Pozdrawiamy: Przemysława Bartoszewskiego z Leszna, Witolda Szy−
maniaka, Piotra Kosa, Leszka Seledca z Olsztyna, Jarosława Tylusa
z Grudziądza, Piotra Łojko ze Szczecina, Michała Nowakowskiego
z Wrocławia, M. Potockiego z Dolska, Leona Nakrewicza, Arkadiu−
sza Cekowicza, Łukasza Kowalczyka, Piotra Cieślińskiego z Krako−
wa, Adama Mościckiego z Zawiercia, Zbigniewa Jabłońskiego z Tcze−
wa, Marię Zabokrzycką, Helenę Kupisz, Karola Suchanka z Budzie−
jowic, Adriana Helwiga z Bogatyni, Mieczysława Szczęsnego z Płoń−
ska i Marzenę Komorkiewicz z Łajsk.

Uwagi do rubryki Errare humanum est z EdW 02/2002 przysłali ostatnio:
Michał Tobys ze Zbąszynia, Przemysław Agata z Pabianic, Adam
Gawron z Łodzi, Marcin Dyoniziak z Brwinowa, Radosław Krawczyk
z Rudy Śląskiej, Adam Robaczewski z Wejherowa i Tomasz Jędras
z Lubina.

Nagrody otrzymują: Przemysław Agata i Adam Gawron.

W ostatnich miesiącach zaobserwowaliśmy, że coraz więcej osób przysy−
ła na jednej kartce rozwiązania kilku konkursów. Jak już wielokrotnie
przypominaliśmy, prosimy o przysyłanie każdego rozwiązania na od−
dzielnej kartce. Rzecz w tym, że poszczególne konkursy trafiają do od−
dzielnych pudełek, a co ważniejsze do różnych osób, które potem opraco−
wują rozwiązania i losują nagrody. Dlatego każda kartka powinna zawie−
rać imię, nazwisko i pełny adres uczestnika.

(...) Proszę o odpowiedź. Załączam znaczki.

W miarę swoich możliwości odpisujemy na listy Czytelników. Nie za−

chodzi jednak potrzeba, abyście przesyłali nam znaczki.

Witam serdecznie,
(...)
W kilku słowach pragnę zawrzeć jeszcze żal do wielu nauczycieli,

którzy sami nie za bardzo wiedzą, co właściwie robią w szkole, albo którzy
zawiedli się na „debilizmie” uczniów. Tak naprawdę to chcę zwrócić uwa−
gę na zupełnie bezsensowny program w tej dziedzinie. Przynajmniej dla
Liceów Technicznych. Ja jestem uczniem jednego z nich – właśnie o pro−
filu elektronicznym (a przynajmniej tak to się nazywa). Napiszę krótko.
Elektrotechnika, to przedmiot z jakim miałem styczność dopiero od trze−
ciej klasy. Oczywiście materiał nie był nic a nic związany z elektroniką.
Dopiero później, dużo później pojawiły się zagadnienia minimalnie o niej
przypominające. Zaczęły się kilometrowe wzory na obliczanie indukcji
i szeregu innych wielkości związanych z cewkami, silnikami łączonymi
w gwiazdy, trójkąty. Oczywiście nikt nic nie wiedział i nikomu nawet przez
myśl nie przeszło, gdzie by to zastosować. Sytuację taką od razu zauwa−
żył nauczyciel i nawet nie wymagał tego wszystkiego (w tym miejscu przy−
znaję mu rację – to była naprawdę najmądrzejsza decyzja). No cóż. Taki
mamy program, za który „serdecznie dziękuję” MEN−owi. Ostatecznie
kończąc tę szkołę, jeżeli chodzi o wiedzę elektroniczną, nic raczej z niej
nie wyniosłem. Nadzieja w przyszłej mojej edukacji – na studiach.

Po co uczyć kilometrowych wzorów, skoro nie bardzo wiadomo nawet,

gdzie je zastosować, nie mówiąc już o ich zrozumieniu. Po co w ogóle ta−
kie lekcje? Idąc do podobnej szkoły człowiek wybiera ją z nadzieją na roz−
szerzenie wiadomości w dziedzinie elektroniki. Być może jeszcze nawet
nie wie o niej za dużo. Jedno jest pewne. Po ukończeniu takowej wyjdzie
z niej przekonany, że jest debilem, że ta dziedzina go przerasta a jego dez−
orientacja w tym temacie będzie jeszcze większa niż w chwili dokonywa−
nia wyboru szkoły. Po przejściu takiego prania mózgu uczeń wynosi jedy−
nie tyle: „Jestem debilem a ta dziedzina to makabra. Nie jestem w stanie
jej sprostać”. Cóż. Mamy nowego wykształconego i wierzącego w siebie
człowieka... Będzie on kolejnym „silnym” ogniwem społeczeństwa. Cóż
więcej rzec można... System edukacji...

Wracając do mojej osoby. Jestem samoukiem. Żałuję, że szkoła nie

spełniła moich, jakże niewielkich oczekiwań. Ja chciałem tylko zdobyć
trochę praktycznej i użytecznej wiedzy. Czy to naprawdę tak wiele?
Wszelkie osiągnięcia – nie przesadzam – zawdzięczam Wam i silnej wo−
li. Przymierzam się właśnie do wysłania jednego z moich mikroproceso−
rowych projektów do działu „Projekty czytelników” w EP. Jeżeli projekt
zyska „sympatię” redakcji, być może niedługo będzie mnie stać na tro−
chę bardziej cywilizowane warunki pracy – np. już nie z mazakiem w rę−
ku a sprayami do wykonywania płytek drukowanych. Podsumowując te−
mat skuteczności edukacji: Nauczyciele. Jeżeli macie realizować bezna−
dziejny program – róbcie to tylko dla pozoru. Jeżeli zależy wam na kre−
atywności w działaniu, proponuję zacząć od techniki cyfrowej. To jest
naprawdę o wiele łatwiej wytłumaczyć! Sprawi to o wiele więcej przy−
jemności zarówno uczniom, jak i nauczycielowi. Dopiero później można
wejść z techniką analogową, a wszelkie ewentualne braki uczniowie – je−
żeli tylko zechcą – uzupełnią sobie sami (sami poczują niedosyt). Ja ży−
czę Wam wszystkim kreatywności w prowadzeniu wykładów i budowaniu
przez to silnego, wierzącego w siebie młodego pokolenia elektroników
(...)

Do redakcji EdW: Dziękuję Wam za to, że jesteście! Życzę dalszych

sukcesów i kreatywności na łamach naszego wspólnego pisma.

Z poważaniem

Mariusz Ciszewski, Polanica Zdrój

Szanowna Redakcjo EdW,
Jako czytelnik Waszego czasopisma chcę wyrazić swoją opinię na te−

mat ostatnich numerów, a konkretnie artykułów o Protelu. Uważam, że
poświęcanie całego cyklu dla tego tematu jest chyba przesadzone. Wyda−
wało mi się, że EdW oznacza czasopismo przystępne dla szerokiego gro−
na odbiorców, w przeciwieństwie do np. „Elektronika” − magazynu elek−
troniki profesjonalnej. Tymczasem proponuje się czytelnikom używanie
oprogramowania (na pograniczu legalności) przeznaczonego dla firm
zajmujących się produkcją profesjonalną. Ponadto zastanawiam się nad
sensownością korzystania z tego oprogramowania, skoro do prostszych
schematów równie dobrze można posłużyć się innym programem. „...Pro−
tel jest potężnym i kosztownym narzędziem, skrojonym na miarę potrzeb
zaawansowanych konstruktorów, projektujących wielowarstwowe płytki

8

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Poczta

Poczta

W rubryce „Poczta” zamieszczamy fragmenty Waszych li−

stów oraz nasze odpowiedzi na pytania i propozycje. Elek−

tronika dla Wszystkich to nasze wspólne pismo i przez tę

rubrykę chcemy zapewnić jak najbardziej żywy kontakt re−

dakcji z Czytelnikami. Prosimy o listy z oczekiwaniami

w stosunku do nas, z propozycjami tematów do opracowa−

nia, ze swoimi problemami i pytaniami. Postaramy się

w miarę możliwości spełnić Wasze oczekiwania.

Specjalną częścią „Poczty” jest kącik tropicieli chochlika

drukarskiego „Errare humanum est”. Wśród Czytelników,

którzy nadeślą przykłady błędów, będą co miesiąc losowa−

ne nagrody w postaci kitów z serii AVT−2000. Piszcie więc

do nas, bardzo cenimy Wasze listy, choć nie na wszystkie

możemy szczegółowo odpowiedzieć. Jest to nasza wspól−

na rubryka, dlatego będziemy się do Was zwracać po imie−

niu, bez względu na wiek.

9

Poczta

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

zawierające setki elementów SMD...”− jak to ma się do profilu „Elektro−
niki dla Wszystkich”. No dobrze, niech jakaś część czytelników nauczy się
obsługi Protela i będąc zaawansowana w elektronice zaprojektuje jakieś
skomplikowane urządzenie − świetnie − a co z wykonaniem w warunkach
amatorskich wielowarstwowej płytki nie mówiąc o montażu tych setek
elementów SMD!? Może zamiast o Protelu lepiej napisać o jakichś innych
prostszych programach?

Mojej opinii tyle, załączam serdeczne pozdrowienia dla całej redakcji.

Paweł Cabała

Witam całą Redakcję!
List, który do Was piszę powstaje pod wpływem listu Zbigniewa Gib−

ka z poczty 2/01.

Otóż, słusznie i ciekawie zauważył on, że Naczelny powinien podpisy−

wać się Piotr „GURU” Górecki!

Myślę, że taki sposób oznajmiania światu o własnym dziele nie jest

żadną przesadą i sarkazmem, a jedynie zaakcentowaniem swojego, zasłu−
żonego, stanowiska. :−)

Zachęcam gorąco Czytelników, jak i osoby zainteresowane, do podzie−

lenia się swoimi propozycjami w ramach poczty EdW. Przykładowo − An−
drzej „TRANSMIT” Janeczek.

Pozdrawiam i życzę miłej zabawy

Grzegorz „KY3ORR” Kaczmarek

Witam.
Rozpoczęcie kursu nt. Protela 99SE jest strzałem w dziesiątkę. Jest to

rzeczywiście kombajn, jednak moje obawy dotyczą faktu, czy przeciętny
elektronik będzie w stanie poznać ten naprawdę trudny program.

(...)
No i ostatni wątek; Jeżeli następcą Pana śp. Zbyszka będzie Pan Piotr

Górecki i jeżeli opisy tego programu będą tak dokładne, jak kiedyś przy
EasyTrax, to wszystko będzie OK.

Zasyłam pozdrowienia.

Ryszard Piotrowicz, Brzesko

Przemysław Agata . . . . . . . . . . .Pabianice
Jerzy Bergiel . . . . . . . . . . . . . . . .Szczecin
Maciej Berowski . . . . . . . . . .Częstochowa
Dariusz Bobrowski . . . . . . . . . . . . .Tarnów
Adam Gawron . . . . . . . . . . . . . . . . . .Łódź
Arkadiusz Gielnik . . . . . . . . . . . . . . . .Buk
Artur Gombosz . . . . . . . . . . . .Milanówek
Tomasz Górzyński . . . . . . . . . . . .Parczew
Zbigniew Janik . . . . . . . . . . . . . . .Kraków
Karol Juros . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Lublin
Jerzy Kalmas . . . . . . . . . . . . . . . . .Sękocin

Zbigniew Karasiński . . . . . . . .Mińsk Maz.
Marcin Komisarz . . . . . . . . . . . . .Rzeszów
Marek Kowalski . . . . . . . . . . . . .Warszawa
Andrzej Kozak . . . . . . . . . . . . . .Warszawa
Michał Koziak . . . . . . . . . . . . . .Sosnowiec
Paweł Leśniak . . . . . . . . . . . . . . . . . .Wleń
Karol Nowak . . . . . . . . . . . . . . . . . .Zabrze
Jan Ołdak . . . . . . . . . . . . . . . . . .Brwinów
Anna Orłowicz . . . . . . . . . . . . . . . .Poznań
Łukasz Paszkiewicz . . . . . . . .Częstochowa
Grzegorz Podgórski . . . . . . . . .Ciechanów

Dawid Pawlik . . . . . . . . .Kędzierzyn−Koźle
Piotr Prymon . . . . . . . . . . . . . . . .Zarzecze
Bartłomiej Radzik . . . . . . . .Ostrowiec Św.
Marcin Rekowski . . . . . . . . . . . . . . .Brusy
Filip Rus . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Zawiercie
Andrzej Sadowski−Skwarczewski . . . . . . .

Skarżysko−Kam.

Krzysztof Siwy . . . . . . . . . . . . .Damienice
Zuzanna Skoczek . . . . . . . . . .Lesznowola
Michał Stach . . . . . . . . . . .Kamionka Mała
Szymon Stanaszek . . . . . . . . .Boguchwała

Stanisław Strzelecki . . . . . . . . . . .Rakowo
Czesław Szutowicz . . . . . . . . . .Włocławek
Grzegorz Świt . . . . . . . . . . . . . . . .Jarosław
Paweł Szwed . . . . . . . . . . . . . .Grodziec Śl.
Jarosław Tarnawa . . . . . . . . . . .Godziszka
Michał Tobys . . . . . . . . . . . . . . . . .Zbąszyń
Marcin Wiązania . . . . . . . . . .Busko Zdrój
Maciej Zamieniecki . . . . . . . . . . . . .Sątopy
Bartek Zubrzak . . . . . . . . . . . . . . .Sieradz

EdW 5/2002 Lista osób nagrodzonych

10

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Prosiłbym o umieszczenie bardzo cennej informacji
w zbiorze elektronika, dotyczącej schematu połączeń
A−V przez eurozłącze (SCART), oraz opisu sygnałów jakie
w ten sposób można transportować.

Złącze SCART (zwane też EURO i Peritel), zawiera 21 linii.
W odbiorniku telewizyjnym lub magnetowidzie (VCR − video casset−
te recorder) zamontowane jest gniazdo; ka−
bel połączeniowy ma dwa wtyki. Rysunek 1
pokazuje numerację końcówek gniazda
i wtyku. Tabela 1 zawiera opis poszczegól−
nych końcówek gniazda w telewizorze. Peł−
ny zestaw połączeń odbiornika telewizyjne−
go i magnetowidu wraz z kierunkami prze−
pływu sygnału pokazany jest na rysunku 2.

W praktyce nie wszystkie linie

są wykorzystane. W zależności od
przeznaczenia, kable SCART mogą
zawierać różną liczbę przewodów.
Niewykorzystane są na pewno linie
onumerach 10, 12, które w różnych
źródłach są odmiennie opisywane
(jako łącze I

2

C, jako niewykorzy−

stane lub do przyszłych zastoso−
wań). Podobnie linia sterująca
(nóżka nr 8).

Nóżki 1, 2, 3, 6 przenoszą

w dwóch kierunkach sygnały audio,
a masą audio jest nóżka 4.

Nóżki 19, 20 i masa 17 przeno−

szą w dwóch kierunkach zespolony
sygnał wizji (CVSB).

Nóżki 7, 11, 15 i odpowiadające

im nóżki masy 5, 9, 13 przenoszą
sygnał RGB w jednym kierunku − do telewizora. Teoretycznie daje to
możliwość podłączenia monitora komputerowego z wejściem RGB
do magnetowidu, jednak w praktyce jest to prawie niemożliwe do
zrealizowania z kilku względów (różne poziomy sygnałów, brak
wyjść RGB w wielu magnetowidach, itp.).

Dla uniknięcia zakłóceń, w złączu przewidziano oddzielne linie

masy (powrotu) dla poszczególnych sygnałów, a kable powinny być
ekranowane. Zaleca się wykorzystywanie fabrycznych kabli z dobra−
nymi przewodami i odpowiednio połączonymi ekranami.

Jestem stałym czytelnikiem pisma EdW i mam problem.
(...) uległy uszkodzeniu tranzystory C1740 i żaden katalog
ich nie publikuje. (...)

Czytelnikowi umknęła istotna informacja. Japońskie tranzystory ma−
ją oznaczenia zaczynające się od 2S (2SA, 2SB, 2SC, 2SD, 2SJ,
2SK). Początek oznaczenia 3S wskazuje, że tranzystor ma cztery wy−
prowadzenia (nóżki).

Litera A oznacza tranzystor PNP w.cz, litera B − tranzystor PNP

m.cz., C − NPN w.cz., D − NPN m.cz., J − tranzystor polowy z kana−
łem P, K − tranzystor polowy z kanałem N.

Oznaczenie C1740 wskazuje na tranzystor 2SC1740, którego

dane można bez trudu znaleźć w katalogach:

Skrzynka
Porad

W rubryce przedstawiane są odpowiedzi na

pytania nadesłane do Redakcji. Są to sprawy,

które, naszym zdaniem, zainteresują szersze

grono Czytelników.

Jednocześnie informujemy, że Redakcja nie

jest w stanie odpowiedzieć na wszystkie nade−

słane pytania, dotyczące różnych drobnych

szczegółów.

1

AOR

Audio Out Right

0,5Vrms <1k

Ω

2

AIR

Audio In Right

0,5Vrms >10k

Ω

3

AOL

Audio Out Left + Mono

0,5Vrms <1k

Ω

4

AGNDAudio Ground

5

B GNDRGB Blue Ground

6

AIL

Audio In Left + Mono

0,5Vrms >10k

Ω

7

B

RGB Blue In

0,7V±3dB, 75

Ω

, positive

8

SWTCH

Audio/RGB switch / 16:9

9

G GNDRGB Green Ground

10

CLKOUT

Clock Out (SDA)

11

G

RGB Green In

0,7V±3dB, 75

Ω

, positive

12

DATA

Data Out (SCL)

13

R GNDRGB Red Ground

14

DATAGND

Data Ground

15

R

RGB Red In / Chrominance

0,7V±3dB, 75

Ω

, positive

(Chrom.: 0,3V burst)

16

BLNK

Blanking Signal

1−3V=RGB,
0−0,4V=Composite 75

Ω

17

VGNDComposite Video Ground

18

BLNKGNDBlanking Signal Ground

19

VOUT

Composite Video Out

1V±3dB, 75

Ω

, positive,

sync: 0,3V (−3…+10dB)

20

VIN

Composite Video In / Luminance

1V±3dB, 75

Ω

, positive,

sync: 0,3V (−3…+10dB)

21

SHIELDGround/Shield (Chassis)

Skrzynka porad

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

NPN, obudowa TO−92, UCBmax=50V, Ic=100mA, Pmax=300mW,

wzmocnienie>120. W jego miejsce można śmiało zastosować
BC547B lub BC546.

Jak zbudować nadajnik na jednym tranzystorze? (...) wy−
starczy zasięg 100...200m. (...)
Poszukuję schematów mininadajników FM o zasięgu
5km. Mam sporo schematów, ale żaden mnie nie zadowa−
la. Bardzo proszę o kilka porządnych schematów.

Tego typu pytań wciąż pojawia się wiele i kolejny raz odpowiadamy,
że zadanie jest bardzo trudne. Samodzielne wykonanie nadajnika
z kilkustopniowym wzmacniaczem na zakres około 100MHz jest na−
prawdę bardzo trudnym zadaniem. Trzeba mieć dużą wiedzę na temat
techniki w.cz., dopasowania impedancji, anten, rezystancji promie−
niowania, itd. Sam schemat ideowy niczego nie załatwia, bo przy ta−
kich częstotliwościach istotne jest też rozmieszczenie przestrzenne
i sposób montażu. Duże znaczenie ma właśnie sposób montażu, ekra−
nowanie, prowadzenie masy, rodzaj i wymiary anteny, itp. Poza tym
trzeba zastosować podzespoły o ściśle określonych parametrach,
choćby po to, by częstotliwość nie zmieniała się z upływem czasu
i przy zmianach temperatury.

