docSSzzzkkkooołłłaa KKooonnnssstttrrruuukkktttooorrróóóww
download 
Reklamacja Transkrypt
SSzzzkkkooołłłaa KKooonnnssstttrrruuukkktttooorrróóóww
Szkoła 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 (jeli s¹ przysy³ane e-mailem) lub na oddzielnych kartkach, równie¿ opatrzonych nazwiskiem i pe³nym adresem (gdy przesy³ane s¹ zwyk³¹ poczt¹). Zadanie 110 O możliwości wykorzystania komputera do nagrywania, konwersji i odtwarzania plików dźwiękowych wiedzą wszyscy. Chyba nikogo nie trzeba przekonywać, jak bardzo uniwersal− nym narzędziem jest komputer, także w dzie− dzinie audio. Jednak nie wszystkie potrzeby można zaspokoić za pomocą standardowego sprzętu. Oto fragmenty listu Artura Orłow− skiego z Legionowa: (…) Za jakiś czas zamie− rzam „popełnić” małżeństwo i powoli planuję zabawę taneczną. I tu następuje temat: potrzebny jest prosty mikser, który połączy dwa komputery (z których będzie podawana muzyka, oczywiście z uwzględnieniem praw autorskich mp3−jek) 1. zastosowanie: do podłączenia kompute− ra lub odtwarzacza CD co wiąże się z dosto− sowaniem układów wejściowych do typowych napięć kart dźwiękowych i CD, 2. możliwe jest, że urządzenia mogą być podłączone do różnych źródeł i wtedy pojawia się kwestia brumu, 3. układ miksera powinien być prosty, ale trwały: dwa lub trzy suwaki (czytaj: wejścia) wystarczą, złącza nie muszą mieć wtyków − może to być banda kabli z wtykami, wystająca z obudowy, 4. Jak to ustrojstwo zasilić: czy naprawdę potrzeba osobnego zasilacza, bo komputer jest wyposażony w złącze USB, a tam zasilanie jest na pewno (z karty dźwiękowej raczej nie moż− liwe, ale z USB czemu nie). Co prawda propozycja ta leżała dość długo i Artur już „popełnił” małżeństwo, niemniej Elektronika dla Wszystkich zagadnienie jest godne uwagi i zapewne jest aktualne dla szerokiej rzeszy Czytelników. A oto temat zadania: Zaproponuj urządzenie audio, mające związek z komputerem. Inaczej mówiąc, temat zadania to Audio i komputer. Znów temat zadania jest niezwyk− le szeroki. Ruszcie głową, przypomnijcie sobie własne analogiczne potrzeby, popytajcie znajomych. Najbardziej zależy mi, żebyście zajęli się rozmaitymi przystawkami audio do kompute− ra, zarówno zewnętrznymi, jak i wbudowany− mi w obudowę peceta. Jestem jednak pewien, że znów zaskoczycie mnie bogactwem pomys− łów i niecodziennymi propozycjami. Najmłodszych i mniej doświadczonych Czytelników zachęcam też do nadsyłania nie tyle rozwiązań, co potrzeb, podobnych jak opisana w cytowanym liście – za to też będzie można otrzymać upominek. Tak sprecyzowa− ne potrzeby mogą stać się podstawą do opra− cowania odpowiednich urządzeń. Zachęcam też do eksperymentów. Na zba− danie zasługuje zwłaszcza kwestia brumu i innych zakłóceń. Wiadomo, że napięcie zasila− nia w komputerze pochodzi z przetwornicy impulsowej, a odbiorcami energii są układy cyfrowe, co może mieć negatywny wpływ na poziom zakłóceń. Także kwestia sprzęgania kilku urządzeń, w tym dwóch komputerów, też może wiązać się z problemami z brumem. Czy trzeba stosować transformatorki zapewniające separację galwaniczną? A może dla stłumienia zakłóceń potrzebne są wejścia różnicowe? A może Wasze doświadczenia wskazują, że nie ma żadnego problemu i wystarczą najprostsze rozwiązania, jak choćby prymitywny mikser pasywny z potencjometrami i rezystorami? Zbadajcie ten praktyczny problem – za wiarygodne wyniki prób i doświadczeń można oczywiście otrzymać główną