem wykorzystanie
archaicznej, ale zupe³nie wystar- Rys. E
czaj¹cej do takiego zastosowania
kostki ‘741. Nie trzeba te¿ stosowaæ komparatora – w regulatorach
tego typu z regu³y pracuj¹ w³aœnie
wzmacniacze operacyjne, a nie
typowe komparatory. Na marginesie warto dodaæ, ¿e asortyment
dostêpnych komparatorów jest bardzo ubogi, ¿e w grê wchodz¹ stare
opracowania, niewiele m³odsze od
staruszka 741, a najnowsze komparatory siê wrêcz nie nadaj¹, bo z
regu³y s¹ to komparatory bardzo
szybkie, które mog³yby wrêcz powodowaæ
dodatkowe k³opoty z uwagi na szybkoœæ.
Upominki za rozwi¹zanie tego zadania
Rys. F
otrzymuj¹: Bart³omiej Solecki - Lublin,
Micha³ Waszczuk - Rybaki, Przemys³aw
Korpas - Skierniewice.
Zadanie 114
Na rysunku F pokazany jest schemat uk³adu
sygnalizacyjnego z radiowym modu³em
nadawczym.
Jak zwykle pytanie brzmi:
Co tu nie gra?
Bardzo proszê o mo¿liwie krótkie odpowiedzi. Kartki, listy i e-maile oznaczcie
dopiskiem NieGra114 i nadeœlijcie w terminie
45 dni od ukazania siê tego numeru EdW.
Autorzy najlepszych odpowiedzi otrzymaj¹
upominki.
Piotr Górecki
UWAGA! Osoby, które nadsy³aj¹ rozwi¹zanie e-mailem,
powinny wys³aæ je na adres [email protected]
(szkola, a nie szko³a),
a tytu³ maila powinien zawieraæ numer zadania
i nazwisko uczestnika: NieGra114nazwisko..
Warto od razu podaæ swój adres pocztowy.
E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h
39