doPDF v5, Job 2

Mikro-podsłuch TTL
Czy ten układ ma szanse działać? :) Jest to nic innego jak mikrofon bezprzewodowy, szpieg,
podsłuch i jak się go jeszcze nie nazywa. Jako anteny należy użyć kilkunastocentymetrowego
przewodu w izolacji. Wykorzystywać zgodnie z prawem. ;)
Spis elementów
Układ scalony 7413
Kondensator 10nF
Trymer 20pF (kondensator nastawny)
Mikrofon
1
Prosty konwerter RS232 do TTL
Przedstawiony powyżej układ używa dwóch tranzystorów NPN i PNP. Przerywana linia
oddziela układ nadajnika i odbiornika. Standard RS232C określa "1" logiczną jako napięcie 3V do -12V, a "0" logiczne jako +3V do +12V. W nadajniki wykorzystano tranzystor PNP BC557. Gdy stan sygnału TxD (po stronie TTL) jest "1" tranzystor Q1 nie przewodzi i TxD
(pin 3) dostarcza -9V (najczęściej, zależy od użytego układu do sterowania portem COM) do
RxD (pin 2). Jeśli sygnał TxD (po stronie TTL) stanie się równy "0", tranzystor Q1 zacznie
przewodzić i napięcie +5V (które odpowiada już standardowi RS232C jako "0" logiczne)
zostanie dostarczone do pinu 2 - RxD. Wykorzystując tą metodę należy pamiętać, że sygnał
TxD od strony portu COM musi być ustawiony jako "1" aby dostarczał potrzebne napięcie 9V.
Układ poniżej przerywanej linii to prosty konwerter, który zamienia sygnał RS232C
spowrotem do logiki TTL. Gdy PC wysyła dane do TxD (pin 3), "1" logiczna odpowiada
napięciu -9V co powoduje zatkanie tranzystora Q2 i wysłanie to RxD (TTL) napięcia około
5V, natomiast logiczne "0" ustawia tranzystor Q2 w stan przewodzenia i napięcie na RxD
spada do blisko 0V.
Przedstawiony układ nadaje się do wykorzystania podczas transmisji half-duplex (full-duplex
jest niemożliwy ze względu na potrzebę ustawienia pinu TxD podczas odbierania danych
przez PC).
2
Transmisja dźwięku w podczerwieni by Manuel Kasper
Przedstawione urządzenie potrafi przesyłać dźwięk za pomocą podczerwieni w odległości do
jednego metra. Zwiększając wzmocnienie i dokonując pewnych modyfikacji odległość tą
można zwiększyć.
Nadajnik
Nadajnik i odbiornik są prawie takimi samymi układami. Podłączając mikrofon uważaj na
polaryzacje gdyż w przypadku złego podłączenia układ nie będzie działać. Próbowałem
używać tego układu z zewnętrznymi źródłami dźwięku (takimi jak walkman, PC) ale nie
chciało to działać.
Odbiornik
Prawie każdy foto-tranzystor typu NPN może być w układzie użyty, ale stosując specjalnie
czuły na zakres podczerwieni otrzymamy lepszą jakość odbioru. Głośniczek również
dowolny, 8 ohm, 0.25W.
Po zmontowaniu układu należy go przetestować. W tym celu podłącz baterię 9V do
odbiornika i posłuchaj. Powinieneś usłyszeć niewielki szum w głośniku. Następnie podłącz
również zasilanie do nadajnika i ustaw diodę nadawczą naprzeciw fototranzystora w
3
odległości ok. 10cm. Powiedz coś do mikrofonu - i sprawdź czy słychać to co mówisz w
głośniku. Jeśli nie - sprawdź połączenia. Jeśli nadal nic nie słyszysz sprawdź polaryzcja diody
nadawczej i fototranzystora. Jeśli masz wątpliwości zastąp diodę podczerwoną jasną diodą
LED i zmniejsz dystans odbiornika od nadajnika do 5cm. Krzyknij coś (byle co, nie musi to
być mądre :) to mikrofonu i sprawdź czy zmieniła się jasność świecenia diody. Jeśli nie
oznacza to, że masz coś nie tak z nadajnikiem (np. źle podłączony mikrofon). Jeśli dioda
zmienia swoją jasność oznacza to, że przyczyna tkwi w odbiorniku.