nagrodę! Jeśli wcześniej realizowaliście podobne systemy, podzielcie się doświadczeniem! Choć także i tym razem spodziewam się rozwiązań prak− tycznych, jak zawsze szansę na nagrody i upo− minki mają też Autorzy dobrych prac teore− tycznych, którzy przedstawią interesujące pomysły i idee. Nadsyłając model, zawsze dołączajcie własnoręcznie podpisane oświad− czenie, że projekt został samodzielnie opraco− wany przez podpisanego i że nie był dotych− czas nigdzie publikowany. BARDZO PROSZĘ wszystkich uczestni− ków, także osoby nadsyłające prace e−mailem (na adres [email protected]), żeby poda− wały nie tylko imię, ale też nazwisko, adres zamieszkania oraz wiek. Jest to mi pomoc− ne przy opracowywaniu rozwiązań, ocenie prac oraz wysyłce upominków i nagród. Z góry DZIĘKUJĘ! Jeśli na łamach czasopisma nie chcecie ujawniać swoich danych − napiszcie, a za− chowam dyskrecję, podając tylko imię i pierwszą literę nazwiska, ewentualnie miejs− cowość zamieszkania. 31 Szkoła Konstruktorów Rozwiązanie zadania 106 Temat zadania 106 brzmiał: Zaprojektować układ elektroniczny przydatny przy amatorskim lub zawodo− wym uprawianiu sportu. Rozwiązania teoretyczne Kilku najmłodszych uczestników zapropono− wało budowę różnych liczników czasu, w tym systemów pomiaru czasu dla biegaczy z pisto− letem startowym i barierą świetlną na mecie. Inni proponowali budowę różnych wy− świetlaczy wyników. Na przykład Bartłomiej Ogryczak z Kościana napisał: Jako rozwiąza− nie zadania 106 szkoły chciałbym zapropono− wać układ uniwersalnego stopera dla osób uprawiających sporty, w których istotny jest pomiar czasu, np. bieganie, kolarstwo itp. Przy projektowaniu takiego urządzenia należy uwzględnić trzy, moim zdaniem najważniejsze problemy: rozmiar urządzenia, jego wielo− funkcyjność oraz ograniczenie poboru prądu. Aby urządzenie spełniało wszystkie wymienione wymagania konieczne jest zastosowanie mik− roprocesora, oraz wyświetlacza LCD (3,5 cyfry, gdyż wyświetlacze alfanumeryczne ze sterowni− kiem pobierają za dużo prądu). Tradycyjne pro− cesory pobierają dużo prądu, dlatego w ukła− dzie zastosowałbym procesor MSP430F413 firmy TI. Układ ten był opisany w EP 9/04 w jednym z artykułów. Autor tego artykułu poda− je, że procesor ten pobiera ok. 200uA prądu, może być zasilany napięciem 1,8 ... 3,6 V oraz posiada wbudowany sterownik wyświetlacza LCD. Jest on więc idealny do tego typu pro− jektu. Sportowiec (np. biegacz) podczas tre− ningu często potrzebuje więcej informacji niż tylko czas, w którym pokonał całą trasę. Częs− to istotny jest też np. średni czas jednego okrą− żenia lub pamięć pozwalająca porównać czasy z różnych treningów. Te i inne „fajerwerki” można bez problemu zrealizować na drodze programowej oraz przez dołączenie do wyjść procesora dwóch lub trzech przycisków. W ten sposób powstałoby urządzenie małe, uniwer− salne i energooszczędne, w którym liczba „fajerwerków” zależałaby tylko od umiejęt− ności i pomysłowości programisty (…). Piotr Nowak z Kielc przysłał schemat blo− kowy – propozycję budowy dużej tablicy świetlnej, posiadającej dwa bloki. Jeden zawierałby potężny wyświetlacz z diodami LED oraz mikroprocesor sterujący ‘2313. Drugi zawierający klawiaturę, mikroprocesor i mały wyświetlacz służyłby do wprowadzania wyniku. Komunikacja między procesorami miałaby się odbywać według standardu I2C. Pomysł wykorzystania łącza I2C nie jest naj− lepszy z uwagi na wymaganą długość łącza – do kilkudziesięciu metrów oraz spodziewany znaczny poziom zakłóceń. Lepsze byłoby wykorzystanie „prawdziwego” łącza RS−232 z kostkami MAX(ICL)232. 