Tymczasem większość tego rodzaju pytań i próśb nadsyłają zupeł−

nie początkujący Czytelnicy, którzy nawet nie wiedzą, co to jest współ−
czynnik cieplny kondensatora. Nie dziwią też stwierdzenia, iż wykona−
ne przez nich nadajniki mają zasięg pięć metrów czy nawet pół metra.

Choć temat mininadajników jest zawsze niezmiernie atrakcyjny,

początkujący napotykają tu ogromne trudności, a uzyskane efekty
bardzo często są przyczyną zniechęcenia. Do pierwszych prostych

eksperymentów można wykorzystać liczne schematy dostępne w li−
teraturze i w Internecie, ale nie warto się spodziewać dużego zasię−
gu. W EdW zaprezentowaliśmy szereg prostych nadajników. Warto
zacząć od EdW 4 i 5 z roku 2001 od projektów pt Mininadajniki FM
UKF. Poza tym można sięgnąć do innych artykułów: Nadajnik sy−
gnalizacyjny FM w EdW 6/1999 str. 63, Zabawka radiowa − telefo−
niczna „pluskwa” w EdW 7/1999 str. 63, czy Nadajnik
FM/2m w EdW 7/1998 str. 7. Kto natomiast chciałby poświęcić wię−
cej czasu, by pomału „wgryźć się” w technikę w.cz., powinien za−
cząć od książek dla krótkofalowców. Jedną z fundamentalnych pozy−
cji w tej dziedzinie jest obszerna, tysiącstronicowa książka Zdzisła−
wa Bieńkowskiego pt. Poradnik UltraKrótkoFalowca, wydana przed
laty przez WKiŁ.

Słyszałem, że w filtrach m.cz można stosować rezystory
o tolerancji większej niż 5%. Czy to prawda?

Można, tylko dlaczego i po co? Obecnie zdobycie rezystorów o tole−
rancji gorszej, niż 5% nie jest wcale łatwe, co jest dodatkowym ar−
gumentem. Wiele ważnych informacji o filtrach można znaleźć
w cyklu Filtry aktywne, który prowadzony jest obecnie na łamach
EdW.

Czy można posmarować „Elektrosolem” styki powyginanej
podstawki, aby polepszyć kontakt z układem scalonym?

Można. Obecnie na rynku (także w ofercie AVT) dostępnych jest wie−
le różnych preparatów do konserwacji styków. Kupując taki preparat,
z reguły w postaci aerozolu w puszce, warto starannie zapoznać się
z jego przeznaczeniem.

11

Elektroniczny zegar to niewątpliwie jeden
z „żelaznych punktów” każdego elektronika.
Prawie każdy hobbysta stawia sobie za punkt
honoru wykonanie zegara cyfrowego.

WEdWzaprezentowano już kilka zega−

rów. Teraz przyszła kolej na zegar−gigant
z ogromnymi wyświetlaczami. Jak poświad−
cza fotografia okładkowa, sześciocyfrowy
wyświetlacz ma 124cm długości i 27cm wy−
sokości. Wskazanie jest czytelne nawet z od−
ległości kilkuset metrów. Prezentowany im−
ponujący wyświetlacz zawiera 770 diod LED.

Co bardzo ważne, każda cyfra tego gigan−

tycznego wyświetlacza zmontowana jest
z kilku wąskich pasków płytki drukowanej,
a to radykalnie zmniejsza koszty wyświetla−
czy, które przecież decydują o całkowitym
koszcie zegara. Ponieważ wąskie paski płyt−
ki i popularne 5−milimetrowe diody są dziś
naprawdę niedrogie, budowy tego imponują−
cego zegara mogą się także podjąć osoby
z mniej zasobnym portfelem. Z modułem
mogą też współpracować klasyczne 20− i 14−
milimetrowe wyświetlacze LED, co udowa−
dnia fotografia wstępna.

Specjalnie dla tego zegara wspólnie ze

Zbyszkiem Orłowskim zaprojektowaliśmy aż
pięć różnej wielkości wyświetlaczy, zbudo−
wanych z pojedynczych diod LED. Więcej
szczegółów można znaleźć w krótkim artyku−
le Gigantyczne wyświetlacze LED w tym nu−
merze EdW. Sterownik zegara zrealizowałem
na mikroprocesorze, co oczywiście genialnie
uprościło konstrukcję. Wiem, że u wielu czy−
telników słowo mikroprocesor natychmiast
budzi nieprzepartą odrazę i niechęć do takie−
go rozwiązania. Nie będę się jednak wdawał
w dywagacje o przyczynach, słuszności i sile
takich odczuć. Jeśli i Ty masz opory, przyjmij
że sterownik zegara to specjalizowany, 20−
nóżkowy układ scalony o symbolu Gi−
gant2002, którego budowy wewnętrznej
i działania wcale nie musisz rozumieć. I tym
prostym sposobem pozbędziesz się kłopotu!

Zachęcam wszystkich do przeanalizowa−

nia prezentowanego rozwiązania. Pożytek

odniosą z tego nie tylko „procesorowcy”, ale
i ci, którzy realizują swoje układy tradycyj−
nymi metodami. Zastosowane rozwiązania
mogą być wykorzystane w innych tego ro−
dzaju konstrukcjach.

Zaletą zegara jest intuicyjna obsługa za

pomocą dwóch przycisków. Wykorzystany
prosty sposób został przetestowany w prakty−
ce, gdy poprosiłem kilka przypadkowych
osób o ustawienie czasu na zegarze. Wszyst−
kie szybciutko poradziły sobie z tym zada−
niem, mimo że nie otrzymały żadnych wska−
zówek w tym zakresie (zegar cyfrowy nie ma
wskazówek).

Miłośnicy mikroprocesorów zapewne

z uwagą przeanalizują program. Ponieważ
zgodnie z przyjętymi zasadami, program zo−
staje udostępniony na naszej stronie interne−
towej, można go zmodyfikować, wzbogacić
lub uprościć, by jeszcze bardziej dostosować
układ do własnych potrzeb. Można nawet za−
stąpić kostkę 89C2051 procesorem AVR
90S2313, mającym identyczny układ wypro−
wadzeń.

Dodatkową mobilizacją do własnej ak−

tywności jest konkurs, ogłoszony na końcu
artykułu.

Obsługa

Normalnie układ zlicza czas, pokazując jed−
nocześnie godziny, minuty i sekundy. Do
ustawiania służą przyciski S1 i S2. Podczas
normalnej pracy przycisk S2 jest nieczynny.
Naciśnięcie przycisku S1 spowoduje, że na
wyświetlaczu zacznie migać pierwsza cyfra –
i wtedy można ustawić dziesiątki godzin za
pomocą S2. Kolejne naciśnięcie S1 spowo−
duje miganie drugiej cyfry i z pomocą S2
można ustawić jednostki godzin. Kolejne
dwa naciśnięcia S1 pozwolą ustawić minuty.
Wczasie ustawiania godzin i minut ustawia−
na jest zawsze tylko jedna cyfra, bez wpływu
na pozostałe. Piąte i szóste naciśnięcie S1
spowoduje miganie wyświetlaczy sekund.
Naciśniecie S2 spowoduje wtedy wyzerowa−
nie sekund. Jeśli licznik sekund pokazuje

liczbę 0...29, nastąpi po prostu wyzerowanie,
jeśli natomiast w chwili naciśnięcia S2 wska−
zanie sekund wynosi 30...59, oprócz wyzero−
wania nastąpi też zwiększenie licznika mi−
nut, ewentualnie godzin. Ma to duże znacze−
nie praktyczne, ponieważ często zegar jest
korygowany na sygnał z radioodbiornika,
nadawany o pełnej godzinie.

Kolejne siódme naciśnięcie spowoduje

powrót do normalnej pracy zegara.

Dokładność wskazań zależy od stabilno−

ści zastosowanego rezonatora kwarcowego.
Wukładzie przewidziano trymer, który na−
wet z popularnym kwarcem pozwoli uzyskać
dużą precyzję, zwłaszcza gdy zegar będzie
pracował w mieszkaniu, gdzie wahania tem−
peratury są niewielkie.

Opis układu

Schemat ideowy zegara pokazany jest na ry−
sunku 1. Do punktów pokazanych z prawej
strony schematu dołączony jest sześciocyfrowy
wyświetlacz LED. Schemat podstawowej wer−
sji wyświetlacza pokazany jest na rysunku 2.

Jak widać, jest to układ multipleksowy, wy−

korzystujący wyświetlacze ze wspólną anodą.

Podczas pracy w danej chwili czasu świe−

ci tylko jeden wyświetlacz. Oznacza to, że
tylko na jednej z linii A1...A6 występuje do−
datnie napięcie zasilające. O tym, które seg−
menty tego wyświetlacza będą zaświecone,
decyduje stan linii A...G. Punkty te są zwie−
rane do masy.

Sercem układu jest popularny mikrokontro−

ler AT89C2051, pracujący z kwarcem o czę−
stotliwości 12MHz. Trymer C6 pozwala pre−
cyzyjnie ustawić częstotliwość oscylatora
i tym samym uzyskać dużą dokładność zegara.

Normalnie układ zasilany jest z zasilacza

sieciowego (niekoniecznie stabilizowanego)
o napięciu 6,5...18V, dołączonego do punk−
tów P, O. Stabilizator U1 (7805) zapewnia
odpowiednie napięcie pracy mikroprocesora.
Wtedy zwora ZW1 musi być przerwana. Dio−
dy Schottky’ego D1, D2 zapewniają bez−
przerwowe zasilanie. Przy braku napięcia sie−

13

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

G

G

G

G

ii

ii

g

g

g

g

a

a

a

a

n

n

n

n

tt

tt

yy

yy

c

c

c

c

zz

zz

n

n

n

n

yy

yy

zz

zz

e

e

e

e

g

g

g

g

a

a

a

a

rr

rr

2

2

2

2

6

6

6

6

3

3

3

3

2

2

2

2

##

##

ci, mikroprocesor zasilany jest z baterii rezer−
wowej 3...4,5V, dołączonej do punktów P1, O1.

Napięcie VCC przy zasilaniu z sieci wy−

nosi około 4,7V (5V minus spadek napięcia
na diodzie D1). Źródłem zasilania może być
zasilacz

stabilizowany

o

napięciu

5V (4...6V). Wtedy układ U1 jest zbędny,
a konieczna jest zwora ZW1.

Obwód z tranzystorem T1 to detektor bra−

ku napięcia sieci. Gdy zabraknie napięcia sie−
ci, procesor jest zasilany z baterii rezerwo−
wej, a na wejściu P3.1 pojawia się stan wyso−
ki, co powoduje zmianę trybu pracy proceso−
ra i zmniejszenie poboru prądu.

Ze względu na niewielką liczbę wyprowa−

dzeń procesora ‘C2051, w układzie zastoso−
wano dodatkowo dwa dekodery. Kostka
CMOS 4543 jest dekoderem z kodu BCD na
kod wskaźnika 7−segmentowego. Układ 4028
jest dekoderem typu 1 z 10 i pomaga zaświe−
cać kolejne cyfry na wyświetlaczu. Dzięki za−
stosowaniu tych dwóch układów, do sterowa−
nia sześciocyfrowym wyświetlaczem wystar−
czy siedem linii wyjściowych procesora.

Pozostałe linie mogą być wykorzystane

w rozmaity sposób. Dwie współpracują
z przyciskami umożliwiającymi ustawianie
zegara, jedna (P3.0) może sterować dodatko−
wymi diodami LED, a kolejna (P3.1) pełni
bardzo ważną rolę, stanowiąc wejście dla in−
formacji o zaniku napięcia sieci. Punkty
J1...J4 dołączone do wolnych wyjść dekode−
ra U5 oraz niewykorzystane linie portu 3
(P3.4, P3.5, P3.7) umożliwiają niemal nieo−

graniczoną rozbudowę
układu, choćby podłą−
czenie

dodatkowych

układów przez łącze
I

2

C, oraz przekaźników

i brzęczyka, niezbęd−
nych przy pracy w roli
budzika (co wymaga
rozbudowy programu).
Punkty L, N można wy−
korzystać dowolnie. Do
punktu L można na
przykład dołączyć dio−
dy LED oddzielające
wyświetlacze godzin i minut, jak pokazuje to
rysunek 2, albo inne znaczne obciążenie,
choćby przekaźnik.

Wukładzie nie przewidziano typowego

obwodu resetu z kondensatorem dołączonym
do nóżki 1. Zamiast tego włączony jest przy−
cisk pozwalający na zresetowanie układu
w dowolnej chwili. Takie rozwiązanie jest tu
potrzebne z uwagi na fakt, że napięcie zasila−
jące przy zaniku i powrocie napięcia sieci bę−
dzie się znacznie zmieniać, co przy obecności
kondensatora mogłoby doprowadzić do nie−
zamierzonego zresetowania zegara po po−
wrocie napięcia sieci.

Aby układ prawidłowo pracował, także

w stanie IDLE, potrzebne są rezystory R14,
R15. Związane to jest z brakiem wewnętrz−
nych rezystorów podciągających na końców−
kach P1.0 i P1.1 procesora, jako że opcjonal−
nie są to wejścia analogowego komparatora.

Zdekodowane sygnały z układu U3

(4543) podane są na bufor−inwerter U4

typu ULN2803, zaświecający poszczególne
segmenty wyświetlaczy. Kostka ULN2803
zawiera osiem jednakowych tranzystorów
Darlingtona. Maksymalny prąd wyjściowy
wynosi 0,5A, dzięki czemu moduł może ste−
rować nawet wielkimi wyświetlaczami.

Rezystory R7...R13, a także R5, R6, wy−

znaczają prąd segmentów oraz zmniejszają
zależność jasności świecenia wyświetlaczy
od zmian napięcia zasilania.

Impulsy zaświecające poszczególne cyfry

z wyjść Q1...Q6 dekodera U5 podawane są na
układ U6 − mało znaną kostkę CMOS 4504.

Układ scalony 4504 zawiera sześć bufo−

rów. Nie są to jednak zwyczajne bufory, po−
nieważ umożliwiają translację poziomów lo−
gicznych. Układ U6 zasilany jest dwoma na−
pięciami dodatnimi o różnej wartości. Na
wejścia AI...FI są podawane sygnały o pozio−
mach 0 i 4,7V, bo dekoder U5 jest zasilany

napięciem VCC (ok. 4,7V). Tym
samym napięciem zasilane są
obwody wejściowe kostki U6.
Natomiast obwody wyjściowe
tego układu (AO...FO) są zasila−
ne napięciem VPP. Napięcie
VPP jest wyższe niż napięcie
VCC, przynajmniej o spadek na−
pięcia na diodzie D1, lub jeszcze
więcej przy wykorzystaniu sta−
bilizatora U1. I właśnie tym wy−
ższym napięciem zasilana jest
nie tylko część kostki U6, ale też
kolektory tranzystorów T2...T7
(napięcie VPP podane jest także
na nóżkę 10 układu U4, czyli na
katody diod ochronnych, ale
w tym zastosowaniu jest to bez
znaczenia). Dzięki takiemu roz−
wiązaniu wyświetlacze zawsze
zasilane są wyższym napięciem,
a prąd wyświetlaczy nie płynie
przez stabilizator U1.

Jest to bardzo istotne, ponie−

waż umożliwia zasilanie wy−
świetlaczy napięciem dochodzą−
cym do 18V. Tak wysokie napię−
cie zasilania otwiera z kolei dro−
gę do wykorzystania wielkich

14

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Rys. 1

Rys. 2

wyświetlaczy, których segmenty z oczywi−
stych względów zawierają kilka świecących
struktur LED połączonych w szereg. Przy−
kładowo każdy segment gigantycznego wy−
świetlacza pokazanego na fotografii okładko−
wej zawiera cztery grupy po pięć diod połą−
czonych w szereg. A pięć zielonych diod wy−
maga napięcia zasilania ponad 11V.

Opis programu

Program w postaci źródłowej jest dostępny na
stronie internetowej EdW(www.edw.com.pl).
Nabywcy zestawu AVT−2632 otrzymają za−
programowany procesor. Zapoznanie się
z programem nie jest więc w żadnym wypad−
ku niezbędne. Ponieważ jednak wielu Czytel−
ników zechce zmodyfikować program zegara,
a jest to program dość rozbudowany, warto
omówić najważniejsze fragmenty.

Wzorcem czasu jest oczywiście rezonator

kwarcowy 12MHz. Jego częstotliwość jest
dzielona sprzętowo przez 12, a potem przez
250 w liczniku−timerze T0, który pracując
w trybie 2 jest automatycznie przeładowywa−
ny. Każdy cykl Timera0 co 250

µ

s generuje

przerwanie, które jest obsługiwane przez
procesor, niezależnie od wcześniej wykony−
wanej czynności.

Program obsługi przerwania pokazany

jest na listingu 1. Każde przerwanie od Ti−
mera0 zwiększa zmienną Co2ms. Zmienna ta
jest w istocie licznikiem do 8 − po każdych
ośmiu przerwaniach, czyli co 2ms, ustawiany
jest znacznik Flaga i zwiększana zmienna
Co4ms. Zmienna Co4ms i zmienna Co1sek to
kolejne liczniki, dzielące w sumie przez 500.

Do podziału przez 500 po−
trzebne są dwie zmienne, bo
zwykły, ośmiobitowy licznik
nie poradzi sobie z takim za−
daniem.

Trwający jedną sekundę

cykl licznika Co1sek powo−
duje zliczanie sekund, minut
i godzin w kolejnych zmien−
nych−licznikach. Jak widać,
zegar pracuje w trybie 24−go−
dzinnym, a próba skrócenia
cyklu do 24 godzin następuje
co 2ms. Takie na pierwszy
rzut oka dziwne rozwiązanie
jest potrzebne, by liczniki
prawidłowo zliczały także
podczas ustawiania czasu.

Jak się łatwo zorientować,

warunkiem poprawnej pracy
zegara jest wykonanie tej
części programu pomiędzy
kolejnymi

przerwaniami,

czyli w czasie krótszym, niż
250

µ

s, co jest tu zapewnione.

Wczasie, gdy nie jest realizowana proce−

dura obsługi przerwania od Timera0, proce−
sor „kręci się w kółko” w nieskończonej pę−
tli DO...LOOP, pokazanej na listingu 2, i co
2 milisekundy obsługuje wyświetlacz. Jest to
rozwiązanie standardowe w tego typu ukła−
dach. Podczas takiej działalności procesor
pobiera około dziesięciu miliamperów prądu.
Przy braku napięcia sieci (stan wysoki na
wejściu P3.1), po obsłużeniu przerwania od
Timera0 procesor nie pracuje w pętli i nie ob−
sługuje wyświetlacza, tylko go wygasza
i przechodzi w stan uśpienia IDLE. Budzi go
kolejne przerwanie Timera0, po którym
znów „zasypia” i tak dalej. Przy braku napię−
cia sieci Timer0 stale zalicza i generuje prze−
rwania, które są obsługiwane a czas jest zli−
czany na bieżąco, przy czym wyświetlacz nie
jest obsługiwany, bo wszystkie linie portu P1
są w stanie wysokim (P1=255). Dzięki temu
przy braku napięcia sieci cały zegar pobiera
z 3−woltowej baterii rezerwowej tylko około
1,3mA, co jest naprawdę bardzo dobrym
wynikiem.