Spis elementów
Nadajnik:
Rezystory: 220ohm, 1k, 2x4.7k, 3x100k
Kondensatory: 100nF, 1uF
Tranzystor: BC546
Układ scalony: UA741
Dioda nadawcza podczerwona (InfraRed)
Mikrofon elektretowy
Odbiornik:
Rezystory: 220ohm, 1k, 2x10k, 3x100k
Kondensatory: 100nF, 1uF, 47uF
Tranzystor: BC546, fototranzystor NPN
Układ scalony: UA741
Głośnik: 8ohm
4
Alternatywny przełącznik ON/OFF
Układ służy do załączania i wyłączania urządzeń poprzez przekaźnik. Przełączanie jest
bardzo "łagodne" nie występują tu (jak w zwykłych przełącznikach mechanicznych) drgania
zestyków. Pierwsze wciśnięcie przełącznika S1 powoduje załączenie, a drugie - wyłączenie.
Wszystkie nie używane piny układu IC1 należy podłączyć do masy. Zamiast przekaźnika 9woltowego, można użyć np. 5-woltowego wstawiając w szereg z nim niewielki rezystor.
Spis elementów
Wszystkie rezystory są pół watowe (0.5W)
R1 = 10K
R2 = 100K
R3 = 10K
C1 = 0.1uF, Ceramiczny
C2 = 1uF/16V, Elektrolityczny
D1= 1N4001
Q1 = 2N4401 (ECG lub NTE123AP)
IC1 = MC4069, CMOS
S1 = Włącznik chwilowy
5
Dwukierunkowy sekwencer diodowy
Pod tą fachową nazwą ukrywa się układ do tworzenia prostego efektu świetlnego "Night
Rider".
Układ składa się z 4 bitowego licznika (4516), która ma możliwość zliczania w górę oraz w
dół oraz dwóch dekoderów "1 z 8" (układy 74138). Oscylator złożony z inwertera, rezystora
22k i kondensatora 1uF dostarcza na nóżkę 15 sygnał zegarowy, którego częstotliwość może
być regulowana za pomocą potencjometru 500K ohm. Dwa dodatkowe inwertery są użyte
jako zatrzask SET/RESET służący do kontroli kierunku zliczania (w górę lub w dół). Upewnij
się, że używasz układu 74HC14 a nie 74HCT14, który to może nie pracować poprawnie w
tym układzie.
Gdy 4516 zliczy najwyższą wartość (1111) niski stan na wyjściu 7 spowoduje ustawienie
zatrzasku tak, że na wejście UP/DOWN licznika pojawi się stan niski - licznik zacznie zliczać
w dół. Gdy zostanie osiągnięta najniższa wartość (0000) zatrzask jest resetowany (pojawia się
stan wysoki), a więc licznik ponownie zacznie zliczać w górę podczas następnego narastające
zbocza sygnału zegarowego.
Trzy najmłodsze bity licznika (Q0, Q1, Q2) są równolegle połączone z obydwoma
dekoderami, a najstarszy bit (Q3) służy do wybrania odpowiedniego dekodera.
Układ może służyć również do sterowania oświetleniem większej mocy. Jak zastąpić diody
świecące 12 woltowymi żarówkami pokazano na poniższym schemacie.
6
Programator do Bascom
Firma MCS Electronics opracowała kompilator o nazwie BASCOM i wersję darmową
BASCOM LT. Jest to pakiet oprogramowania umożliwiający pisanie własnych programów w
Basic'u. Jednak aby wykorzystać choćby minimum możliwości jakie daje BASCOM,
niezbędny jest programator który współpracuje z BASCOM'em.