32 Wśród autorów takich ogólnych propozyc− ji teoretycznych chciałbym też imiennie wyróżnić następujących Kolegów: Marcina Krzyszczaka z Pobierowa, Łukasza Węgrzy− na z Poznania, Jarosława Potockiego z Gdyni i Patryka Czapskiego z Ligienia. Zachęcam do dalszego udziału w Szkole oraz oczywiście do dalszej nauki, a w szczególnoś− ci do działań praktycznych. Radosław Krawczyk z Rudy Śląskiej napisał: Moim pomysłem jest urządzenie, które zliczałoby wszelkie wyniki sportowe. Układ składa się z dwóch kostek 4026 i podwójnego wyświetlacza LED. Urządzenie może zliczać m.in.: − wyniki meczów (siatkówka, koszy− kówka, piłka ręczna i nożna), − liczbę okrążeń danej osoby w teście „Coupera”, itp. (…) przysyłam schemat i płytkę w Protelu. Modelu wyjątkowo nie wykonuję, bo zepsuła mi się drukar− ka, a do prymitywnych metod robie− nia płytek (tzn. malowanie odręczne) nie będę powracał, bo wychodziły mi fatalnie. Schemat licznika pokazany jest na rysunku 1, a płytka drukowana w skali 1:2 – na rysunku 2. 15−letni Jarosław Łangowski z Bydgoszczy przysłał dwie propo− zycje, z których jedna pokazana jest na rysunku 3. Oto fragmenty listu: Układ jest prościutkim metronomem, który zamiast wydawać dźwięki, tak jak to robią inne podobne urządze− nia, daje błyski żarówki. Układ ten może być przydatny podczas upra− wiania gimnastyki itp. (…) układ pra− cuje jako multiwibrator astabilny. Na przemian przewodzą tranzystory T1 i T2. Gdy przewodzi tranzystor T1 to podawane jest napięcie na przekaźnik i w tym momencie styki przekaźnika się zwierają i dzięki temu żarów− ka świeci. (…) Marcin Pazdro z Borowej przysłał propo− zycję teoretyczną – minutnik. Jego czasomierz może być użyty uniwersalnie do odmierzania dłuższych odcinków czasu – zwykle kilku− dziesięciominutowych. Oryginalny schemat układu pokazany jest na rysunku 4. U1 to generator dający impuls co 5 lub 10 minut. S2 pozwa− la wybrać czas między impulsami (przydałoby się więcej opcji lub potencjo− metr). Impulsz wyjścia Q U1 powoduje przeniesie− nie stanu wysokiego na następne wyjście licznika U2 (4017) i zaświecenie kolejnej diody LED. Ko− niec cyklu sygnalizowany jest dźwiękiem brzęczyka SP1. S3 ma w nietypowy Rys. 3 sposób skracać cykl – mianowicie kilkakrot− nie naciśnięcie S3 wstępnie przesuwa wskaza− nie na jedną z „dalszych” diod LED. Układ jest nietypowy, warto pochwalić pomysłowość młodego uczestnika Szkoły, niemniej nie ustrzegł się on usterek – licznik U2 nie ma możliwości zerowania. Także Marcina zachę− cam do praktycznych prób, ponieważ wszelkie drobne niedoróbki oraz duże błędy natych− miast „wyłażą” podczas testów modelu. Rys. 1 Rys. 2 Skala1:2 (50%) Elektronika dla Wszystkich Szkoła Konstruktorów Rozwiązania praktyczne 15−letni Dariusz Iwanoczko z Brzegu Dolne− go trzeci raz przysłał rozwiązanie kolejnego zadania Szkoły. W liście napisał: W ramach zadania nr 106 Szkoły Konstruktorów, zapro− jektowałem układ służący do pomiaru pręd− kości podczas jazdy na rowerze. Kto nie chciałby wiedzieć, z jaką prędkością w danej chwili jedzie na rowerze i ile wyciągnął na swoim „rumaku” najwięcej? (…) Na rynku znaleźć można wiele takich prędkościomierzy, za przystępną cenę. Ale czy nie byłoby fajnie zbudować coś podobnego samemu? Pomiar prędkości (…) wykorzystuje... dynamo. (…) przeprowadziłem