Większą oszczędność można byłoby uzy−

skać stosując tylko zewnętrzny układ scalony
zegara RTC, np. z serii PCF85x3.

Należy zauważyć, że główny program „krę−

ci się w kółko” i czeka na ustawienie znacznika
Flaga. Następuje to co 2ms i właśnie co 2ms
wykonywana jest procedura Obsluga_wysw.

Kluczowe elementy procedury obsługi wy−
świetlacza pokazane są na listingu 3.

Na początek zerowana jest flaga, co gwa−

rantuje, że procedura obsługi wyświetlacza zo−
stanie wykonana tylko raz. Następnie zwięk−
szana jest zawartość zmiennej Mux, decydują−
cej o tym, który segment ma zostać wyświetlo−
ny. Zwróć uwagę, że cykl obsługi wyświet−
lacza składa się z siedmiu odcinków czasu po
2ms każdy. Cykl trwa więc 14ms, co daje
znaczną częstotliwość odświeżania wyświetla−
cza powyżej 70Hz, gwarantującą, że nie wy−
stąpi efekt migotania wskaźników. Wczasie
tych 14ms każdy z sześciu segmentów świeci
tylko przez 2ms. Celowo nie skróciłem cyklu
do sześciu, tylko do siedmiu stanów (0...6).
Gdy Mux=0 żaden z wyświetlaczy nie świeci,
ale taki stan jest niezbędny dla łatwej realizacji
procedur ustawiania, o czym się za chwilę
przekonasz. Wrazie potrzeby stan ten można
też wykorzystać na przykład do obsługi dodat−
kowych przycisków, co umożliwi zastosowa−
nie klawiatury z dużą liczbą klawiszy.

Stany Mux od 1...6 są wykorzystane do

zaświecania poszczególnych wskaźni−
ków (cyfr) wyświetlacza. Niewykorzy−
stany stan Mux=7 może posłużyć do wy−
świetlacza dni tygodnia. Ja zrezygnowa−
łem z tej opcji, bo pokazywanie dnia ty−
godnia w postaci cyfry moim zdaniem
nie ma sensu, a sensowniejsze wykorzy−
stanie siedmiu diod LED wymagałoby
rozbudowy układu.

Zależnie od stanu zmiennej Mux, do

zmiennej Wysw zostaje wpisana wartość
z odpowiedniego licznika czasu, za co odpo−
wiada instrukcja Select Case. Wpisana war−
tość to liczba z zakresu 0...9, zajmująca czte−
ry młodsze bity. Kolejne instrukcje przesu−
wają te młodsze bity wewnątrz zmiennej

15

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Listing 1

Listing 2

Listing 3

Wysw o cztery pozycje w lewo. Przy okazji
trzeba wyzerować znacznik przeniesienia c,
bo BASCOM−owa instrukcja Rotate najwi−
doczniej wykorzystuje asemblerowy rozkaz
RLC A (rotate left through carry). Kolejne
wersje programu BASCOM, demo i komer−
cyjne, różnią się tu szczegółami. Opisywany
program został ostatecznie skompilowany za
pomocą wersji demo 2.0.6.0 z roku 2001,
gdzie jak widać wykorzystałem instrukcję
Rotate z wcześniejszym zerowaniem znacz−
nika c(arry), a nie instrukcję Shift, która dzia−
ła różnie w różnych wersjach kompilatora.

Po przesunięciu bitów „w górę”, do młod−

szych czterech, a właściwie trzech bitów
zmiennej Wysw zostaje za pomocą instrukcji
OR dopisana zawartość zmiennej Mux.
Wten sposób w zmiennej Wysw, a potem na
końcówkach portu P1 i na wejściach dekode−
rów U3, U5 pojawia się jednocześnie infor−
macja, który wskaźnik zaświecić (trzy młod−
sze bity 0...2), jak i cyfra do wyświetlenia
(cztery starsze bity 4...7). Jeden bit zmiennej
Wysw (bit numer 3) ma zawsze wartość zero
i praktycznie nie jest wykorzystany. Wrazie
potrzeby można go dowolnie spożytkować,
co umożliwia punkt K na płytce (należy wte−
dy przeciąć ścieżkę K−K1 i wykonać zworę
K1−K2). Połączenie punktu K z K1 umożli−
wia z kolei wykorzystanie wyjść Q8...Q9 de−
kodera U5, a przy wykorzystaniu dodatko−
wego dekodera zwiększenie liczby wyświe−
tlaczy nawet do 15.

Podstawy działania programu są więc

proste. Procesor przez cały czas „kręci się
w kółko” w pętli głównej. Ta bezproduktyw−
na działalność jest przerywana co 250

µ

s

przez przerwanie od Timera0 zwiększające
zawartość liczników czasu, oraz co 2ms, gdy
zostanie ustawiony znacznik Flaga. Nie ma
przy tym żadnej sprzeczności interesów. Co
bardzo ważne, przerwanie od timera wyko−
nywane jest zawsze, niezależnie od tego, co
program akurat robi. Przerwanie od timera
zwiększa stany liczników liczących czas
i właśnie to jest dla programu zadanie naj−
ważniejsze (wykonywane jest także przy bra−
ku napięcia sieci). Jeśliby przypadkiem zda−
rzyło się, że przerwanie od licznika przyjdzie
w trakcie wykonywania obsługi wyświetla−
cza, procesor przerwie tę mniej ważną czyn−
ność i obsłuży przerwanie, które decyduje
o zliczaniu czasu. Dzięki temu czas zawsze
jest liczony poprawnie, a ewentualne za−
kłócenie (zawieszenie) obsługi wyświetlacza
nie ma żadnych złych konsekwencji, najwy−
żej jedna z cyfr będzie świecić o ułamek mi−
lisekundy dłużej, lub wyświetlacz pozostanie
wygaszony o ten ułamek milisekundy dłużej.
Oczywiście człowiek tego nie zauważy.

Jak wspomniałem, warunkiem poprawne−

go działania jest to, żeby procedura obsługi
przerwania od Timera0 w żadnym przypadku
nie trwała dłużej niż 250

µ

s (jej czas trwania

nie jest jednakowy, zależy odstanu liczników

– o północy zmieniane są stany wszystkich
liczników i wtedy trwa ona najdłużej).

Opisane fragmenty programu pokazują

ogólną zasadę pracy, natomiast nie dają moż−
liwości ustawiania zegara i nie informują
o dodatkowych właściwościach.

Wrzeczywistości podprogram Obslu−

ga_wysw jest dużo bardziej rozbudowany, co
wzbogaciło zegar o kilka dodatkowych funk−
cji i rozwiązało kilka istotnych problemów.

Uwaga! Wszystkie omawiane dalej proce−

dury zawarte są w podprogramie Obslu−
ga_wysw, czyli są wykonywane co 2ms.

Po pierwsze trzeba dodać procedury umoż−

liwiające ustawianie. Wtym celu wprowadzi−
łem dodatkową zmienną Ustawianie, która ma
ścisły związek ze zmienną Mux. Zmienna
Ustawianie to też licznik zliczający od 0 do 6.
Przy stanie Ustawianie=0 zegar pracuje nor−
malnie, przy stanach 1...6 – migają i mogą być
ustawione kolejne cyfry na wyświetlaczu.

O ile Mux zmienia zawartość automatycz−

nie co 2ms, o tyle w czasie normalnej pracy
zmienna Ustawianie ma stale wartość 0. Moż−
na to zmienić, naciskając przycisk S1, dołączo−
ny do nóżki 6 procesora (P3.2). Naciskanie S1
powoduje zwięk−
szanie zawartości
zmiennej Ustawia−
nie, a to z kolei po−
woduje miganie ko−
lejnych

cyfr

i

umożliwia ich

ustawienie za po−
mocą przycisku S2.
Ogólna zasada jest
znów bardzo pro−
sta: jeśli zmienna
Ustawianie ma taką
samą wartość jak
Mux, to miga cyfra
wyznaczona przez
Mux. Gdy Ustawia−
nie=0, nic nie miga,
bo przy Mux=0 wy−
świetlacz nie świe−
ci. Ustawiana cyfra
wyświetlacza ma
migać w stosunko−
wo wolnym rytmie
(okres rzędu kilku−
set

milisekund),

a tymczasem opisy−
wane procedury są
wykonywane

co

2ms. Trzeba było
wprowadzić kolej−
ną zmienną−licznik
Miganie, wyzna−
czającą rytm miga−
nia. Jak pokazuje
listing

3,

co

2ms zwiększa się
stan tej zmiennej,
a cykl trwa 248ms

(124*2ms). Co 248ms zmienia się stan
zmiennej bitowej Wygasz. Zmienna ta w wer−
sji podstawowej układu steruje pracą dodat−
kowych diod świecących – patrz rysunek 2.

Listing 4 pokazuje w ogólnym zarysie

sposób realizacji migania ustawianej cyfry.
Wtym uproszczonym listingu pominąłem
sprawę zwiększania liczników czasu. Naj−
pierw muszę wyjaśnić sprawę przycisków.
Wprogramie z listingu 4 już króciutkie za−
kłócenie lub drgania styków powodowałyby
przypadkowe zliczenie nawet kilku impul−
sów. Trzeba uodpornić zegar na takie sytua−
cje. Jest to szczególnie ważne w zegarze−gi−
gancie, gdzie przewody do przycisków usta−
wiania mogą być długie i podatne na za−
kłócenia. Ja odkłóciłem styki za pomocą pro−
cedur pokazanych na listingu 5.

Przeanalizuj dokładnie dwa ostatnie listin−

gi, a jeśli masz wątpliwości co do szcze−
gółów, spróbuj sobie rozrysować na kartce, co
dzieje się w poszczególnych cyklach obsługi
wyświetlacza, które występują co 2ms. Zwróć
uwagę, jak zrealizowałem tu dużo dłuższe
czasy (migania i odkłócenia styków). Pamię−
taj, że cała procedura obsługi wyświetlacza

16

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Listing 4

Listing 5

powtarzana jest co 2ms, ale sama trwa o wie−
le krócej, wiec procesor przez większość cza−
su „kręci się w kółko” w pętli głównej.

To jeszcze nie wszystko. Przycisk S2 po−

woduje ustawienie zmiennej bitowej Fla−
ga_zwieksz i wtedy powinno być zwiększone
wskazanie migającego właśnie wyświetla−
cza. Wymaga to dodatkowych zabiegów,
a podana wcześniej procedura wyświetlania
musi być znacznie rozbudowana. Wrzeczy−
wistości wygląda ona jak na listingu 6, a nie
jak na listingu 3.

Zmienna bitowa Aktywna_pozycja została

wprowadzona, by nie badać powtórnie wa−
runku Ustawianie=Mux po instrukcji Select
Case, gdy realizowane jest miganie, stosow−
nie do zawartości zmiennej Wygasz.

Zwróć uwagę, że zmianę zawartości wy−

branego wyświetlacza powoduje zmienna bi−
towa Zwieksz, a nie Flaga_zwieksz. Czy ro−
zumiesz, dlaczego tak jest?

Zmienna bitowa Flaga_zwieksz zostaje

ustawiona w jakimś dowolnym momencie, po
odpowiednio długim naciskaniu S2 i pozosta−
je ustawiona, ale nieaktywna aż do czasu, gdy
Ustawianie=Mux. Dopiero wtedy zmienna
Zwieksz zostanie ustawiona, w ramach in−
strukcji Select Case zwiększy stan odpowie−
dniego licznika i potem zostanie wyzerowana.

Czy tej roli nie mogłaby pełnić po prostu

Flaga_zwieksz? Co należałoby wtedy zmienić?

Zastanów się jeszcze, dlaczego przy usta−

wianiu trzeba skracać cykl liczników czasu?
Czy nie zapewni tego omówiona na początku
procedura obsługi przerwania od Timera0, po−
wtarzana co 250

µ

s? Dlaczego nie zapewni?

Uznałem, że pierwsza cyfra, dziesiątki

godzin powinna być wygaszana, jeśli wy−
świetlana godzina jest liczbą jednocyfrową.
Dzięki jednej linijce programu zegar wy−
świetli nie 01, tylko 1; nie 08, tylko 8. Ale
podczas ustawiania powinny być widoczne
wszystkie cyfry, stąd użycie klauzuli Else,
gdy Mux=1.

Podczas ustawiania występuje dodatkowy

kłopot. Choć zegar normalnie zlicza czas, po−
szczególne licznik, ustawiane są pojedynczo.
Można sobie wyobrazić sytuację, że ktoś usta−

wi dziesiątki godzin na
2 i jednostki godzin na 5
czy więcej. Ponieważ
nie ma godziny 25, nale−
ży uzależnić ustawianie
jednostek godzin od sta−
nu dziesiątek godzin.
Stąd kolejne linie kodu.

Wprogramie osta−

tecznie wykorzystałem
rozbudowaną procedurę
zerowania sekund. Cho−
dziło o to, by zerowanie
sekund, gdy zegar nieco
się późni, spowodowało
dodatkowo zwiększenie
licznika minut i ewentu−
alnie godzin. To bardzo
ważne w praktyce, bo
zwykle koryguje się ze−
gar o pełnej godzinie
na podstawie sygnału
z radioodbiornika. Jeśli
np. zegar pokazuje
14:59:46,

naciskamy

zerowanie sekund i...
zamiast 14:59:00 po−
winno być 15:00:00.
Zapewnia to procedura

Zerowanie_sekund, pokazana na listingu 7.

Na koniec muszę Ci się przyznać do istot−

nej zmiany, jaką wprowadziłem po testach
pierwszego modelu. Jak wynika z rysunków
1 i 2, podanie na wejścia dekodera U5 liczby
1 powoduje zaświecenie jednostek sekund.
Liczba 6 powoduje zaświecenie dziesiątek
godzin. Nie można tego zmienić przy zasto−
sowaniu płytki małego wyświetlacza, poka−
zanego na fotografii tytułowej. Czy zwróci−
łeś uwagę na tę niekonsekwencję przy anali−
zie listingu 3? Jeśli tak, szczerze gratuluję!

Wpierwszej wersji jedno naciśnięcie przyci−

sku S1 powodowało miganie jednostek sekund,
a szóste – dziesiątek godzin. Zegar trzeba było
ustawiać, począwszy od sekund, potem minuty
i na koniec godziny. Mnie jako twórcy progra−
mu, taka kolejność wydawała się naturalna.

Jak już wspomniałem, dałem zegar do te−

stowania (do ustawienia) kilku osobom. Choć
obsługa nie okazała się problemem, więk−
szość z nich najpierw chciała ustawiać godzi−
ny, potem minuty i sekundy. Wzwiązku z ta−
kim wynikiem testu zdecydowałem się zmie−
nić kolejność ustawiania na bardziej intuicyj−
ny. Wzwiązku ze „sztywnym” przyporządko−
waniem cyfr do wyjść A1...A6 płytki, musia−
łem niejako „odwrócić” stan zmiennej Mux.
Wprowadziłem zmienną pomocniczą Mux1
i dwie dodatkowe linie kodu, pokazane na li−
stingu 8. Przy okazji okazało się, że używana
wersja kompilatora nie radzi sobie z zanego−
waniem bajtu z pomocą operatora logicznego
NOT, stąd negowanie za pomocą XOR.

Przy zastosowaniu gigantycznych wy−

świetlaczy zamiast takiej operacji można po
prostu zmienić kolejność przewodów sterują−
cych anody (A1...A6).

Na stronie internetowej EdWoprócz osta−

tecznej wersji programu (GigantNew.BAS),
znajdziesz też zmodyfikowane listingi pokaza−
ne w artykule oraz pierwotną wersję programu
z ustawianiem „od końca” (GigantOld.BAS).

Montaż i uruchomienie

Sterownik można zmontować na płytce
drukowanej, pokazanej na rysunku 3.
Montaż sterownika jest klasyczny i nie po−
winien sprawić trudności nawet mniej zaa−
wansowanym. Wpierwszej kolejności na−
leży wykonać zwory, zaznaczone na płytce
kółeczkami i liniami. Jest ich sporo, ale nie
bez przyczyny płytka drukowana jest jed−
nostronna – radykalnie obniża to jej cenę,
co na pewno i dla Ciebie jest istotne.

Wwersji podstawowej punkty K, K1,

oraz M, M1, są zwarte odcinkami ścieżek
i nie ma potrzeby ingerencji w te obwody.

Wzestawie AVT−

2632 dostarczony jest
zaprogramowany pro−
cesor, więc układ bez−
błędnie zmontowany ze
sprawnych elementów
od razu będzie praco−
wać poprawnie.

17

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Listing 6

Listing 8

Listing 7

Wroli baterii rezerwowej można zastoso−

wać jedno ogniwo litowe albo 2...3 ogniwa
1,5V.

Wykonanie i dołączenie wyświetlacza na

płytce według rysunku 4 nie będzie proble−
mem. Najwięcej czasu pochłonie wlutowanie
w tę jednostronną płytkę wszystkich zazna−
czonych zwór. Wyświetlacze warto umieścić
w podstawkach. Przy takich niewielkich wy−
świetlaczach zegar najprościej będzie zasilić
zapięciem 5V z zewnętrznego stabilizowane−
go zasilacza. Napięcie to należy podać na
punkty P, O, a w sterowniku nie montować
stabilizatora U1, tylko wlutować zworę
ZW1. W modelu pokazanym na fotografii
wstępnej rezystory R7...R13 mają po 22

Ω

,

natomiast R6 − 220

Ω

. Przy napięciu 5V układ

pobiera nie więcej niż 140mA prądu, a ja−
sność wskaźników jest absolutnie wystarcza−
jąca. Układ można umieścić w obudowie, np.

KM−60, jednak godna rozważenia jest je−
szcze inna wersja. Kilka osób pytanych w tej
kwestii stwierdziło, iż tak ładnego układu...
nie trzeba umieszczać w obudowie, ewentu−
alnie zastosować obudowę przezroczystą. Je−
den z pytanych stwierdził, że chętnie umieści
taki zegar w swoim pokoju w regale, gdzie za
szkłem nie będzie się kurzył, a zaprezentuje
swe walory w całej okazałości.

Przy zastosowaniu gigantycznych wy−

świetlaczy obudowę i sposób mocowania
trzeba dobrać we własnym zakresie. Płytkę
sterownika należy podłączyć do wyświetla−
cza za pomocą przewodów, podobnie prze−
wodami należy wykonać połączenia między
segmentami wyświetlaczy.

Ciąg dalszy na stronie 27.

18

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Wykaz elementów

Sterownik AVT−2632/1

R

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Ω

R

R22,,R

R44,,R

R1144,,R

R1155 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

R

R33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2200kk

Ω

Ω

R

R66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200

Ω

Ω

R

R77−R

R1133 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222

Ω

Ω

((** ppaattrrzz tteekksstt))

C

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222µµFF//2255V

V

C

C22 C

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222µµFF//1100V

V

C

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3333ppFF
C

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100ppFF
C

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ttrryym

meerr 1100......4400ppFF

D

D11,,D

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ddiiooddaa S

Scchhoottttkkyy’’eeggoo,, nnpp.. B

BA

ATT8855

TT11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C554488

TT22−TT77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C551177

U

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLM

M77880055

U

U22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..A

ATT8899C

C22005511

U

U33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..C

CM

MO

OS

S 44554433

U

U44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..U

ULLN

N22880033

U

U55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..C

CM

MO

OS

S 44002288

U

U66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..C

CM

MO

OS

S 44550044

S

SW

W11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..uussw

wiittcchh

Q

Q11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..kkw

waarrcc 1122M

MH

Hzz

Wyświetlacz – AVT−2632/2

D

DS

SP

P11−D

DS

SP

P44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..S

SA

A0088−1111EEW

WA

A

D

DS

SP

P55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..D

DA

A5566−1111EEW

WA

A

D

D33,,D

D44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D 33m

mm

m cczzeerrw

w..