W dzisiejszych czasach od mikroprocesorów nie da się uciec. Można je znaleźć w najmniej
oczekiwanych miejscach. Poczynając od prostego sprzętu gospodarstwa domowego poprzez
sprzęt RTV, a kończąc na komputerach. Pisanie oprogramowania przy pomocy Asemblera
jest kłopotliwe i długotrwałe, szczególnie testowanie napisanego programu. Obecnie spora
liczba firm oferuje pełne pakiety umożliwiające programowanie procesorów w językach
wyższego poziomu takich jak: Pascal, C, Basic. Wśród programistów panuje przekonanie, że
najlepszym i najbardziej efektywnym językiem jest C. Jest w tym dużo racji, jednak nie
należy nie doceniać innych języków wyższego poziomu. Jednym z godnych polecenia, a
jednocześnie stosunkowo tanim jest pakiet BASCOM firmy MCS Electronics. Cena pakietu
wynosi od 69$ do 150$. Nie jest jednak uzależniona od wersji pakietu, ale od sprzedawcy
lokalnego. l tak we Włoszech BASCOM'a można nabyć za 69$, natomiast u polskich
dystrybutorów za ok. 150$. To i tak niewiele w porównaniu z pakietem C za, który trzeba
zapłacić średnio ok. 1000$. Na początek nie trzeba jednak wydawać przysłowiowej złotówki.
Można bowiem ściągnąć z Internetu darmową wersję BASCOM LT. Jest to w pełni
działający program z ograniczeniem kompilacji kodu źródłowego do 1kB. Na początek
powinno to wystarczyć. Zresztą pierwszy program jaki pojawił się w NE był napisany przy
pomocy BASCOM LT. Był to zestaw 059 "Prosty klucz elektroniczny" z numeru 4/99. Od tej
pory na łamach NE można spotkać programy napisane przy pomocy BASCOM'a. Skoro już
zdecydowaliśmy się na BASCOM powinniśmy mieć do niego odpowiednie narzędzia.
Jednym z podstawowych jest programator mikroprocesorów 89Cxx51, który zechce
współpracować z BASCOM'em. Firma MCS Electronics udostępniła na swoich stronach
internetowych prosty programator "małych Atmeli". Przedstawiony schemat jest nieznacznie
zmodyfikowany w stosunku do oryginału. Modyfikacja polega na dodaniu jednego układu
scalonego zamiast zastosowania diody. Układ z diodą nie zawsze chciał poprawnie działać, a
uzależnione to było od komputera, a w zasadzie od portu drukarkowego (LPT), do którego
został podłączony programator.
Budowa i działanie
Programator został zbudowany z pięciu układów scalonych i kilku elementów dyskretnych.
Dwa główne układy to US1 i US2 o oznaczeniu PCF8574P lub PCF8574AP Każdy z tych
układów z jednej strony posiada magistralę I2C, a z drugiej ośmiobitową szynę danych. W
skrócie można powiedzieć, że jest to konwerter I2C na 8 bitów i odwrotnie (remote 8bit I/O
expander for l2Cbus). Trzy pozostałe układy to 74LS05, 74LS06 i 78L05. Układy te chyba
nie wymagają specjalnego opisu. Zasada działania programatora jest stosunkowo prosta, bo
całą "brudną robotę robi" za nas komputer, do którego jest podłączony programator. Z portu
drukarkowego LPT1, LPT2 lub LPT3 są przesyłane, lub odbierane odpowiednie dane.
Programiści z MSC Electronics zadbali o to, abyśmy mieli maksymalny komfort pracy i nie
przejmowali się oprogramowanie do współpracy naszego programatora z BASCOM'em.
Oczywiście można napisać własny program obsługujący programator, ale czy ma to choćby
najmniejszy sens skoro jest już gotowy program. Nie będę opisywał sposobu programowania
89Cxx51, ponieważ było to już robione wielokrotnie. Tych, którzy chcą znaleźć więcej
informacji odsyłam do danych katalogowych i na strony internetowe firmy AtmeI
www.atmel.com
7
Montaż i uruchomienie
Montaż układu rozpoczynamy od sprawdzenia płytki drukowanej. Podczas sprawdzania
powinniśmy zwrócić uwagę czy sąsiednie ścieżki lub punkty lutownicze, czy nie są zwarte
lub ścieżki nie mają przerwy. Po stwierdzeniu że płytka jest poprawna, przystępujemy do
montażu programatora. Przed wlutowaniem elementów musimy wlutować trzy mostki.