pewne doświadczenie. Otóż zbadałem stosunek napięcia na dynamie, do ilości obrotów koła na jedną sekundę. (…) znając wzór na obwód koła oraz znając jego promień, można obliczyć z jaką prędkością jedzie rower. (…) do dynama, które umieści− łem przy tylnym kole, podłączyłem woltomierz i kręciłem tylnym kołem tak, aby na mierniku utrzymywało się mniej więcej równe napięcie. Zmierzyłem czas jaki potrzeba na 10 obrotów. (sygnalizował mi specjalnie do tego zbudowa− ny układ z rysunku 5. Wyniki tego ekspery− mentu przedstawiłem w tabelce 1. (…) przy większej prędkości (…) nie można ściągnąć precyzyjnych pomiarów. Schemat ideowy ukła− du prędkościomierza pokazany jest na rysun− ku 6. (…) Dynamo podłączone jest do dwóch przełączników P1 i P2, które pozwalają włą− czyć światło przednie, jak i sterownik. Głupio by było jechać w dzień z zapalonym światłem przednim. (…) prądnica wytwarza prąd zmienny (…) trzeba wyprostować jego sygnał. (…) Po wyprostowaniu sygnału, trafia on na sterownik, który jest jednym, wielkim dzielni− kiem napięcia z tranzystorami, które służą do sterowania diodami LED. Składają się na niego elementy R1...R22 i tranzystory T1...T11. Każdy dzielnik napięcia, wraz za swoim tranzystorem, reaguje na inne napięcie. Aby „odetkać” tranzystor potrzeba, aby na Rys. 4 Rys. 5 Rys. 6 jego bazie panowało napięcie równe ok.0,6V. (…) diody LED, czyli od D5 do D15 sygnalizu− ją prędkości co 2km/h. Aby uprościć i zmniej− szyć układ, pominąłem diody i dzielniki napię− cia dla prędkości od 0 do 9km/h, (…) Skala wyświetlacza kończy się na 30km/h. (…) T F Obwódkoła V V V [V] U Obroty [/s] [s] [obr/1s] [cm] [cm/s] [m/min] [km/h] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 54,81 31,43 21,44 16,25 13 10,25 9,31 7,82 6,91 5,93 5,43 5,06 4,8 4,32 3,97 3,5 3,22 3,03 2,97 2,69 2,72 2,59 2,6 2,56 2,2 2,09 1,95 1,8 1,6 1,35 0,182448 0,318167 0,466418 0,615385 0,769231 0,97561 1,074114 1,278772 1,447178 1,686341 1,841621 1,976285 2,083333 2,314815 2,518892 2,857143 3,10559 3,30033 3,367003 3,717472 3,676471 3,861004 3,846154 3,90625 4,545455 4,784689 5,128205 5,555556 6,25 7,407407 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 207,397 37,83926 65,98696 96,73368 127,6289 159,5362 202,3385 222,768 265,2136 300,1404 349,742 381,9466 409,8755 432,0771 480,0856 522,4106 592,5629 644,0901 684,4785 698,3064 770,9926 762,489 800,7606 797,6808 810,1445 942,7136 992,3301 1063,574 1152,206 1296,231 1536,274 22,70356 39,59217 58,04021 76,57735 95,72169 121,4031 133,6608 159,1281 180,0842 209,8452 229,168 245,9253 259,2463 288,0514 313,4463 355,5377 386,454 410,6871 418,9838 462,5955 457,4934 480,4564 478,6085 486,0867 565,6282 595,3981 638,1446 691,3233 777,7388 921,7644 1,362213 2,37553 3,482412 4,594641 5,743302 7,284187 8,019648 9,547688 10,80505 12,59071 13,75008 14,75552 15,55478 17,28308 18,80678 21,33226 23,18724 24,64123 25,13903 27,75573 27,4496 28,82738 28,71651 29,1652 33,93769 35,72389 38,28868 41,4794 46,66433 55,30587 Tabela 1 Elektronika dla Wszystkich 33 Szkoła Konstruktorów Można zmienić skalę z max. 30km/h do 50km/h. Można także zmienić skalę tak, aby diody sygnalizowały prędkość co 1km/h. Ale te wszystkie „eksperymenty” wiążą się ze zmianą z wartości rezystorów, a nawet płytek druko− wanych. Projekt ten jest dostosowany do śred− nicy koła 26 cali, więc trzeba poeksperymen− tować z wartościami rezystorów przy innych średnicach