S

S11,,S

S22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..uussw

wiittcchh

ggoollddppiinnyy kkąąttoow

wee –

– 2244sszztt

Uwaga! W

W sskkłłaadd kkiittuu A

AV

VTT−22663322//A

A w

wcchhooddzzii ttyyllkkoo ppłłyy−

ttaa ggłłóów

wnnaa zzeeggaarraa,, aa zzeessttaaw

wuu A

AV

VTT−22663322//B

B ppłłyyttkkaa ggłłóów

w−

nnaa ii kkoom

mpplleett eelleem

meennttóów

w,, aallee bbeezz w

wyyśśw

wiieettllaacczzaa..

W

Wyyśśw

wiieettllaacczz nnaalleeżżyy zzaam

móów

wiićć ooddddzziieellnniiee.. D

Doossttęęppnnee ssąą

ppłłyyttkkii w

wyyśśw

wiieettllaacczzaa w

weeddłłuugg rryyssuunnkkuu 44 ((A

AV

VTT−22663322//22))

oorraazz zzeessttaaw

wyy ooppiissaannee w

w aarrttyykkuullee G

Giiggaannttyycczznnee w

wyyśśw

wiiee−

ttllaacczzee LLEED

D w

w ttyym

m nnuum

meerrzzee EEddW

W..

W skład kitu AVT−2632/A wchodzi płytka główna

zegara wraz z zaprogramowanym procesorem,

a komplet podzespołów z płytką jest dostępny

w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT−2632.

Ciąg dalszy na stronie 27.

Wtedy stabilizator U1 jest konieczny,

a napięcie zasilające, podawane na punkty P,
O (niekoniecznie stabilizowane) nie powinno
być niższe niż 6,5V. Na płytce sterownika za−
miast rezystorów R7...R13 należy wlutować
zwory, natomiast rezystory ograniczające
przewidziane są na płytkach wyświetlaczy
(patrz artykuł Gigantyczne wyświetlacze
LED). Ich wartość trzeba dobrać indywidual−
nie, zależnie od parametrów wyświetlaczy
i wartości napięcia zasilania. Wdużym mo−
delu, zasilanym napięciem niestabilizowa−
nym około 15V, przy pięciu zielonych dio−
dach LED połączonych w szereg rezystory
w wyświetlaczach mają po 15

Ω

. Pobór prądu

nie przekracza 0,55A.

Uwaga! Ponieważ w układzie nie ma kon−

densatora w obwodzie resetu, zawsze po włą−

czeniu zasilania należy nacisnąć
przycisk SW1 umieszczony obok
procesora.

Po pewnym czasie użytkowa−

nia można skorygować częstotli−
wość oscylatora kwarcowego za
pomocą trymera C6. Gdyby nawet
przy minimalnej pojemności C6
zegar nadal się późnił, można wy−
lutować C5. Przy starannej korek−
cji można uzyskać dokładność ze−
gara rzędu kilku sekund na mie−
siąc.

Piotr Górecki

19

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Rys. 3 Skala 1:2

Rys. 4 Skala 1:2

19

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Na początku XXI wieku jeden z najwięk−
szych, jeżeli nie największy wynalazek ubieg−
łego stulecia jakim jest bez wątpienia kom−
puter klasy PC zaczyna coraz częściej wystę−
pować w nowej roli. Przestaje być wyłącznie
potężną maszyną wspomagającą wszelkie
sfery intelektualnej działalności człowieka
i pomału staje się czymś jeszcze: Domowym
Centrum Rozrywkowym. Ważną dziedziną
rozrywki, w której zadomowiły się kompute−
ry PC jest muzyka. Obecnie każdy komputer
jest doskonałym odtwarzaczem muzycznych
płyt CD. Jednak nie odtwarzanie płyt CD
sprawiło, że komputery stały się wręcz nie−
odzowne dla każdego miłośnika muzyki.
Przyczyną było gwałtowne rozpowszechnie−
nie się standardu MP3. Posiadając komputer
PC w przyzwoitej konfiguracji mamy nie tyl−
ko możliwość edycji, kopiowania czy two−
rzenia własnych składanek plików muzycz−
nych, ale mamy także dostęp do nieograni−
czonych zasobów muzyki zgromadzonej
w Internecie.

Inną dziedziną rozrywki, do której sztur−

mem wtargnęły komputery jest film. Wyko−
rzystując swój komputer tak do słuchania
muzyki jak i do oglądania filmów DVD (no
dobrze, przyznam się: czasami lubię też za−
grać w coś fajnego) zauważyłem, że czegoś
mi brakuje. Podchodzenie do komputera
i

klikanie myszką na przyciski WI−

NAMP'a było równie uciążliwe, jak sterowa−
nie z klawiatury odtwarzaczem DVD. Oczy−
wiście, brakowało mi urządzenia, które stało
się od dawna nieodłącznym i nieodzownym
dodatkiem do magnetowidu, telewizora czy
też odtwarzacza płyt kompaktowych: pilota!

Postanowiłem zatem skonstruować odpo−

wiednią przystawkę do komputera, której za−
daniem byłoby odbieranie sygnałów z pilota
i przekazywanie ich do dalszej obróbki doko−

nywanej przez dedykowany układowi soft−
ware. I tu właśnie sprawa stanęła w miejscu:
napisanie odpowiedniego programu pracują−
cego w środowisku WINDOWS było dla
mnie sporym problemem. Dopiero niedawno
odnalazłem w zakamarkach Internetu nawet
kilka programów, których możliwości znacz−
nie wykraczały poza moje pierwotne zamie−
rzenia! Wszystkie te programy są z gatunku
shareware lub freeware. Proponowany układ
wraz z odpowiednim oprogramowaniem
umożliwia wykonywanie następujących
operacji:
1. Sterowanie komputerowymi odtwarzacza−
mi płyt CD i plików MP3, np. WINAMP
i SONIQUE.
2. Sterowanie najpopularniejszymi odtwarza−
czami płyt DVD, takimi jak POWER DVD,
FREEDVD, PCFRINDLY oraz całą gamą
playerów produkowanych przez CREATIVE.
3. Sterowanie dowolnymi aplikacjami WIN−
DOWS, ich otwieranie, zamykanie oraz prze−
łączanie okien różnych aplikacji
4. Sterowanie wszelkiego rodzaju prezentacjami
multimedialnymi, wyświetlaniem slajdów itp.
5. Może nie ma to większego sensu, ale układ
wraz z towarzyszącym mu oprogramowa−
niem jest w stanie nawet ... zastąpić tradycyj−
ną myszkę komputerową, oczywiście działa−
jąc ze znacznie zmniejszoną precyzją.
6. Zamykanie i restart systemu WINDOWS.
7. Symulowanie wszelkich operacji dokony−
wanych z klawiatury, klawiszy funkcyjnych
i wszelkich kombinacji dowolnej ilości kla−
wiszy naciśniętych jednocześnie lub w poda−
nej kolejności.

Układ może współpracować z dowolnym

pilotem od sprzętu RTV pracującym z kodem
RC5. I teraz bardzo ważna uwaga:

Z PILOTEM PRACUJĄCYM

Z KODEM RC5!

Standard RC5 jest wprawdzie bardzo po−

pularny na terenie Europy, ale w Polsce sprzęt
produkcji firm japońskich jest w zdecydowa−
nej przewadze i dominuje nad sprzętem pro−
dukowanym przez Philipsa i inne firmy euro−
pejskie. Tak więc jeszcze raz powtarzam:
do sterowania naszym układem i dołączo−
nym do niego komputerem nadają się wy−
łącznie piloty emitujące sygnał w standar−
dzie RC5. W przypadku gdybyśmy nie mogli
dobrać odpowiedniego pilota do sterowania
naszym układem, w handlowej ofercie kitów
AVT znajdują się dwa układy pilotów RC5.
Podczas projektowania układu musiałem roz−
strzygnąć jeden, dość istotny problem: do ja−
kiego portu komunikacyjnego komputera ma
on zostać dołączony. Pomysł polegający na
podłączeniu układu równolegle do klawiatu−
ry został natychmiast odrzucony. Port drukar−
kowy też został wyeliminowany. Pozostał
port szeregowy (RS232). Jeden z nich jest
zwykle zajęty przez myszkę, ale drugi naj−
częściej pozostaje wolny.

Opis układu

Zadaniem urządzenia, którego schemat
pokazany jest na rysunku 1, jest przechwy−
tywanie sygnałów nadawanych przez pilota
pracującego w kodzie RC5, dekodowanie ich
i sprawdzanie, czy dane zostały wysłane pod
uprzednio ustawiony adres. Jeżeli adres za−
warty w odebranym sygnale jest poprawny,
to numer komendy wysłanej przez pilota jest
przekazywany do jednego z portów RS232
komputera PC.

Sercem układu jest popularny i relatywnie

tani procesor typu AT90S2313 produkowany
przez firmę ATMEL, pinowy odpowiednik
znanego Wam dobrze AT89C2051. Wzmac−
niacz operacyjny IC2 pełni w układzie
podwójną rolę. Po pierwsze, odwraca on fazę

3

3

3

3

0

0

0

0

1

1

1

1

5

5

5

5

##

W

W

W

W

ii

ii

e

e

e

e

ll

ll

o

o

o

o

ff

ff

u

u

u

u

n

n

n

n

k

k

k

k

c

c

c

c

yy

yy

jj

jj

n

n

n

n

yy

yy

,,

,,

k

k

k

k

o

o

o

o

m

m

m

m

p

p

p

p

u

u

u

u

tt

tt

e

e

e

e

rr

rr

o

o

o

o

w

w

w

w

yy

yy

p

p

p

p

ii

ii

ll

ll

o

o

o

o

tt

tt

R

R

R

R

C

C

C

C

5

5

5

5

sygnału wysyłanego na wyjście sprzętowego
UART procesora, a po drugie dopasowuje on
poziom tego sygnału do standardu obowiązu−
jącego w interfejsie RS232.

Cały układ zasilany jest bezpośrednio

z wyjść portu COM komputera, z tym że na−
pięcie zasilające procesor jest dodatkowo sta−
bilizowane przez układ 78L05. Takie roz−
wiązanie zasilania jest absolutnie dopu−
szczalne i w żadnym wypadku nie może
spowodować uszkodzenia portu kompute−
ra ani jego nieprawidłowego działania.

Ponieważ ten program jest rzeczywiście

bardzo prosty, pozwalam sobie przedstawić
Wam jego listing w całości. Mam nadzieję,
że po przeczytaniu tego listingu większość
Czytelników doskonale zrozumiała zasadę
działania układu zdalnego sterowania kom−
puterem PC.

Montaż i uruchomienie

Na rysunku 2 zostało pokazane rozmie−
szczenie elementów na płytce obwodu dru−
kowanego wykonanego na laminacie jedno−
stronnym. Starannie zmontujcie płytkę, nie
ma na niej żadnych niespodzianek ani nie−
bezpiecznych „pułapek”. Może tylko jedna
uwaga: nie skracajcie wyprowadzeń układu
TMFS5360 i diody LED. Takie długie wy−
prowadzenia mogą znacznie ułatwić umie−
szczenie płytki w obudowie.

Do połączenia układu z komputerem po−

trzebny nam będzie odcinek pięciożyłowego
przewodu o długości dostosowanej do po−
trzeb. Przewód z jednej strony musi być za−
kończony wtykiem DB9−F (takim samym jak
wtyk od myszki), a z drugiej musi zostać
przylutowany do złącza CON1 na płytce
układu.

Układ zmontowany z dobrych elementów

nie wymaga jakiegokolwiek uruchamiania

ani regulacji, co nie oznacza że nadaje się
natychmiast do eksploatacji. Jak pewnie pa−
miętacie, pierwszą czynnością musi być zare−
jestrowanie pilota, a właściwie adresu, pod
jaki będą przez niego wysyłane polecenia.

Zanim jednak przejdziemy do nauki posłu−

giwania się nowo wykonanym układem, war−
to sprawdzić, czy działa on zgodnie z oczeki−
waniami. W tym celu należy zaopatrzyć się
w jakikolwiek monitor portu RS232 i spraw−
dzić działanie układu. Do wykonania tej czyn−
ności możemy wykorzystać znakomity moni−
tor „zaszyty” w pakietach BASCOM AVR
i 8051, terminal systemu WINDOWS lub je−
den z setek terminali dostępnych jako freewa−
re w Internecie (np. SERIALWATCHER także
umieszczony na stronie internetowej Elektro−
niki Praktycznej www.ep.com.pl).

Po prawidłowym określeniu numeru portu

COM musimy jeszcze wykonać jedną, nie−
słychanie ważną czynność: określić pręd−
kość transmisji, która w naszym układzie
wynosi 9600 Baud. Po uruchomieniu pro−
gramu monitora może się zdarzyć, że np. my−
szka umieszczona została w porcie COM2
i na ten sam port został skonfigurowany mo−
nitor. Taka sytuacja prowadzi do natychmia−
stowego zawieszenia pracy myszy, a my ma−
my wtedy dwa wyjścia z sytuacji. Możemy
przenieść myszkę do drugiego portu i po−
nownie uruchomić komputer, lub wykorzy−
stując tylko klawiaturę skonfigurować moni−
tor do śledzenia wolnego aktualnie portu.
Oczywiście, do konfigurowania układu mo−
nitor portu szeregowego nie jest absolutnie
niezbędny, a tylko umila i ułatwia pracę. I tu
pora na kolejną, bardzo ważną uwagę: nasz
układ jest zasilany bezpośrednio z portu
szeregowego komputera. W związku
z tym jego działanie jest możliwe tylko po
ustawieniu odpowiednich stanów na li−
niach portu wykorzystywanych do zasila−

nia, czyli po inicjalizacji portu. Inicjaliza−
cja taka wykonywana jest zawsze po uru−
chomieniu jakiegokolwiek programu wy−
korzystującego port szeregowy kompute−
ra, czyli któregokolwiek z monitorów lub
wspomnianych programów zdalnego ste−
rowania. Bezpośrednio po włączeniu kom−
putera układ nie będzie działał!

Software

Nasz układ, pomimo ze został prawidłowo
wykonany i zaprogramowany nie jest nic wart
bez wsparcia software'owego „od strony”
MS WINDOWS. W Internecie znajduje się
znaczna ilość oprogramowania, które znako−
micie może współpracować z naszym ukła−
dem. Dokonałem selekcji całego (?) dostęp−
nego oprogramowania i wybrałem kilka pro−
gramów i pluginów, które moim zdaniem łą−
czą w sobie dużą funkcjonalność ze względną
łatwością obsługi. Wszystkie te programy ja−
ko freeware i shareware są dostępne na
stronach internetowych EdW i EP.

Program DRCS

W pierwszej kolejności chciałbym polecić
Wam program o nazwie DRCS (Dalton Remo−
te Control Software (http://www.dalton−elec−
tronics.com/DRCS/). Jest to program freeware

20

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Rys. 1

Rys. 2

o wręcz fantastycznych możliwościach,
umożliwiający nie tylko sterowanie odtwa−
rzaczami muzyki i płyt DVD, ale także wie−
loma funkcjami WINDOWS ze sterowaniem
ruchami myszki włącznie. Wielką jego zale−
tą jest fakt, że nie jest on związany z jakim−
kolwiek konkretnym odbiornikiem. Po pro−
stu, przechwytuje sygnały docierające do
wskazanego portu COM i interpretuje je zgo−
dnie z naszym życzeniem. Program DRCS,
dystrybuowany jest w postaci pliku ZIP o ob−
jętości ok. 200kB. Po rozpakowaniu umie−
szczamy jego zawartość w dowolnym katalo−
gu i ponieważ program DRCS nie wymaga
instalacji na tym kończymy czynności przy−
gotowawcze.

Po pierwszym uruchomieniu programu

możemy pobawić się nim chwilę, obejrzeć
przykładowe zestawy komend dostarczone
przez producenta. Następnie proponowałbym

skasować plik DRCS.DAT, lub przenieść go
do innego katalogu. Pozwoli nam to na roz−
poczęcie konfigurowania programu od same−
go początku, co zawsze jest prostsze niż po−
prawianie „gotowców” dostarczonych przez
producenta.

Zanim jednak rozpoczniemy jakiekolwiek

działania związane z dopasowywaniem do na−
szych potrzeb i eksploatacją programu DRCS,
musimy odpowiednio ustawić jego konfigura−
cję. W tym celu klikamy OPTIONS\SET−
TINGS, co owocuje ukazaniem się na ekranie
małego panelu konfiguracyjnego. Ustawiamy
w nim kolejno:
1 COM port: port COM2 lub COM1, ten
w którym nie jest zainstalowana myszka.
2 Speed: bezwzględnie 9600 baud
3 Data bits: zawsze 8
4 Parity: None (brak kontroli parzystości)
5 Stop bit: 1 bit stopu

Pozostałe parametry możliwe do ustawie−

nia w okienku konfiguracyjnym pozostawia−
my na razie bez zmian.

Warto powiedzieć parę słów o ogólnej fi−

lozofii programu DRCS. Program ten operu−
je trzema podstawowymi pojęciami:
1. REMOTE, co z pewnym przybliżeniem
możemy przetłumaczyć jako „pilot.” Pamię−
tajmy jednak, że pilot w programie DRCS
jest wyłącznie pojęciem wirtualnym i jest
związany z naszym pilotem − nadajnikiem
RC5 za pomocą dodatkowych elementów soft−
ware'owych:
2. ASSIGMENT, co możemy określić jako
„przycisk” wirtualnego pilota, który jednak
będzie miał swój odpowiednik na klawiatu−
rze naszego pilota RC5
3. FUNCTION, czyli czynność jaką pro−
gram ma wykonać po naciśnięciu przycisku
pilota wirtualnego, czyli połączonego z nim
poprzez łącze RS232 i transmisję podczer−
wieni pilota RC5.

Ilość pilotów, jakie możemy zdefiniować

w programie DRCS nie jest niczym ograni−
czona, podobnie jak ilość klawiszy, w jakie
zostanie wyposażony każdy z pilotów. Może−
my zatem tworzyć sobie osobne, włączane
z poziomu programu DRCS piloty do każdej
aplikacji WINDOWS, która może wymagać
zdalnego sterowania. Możemy utworzyć
osobne piloty do jednego lub kilku odtwarza−
czy DVD, jakie mamy zainstalowane w sy−
stemie, do tunera TV i radiowego, do prezen−
tacji multimedialnych, wyświetlania slajdów
i wielu innych aplikacji. Wyjątkiem będą tu
odtwarzacze plików MP3, które nie mogą
być sterowane za pomocą skrótów klawiatu−
rowych. Sterowanie ich w ten sposób np.
podczas pracy nad tekstem umilanej słucha−
niem muzyki byłoby bardzo niewygodne.
Jednak do tych programów istnieją specjalne
pluginy, umożliwiające zdalne ich sterowa−
nie z pominięciem klawiatury.

Wracajmy jednak do konfigurowania pro−

gramu DRCS. Na rysunku 3 zostały pokaza−
ne w sposób poglądowy powiązanie pomię−
dzy wirtualnymi pilotami, ich przyciskami
i pełnionymi przez nie funkcjami. Należy je−
szcze dodać, że ilość zdefiniowanych funkcji
jest także całkowicie dowolna i że mogą one
być wykorzystywane przez kilka pilotów
i przycisków jednocześnie.