Szczególnie M1, który jest umiejscowiony pod układem scalonym US2. Następnie
wlutowujemy elementy dyskretne. Kolejny etap to wlutowanie złącza Z1, podstawki pod
programowany mikroprocesor i stabilizatora napięcia US5. Pierwszy etap montażu za nami.
Rozpoczynamy wstępne uruchomienie układu. Do Z1 podłączamy +12V. Dioda D1 powinna
się zaświecić. Jeżeli tak nie jest, to oznacza że zamieniliśmy plus z minusem przy zasilaniu
układu lub odwrotnie wlutowaliśmy diodę D1. Gdy dioda się świeci, sprawdzamy
woltomierzem czy na odpowiednich wyprowadzeniach układu występuje +5V:
US1 - PIN16 +5V; PIN8 0V
US2 - PIN16 +5V; PIN8 OV
US3 - PIN14 +5V; PIN7 OV
US4 - PIN14 +5V; PIN7 OV
US5 - PIN1 +5V; PIN2 OV
Podstawka PIN20 +5V; PIN10 0V
Po dokładnym sprawdzeniu wlutowujemy pozostałe cztery układy scalone i łączymy przy
pomocy taśmy pięciożyłowej płytkę ze złączem DB25. Na tym kończymy montaż i
przystępujemy do uruchomienia układu. Łączymy programator z komputerem poprzez
dowolny port drukarkowy np. LPT1. Włączamy napięcie zasilania programatora i komputer.
Teraz uruchamiamy BASCOM i konfigurujemy go, aby widział nasz programator. W celu
konfiguracji BASCOM'a wchodzimy w OPTIONS i wybieramy PROGRAMMER.
Znajdujemy się w podmenu konfiguracji programatora. Musimy wybrać zakładkę
PARALLEL. W polu PROGRAMMER wybieramy MSC Flasch programmer. Przechodzimy
do pola LPT ADDRESS i wybieramy adres, jaki posiada złącze do którego jest podłączony
programator. Adres złącza można sprawdzić w SETUP komputera (Lpt1 ma adres 378H).
Pozostało nam ustawienie opóźnienia pole PORT DELAY. Z tym polem jest mały problem.
Wartość jaką należy tam wpisać każdy musi dobrać doświadczalnie. Dla przykładu dla
komputera z procesorem Pentium 100MHz wpisujemy 20 dla Pentium II 400MHz wpisujemy
60. Na zakończenie zaznaczamy jakie typy układów US1 i US2 zostały użyte w naszym
programatorze. W przypadku użycia PCF8574P nic nie robimy. Natomiast gdy użyliśmy
PCF8574AP, w polu PCF8574A zaznaczamy, że nasz programator posiada ów układ.
UWAGA!!!
Do prawidłowej pracy programatora niezbędny jest program BASCOM lub BASCOM LT.
Najnowszą wersię BASCOM LT można znaleźć w Internacie na firmowych stronach MCS
Electronics http://www.mcselec.com lub w kąciku Bascom'a.
Spis elementów
Rezystory:
R1 - 1k
R2 - 620
R3 - 1k
R4 - 10k
8
R5
R6
R7
R8
R9
-
10k
10k
10k
10k
10k
Półprzewodniki:
D1 - LED G
D2 - LED R
DZ1 - 3V3
Układy
US1 US2 US3 US4 US5 -
scalone:
PCF8574P LUB PCF8574AP
PCF8574P LUB PCF8574APZ
74LS05
74LS06
78L05
Inne:
Z1 - ARK2
Z2 - DB25 (DS25P)
Osłona DP25
Podstawka DIL20
9
Wykrywacz metali
Zasada działania.