koła. (…) Fajnym i ciekawym efek− tem jest to, że diody nie zapalają się od razu, tylko płynnie. Można w ten sposób dokładniej odczytać prędkość jazdy. Ostatnia (…) sprawa to zasilanie wyświetlacza oddzielnym źródłem prądu. (…) Trzy ujęcia modelu pokazane są na foto− grafii 1. Dodatkowe materiały autorskie (pro− jekty płytek w Autotraxie, wykaz elementów) dostępne są na stronie internetowej jako Iwa− noczko.rar. Choć układ jest niezbyt praktycz− ny (brak obudowy, słaba widoczność diod LED w dzień, dodatkowa bateria zasilająca, znaczący wzrost oporów ruchu wnoszony przez włączone dynamo) 15−letniemu Autoro− wi za wkład pracy i eksperymenty niewątpli− wie należą się słowa uznania i nagroda. Częś− cią nagrody będą materiały do samodzielnego wykonywania płytek drukowanych. 19−letni Jakub Sobański z Ostrowca Świętokrzyskiego jak zwykle przysłał staran− nie opracowane opis i ładny model „Timera z wibracją”. Oto fragmenty opisu: (…) jest to układ odliczający nastawiony czas. W układzie tym nietypowa jest sygnalizacja zakończenia odliczania, oprócz migania diody i piszczenia buzera – wibracja. Wibracje uzyskuje się z sil− niczka na którego osi zamocowane jest kółko z ciężarkiem. Oczywiście po odpowiednim zamocowaniu wszystkiego w obudowie oraz przypięciu do np. przedramienia układ taki może być przydatny dla wszystkich którzy uprawiają biegi. Najczęściej owe osoby słu− chają discmana lub radia i cichego pisku mog− liby nie usłyszeć, a delikatną wibrację na pewno poczują. (…) Schemat pokazany jest na rysunku 7, a model na fotografii 2. Niewątpliwą zaletą układu timera jest wykorzystanie Rys. 7 Fot. 1 Prędkościomierz Dariusza Iwanoczko Fot. 2 Timer Jakuba Sobańskiego Fot. 3 Model Piotra Raczyńskiego 34 Elektronika dla Wszystkich Szkoła Konstruktorów sygnalizacji wibracyjnej – za pomysł i realizację Autor otrzymuje nagrodę. Natomiast wadą prezentowanego układu są duże wymiary, masa oraz konieczność zasilania z dwóch 9−woltowych baterii. Osoby, które chciałyby skorzystać z prezentowanego rozwiązania, znajdą na stronie internetowej EdW dodatkowe materiały (Sobański.rar – 91kB). Warto jednak rozejrzeć się za małym silniczkiem – sygnalizatorem wib− racyjnym z telefonu komórkowego. Fotografia 3 pokazuje układ „Pomocnika sportowego”, wykonany przez Piotra Raczyńskiego z Gdyni. Oto fragmenty listu: Każdy z nas wie jak ważny jest sport. (…) urządzenie powstało z potrzeby chwili. Jako noworoczne postanowienie powiedziałem sobie: „Od dziś codziennie będę robić brzuszki i pompki…” Jakież było moje rozczaro− wanie, gdy już po kilku dniach okazało się, że zaniedbuję moje ćwicze− nia. Opracowane przeze mnie urządzenie pełni rolę licznika/czasomie− rza brzuszków, pompek, a także innych ćwiczeń. Pozwala uatrakcyjnić ćwiczenia oraz sprawdzać efekty swojej pracy. Urządzenie posiada dwa tryby pracy: ćwiczenie na czas, oraz wolny trening. (…) Ten bardzo starannie opracowany układ zostanie opisany w EdW jako projekt. A ja przy okazji nie mogę powstrzymać się od podkreśle− nia, że zarówno model, jak i dokumentacja są wykonane wręcz wzoro− wo! Zachęcam innych do takiej staranności. Pomijając publikację w EdW, takie podejście niewątpliwie przyda się w przyszłej pracy zawodowej oraz w całym życiu. Na koniec zostawiłem niezmiernie interesujący projekt Jakuba Borzdyńskiego z Glinika k/Deszczna, ucznia 5 klasy technikum w Gorzowie. Jest to „Siłomierz z ADXL311 i mega8”. Model pokazany jest na