21

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

$crystal = 10000000

'określenie częstotliwości oscylatora procesora

$baud = 9600

'określenie szybkości transmisji danych do portu RS232

'Uwaga: dwa następne polecenia są specyficzne dla obsługi procesorów AVR. Używając tych układów musimy zde−
cydować, czy piny jego portów używane są jako wejścia, czy też jako wyjścia. Ponadto, piny procesorów '51 nazy−
wane były np. P1.1, P3.4 etc. Piny portów procesorów AVR musimy nazywać: Portd.3, Porta.1 itd., a w przypadku
odczytu z nich danych Pind.3, Pina.1 itd.
Config Rc5 = Pind.2

'poinstruowanie kompilatora do którego wejścia procesora został dołączony

odbiornik RC5

Config Pinb.0 = Output

'określenie funkcji pełnionej przez wyprowadzenie Portb.0

Config Pinb.7 = Input

'określenie funkcji pełnionej przez wyprowadzenie Portb.7

Dim Address As Byte

'deklaracja zmiennej określającej, pod jaki adres wysyłane są polecenia pilota

Dim Command As Byte

'deklaracja zmiennej określającej numer odebranej komendy

Dim Registered_address As Byte

'deklaracja zmiennej określającej, jaki adres został zapisany w pamięci EEP−

ROM procesora

Declare Sub Main_loop

'deklaracja głównej pętli programowej

Declare Sub Address_registration

'deklaracja podprogramu zapisywania w pamięci adresu aktualnie używanego

pilota

Reset Portb.0

'włącz diodę LED

Wait 1

'zaczekaj 1 sekundę

Set Portb.0

'wyłącz diodę LED

Print "Nice to see you"

'wyślij do komputera komunikat powitalny. Uwaga: ten komunikat, podobnie

jak pozostałe będzie widoczny tylko na ekranie monitora portu RS232, o ile będziemy testować nasz układ z takim
monitorem.
If Pinb.7 = 1 Then Address_registration

'jeżeli na Pinb.7 jest stan wysoki, co świadczy o zwarciu jumpera

J1, to przejdź do rejestrowania adresu pilota
Sub Main_loop

'główna pętla programowa

Readeeprom Registered_address , 1

'oczytaj z pamięci danych EEPROM uprzednio zapisaną tam

wartość adresu pod który wysyłane są komendy z pilota. Polecenie READEEPROM [wartość], [adres] jest specy−
ficzne dla procesorów AVR i stanowi jeden z "fajerwerków" języka MCS BASIC.
Print "Odczytalem adres pilota: " ; Registered_address

'wyślij do komputera o odczytaniu z pamięci adresu

pilota. Uwaga: ten komunikat, podobnie jak pozostałe będzie widoczny tylko na ekranie monitora portu RS232, o ile
będziemy testować nasz układ z takim monitorem.
Do

'początek głównej pętli programowej

Getrc5(address , Command)

'spróbuj odebrać sygnał RC5

If Address = Registered_address Then

'jeżeli adres odebranego polecenia odpowiada uprzednio zareje−

strowanemu i odczytanemu z pamięci adresowi, to:

Command = Command And &B10111111

'przelicz odebraną wartość komendy

Print Command

'wyślij do portu RS232 odebraną wartość

Reset Portb.0

'włącz diodę LED

Waitms 50

'zaczekaj 50 ms

Set Portb.0

'wyłącz diodę LED

End If

'koniec warunku

Address = 255

'zmienna ADDRESS przyjmuje wartość 255

Loop

'zamknięcie pętli

End Sub
Sub Address_registration

'podprogram rejestracji adresu pilota

Print "Nacisnij przycisk pilota"

'wyślij do komputera komunikat o gotowości do zapisania adresu pilota

Do

'początek pętli programowej

Address = 255

'wstępne nadanie zmiennej ADDRESS wartości 255

Getrc5(address , Command)

'spróbuj odebrać transmisję RC5

If Address < 31 Then

'jeżeli odebrano wiarygodną transmisję, w której adres jest mniejszy od 31, to

Writeeeprom Address , 1

'zapisz w pamięci danych EEPROM wartość tego adresu

Print "Adres pilota zapisany, bye"

'wyślij do komputera potwierdzenie zapisu

Exit Do

'wyjdź z pętli programowej i weź się za pracę w pętli głównej

End If

'koniec warunku

Loop

'zamknięcie pętli podprogramu rejestracji adresu pilota

End Sub

Rys. 3

Przykładowym programem, do którego

„dobudujemy” układ zdalnego sterowania bę−
dzie popularny odtwarzacz płyt DVD − PO−
WER DVD. Inne odtwarzacze niewiele mu
ustępują, a spośród nich szczególnie wart jest
polecenia FREEDVD, darmowy program
który ściągnąć można z
www.mapleware.com/freedvd/.

Pracę rozpoczniemy od dokładnego za−

poznania się z programem, którego działa−
niem będziemy zdalnie sterować. W szcze−
gólności musimy poznać wszystkie skróty
klawiaturowe służące jego obsłudze i najle−
piej zapisać sobie te informacje. Dla przykła−
du podam wybrane skróty stosowane w play−
erze POWER DVD:

PLAY (odtwarzaj) . . . . . . . . . . klawisz ENTER
NEXT (następny akt filmu). . . . . . . . . klawisz N
PREVIOUS (poprzedni akt filmu) . . . klawisz P
PAUSE (pauza) . . . . . . . . . . . . . . klawisz spacji
POWER (Koniec oglądania filmu) . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . klawisze CTRL + X

itd.

Następnym etapem pracy będzie utworze−

nie w programie DRCS nowego pilota, które−
mu możemy nadać dowolną nazwę, np. Power
DVD. W celu utworzenia pilota klikamy ko−
lejno REMOTE i NEW, a następnie podajemy
z klawiatury wybraną nazwę.

A więc, mamy już wirtualnego pilota, ale

jego także wirtualna klawiatura jest jak na ra−
zie pozbawiona jakichkolwiek przycisków.
Zgodnie z logiką pierwszym z nich powinien
być klawisz włączający „zasilanie” playera
DVD i od niego właśnie rozpoczniemy defi−
niowanie klawiatury. Klikamy kolejno na
ASSIGMENT i ADD. Tekst w okienku za−
prasza nas do naciśnięcia klawisza w pilocie,
któremu chcemy podporządkować daną
funkcję. Oczywiście, tym razem nie jest to
już pilot wirtualny, ale nadajnik za pomocą
którego będziemy zdalnie obsługiwać odtwa−
rzacz DVD. Po naciśnięciu wybranego przy−
cisku okienko zachęty znika, a na jego miej−
scu pojawia się panel z wykazem wirtual−
nych klawiszy, jakie mamy już do dyspozy−
cji. Oczywiście, jak na razie mamy tylko je−
den klawisz, któremu powinniśmy nadać ja−
kąś nazwę, np. POWER ON.

Pojawia się teraz następny problem do

rozwiązania: mamy już zdefiniowany
pierwszy klawisz, ale naciskanie przypisa−
nego mu przycisku w pilocie (tym realnym,
nie wirtualnym) jak narazie nic nie da. Po−
trzebne jest jeszcze zdefiniowanie funkcji,
jaką ma pełnić dany przycisk wirtualnego
pilota. A zatem, klikamy kolejno TOOLS
i DEFINE FUNCTIONS i po pojawieniu się
kolejnego okienka wybieramy opcję NEW
(nowa funkcja) i nadajemy jej jakąś nazwę.
Następnie musimy określić, jaką właściwie
czynność ma ta funkcja wykonywać. Otwie−
ramy okienko oznaczone ACTIONS i przed
oczami rozwija nam się menu z rozmaitymi
typami akcji jakie można podporządkować

aktualnie utworzonej funkcji. Do wyboru
mamy:
1. Simulate keyboard (symulacja naciskani
klawiszy klawiatury PC)
2. Simulate mouse (symulacja ruchów my−
szki i naciskania jej klawiszy)
3. Execute a file (otwórz program), z której
za chwilę skorzystamy
4. Min/max/restore (minimalizacja i maksy−
malizacja okienek WINDOWS)
5. Switch between applications (przełączanie
aktywnych aplikacji)
6. Change volume (zmień siłę głosu)
7. Stop computer (wyłącz komputer)
8. Execute functions (wykonaj inne funkcje)

Ponieważ funkcja, którą obecnie redagu−

jemy ma służyć uruchamianiu programu PO−
WER DVD wybieramy opcję „Execute a fi−
le”. W okienku pojawia się teraz wolne pole,
w które możemy wpisać nazwę pliku, który
chcemy otworzyć i ścieżkę dostępu do niego.
Ponieważ najczęściej nie pamiętamy wszyst−
kich elementów pełnej ścieżki dostępu do
pliku, a niekiedy nawet jego dokładnej na−
zwy, wygodnie będzie skorzystać z opcji
BROWSE, dzięki której możemy zawsze od−
szukać potrzebny plik na dysku.

Po zdefiniowaniu funkcji powracamy do

okienka aktualnie opracowywanego pilota
i klikamy prawym klawiszkiem myszki na
uprzednio zdefiniowanym klawiszu POWER
ON. Wybieramy opcję PROPERTIES i na−
stępnie FUNCTION. Z panelu FUNCTION
TO EXECUTE wybieramy POWER ON i na
tym kończymy definiowanie pierwszego kla−
wisza wirtualnego pilota.

Wprawdzie jak na razie możemy tylko

otworzyć program playera bez możliwości
jego sterowania, ale warto już teraz spraw−
dzić czy wszystkie czynności wykonaliśmy
poprawnie. W tym celu musimy jeszcze tyl−
ko uaktywnić program DRCS, klikając na
przycisk FILE i ENABLE. Następnie naci−
skamy ten przycisk w pilocie, który przezna−
czyliśmy do uruchamiania odtwarzacza. Je−
żeli podczas pierwszego etapu konfigurowa−
nia DRCS nie popełniliśmy błędu, to po se−
kundzie na ekranie monitora powinna poja−
wić się strona tytułowa odtwarzacza.

Nie będziemy tu omawiać całego procesu

konfigurowania pilota obsługującego odtwa−
rzacz DVD. Zajęłoby to zbyt wiele miejsca,
nie ucząc nas niczego nowego. Podam Wam
tylko jeszcze jeden przykład: w jaki sposób
zdefiniować jedną z funkcji obsługi playera
poprzez symulowanie klawiatury PC. We−
źmy na przykład funkcję PLAY, którą z oczy−
wistych powodów musimy użyć bezpośre−
dnio po uruchomieniu odtwarzacza. Kolej−
ność postępowania jest podobna, jak w po−
przednim przypadku, a różnica polega na wy−
borze rodzaju akcji, która ma zostać wykona−
na. Zamiast „Execute a file” wybieramy „Si−
mulate keyboard” i po otwarciu nowego
okienka naciskamy ten klawisz, który

w omawianym przypadku służy rozpoczęciu
odtwarzania filmu, czyli klawisz ENTER
(rysunek 4).

Dalsze klawisze definiujemy w podobny

sposób, aż do wyczerpania możliwości jakie
daje nam nasz odtwarzacz (lub do wykorzy−
stania wszystkich klawiszy w pilocie RC5).

Software:
obsługa WINAMP'a

WINAMP jest programem szczególnym: jest
jednym z najlepszych, jeżeli nie najlepszym
playerem MP3, a można go mieć całkowicie
za darmo! Jedna z wtyczek napisanych dla
WINAMP'a zwróciła mają uwagę i postano−
wiłem ją wykorzystać do zdalnego sterowa−
nia tym playerem. Jest ona niezbędna dla pra−
widłowego funkcjonowania naszego układu.
Plik

o

nazwie

GEN_SERIALCON−

TROL.DLL, który po ściągnięciu ze strony
EdW lub EP musimy umieścić w katalogu
WINAMP'a, w subdirecory PLUGINS. Żad−
ne dodatkowe zabiegi nie są potrzebne i po
przekopiowaniu pliku uruchamiamy natych−
miast WINAMP'a i otwieramy okienko
OPTIONS \ PREFERENCES. Następnie wy−
bieramy opcję PLUGINS i GENERAL
POURPOSE. Naciskamy teraz przycisk
CONFIGURE, co daje nam dostęp do panelu
konfiguracyjnego WINAMP'a.

W pierwszej kolejności musimy podać

numer portu COM, do którego dołączony jest
nasz układ, a następnie określić prędkość
transmisji, koniecznie 9600! Następnie na−
ciskamy przycisk OPEN, inicjalizując w ten
sposób transmisję danych pomiędzy wybra−
nym portem, a programem.

Przechodzimy teraz do najważniejszej, ale

i najzabawniejszej części konfigurowania
WINAMP'a: uczenia programu w jaki spo−
sób ma reagować na określone komendy
odbierane z pilota za pośrednictwem naszego
odbiornika. Otwórzmy zatem kolejne okien−
ko, ukazujące się po naciśnięciu przycisku
WINAMP (rysunek 5).

W nowo otwartej tabeli zostały umie−

szczone wszystkie funkcje WINAMP'a,
które mogą być wywoływane za pomocą
układów zdalnego sterowania. Jest ich
wszystkich razem 17, ale tylko kilka jest

22

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Rys. 4

23

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

rzeczywiście potrzebnych do obsługi playera.
Naszym zadaniem będzie teraz nauczenie pro−
gramu, w jaki sposób ma reagować na dane
pojawiające się w porcie szeregowym kompu−
tera. Kolejność działani jest następująca:
1. Zaznaczamy w tabeli funkcję WINAMP'a,
którą chcemy wywoływać za pomocą pilota.
2. Naciskamy na przycisk LEARN, co powo−
duje pojawienie się kolejnego, małego okien−
ka, widocznego na rysunku 6.
3. Naciskamy teraz ten przycisk w pilocie, za
pomocą którego chcemy wywoływać zaznaczo−
ną funkcję playera. Odebranie komendy zosta−
nie skwitowane wyłączeniem małego okienka
z tekstem zapraszającym do podania komendy.

4. Zaznaczamy następną funkcję, klikamy na
LEARN i uczymy program kolejnych komend.

Po zakończeniu edukowania programu za−

mykamy okienka konfiguracyjne i testujemy
pilota. Jeżeli wszystkie opisane czynności prze−
prowadziliśmy w prawidłowy sposób, to efek−
tem naszej pracy może być wygodne rozparcie
się w fotelu i przesłuchiwanie ulubionej muzy−
ki bez konieczności zbliżania się do komputera.

To, co opisałem stanowi jedynie mały uła−

mek możliwości programu DRCS. Jednym
z jego fajerwerków jest z pewnością możli−
wość zdalnego sterowania ruchami myszki.
Funkcja ta nie działa i nie może działać zbyt

precyzyjnie, ale do otwierania czy zamykania
okien, wskazywanie plików i innych pro−
stych operacji wykonywanych myszką może
się przydać (rysunek 7).

Pozostałe programy
umożliwiające zdalne ste−
rowanie komputerem PC

Z ogromnej oferty oprogramowania dostępne−
go w Internecie i mogącego współpracować
z naszym układem mogę polecić Wam kilka,
których działanie sprawdziłem, lub które wy−
glądają wyjątkowo „zachęcająco”. Są to:
1. PC REMOTE CONTROL, którego działa−
nie jest zbliżone do opisanego programu
DRCS. Pewnym atutem tego programu mo−
że być polski interfejs użytkownika.
2. Rewelacją wydaje się być „nowo odkryty”
program o nazwie GIRDER. Nie zdążyłem za−
poznać się z nim dokładnie, ale wydaje się być
prawdziwą rewelacją i to wyposażoną w polski
interfejs. Autorem programu jest pan Ron Bos−
sems z Holandii. No cóż, mamy bardzo pozy−
tywne doświadczenia z oprogramowaniem po−
chodzącym z ojczyzny Rembrandta van Rijn ... .

Wymienione programy również są do−

stępne na stronach internetowych EdW i EP.

Zbigniew Raabe

Wykaz elementów

Rezystory

R

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Ω

R

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

Ω

R

R33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222kk

Ω

Ω

R

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200

Ω

Ω

R

R55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1188kk

Ω

Ω

Kondensatory

C

C11,, C

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2277ppFF

C

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77

µµ

FF//1166

C

C44,, C

C55,, C

C66,, C

C77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

µµ

FF//1166

C

C88,, C

C99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

Półprzewodniki

D

D11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D

D

D22 ...... D

D77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

IIC

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..A

ATT9900S

S22331133

IIC

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTLL008811

IIC

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..7788LL0055

IIC

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTFFM

MS

S55336600

Pozostałe

JJ11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22 ggoollddppiinn ++ jjuum

mppeerr

Q

Q11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..rreezzoonnaattoorr kkw

waarrccoow

wyy 1100M

MH

Hzz

W

Wttyykk D

DB

B−99FF ++ oobbuuddoow

waa

22m

m pprrzzeew

woodduu ppiięęcciioożżyyłłoow

weeggoo

Rys. 5

Rys. 6

Rys. 7

Komplet podzespołów z płytką jest dostępny w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT−

3015

24

Listy od Piotra

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

W najbliższych dwóch odcinkach zaj−

miemy się filtrami dolnoprzepustowy−

mi. Jak zwykle na początku umieści−

łem gotowe proste recepty dla niecier−

pliwych praktyków, a do tego przykła−

dy rachunkowe. W dalszej części bar−

dziej zaawansowani znajdą ogólne

wzory, nieco bardziej skomplikowane,

ale za to pozwalające dobrać dodatko−

we parametry.

Aby w pełni i z sukcesem skorzy−

stać z tego i następnych odcinków,

konieczne jest przyswojenie sobie

informacji

wstępnych,

podanych

w EdW, począwszy od numeru 9/2001.

3. Filtr dolnoprzepustowy
z wielokrotnym
sprzężeniem zwrotnym

Możesz wykorzystać schemat z rysunku 31.
Mając daną częstotliwość graniczną f naj−
pierw określisz sensowną wartość pojemno−
ści ze wzoru:
C[nF] = 3000[nFHz] / f [Hz]

Najbliższa wartość z szeregu E6 to po−

jemność C2.

Teraz obliczysz reaktancję kondensatora

C2 przy częstotliwości granicznej:
Xc[k

Ω

] = 160000 / fg[Hz]*C2[nF]

Reaktancja wychodzi w kiloomach, jeśli

częstotliwość podasz w hercach, a pojem−
ność w nanofaradach. Teraz możesz obliczyć
pozostałe elementy.

Uwaga! Zwróć uwagę na różne wartości

kondensatorów.
Dla dobroci 0,5:
R1=R2=Xc * 0,0675
R3=Xc * 0,61
C1=10 * C2
Dla dobroci 0,707:
R1=R2=Xc * 0,19
R3=Xc *0,61
C1=10 * C2

W tych dwóch przypadkach pojemność

C1 ma być dziesięciokrotnie większa niż C2
Trochę inaczej będzie dla dobroci 1,35:
R1=R2=Xc * 0,23
R3=Xc * 0,415
C1= 20 * C2

Pojemność C1 ma być 20 razy większa

niż C2. W praktyce warto połączyć równole−
gle dwa jednakowe kondensatory, każdy
o pojemności 10*C2, bo wtedy ewentualny
błąd będzie bardzo mały.