Urządzenie pracuje na zasadzie różnicy dwóch częstotliwości, w jego skład wchodzą trzy
układy: generator wzorcowy, generator pomiarowy i mieszacz częstotliwości. Generator
wzorcowy pracuje na bramkach B1 B2 i posiada regulację częstotliwości w niewielkich
granicach za pośrednictwem dodatkowego potencjometru wchodzącego w skład rezystancji
polaryza cji bramki. Generator pomiarowy z bramkami B3 B4 posiada w pętli dodatniego
sprzężenia zwrotnego szeregowy obwód rezonansowy LI C2, decydujący o częstotliwości
pracy układu.
Układ z tranzystorem T1 jest prostym mieszaczem, do którego doprowadzane są sygnały z
obydwu generatorów. Jeżeli częstotliwości sygnałów są równe, a do uzyskania tego właśnie
służy potencjometr (korekcja częstotliwości wzorcowej do częstotliwości pomiaro wej), na
wyjściu w słuchawkach panuje cisza. Przy rozstrojeniu układu w słuchawce pojawia się ton
akustyczny (w granicach częstotliwości sygnału odbieranego przez ucho).
Częstotliwość pracy układu pomiarowego jest stała (zrezygnowano ze stosowania
kondensatora zmiennego) i nie jest w zasadzie istotna jej wartość. Cewka L1 może zawierać
10...30 zwojów drutu DNE 0, 5 nawiniętych na średnicy 20...40cm. Zamiast nawijać cewkę
można zastosować płaską taśmę 10...30-żyłową (której końce zostały połączone w szereg)
wygiętą w okrąg. Istotną sprawą jest usztywnienie cewki tak, aby zmiany jej gabarytów (a
więc i indukcyjności) podczas poszukiwań nie powodowały zmiany tonu wyjściowe go.
Dobrym sposobem na usztywnienie cewki może być np. zastosowanie rurki duraluminiowej o
średnicy około 1Omm wygiętej w okrąg, a następnie naciągnięcie w jej otwór uzwojenia.
Końce rurki nie mogą tworzyć obwodu zamkniętego. Oczywiście skuteczność pracy
wykrywacza, a w tym głównie zasięg wykrywanych przedmiotów metalowych w ziemi,
zależy od częstotliwości (mniejsze częstotliwości są w mniejszym stopniu tłumione) i dlatego
10
urządzenie można potraktować jako eksperymentalne. Jeśli ktoś chce, może do woli ustalać
częstotliwość w bardzo szerokich granicach od 50kHz aż do 500kHz. Można również
przeprowadzać eksperymenty w ten sposób, że obieramy częstotliwość generatora
pomiarowego maksymalnie niską, a częstotliwość wzorcową ustalamy nie równą wartości
częs totliwości obwodu rezonansowego lecz jej wielokrotności. Inaczej mówiąc, poprzez
wymianę wartości kondensatora Cl obieramy częstotliwość wzorcową jako harmoniczną
(2...5 razy większą w stosunku do częstotliwości drugiego generatora). Wydawać by się
mogło , że im mniejsza częstotliwość sygnału w cewce, tym mniejsza zmiana jej
częstotliwości po zbliżeniu do przedmiotu metalowego, ale należy pamiętać, że układ daje
przebieg zbliżony do prostokątnego (w każdym razie odbiegający kształtem od sinusoidy) i z
te go względu bogaty w częstotliwości harmoniczne, a im wyższa harmoniczna, tym większe
zmiany częstotliwości. W praktyce chodzi jednak o wybranie rozsądnego kompromisu
częstotliwości pomiarowej.
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R1: 100ohm potencjometr
R2: 150ohm
R3: 47... 10k
R4: 200ohm
Kondensatory
C1: 1..4,7nF
C2: 1...2,2nF
C3. C4: 1nF
C5: 10nF
C6: 1OOnF
Półprzewodniki
US1: 7400
T1: BC547 lub podobny
Inne
L1: według opisu
Sł: słuchawka o rezystancji min. 200ohm
11