fotografii 4. Miniaturowy scalony czujnik przyspieszenia (SMD – ADXL311) umieszczony jest pod spodem płytki. Jakub słusznie doszedł do wniosku, że wreszcie powinien wziąć udział w naszej Szko− le. I rzeczywiście wymyślił coś wielce oryginalnego! Jego układ może m.in. mierzyć siłę ciosu boksera, karateki, itp. Napisałem do Autora, żeby ujął swą pracę w formie charakterystycznej dla projektów EdW i mam nadzieję zaprezentować ją niebawem w Forum Czytelników. Elektronika dla Wszystkich 35 Szkoła Konstruktorów Podsumowanie Przy okazji bardzo proszę najmłodszych uczestników, żeby nie przerysowywali sche− matów i nie przysyłali tak „zerżniętych” gotowców. Kochani, ja już dość długo intere− suję się elektroniką i zdecydowaną większość takich plagiatów potrafię wyłapać. Do tej pory przymykałem na to oko, ale nie przesadzajcie i nie zmuszajcie mnie, żebym ogłosił czerwoną (ze wstydu) listę plagiatorów. Zamiast przery− sowywać schemat, czy to ręcznie, czy na kom− puterze, spróbujcie zrealizować taki układ w praktyce – pożytek będzie niepomiernie większy. Kopiowanie schematów nie da niko− mu niezbędnego doświadczenia, a nawet pros− te próby układowe są naprawdę bezcenne. Zachęcam więc do działań praktycznych! Tym razem nagrody otrzymają Jakub Sobański i Dariusz Iwanoczko. Upominki otrzymają Radosław Krawczyk, Piotr Raczyński i Jakub Borzdyński. Piotr Raczyński i Jakub Borzdyński po publikacji projektów otrzymają też honoraria autorskie. Fot. 4 Siłomierz Jakuba Borzdyńskiego Standardowo przypominam: we wszyst− kich pracach podawajcie swoje dane wraz z adresem oraz wiek. Na wszystkich listach, paczkach oraz w nagłówkach e−maili obo− wiązkowo podawajcie numer zadania. Od pewnego czasu potwierdzam otrzymanie wszystkich e−maili kierowanych na adres [email protected] Jeśli wiec w terminie kilku dni po wysłaniu maila do Szkoły nie Co tu nie gra? W EdW 12/2004 na str. 3? przedstawiony był fragment schematu pochodzący z rozwiązania jednego z poprzednich zadań naszej Szkoły. Układ pokazany jest na rysunku A. Autor napisał: (…) Przy napięciu zasilania 3V głoś− ność sygnału byłaby mała. (…) zastosowany układ mostkowy zwiększa głośność dźwięku, ponieważ dwukrotnie zwiększa napięcie i tym samym czterokrotnie moc. A otrzymacie mojego potwierdzenia, prześlijcie pliki jeszcze raz (do skutku). Pozdrawiam wszystkich sympatyków Szkoły i zachęcam do nadsyłania prac w ter− minie. Wasz Instruktor Piotr Górecki − Szkoła Konstruktorów klasa II Można łatwo usunąć tę usterkę włączając kondensator elektrolityczny według rysunku B. Pojemność nie musi być duża, ponieważ częstotliwość pracy generatora jest rzędu 1kHz. Wystarczy wiec pojemność 100uF lub nawet 47uF. Można też usunąć wspomniana usterkę bez stosowania kondensatora, choćby przez dołączenie jednego z wejść bramki C do wejścia sterującego według rysunku C. W spoczynku na wyjściach bramek C, D będzie wtedy panował stan wysoki i prąd przez głośnik nie popłynie. C bardzo istotny błąd. Mianowicie takie włącze− nie głośnika tylko teoretycznie zwiększy czte− rokrotnie amplitudę przebiegu zmiennego występującego na nim podczas pracy. Autor schematu nie wziął pod uwagę dużej rezystancji bramki CMOS rodziny 4000 przy zasilaniu napięciem 3V. Na problem tej rezys− tancji zwróciło uwagę tylko kilku uczestni− ków. Ta rezystancja może wynosić nawet kilka kiloomów. Dlatego też wartość rezystora w generatorze trzeba zwiękzyć, co najmniej do 10 