Rysunek 32 pokazuje charakterystyki fil−

trów o częstotliwości granicznej 1kHz, obli−
czonych według podanych właśnie wzorów
z rezystorami o dokładnych wartościach obli−
czonych ze wzoru. We wszystkich przypad−
kach pojemność C2 wynosi 3,3nF, natomiast
wartości rezystorów wynoszą:
Q=0,5: R1=R2=3,27k

Ω

, R3=29,6k

Ω

,

C1=33nF
Q=0,707: R1=R2=9,21k

Ω

, R3=29,6k

Ω

,

C1=33nF
Q=1,35: R1=R2=11,1k

Ω

, R3=20,1k

Ω

,

C1=66nF

Kto chce, może żmudnie dobierać rezystory,

jeśli koniecznie chce uzyskać dokładne warto−
ści wyliczone ze wzorów, ale nie ma to żadne−
go sensu, jeśli zastosowane kondensatory mają
tolerancję 10% lub 5%. Należy po prostu wziąć
najbliższe nominały z szeregu 1−procentowego,
albo jeśli ktoś nie ma takich możliwości, nawet
z szeregu 5−procentowego. Drobne różnice
wartości uzyskanej częstotliwości granicznej
rzędu kilku procent w większości przypadków
nie mają żadnego znaczenia

Przykłady

Obliczmy teraz przykładowy filtr audio do
obcięcia częstotliwości ponadakustycznych
o częstotliwości granicznej 16kHz i dobroci
0,707. Korzystamy ze wzoru
C[nF] = 3000[nFHz] / 16000[Hz]
i...
pojemność wychodzi żałośnie mała, mniejsza
od 200pF. Jak już wiesz, możemy dowolnie wy−
brać wartość tej pojemności. Niech będzie rów−
na 470pF − to pojemność C2. A teraz normalnie
liczymy dalej. Obliczamy reaktancję kondensa−
tora C2 przy częstotliwości granicznej:
Xc[k

Ω

] = 160000 / 16000[Hz]*0,47[nF]

Xc = 21,3k

Ω

i dalej:
R1=R2=21,3 * 0,19=4,05k

Ω

R3=21,3 *0,61=13k

Ω

C1=10 * 0,47=4,7nF

Zastosujemy rezystory 1−procentowe

4,02k

Ω

i 13,0k

Ω

. Układ i charakterystyki

pokazane są na rysunku 33.

Jeśli potrzebna jest większa stromość, po−

łączymy w szereg dwa filtry, co oczywiście

FF

FF

ii

ii

ll

ll

tt

tt

rr

rr

yy

yy

a

a

a

a

k

k

k

k

tt

tt

yy

yy

w

w

w

w

n

n

n

n

e

e

e

e

część 7

Rys. 31

Rys. 32

Rys. 33A

spowoduje przesunięcie (w dół) 3−decybelo−
wej częstotliwości granicznej. Przesuniemy
więc w górę częstotliwości, zmniejszając
wartość rezystorów 1,2−krotnie. Schemat
i charakterystyki pokazane są na rysunku 34.

Zaprojektujmy jeszcze filtr do iluminofo−

nii o częstotliwości granicznej 300Hz i do−
broci 1,35.
C[nF] = 3000[nFHz] / 300[Hz]
C=C2=10nF
Xc[k

Ω

] = 160000 / 300[Hz]*10[nF]

Xc = 53,3k

Ω

i dalej:

R1=R2=53,3*0,23=12,26k

Ω

R3=53,3*0,415=22,13k

Ω

C1= 20*10nF =200nF

Stosujemy popularne rezystory z szeregu

E24: 12k

Ω

i 22k

Ω

i dwa kondensatory

100nF w roli C1. Układ i charakterystyki
tego filtru pokazuje rysunek 35.

Dla zaawansowanych
i dociekliwych

Kto ma ochotę się pobawić, może przeprowa−
dzić pełniejszą procedurę projektową. Nadal
rozpatrujemy filtr według rysunku 36. Do

obliczeń potrzeb−
ne są wartości:
− częstotliwości
granicznej f
− dobroci Q
− wzmocnienia G.

Jak zawsze, na

początek dobiera−
my sensowną po−

jemność z szeregu
E6 zbliżoną do
wartości

C[nF] = 10000[nFHz] / f [Hz]

To będzie pojemność C2. Obliczamy re−

aktancję kondensatora C2 przy częstotliwo−
ści granicznej:
Xc[k

Ω

] = 160000 / fg[Hz]*C2[nF]

Tym razem do uproszczenia obliczeń wy−

korzystamy dodatkową stałą K. Będzie to do−
wolnie wybrana liczba spełniająca warunek
K > 4Q

2

(G+1)

Zazwyczaj będzie to liczba całkowita, na

przykład równa 10. Stałą K wybierzemy tak,
by uzyskać sensowną wartość C1:
C1 = K * C2

Potem policzymy:

R2 =

R1 =

R3 = Xc

Wzór na R2 wydaje się co najmniej dziw−

ny, bo daje dwie różne wartości R2, ale nie
jest to błąd. Jeśli chcesz, zastosuj te wzory,
możesz też przeprowadzić symulację kompu−
terową, jeśli masz stosowny program. Tak
czy inaczej, w ogromnej większości przypad−
ków wystarczy korzystać z podanych wcze−
śniej uproszczonych recept.

Za miesiąc omówimy filtry dolnoprzepu−

stowe Sallen−Keya.

Piotr Górecki

25

Listy od Piotra

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Rys. 35A

Rys. 35B

Rys. 36

Rys. 34B

Rys. 33B

Rys. 34A

1 ±

[

[

1 −

4Q

2

(G + 1)

K

Xc
2Q

R2

G

Xc

K R2

26

Podzespoły

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Źródło prądowe.
Konwerter napięcie−prąd

Źródło prądowe to element lub obwód, który
zapewnia przepływ prądu o ustalonej wartości,
niezależnie od rezystancji obciążenia. Źródła
prądowe są niezbędne w wielu układach.

W innych układach trzeba sygnał napię−

ciowy zamienić na prądowy, co wbrew pozo−
rom okazuje się zadaniem zdecydowanie tru−
dniejszym, niż zamiana w drugą stronę. Sto−
sujemy do tego konwertery napięcie−prąd, bę−
dące w istocie sterowanymi źródłami prądo−

wymi. Na rysunku 17 pokazane są dwa ste−
rowane napięciem źródła prądowe, czyli kon−
wertery napięcie−prąd. Współczynnik kon−
wersji napięcie−prąd jest wyznaczony przez
rezystor R1, a prąd nie zależy od wartości R

L

.

Niestety, poważną wadą tych najprostszych
rozwiązań jest to, że rezystancja obciążenia
musi być „pływająca”, czyli żadna z dwóch
końcówek nie może być dołączona ani do ma−
sy, ani do szyn zasilania, a prąd nie może być
większy, niż maksymalny prąd wyjściowy
wzmacniacza operacyjnego. Dodatkową wa−

dą wersji „odwra−
cającej” z rysunku
17c, 17d jest to, że
ze źródła napięcia
sterującego U

we

po−

bierany jest znacz−
ny prąd.

O ile tylko ob−

ciążenie dołączone
jest

do

którejś

z szyn zasilania,
wtedy zależnie od
biegunowości na−
pięć i prądów moż−
na wykorzystać je−
den z układów po−
kazanych na ry−
sunku 18. Podczas
pracy napięcie mię−
dzy

wejściami

wzmacniacza ope−
racyjnego jest rów−
ne zeru, więc na R1
występuje napięcie
równe U

we

i płynie

przezeń

prąd

I=U

we

/R1. Tu dużą

zaletą jest fakt, że
źródło napięcia U

we

nie jest obciążone –
pobór prądu jest
znikomo mały, taki
jak prąd polaryzacji
wejścia wzmacnia−
cza operacyjnego,

czyli rzędu nanoamperów lub jeszcze mniej.
Prąd wyjściowy może być duży, nawet bar−
dzo duży – ograniczeniem są właściwości
tranzystora.

Często zamiast tranzystora polowego wy−

korzystuje się układ Darlingtona według ry−
sunku 19a, b. Ze względu na ogromne
wzmocnienie dwóch tranzystorów błąd zwią−
zany z prądem bazy T1 jest pomijalnie mały.
Podobny układ może być zespołem kilku ste−
rowanych źródeł prądowych – prosty przy−
kład pokazany jest na rysunku 19c, przy
czym rezystory R1...RN mogą mieć różne
wartości, dające różne prądy w poszczegól−
nych gałęziach.

W przypadkach, gdy obciążenie musi być

dołączone do masy, a

można zastosować

tzw. pompę prądową Howlanda według
rysunku 20. Tu napięcie i prądy mogą mieć
dowolną biegunowość, a prąd maksymalny
jest ograniczony wydajnością wzmacniacza
operacyjnego. Wartość prądu wyznaczona
jest przez różnicę napięć między wejściami.
Szczegółowa analiza działania tego bardzo
interesującego układu byłaby trudna. Należa−
łoby zapisać szereg wzorów, przekształcić
i rozwiązać układ równań, a na koniec przea−
nalizować uzyskany wzór końcowy. Zachę−
cam dociekliwych Czytelników do samo−
dzielnego przeanalizowania układu przy zało−
żeniu, ze punkt A jest zwarty do masy,
w punkcie B napięcie wynosi +1V, a obciąże−
nie R

L

ma kolejno wartości 0

Ω

, 1k

Ω

, 10k

Ω

.

W układzie z rysunku 20 przy dużych war−

tościach R

L

wyjście wzmacniacza operacyj−

nego musi dostarczyć prąd dużo większy, niż
prąd płynący przez R

L

. Aby zlikwidować tę

wadę i zwiększyć oporność wejściową wej−
ścia B, można wykorzystać ulepszoną pompę
Howlanda według rysunku 21.

Inny przykład – najprawdziwszy prze−

twornik napięcie−prąd, pokazany jest na
rysunku 22.

We wszystkich trzech ostatnich przypad−

kach bardzo ważne jest zachowanie poda−
nych wartości (ściślej ich stosunków). Roz−
rzut wynikający z tolerancji rezystorów

c

c

c

c

zz

zz

ę

ę

ę

ę

śś

śś

ć

ć

ć

ć

1

1

1

1

4

4

4

4

Rys. 17

Rys. 18

27

Podzespoły

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

znacznie pogarsza parametry, w tym przy−
padku głównie zmniejsza oporność wyjścio−
wą. A właśnie rezystancja wyjściowa jest
kluczowym parametrem źródła prądowego
(i przetwornika napięcie/prąd) – powinna być
jak największa.

Wzmacniacze o regulo−
wanym wzmocnieniu

Jeśli trzeba płynnie regulować wzmocnienie
w zakresie –1...0...+1, można wykorzystać
prosty układ z potencjometrem według ry−
sunku 23. Wartości dwóch rezystorów (po−

winny być jednakowe) i potencjometru nie są
krytyczne (4,7k

Ω

...100k

Ω

). Regulację za po−

mocą napięcia stałego zapewnia układ z tran−
zystorem polowym
JFET według ry−
sunku 24a. Pomimo
prostoty i szerokie−
go zakresu regulacji
(min 40dB) nigdy
nie cieszył się popu−
larnością ze wzglę−
du na nieliniową

charakterystykę regulacji i zniekształcenia
sygnałów o amplitudach większych niż
±30...50mV. Ulepszony układ z rysunku
24b może pracować z sygnałami zmiennymi
nieco większymi, do ±100mV.

Generalnie regulacja za pomocą tranzysto−

rów JFET (a tym bardziej
MOSFET) nie daje dobrych
rezultatów przy większych

sygnałach. Dobre parametry:

liniowość regulacji i małe zniekształcenia za−
pewnia wykorzystanie elementu regulacyjne−
go w postaci przetwornika cyfrowo−analogo−
wego albo analogowego układu mnożącego.
Przetwornik cyfrowo−analogowy musi być
tak zwanym przetwornikiem mnożącym
i w sumie też pełni rolę układu mnożącego
sterowanego cyfrowo. W ostatnich latach za−
częły też zdobywać popularność elektronicz−
ne potencjometry. Omówienie takich sposo−
bów regulacji wykracza jednak poza ramy ni−
niejszego cyklu.

Piotr Górecki

Rys. 19

Rys. 20

Rys. 21

Rys. 22

Rys. 24

Rys. 23

28

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Droga Redakcjo EdW!
Moja kolekcja składa się z około 50.

sztuk różnych radioodbiorników lam−
powych. Niestety, niewiele z nich sta−
nowią przedwojenne odbiorniki radio−
we. Kolekcjonowaniem zająłem się
chyba zbyt późno, bo zaledwie trzy lata
temu i w tej chwili znalezienie czegoś
oryginalnego jest niezwykle trudne. Na
domiar złego okazało się, że zasięgnię−
cie jakiejkolwiek informacji na temat
tego, co się już zdobyło, graniczy z cu−
dem. Ja w każdym razie trafiłem na mur
nie do przebycia aż do czasu, kiedy
w Waszym czasopiśmie, które czytam
regularnie, trafiłem na wspaniałe arty−
kuły pana Antoniego Iwanczewskiego.
Dostępniejsze stały mi się dane,
których szukałem.

Bardzo się ciszę, że w Waszym ma−

gazynie znalazłem sporo dobrych rad
i informacji.

Mój związek z radiotechniką odby−

wa się na płaszczyźnie hobby (tylko
i wyłącznie). Bardzo lubię lampowe ra−
dioodbiorniki. Jak dotąd największą sa−
tysfakcję sprawił mi Blaupunkt 5W77
z 1937 roku, a to z tego względu, że
przez kilka lat służył jako... blat do su−
szenia jabłek i gruszek. Pomimo wszy−
stko został ożywiony. Ciekawa jest jego
historia. Został on pozostawiony na
jednej z podlaskich wsi przez uciekają−
cych Niemców i obecnie... znów działa.

Radioodbiorniki

Kosmos

K95

i Elektrit Fidelio wymagały praktycznie
tylko wymiany elektrolitów i ogólnego

Radio
Retro

Radio
Retro

E

E

E

E

ll

ll

e

e

e

e

k

k

k

k

tt

tt

r

r

r

r

ii

ii

tt

tt

F

F

F

F

ii

ii

d

d

d

d

e

e

e

e

ll

ll

ii

ii

o

o

o

o

M

M

M

M

e

e

e

e

n

n

n

n

d

d

d

d

e

e

e

e

1

1

1

1

9

9

9

9

4

4

4

4

3

3

3

3

E

E

E

E

ll

ll

e

e

e

e

k

k

k

k

tt

tt

r

r

r

r

ii

ii

tt

tt

A

A

A

A

ll

ll

ll

ll

e

e

e

e

g

g

g

g

r

r

r

r

o

o

o

o

1

1

1

1

9

9

9

9

3

3

3

3

8

8

8

8

−

−

3

3

3

3

9

9

9

9

oczyszczenia z brudu. Jeszcze mniej pracy wymagał radiood−
biornik Mende 242W z 1943 roku, bo tylko wymiany elektro−
litu i lampy AK2, skrzynka nie wymagała czyszczenia. Jed−
nak większość radioodbiorników jest naprawdę w opłakanym
stanie.

Mam również uruchomiony odbiornik kryształkowy z ory−

ginalnymi słuchawkami. Obecnie zająłem się odrestaurowa−
niem radioodbiornika VE301W Volksempfanger. W radiood−
biornikach nigdy nie dokonuję zasadniczych zmian w kon−
strukcji. Te, które nie nadają się do odrestaurowania, zasilają
magazynek, a z czasem może z dwóch złożę jeden kompletny.
Przeróbki niezgodne z oryginałem nie satysfakcjonują mnie.

Próbuję zainteresować miejscowe media moją kolekcją,

aby dotrzeć do większej ilości starych radioodbiorników na
naszym terenie. Marzy mi się jakieś skromne muzeum radio−
techniki w Białej Podlaskiej.

Myślę, że fotografie przedstawiają najciekawsze radiood−

biorniki, jakie posiadam.

Piotr Bronowicki, Biała Podlaska

29

Radio Retro

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

P

P

P

P

ii

ii

o

o

o

o

n

n

n

n

ii

ii

e

e

e

e

r

r

r

r

A

A

A

A

G

G

G

G

A

A

A

A

G

G

G

G

r

r

r

r

a

a

a

a

e

e

e

e

tt

tt

z

z

z

z

K

K

K

K

o

o

o

o

s

s

s

s

m

m

m

m

o

o

o

o

s

s

s

s

1

1

1

1

9

9

9

9

3

3

3

3

8

8

8

8

−

−

3

3

3

3

9

9

9

9

B

B

B

B

ll

ll

a

a

a

a

u

u

u

u

p

p

p

p

u

u

u

u

n

n

n

n

k

k

k

k

tt

tt

1

1

1

1

9

9

9

9

3

3

3

3

7

7

7

7

30

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Są osoby, które do późna siedzą przed telewi−
zorem i zasypiają przed końcem programu.
A telewizor gra sobie przez całą noc. Kiedyś,
gdy odbiorniki były o wiele mniej doskonałe,
pozostawienie telewizora włączonego na noc
przy braku sygnału miało, według niektórych
opinii, zły wpływ na jego trwałość. Oszczęd−
ność energii na pewno miała znaczenie
w prehistorycznych czasach, gdy cud ra−
dzieckiej techniki, lampowy Rubin, pobierał
z sieci kilkaset watów mocy.

Dziś względy ekonomiczne straciły zna−

czenie, niemniej są Czytelnicy, którzy chcie−
liby, żeby telewizor wyłączał się automatycz−
nie, gdy skończy się program telewizyjny.
Choć wiele współczesnych odbiorników wy−
posażonych jest w takie obwody, problem
jest nadal godny uwagi. Paweł Szwed
z Grodźca Śl. zaproponował budowę układu,
wyłączającego telewizor po zakończeniu
programu. Cel zadania wydaje się oczywisty
– wyłączenie odbiornika.

Ja jednak proponuję chwilę zastanowie−

nia...

Czy ważniejszym celem nie byłoby obu−

dzenie miłośnika telewizji, który prawdopo−
dobnie zasnął w jakiejś niewygodnej pozycji
na kanapie? Wszystko zależy od tego, czy
chodzi o telewizor w sypialni, czy w pokoju
gościnnym. Ze względu na te dwie różne sy−
tuacje rozszerzam temat zadania:

Zaprojektować układ wyłączający

telewizor po zakończeniu programu

lub (i) budzący domownika,

który zasnął przez odbiornikiem.

Kiedyś proponowano w takim przypadku

sprawdzanie poziomu sygnału ARW, który
rzeczywiście daje informację o braku sygna−
łu nośnego, zwłaszcza w przypadku silniej−
szych stacji. W przypadku urządzenia na
gwarancji taki sposób absolutnie nie wchodzi
w grę. Poza tym większość stacji nie wyłącza
nadajnika tuż po zakończeniu programu
i przynajmniej przez jakiś czas nadawany jest
obraz testowy. To oznacza, że trzeba zastano−
wić się nad innymi sposobami wykrywania
zakończenia programu.

Nie zachęcam do ingerencji we wnętrze

odbiornika! Każda ingerencja w fabryczny
układ telewizora niesie pewne ryzyko, dlate−
go wypadałoby przynajmniej przeanalizować
nieinwazyjne sposoby. Wyobrażam sobie, że
urządzenie będzie raczej miało formę pudeł−
ka – przystawki z przekaźnikiem odłączają−
cym zasilanie (być może z przekaźnikiem bi−
stabilnym). To stawia pewne dodatkowe za−
dania do rozwiązania. Na jakie objawy ma
reagować urządzenie? Czy na szum z głośni−
ka, obecny w starszych odbiornikach przy
braku sygnału? A może na brak sygnału
z głośnika w odbiornikach wyposażonych
w obwód blokady szumów? Jak układ zarea−
guje na planszę testową i towarzyszący temu
ciągły dźwięk, nadawany przez liczne stacje

jakiś czas po zakończeniu programu? Jak
odróżnić taki ciągły ton od dźwięku towarzy−
szącemu normalnemu programowi?

A może sprawdzać zmiany zawartości sy−

gnału wideo? Czy można do tego wykorzy−
stać złącze EURO (Scart) i dostępne tam sy−
gnały?

Starannie przemyślcie działanie urządze−

nia. Nie powinno ono utrudnić normalnego
korzystania z odbiornika. Przykładowo jeśli
byłaby to przystawka wyłączająca zasilanie,
trzeba zagwarantować, że po zaniku i powro−
cie napięcia sieci przekaźnik zostanie załą−
czony. Także po automatycznym wyłączeniu
na noc, włączenie rankiem odbiornika nie po−
winno być skomplikowane.

Choć wiem, że wielu z Was nie ma przed−

stawionego problemu z zasypianiem, albo też
posiadacie odbiornik wyposażony w odpo−
wiednią funkcję, nie zlekceważcie zadania.
Bez względu na stopień przydatności takiego
urządzenia w Waszym domu, spróbujcie
zmierzyć się z interesującym problemem
technicznym. Ze względu na specyfikę zada−
nia tym razem część puli nagród z góry rezer−
wuję dla najlepszych prac teoretycznych.
Czekam więc na pomysły i schematy, a jeśli
ktoś zdecyduje się wykonać model, tym bar−
dziej mnie to ucieszy, a wykonawca ma szan−
sę na publikację projektu w dziale E−2000
lub w Forum. Czekam też na propozycje ko−
lejnych zadań. Pomysłodawcy wykorzysta−
nych zadań otrzymują nagrody rzeczowe.

Temat zadania 71 brzmiał:

Zaprojektować „deszczoostrzegacz”

dla gospodyni.

Cieszę się, że otrzymałem mnóstwo roz−

wiązań, w tym kilkanaście modeli. Zadanie
było w zasadzie łatwe, ale jak podkreślali
liczni uczestnicy, na pozór drobne szczegóły
okazały się ważne, wręcz najważniejsze. Po

pierwszej, wstępnej analizie wszystkich prac
zdecydowałem, jakie będą kryteria rozdziału
nagród i punktów. Prace można bowiem
podzielić na dwie nierówne grupy. Do jednej
należą wszystkie rozwiązania, które można

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 umieszczone 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).

S

S

S

S

zz

zz

k

k

k

k

o

o

o

o

łł

łł

a

a

a

a

K

K

K

K

o

o

o

o

n

n

n

n

ss

ss

tt

tt

rr

rr

u

u

u

u

k

k

k

k

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

ó

ó

ó

ó

w

w

w

w

Zadanie nr 75

Rozwiązanie zadania nr 71

31

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

nazwać klasycznymi: układ sprawdza rezy−
stancję między elektrodami czujnika i po wy−
kryciu kropel wody na czujniku włącza sy−
gnalizator bezpośrednio lub drogą radiową.
Druga grupa to rozwiązania niestandardowe,
gdzie Autorzy zaproponowali jakieś orygi−
nalne pomysły i modyfikacje.

Przy rozdziale nagród i punktów brałem

pod uwagę właśnie oryginalność rozwiązań
i ewentualne praktyczne próby, a w przypad−
ku układów z pierwszej grupy – praktyczną
przydatność i łatwość obsługi.

Prace teoretyczne

Prawie wszystkie zaproponowane układy za−
wierają czujnik rezystancyjny. Większość
uczestników proponuje, by miał on postać
dwóch „grzebieni”. W takim przypadku trze−
ba zadecydować, czy po wykryciu deszczu
sygnalizator ma wyć stale, czy ma włączyć
się na pewien czas, na przykład na minutę
czy pięć minut. W pierwszym przypadku
dźwięk może być wyłączany przez wytarcie
czujnika do sucha, w drugim czujnik nie mu−
si być od razu wysuszony, natomiast warto
pomyśleć o możliwości wyłączenia dźwięku.
Trzeba to nie tylko starannie przemyśleć, ale
też wypróbować w praktyce, bo podczas
użytkowania zapewne dadzą o sobie znać do−
datkowe cechy lub potrzeby.

Dwa proste, godne uwagi schematy tego

typu, pokazane na rysunku 1, zaproponował
Jarosław Chudoba z Gorzowa Wlkp. W obu
przypadkach sygnał dźwiękowy trwa tylko
przez określony czas, a układ nie zawiera
wyłącznika, ani obwodu skracania czasu
trwania dźwięku.

Najprostszy z najprostszych sygnalizator

można zbudować według rysunku 2 – po
wykryciu deszczu dwa tranzystory w ukła−
dzie Darlingtona włączą brzęczyk piezo z ge−
neratorem. Przy zasilaniu z baterii 9V zwy−

kły 12−woltowy brzęczyk piezo da wystar−
czająco głośny dźwięk. Jeśli dźwięk miałby
być przerywany, trzeba zastosować dodatko−
wy generator, na przykład z kostką CMOS
lub sprytnie wykorzystać diodę migającą.

Prosty układ z jedną kostką 4093 zapro−

ponował Dawid Lichosyt z Gorenic. W tym
godnym uwagi układzie (Lichosyt.gif) można
dodatkowo usunąć tranzystory. Piotr Pod−
czarski z Redecza Wlk. zaproponował układ
z dwoma klasycznymi generatorami na kost−
ce 4001 lub 4011 i z przetwornikiem PCA−
100. Andrzej Szymczak ze Środy Wlkp.
chce wykorzystać układy CMOS, a jako ele−
ment wykonawczy – głośnik sterowany przez
„darlingtona”. Jakub Świegot, również
ze Środy Wlkp., chce wykorzystać bramki
NAND i kostkę 4017. Krzystof Budnik
z Gdyni przysłał schemat z kostką CMOS
i tranzystorami. Kamil Urbanowicz z Ełku
zaproponował trzy schematy: z nadajnikiem
radiowym, z torem podczerwieni i lokalny
z sygnalizatorem w urządzeniu.

Paweł Szwed z Grodźca Śl. rozważał wy−

korzystanie w roli czujnika membrany piezo
PCA−100, gdzie taki mikrofon reagowałby na
krople deszczu i uruchamiałby sygnalizator.
Ostatecznie zdecydował się jednak na dość
rozbudowany układ z czujnikiem rezystancyj−
nym i nadajnikiem radiowym (Szwed.gif)

Marcin Malich z Wodzisławia Śl. zapro−

ponował w eleganckiej pracy kilka schema−
tów (Malich.zip), w tym prosty z jedną kost−
ką 4093, bardziej złożony z czujnikiem świa−
tła oraz rozbudowany z kodowanym torem
radiowym. Zachęcam Marcina do przepro−
wadzania praktycznych prób −
schematy trzeba zmodyfikować,
bo membrany PCA−100 nie nale−
ży sterować za pomocą jednego
tranzystora.

Szymon Janek z Lublina

przysłał schemat z kostką 4093
(Janek.gif). Szczególnym pomy−
słem jest wykorzystanie do wyłą−
czania sygnalizatora... przełącz−
nika

wstrząsowego.

Krótko

mówiąc, gospodyni ma potrzą−
snąć wyjącym sygnalizatorem,
żeby wyłączyć dźwięk. Choć
Szymon nie podał szczegółów,
idea jest co najmniej godna uwa−
gi. Taki wstrząsowy wyłącznik
można zrobić z wykorzystaniem
sprężynki lub styków przekaźni−
ka, na którego kotwicy zamoco−
wany jest ciężarek.

Marcin Rekowski z Brusów

wykonał tego typu sygnalizator już
ponad rok temu. Choć układ elek−
troniczny można radykalnie upro−
ścić i zmodyfikować, przydzielam
Marcinowi upominek za kilka
praktycznych szczegółów (Rekow−
ski.gif). Na przykład elementem

w y k o n a w c z y m
jest

przekaźnik

i radio, którego je−
go „mama słucha
non−stop i gdy ono
milknie jest to
znak, że pada
deszcz”. Marcin
jako jeden z nie−
licznych

wspo−

mniał o sytuacji,
gdy pada deszcz, ale dopiero co wywieszone
pranie jest jeszcze mokre – ma przełącznik,
którym może wyłączyć urządzenie.

Jarosław Tarnawa z Godziszki oprócz

„klasycznego” schematu z kostką 4093 przy−
słał projekt układu z czujnikiem rezystancyj−
nym włączonym w obwodzie generatora
z bramką Schmitta. Deszcz spowoduje obni−
żenie częstotliwości generatora, a to zostanie
wykryte przez prosty detektor częstotliwości
z kostką 4017. Schemat Jarka pokazany jest
na rysunku 3. Choć można mieć wątpliwo−
ści co do poboru prądu, pomysł podoba mi
się, a rozwijając go można byłoby wypróbo−
wać prostszy układ, gdzie membrana piezo
byłaby dołączona do wyjścia generatora
przez filtr dolnoprzepustowy według idei po−
kazanej na rysunku 4. Filtr dolnoprzepusto−
wy musiałby na tyle zmniejszyć stuki, wy−
twarzane przy pracy generatora z małą czę−
stotliwością, żeby nie przeszkadzały w stanie
czuwania. Po wykryciu deszczu częstotli−
wość musiałaby wzrastać do częstotliwości
rezonansowej przetwornika PCA−100, czyli
do około 3,5kHz i byłaby dobrze słyszalna.

Rys. 1

Rys. 3

Rys. 4

Rys. 2

32

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Rozwiązania praktyczne

Na fotografii 1 można zobaczyć model 12−let−
niego Łukasza Kwiatkowskiego z Krakowa.
Aleksander Drab ze Zdziechowic wykonał
model pokazany na fotografii 2, z kostką 555.

Wojciech Kuźmiak z Gdyni przysłał model
pokazany na fotografii 3, zawierający kostkę
4093 i brzęczyk. Fotografia 4 pokazuje
„Deszczochron” Roberta Jaworowskiego
z Augustowa. Układ (Jaworowski.gif) zawie−
ra dwa fotorezystory (!), przy czym zasłonię−
cie jednego z nich może być wykorzystane
do blokowania sygnału dźwiękowego.

Natomiast Mariusz Chilmon z Augustowa
wykonał prototyp, pokazany na fotografii 5.
Schemat jego „Deszczowca” można zoba−
czyć na rysunku 5. Warto go porównać
z podobnym układem z rysunku 1b. Filip
Rus z Zawiercia, po przerwie w uczestnic−
twie w Szkole „ponownie zmobilizował się
do pracy” i z użyciem bramek kostki 4093
wykonał prosty, ale użyteczny model pokaza−
ny na fotografii 6. Jeśli czujnik jest suchy
i czysty, układ nie pobiera prądu. Aby za−
gwarantować, że podczas przechowywania
pobór prądu równa się zeru, Filip zastosował
na wszelki wypadek dodatkowy wyłącznik
zasilania w postaci styków na końcach spina−
cza mocującego. Na czas przechowywania
należy między szczęki spinacza włożyć ka−
wałek materiału izolacyjnego.

Na zupełnie inny pomysł wpadł Jakub

Sobański z Rudki, którego model pokazuje
fotografia 7. Chce zasilać swój deszczo−
ostrzegacz z sieci, a tylko czujnik deszczu
wystawić za okno. O takim pomyśle wspo−
mniało kilku innych uczestników. Idea jest
słuszna, ale w tym wypadku ABSOLUTNIE
NIE WOLNO ZASILAĆ UKŁADU
WPROST Z SIECI, przez zasilacz beztrans−
formatorowy. Koniecznie trzeba zastosować
klasyczny zasilacz fabryczny gwarantujący
bezpieczeństwo. Przy zasilaczu beztransfor−
matorowym, zależnie od sposobu włożenia
wtyczki do gniazdka, pełne napięcie sieci
może pojawić się na elektrodzie czujnika
i nieszczęście murowane!

Bateryjne zasilanie ma układ z fotografii 8,

wykonany i sprawdzony przez Bartka Zu−
brzaka z Sieradza. Jeden z haków jest rucho−
my i w stanie spoczynku sprężyna wyłącza
zasilanie prostego układu (Zubrzak.gif). Gdy
na sznurze zostanie powieszone pranie zasi−
lanie zostaje włączone i układ przechodzi do
stanu czuwania, ewentualnie sygnalizuje

Fot. 1 Model Łukasza Kwiatkowskiego

Fot. 2 Układ Aleksandra Draba

Fot. 3 Model Wojciecha Kuźmiaka

Fot. 4 Deszczochron

Roberta Jaworowskiego

Fot. 6 Model Filipa Rusa

Fot. 7 Układ Jakuba Sobańskiego

Fot. 8 Projekt Bartka Zubrzaka

Rys. 5

Fot. 5 Deszczowiec Mariusza Chilmona

33

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

deszcz. Dzięki takiej budowie nie trzeba się
martwić o pobór prądu w stanie spoczynku,
nawet gdy czujnik jest mokry.

Marcin Wiązania z Gacek zaproponował

układ z modułami radiowymi 443MHz i kost−
kami MC14502x (Wiazania1.gif) i zrealizo−
wał prostszy układ (Wiazania2.gif) z kostka−
mi 4093 i 4049, pokazany na fotografii 9.

Andrzej Sadowski−Skwarczewski ze

Skarżyska−Kamiennej wykonał układ z dwo−
ma sygnalizatorami piezo (Sadowski.gif). Je−
den ma służyć do kontroli zasilania, drugi do
sygnalizacji deszczu. Cechą szczególną jest
obecność małego magnesu, umocowanego
na sznurku. W spoczynku magnes ten przy−
ciągnięty jest do metalowego wkrętu i przy
okazji zwiera styki kontaktronu. Gdy sygna−
lizator zostanie powieszony na sznurku wraz
z praniem, styki kontaktronu się rozewrą
i układ przejdzie w stan czuwania. Każde
rozwarcie styków kontaktronu powoduje też
powstanie krótkiego sygnału dźwiękowego,
potwierdzającego dobrą kondycję baterii. Fo−
tografia 10 pokazuje ten interesujący model.

Dwóch Kolegów wykonało modele z łą−

czem radiowym. Michał Koziak z Sosnowca
przeprowadził szereg prób. Wypróbował pro−
sty sygnalizator piezo zasilany z baterii 3V.
W liście napisał: Moduły nadawczo−odbior−
cze są drogie. Sygnalizacja może się też odby−
wać za pomocą fal radiowych zakresu UKF.
Sprawdziłem bramkowany układ generatora
z bramek NAND 74HC132 (...). Niestety,
układ musiał być zasilany napięciem mini−
mum 3V. Pomyślałem, że można wykorzystać
baterię 1,5V i podbijacz napięcia na LM3909,
lecz nie dało to oczekiwanych rezultatów. Na−
stępnie zbudowałem standardowy nadajnik

w.cz. na jednym tranzystorze (...) do modula−
cji (...) wykorzystałem elektronikę z budzika.
(...) Jeżeli napięcie zasilania spadnie poniżej
1,15V, przestaje działać układ z budzika i ge−
nerator wysyła jedynie falę nośną, co jest jed−
nocześnie wskaźnikiem stanu baterii.

Choć do takiego rozwiązania można mieć

liczne zastrzeżenia, wiem, że wielu Kolegów
jest żywo zainteresowanych podobnymi ukła−
dami „radiowymi”, dlatego na rysunku 6 po−
daję schemat. Cewka L ma 3 zwoje nawinięte
na wiertle 4mm. Na fotografii 11 pokazany
jest mały model umieszczony w obudowie
zlutowanej z kawałków płytki drukowanej.
Pokrywka jest uszczelniona za pomocą rozto−
pionego wosku (stearyny ze świeczki).

Przy okazji chciałem poinformować Micha−

ła, dlaczego jego praca z zadania 65 nie została
sklasyfikowana. Niedawno okazało się, że przy
segregacji poczty przesyłka została błędnie za−
kwalifikowana i trafiła do innego działu. Doli−
czam Michałowi punkty, a nadesłany wtedy
model można zobaczyć na fotografii 12.

I po raz kolejny bardzo proszę, żeby

wszyscy uczestnicy Szkoły dodawali na li−
stach i paczkach dopisek „Szkoła Konstruk−
torów zadanie XX”, co pozwoli uniknąć
podobnych błędów.

Tor radiowy wykorzystał też Bartłomiej

Radzik z Ostrowca Św. Nadajnik i odbiornik
pokazane są na fotografiach 13 i 14. Na ry−
sunku 7 można zobaczyć oryginalny schemat.
Choć Autor sam przyznaje, że układ nie jest
dopracowany, schemat zasługuje na uwagę
z kilku względów. Bartek pisze, że po prze−
rwie w aktywnej współpracy ze Szkołą Kon−
struktorów powracam ze zdwojoną energią
i zapałem do pracy (...) układ wykorzystuje
czujnik pojemnościowy, którego wykonanie
sprawi kłopot niewspółmiernie mały wobec je−
go trwałości i niezawodności. Na układ skła−
dają się dwa elementy: właściwy detektor de−
szczu wyposażony w koder i nadajnik radiowy
oraz odbiornik−dekoder umieszczony w po−
ręcznej obudowie zasilacza wtyczkowego.

Oto krótki opis deszczoostrzegacza. Część

nadawcza: generator powolnych impulsów
prostokątnych (T= ok. 1min.) zbudowany jest
na bazie U1A. Zezwolenie na jego pracę da−
je sygnał z fotodiody D1. Praca generatora
zatrzymywana jest w nocy (w nocy raczej nikt
nie suszy prania), lub po umieszczeniu urzą−
dzenia w ciemnej szafie. Impulsy prostokątne
ulegają zróżniczkowaniu w obwodzie czujni−
ka Cx i R3. Cały sekret działania czujnika Cx
polega na fakcie wzrostu pojemności między
ścieżkami polakierowanego laminatu, kiedy
na jego powierzchnię upadnie kropla wody.
C3,R4,PR1 tworzą obwód gaszący powstałe
podczas różniczkowania szpilki, umożliwia−
jąc kompensację czujnika w stanie suchym.

Fot. 10 Układ Andrzeja

Sadowskiego−Skwarczewskiego

Rys. 6

Fot. 11 Nadajnik Michała Koziaka

Fot. 12 Układ Michała Koziaka

z zadania 65

Fot. 9 Model Marcina Wiązani

Fot. 13 Nadajnik Bartłomieja Radzika

Fot. 14 Odbiornik Bartłomieja Radzika

34

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

U1B separuje tę część układu, dopasowując
jednocześnie sygnały do poziomów logicz−
nych. W eter wysyłany jest sygnał o częstotli−
wości 433MHz, który modulowany (właści−
wie kluczowany) jest częstotliwością genera−
tora na U1C − ok. 2,2kHz. Ten prosty sposób
kodowania okazał się całkowicie wystarcza−
jący. Ponieważ czas trwania pojedynczej
szpilki jest wielokrotnie krótszy od okresu
przebiegu 2,2kHz, niemożliwe byłoby bram−
kowanie nią pracy generatora U1C. Dlatego
elementy R5, D2, R6, C4 wydłużają impuls
sterujący pracą generatora. W efekcie (przy
właściwie wykalibrowanym układzie), gdy
czujnik jest suchy, układ „milczy”, natomiast
kiedy pada deszcz – wysyła krótkie sygnały
radiowe. Układ umieszczony jest w opakowa−
niu leku Acenocumarol, z okienkiem wycię−
tym dla fotodiody. Całość uszczelniona kle−
jem silikonowym.