kiloomów (z rezystorem 1kΩ prawdopo− dobnie nie będzie pracował). W takiej sytuacji zastępczy schemat układu wyjściowego bę− dzie taki, jak pokazuje rysunek D. D Wasze prace świadczą, że najbardziej rzu− cił się w oczy błąd polegający na tym, iż w spoczynku przez głośnik płynie prąd – prze− cież stany w punktach X, Y zawsze są prze− ciwne. B 36 Spora grupa uczestników za błąd uznała brak znaczków histerezy na bramkach B, C, D. Nie można uznać za błąd merytoryczny, a co najwyżej drobną usterkę przy rysowaniu sche− matu. Kilku uczestników wspomniało jeszcze, że 3V to minimalne napięcie zasilania bramek CMOS i że obniżenie go (np. zużycie baterii) uniemożliwi pracę układu. Część uczestników wychwyciła te, i tylko te usterki. Tymczasem prezentowany układ zawiera jeszcze jeden Sumaryczna rezystancja wyjściowa takiego „wzmacniacza mostkowego” może wynosić kilka, a nawet powyżej 10 kiloomów. Wbrew obawom kilku osób, nieprawdą jest, że „przez wyjścia popłynie prąd ok. 3V/8Ω=375mA, który uszkodzi głośnik”. Przez głośnik popły− nie znikomy prąd o wartości poniżej 1mA, ograniczony przez rezystancję wyjściowa Elektronika dla Wszystkich Szkoła Konstruktorów bramek. Na głośniku o oporności 8Ω wystąpi więc znikomo małe napięcie i mostek tu nie pomoże, bo tylko teoretycznie zwiększa amplitudę sygnału z uwagi na sumowanie rezystancji wyjściowych obu bramek. Mostek istotnie zwiększa czterokrotnie moc, ale pod warunkiem, że rezystancja wewnętrz− na wzmacniacza jest znikoma w porównaniu z opornością obciążenia. Tak jest we wzmacnia− czach audio. Warto nadmienić, że dodatkowym warunkiem uzyskania 4−krotnie większej mocy jest też stabilność napięcia zasilania, inaczej mówiąc – „sztywność” napięcia zasilającego. W omawianym układzie z bramkami właś− nie z uwagi na te rezystancje wyjściowe można wykorzystać połączenie dwóch bramek „rów− nolegle”, co wprawdzie zmniejszy amplitudę napięcia, ale też zmniejszy rezystancję wyjścio− wą o 50%. Jeszcze lepiej będzie połączyć „rów− nolegle” trzy bramki. Dodatkowo, ze względu na znikomo małą wydajność prądową bramek 4093 pracujących przy napięciu zasilania 3V, w układzie koniecznie należy zastosować bramki rodziny HC (HCT), czyli w tym przypadku 74HC132. Poprawiony układ pokazany jest na rysunku E. Kondensator C2 można pominąć, bo w spoczynku w punkcie X panuje stan niski. Kilka osób zaproponowało też użycie mostka z czterema tranzystorami. Owszem, jest to sen− sowny pomysł, tylko trzeba zwrócić uwagę, że klasyczny mostek według rysunku F powodu− je utratę ponad 1,2V z uwagi na spadki napięć baza−emiter dwóch tranzystorów (w prakty− ce więcej). Natomiast ekono− miczniejszy mostek według rysunku G wymaga niezależ− nego sterowania tranzystorów. Nagrody za najlepsze odpo− wiedzi otrzymują: Marcin Kartowicz − Bolechowo, Krzysztof Wielechowski − Klonowa Łąka, Marian Caruk − Lubań. F E G Zadanie 110 Na rysunku H pokazany jest schemat sterow− nika grzałki. Jak zwykle pytanie brzmi: Co tu nie gra? H Bardzo proszę o możliwie krótkie odpo− wiedzi. Kartki, listy i e−maile oznaczcie dopis− kiem NieGra110 i nadeślijcie w terminie 45 dni od ukazania się tego numeru EdW. Auto− rzy najlepszych odpowiedzi otrzymają upo− minki. UWAGA! Osoby, które nadsyłają rozwiązanie e−mailem, powinny wysłać je na adres [email protected], a tytuł maila powinien zawierać tekst NieGra110. Warto od razu podać swój adres pocztowy. Piotr Górecki Elektronika dla Wszystkich 37