Część odbiorcza: hybrydowy odbiornik

superreakcyjny RR3 odbiera sygnały radio−
we o częstotliwości 433MHz (a także znaczną
ilość zakłóceń). Antenę stanowi ścieżka na
obrzeżu płytki drukowanej. R8, R9 stanowią
dzielnik zmniejszający sygnał z odbiornika
do poziomu ok. 160mVpp. C8 zmniejsza nie−
co zawartość harmonicznych w przebiegu,
a C9 odcina składową stałą. Tak spreparo−
wany sygnał trafia od dekodera tonowego
U2, dostrojonego do częstotliwości kodującej
nadajnika, tj. 2,2kHz. Jeżeli odebrany sygnał
będzie miał taką częstotliwość, buzzer Q1 za−
cznie pikać przez ok. 7s. Elementy współpra−
cujące z U3B pozwalają uniknąć wysłuchi−
wania kilkusekundowego alarmu po włącze−
niu odbiornika do sieci. Część odbiorcza za−
silana przez zasilacz beztransformatorowy
dostarczający napięcia ok. 5V i wydajności
prądowej odpowiedniej do zapewnienia po−
prawnej pracy z dość prądożerną kostką
NE567. Układ umieszczony jest w typowej
obudowie zasilacza wtyczkowego.

Ponieważ urządzenie wykonałem głównie

dla wypróbowania idei czujnika pojemno−
ściowego, przyszła pora na podanie sposobu

jego wykonania. Otóż czujnikiem jest płytka
z laminatu, której ścieżki układają się w for−
mie dwóch grzebieni zazębiających się, lecz
nie stykających. Powierzchnia płytki jest po−
kryta dwiema (lub trzema) warstwami lakie−
ru uretanowego w sprayu. Inne rodzaje lakie−
ru mają gorsze własności izolacyjne i nie
nadają się do naszych celów. System ten
sprawdził się w działaniu, gdybym jednak
dysponował nadmiarem czasu, wprowadził−
bym następujące poprawki.:

D5 wymienić na „zenerkę” 12V/1W, a za

nią wstawić LM78L05 (występują tętnienia
zasilania niekorzystnie wpływające na pracę
odbiornika RR3),

Fragment układu nadajnika z U1C zastą−

pić oddzielną kostką CD4047 (słaba stabil−
ność częstotliwości w dziedzinie temperatury
i napięcia zasilającego)

Wpadłem też na pomysł wykorzystania

w roli odbiornika zwykłego radia, najlepiej
ze „starym UKF−em”. Natomiast czujnik po−
jemnościowy połączony byłby z tranzystoro−
wym nadajnikiem FM, tzw. Pikaczem.

Na koniec zostawiłem projekt Michała

Stacha z Kamionki Małej. Model pokazany
jest na fotografii 15. Schematu nie podaję,
bo układ trafi do Pracowni Konstrukcyjnej
AVT, i jeśli przynajmniej częściowo potwier−
dzi swą przydatność, zostanie opublikowany
w dziale E−2000 lub w Forum Czytelników.
W każdym razie Michał jako jedyny zapro−

ponował układ, który kontroluje wstępną
wilgotność powieszonego prania i sygnalizu−
je pojawienie się deszczu dopiero po przynaj−
mniej częściowym wyschnięciu bielizny.
Choć mam wątpliwości, czy ten układ z jed−
nym czujnikiem sprawdzi się w praktyce, za
pomysł i eksperymenty przydzielam Micha−
łowi aż 9 punktów, co zdarza mi się rzadko.
Michał jest niekwestionowanym zwycięzcą
zadania 71 i oprócz przyszłego honorarium,
otrzyma nagrodę za to zadanie Szkoły.

Podsumowanie

Ogólnie biorąc, wśród nadesłanych rozwią−
zań, każda gospodyni znalazłaby coś odpo−
wiedniego dla siebie. Nawet najprostsze
układy zdadzą egzamin, jeśli pranie wieszane
jest na balkonie czy tarasie.

Kilku Kolegów przekonało mnie, że

umieszczenie układu w mieszkaniu i dołą−
czenie zewnętrznego czujnika nawet długim
przewodem ma sens. Zgadzam się też z opi−
nią, że w praktyce nawet kilkudziesięciome−
trowy przewód rozciągnięty między domem
a umieszczonymi w ogrodzie sznurami z bie−
lizną sprawdzi się lepiej, niż tor radiowy.

Tylko czy w ogóle ten długi przewód lub

tor radiowy jest potrzebny?

Czy aby nie jest to znów przysłowiowa

maść na szczury?

Czy ktoś mógłby mi wytłumaczyć, po co

ta cała transmisja? Dlaczego czujnik nie
miałby być umieszczony gdziekolwiek, tuż
za oknem? Deszcz pada na dużym obszarze,
więc czy koniecznie trzeba sprawdzać jego
obecność w miejscu, gdzie wisi pranie?

Stawiając to zadanie po cichu liczyłem, że

więcej osób przeprowadzi praktyczne próby
i zaproponuje nie tylko sprawdzone proste
rozwiązania, ale i bardziej rozbudowane
układy, uwzględniające dodatkowe czynniki.
Tymczasem napłynęło sporo układów zbyt
rozbudowanych, pełniących jedynie najpro−
stszą funkcję. Nie mam nic przeciwko rozbu−
dowie, ale jeśli już rozbudowywać układ, to
w konkretnym celu, żeby ulepszyć jego dzia−
łanie. Systemy z przewodową czy radiową
transmisją z ogrodu do mieszkania albo
z bardzo głośnym sygnalizatorem mają jak
najbardziej sens, ale tylko w przypadku, gdy
oprócz obecności deszczu będą kontrolować
wilgotność powieszonego na podwórku pra−
nia. Gdy wywieszone właśnie ubrania będą
jeszcze zupełnie mokre, deszcz im nie za−
szkodzi i deszczostrzegacz nie musi alarmo−
wać gospodyni. System powinien zadziałać,
gdy ubrania przynajmniej częściowo prze−
schły i szkoda, by deszcz je zmoczył.
Wspomniany Michał Stach próbował zreali−
zować to zadanie przy wykorzystaniu jedne−
go czujnika, wykorzystującego spinacze do
bielizny. Dużo łatwiej i skuteczniej byłoby je
zrealizować z dwoma czujnikami: jednym
sprawdzającym wilgotność powieszonego
prania i drugim – czujnikiem deszczu. Ten

Rys. 7

Rys. 15 Układ Michała Stacha

35

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

drugi czujnik powinien reagować już na po−
jedyncze krople, które jeszcze nie spowodo−
wały ponownego zmoczenia prania. Zachę−
cam do eksperymentów w tym zakresie.
Sprawdzone

praktycznie

rozwiązanie

z podwójnym czujnikiem chętnie zaprezentu−
ję na łamach EdW.

Przypuszczam jednak, że po zapoznaniu

się z wynikami zadania wielu z Was zechce
raczej wykonać nieskomplikowane sygnali−
zatory, umieszczane gdzieś blisko za oknem,
sygnalizujące jedynie pojawienie się de−
szczu, nie kontrolujące wstępnej wilgotności
prania. Czy w najprostszym przypadku nie
wystarczy prościusieńki układ z rysunku 2,
szczelnie zamknięty wraz z bateriami w nie−
wielkiej obudowie? Przyrząd nie wymaga
wyłącznika, bo w spoczynku nie pobiera prą−
du. Wyłączenie dźwięku nastąpi po wytarciu
do sucha czujnika. Kontrola baterii to... do−
tknięcie czujnika poślinionym palcem. Chy−
ba jednak warto układ nieco rozbudować, by
zapewnić dźwięk przerywany, bardziej zwra−
cający uwagę.

Wielu Kolegów obawiało się elektrolizy

wody i korozji elektrod. Te zjawiska trzeba
brać pod uwagę w czujnikach mających stały
kontakt z wodą. Tu, w deszczoostrzegaczu
czujnik z zasady będzie mieć sporadyczny
kontakt z wodą, a poza tym płynące prądy bę−
dą znikome, więc naprawdę nie ma potrzeby
bać się elektrolizy. Trzeba natomiast uwzglę−
dnić „zwyczajną” korozję elektrod pod wpły−
wem tlenu i zanieczyszczeń zawartych w po−
wietrzu. Nawet w nieużywanym przyrządzie
czyściutkie miedziane elektrody po kilku
miesiącach pokryją się nalotem, który
w skrajnym przypadku może wręcz uniemoż−
liwić działanie. Czy nie warto pomyśleć nad
zastosowaniem odporniejszych elektrod?

Jeden z uczestników zasugerował, że de−

szczoostrzegacz mógłby być urządzeniem
stacjonarnym, zasilanym z sieci, gdzie sy−
gnalizator dźwiękowy byłby włączany na
czas suszenia bielizny, natomiast układ
przez cały czas mógłby być elementem
domowej stacji meteo. Pomysł jest dysku−
syjny, ale na pewno warto go wziąć pod
uwagę.

Przyznam, że długo zastanawiałem się

nad rozdziałem punktów, nagród i upomin−
ków. Niektórzy koledzy, ci z duszą artysty,
zaproponowali coś niezwykłego, własnego,
oryginalnego. Inni, ci z duszą rzemieślnika,
wykorzystali typowe rozwiązania, znane
wszystkim. Jak zasygnalizowałem na wstę−
pie, nagrody przydzieliłem przede wszystkim
„artystom”, którzy zaproponowali, może na−
wet niedoskonałe, ale oryginalne i własne
rozwiązania, oparte na samodzielnych ekspe−
rymentach. „Rzemieślnicy”, powielający
układy czy bloki znane z EdW, nawet po−
prawne, ale niekoniecznie w tym przypadku
optymalne, mogli liczyć w najlepszym wy−
padku na upominek.

Kolejny raz proszę, żebyście zawsze poda−

wali na kopercie nie tylko adres, ale też tytuł
czasopisma i dział, gdzie przesyłka ma trafić.
Nie przysyłajcie paczek na adres skrytki po−
cztowej. Przypominam prawidłowy adres:
AVT − EdW
Szkoła konstruktorów zadanie XX
ul. Burleska 9
01−939 Warszawa

Prawie wszyscy uczestnicy wymienieni

z nazwiska otrzymują punkty (1...9). Aktual−
na punktacja podana jest w tabeli. Upominki
otrzymują: Marcin Rekowski, Jarosław
Tarnawa, Bartek Zubrzak, Filip Rus, An−
drzej Sadowski−Skwarczewski i Marcin

Wiązania. Nagrody dostaną: Michał Stach,
Bartłomiej Radzik i Michał Koziak.

Zachęcam serdecznie do udziału w bieżą−

cym i następnych zadaniach.

Wasz Instruktor

Piotr Górecki

Rozwiązanie zadania 71

W EdW 1/2001 zamieszczony był schemat
wzmacniacza mikrofonowego. Czytelnik napi−
sał, że wzmacniacz, pokazany na rysunku A
funkcjonował bez zarzutu przy napięciu zasi−
lania +5V. Dla mnie problemem jest tu praw−
domówność autora, a nie brak doświadczenia
w elektronice. Jak mówi starożytne przysło−
wie, błądzić jest rzeczą ludzką (errare huma−
num est). Młody kandydat na konstruktora
ma prawo popełniać nawet poważne błędy.
Zwróćcie uwagę, że w tej rubryce nie podaję
nazwisk Autorów, więc naprawdę nie trzeba
bać się drwin otoczenia. W ramach tej rubry−
ki wspólnie analizujemy różne usterki, żeby
ich nie powielać. Oczekuję przy tym od ucze−
stników rzetelności. Autentycznie cieszę się,

gdy piszecie o nieudanych próbach, a jeszcze
bardziej, gdy wyciągacie z nich wnioski. Czę−
sto za takie prace przydzielam nagrody i upo−
minki. Ale nie akceptuję kłamstwa. A w ana−
lizowanym właśnie przypadku nie tylko ja,
ale praktycznie wszyscy uczestnicy konkursu

również mają wątpliwości co do prawdo−
mówności autora tego schematu. Powodem
jest wiele znalezionych usterek. Jeden
z młodszych uczestników napisał: Chciałbym
zaapelować do wszystkich czytelników EdW.
Nie oszukujcie Redakcji EdW, żeby otrzymać

nagrodę, gdyż później robiąc próby i eks−
perymenty Redakcja wam nie uwierzy!!!

A teraz o układzie. Zgodnym chórem

stwierdziliście, że pomysłodawca nie zna
podstawowych zasad, ponieważ łączy trzy
kondensatory równolegle, zamiast zastoso−
wać jeden o pojemności 150nF. Mniejsza
grupa uczestników przeanalizowała sens
zastosowania kondensatorów C1...C4.
Warto narysować obwody wejściowe
w postaci, jak na rysunku B, bo wtedy wi−

C

C

C

C

o

o

o

o

tt

tt

u

u

u

u

n

n

n

n

ii

ii

e

e

e

e

g

g

g

g

rr

rr

a

a

a

a

?

?

?

?

− S

Szzkkoołłaa K

Koonnssttrruukkttoorróów

w kkllaassaa IIII

A

Marcin Wiązania Gacki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Mariusz Chilmon Augustów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Krzysztof Kraska Przemyśl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Bartłomiej Radzik Ostrowiec Św. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Marcin Malich Wodzisław Śl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Dariusz Drelicharz Przemyśl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Dariusz Knull Zabrze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Piotr Romysz Koszalin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Piotr Wójtowicz Wólka Bodzechowska . . . . . . . . . . . . . . . 27
Roman Biadalski Zielona Góra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Rafał Stępień Rudy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Filip Rus Zawiercie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Jarosław Tarnawa Godziszka. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Mariusz Ciołek Kownaciska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Jakub Kallas Gdynia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Szymon Janek Lublin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Jacek Konieczny Poznań. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Michał Pasiecznik Zawiszów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Radosław Koppel Gliwice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Łukasz Cyga Chełmek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Michał Stach Kamionka Mała . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Radosław Ciosk Trzebnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Piotr Dereszowski Chrzanów. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Maciej Jurzak Rabka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Michał Koziak Sosnowiec. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Ryszard Milewicz Wrocław. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Emil Ulanowski Skierniewice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Artur Filip Legionowo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Aleksander Drab Zdziechowice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Arkadiusz Zieliński Częstochowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Dawid Lichosyt Gorenice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Wojciech Macek Nowy Sącz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Sebastian Mankiewicz Poznań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Maciej Ciechowski Gdynia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Mariusz Ciszewski Polanica Zdr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Filip Karbowski Warszawa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Witold Krzak Żywiec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Piotr Kuśmierczuk Gościno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Michał Waśkiewicz Białystok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Piotr Wilk Suchedniów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Punktacja Szkoły Konstruktorów

dać jaśniej, iż pojem−
ności C1, C234 tworzą
najprawdziwszy dziel−
nik pojemnościowy,
który zmniejsza po−
ziom sygnału o około
1/3.

Poza tym pojemno−

ści te obcinają wyższe
częstotliwości. Sam mi−
krofon elektretowy jest
swego rodzaju źródłem
prądowym, więc oporność wyjściowa obwodu
z mikrofonem jest praktycznie równa rezystan−
cji R1. Wypadkowa pojemność obciążająca mi−
krofon wynosi niecałe 105nF (330nF w szereg
z 153,8nF). Jak ilustruje rysunek C, częstotli−
wości powyżej 1500Hz są obcinane w filtrze
RC, co chyba nie jest celowym zamierzeniem
w układzie wykrywacza burzy.

Jeśli układ rzeczywiście ma obcinać wyż−

sze częstotliwości, warto zwiększyć R1 do
np. 4,7k

Ω

, zwiększyć C1 do 1

µ

F, ewentual−

nie 470nF, co pozwoli zmieniać górną czę−
stotliwość graniczną za pomocą C234.

Za najważniejszy błąd słusznie uznaliście

jednak brak obwodów polaryzacji wejścia
nieodwracającego. Choć kostka TL081 ma
znikomy prąd polaryzacji, bo obwody wej−
ściowe zawierają tranzystory JFET, nie moż−
na pozostawić wejścia „w powietrzu”. Po
pewnym czasie nawet ten maleńki prąd pola−
ryzacji naładuje bądź rozładuje kondensatory
(prąd w kostce TL081 wpływa do wejścia)
i uniemożliwi pracę wzmacniacza.

Nie ulega wąt−

pliwości, że układ
trzeba

uzupełnić

o obwody polaryza−
cji wejścia, choćby
w postaci dwóch
jednakowych rezy−
storów,

po

np.

1M

Ω

, jak pokazuje

rysunek D.

I

kolejny problem.

Można się spodziewać, że
wzmacniacz będzie miał
wzmocnienie co najmniej
kilkadziesiąt razy, żeby
wzmocnił małe sygnały
z mikrofonu do poziomu
kilku woltów, umożliwia−
jącego sterowanie bramek TTL. W takim wy−
padku rezystancja czynna potencjometru mu−
siałaby być rzędu stu omów, co najwyżej kil−
kuset omów. Ze względu na niezbyt dużą
wartość pojemności C5 i rezystancji P1 dolna
częstotliwość graniczna w układzie według
rysunku E wynosiłaby 480Hz. Mniejsze czę−
stotliwości nie zostałyby wystarczająco
wzmocnione. To też nie jest chyba przemyśla−
ne rozwiązanie, ponieważ wykrywacz burzy
powinien reagować właśnie na niskie i bardzo
niskie dźwięki odległych wyładowań.

Następną ważną sprawą jest brak rezystora

w obwodzie bazy tranzystora T1. Wygląda na
to, że rezystor taki powinien być włączony
między bazę a masę. Przy podanej wartości R5
jego wartość wynosiłaby 47k

Ω

...470k

Ω

, a tym

samym pojemność C6 może być radykalnie
mniejsza. Na marginesie wspomnę, że włącze−
nie niezaformowanego „elektrolita” o pojem−
ności 470

µ

F może przez czas jakiś powodo−

wać, że ewidentnie błędny układ będzie... dzia−
łał dopóki kondensator ten się nie zaformuje.

Wiele osób zakwestionowało możliwość

pracy kostki TL081 przy pojedynczym na−
pięciu +5V. Trzeba dodać kondensator filtru−
jący zasilanie, bo w niesprzyjających warun−
kach układ mógłby się wzbudzić, ale z war−
tości napięcia zasilania nie robiłbym proble−
mu, choć w katalogach podaje się minimalne
napięcie zasilania ±4V, czyli w sumie 8V.
Kostki TL08x i pokrewne mogą pracować
przy zasilaniu 5V, jednak zakres napięć wyj−
ściowych jest wtedy ograniczony, zwłaszcza
przy obciążeniu wyjścia. Tu wyjście nie jest
obciążone w istotnym stopniu. Dodatkową
korzystną właściwością jest zastosowanie
(prawdopodobnie przez przypadek) bramek
z rodziny TTL LS, których próg przełączania
wynosi 1...1,5V.

Nie uważam braku kółeczek oznaczają−

cych negację bramek za błąd. To tylko drob−
na usterka przy rysowaniu schematu. Opis
niedwuznacznie wskazuje, że chodzi o bram−
ki NAND z kostki 74LS00. Śmiem natomiast
przypuszczać, że podany typ bramek (z rodzi−
ny LS) został użyty przypadkowo. Nie jestem
przekonany, czy autor pamiętał, że w tych bi−
polarnych układach w stanie niskim z wejścia
wypływa niewielki prąd, według katalogu
maksymalna jego wartość to 0,4mA. Prąd ten
spowoduje spadek napięcia na R3, a przy du−
żej wartości R3 wręcz uniemożliwi pracę, bo
już w spoczynku na wejściu będzie stan wy−
soki. Rzeczywisty układ powinien pracować
z rezystorem o wartości 4,7k

Ω

, ale warto by−

łoby przewidzieć najgorszy przypadek, czyli
prąd rzędu 0,4mA wypływający z wejścia.
Oznacza to, że rezystor R3 wypadałoby
zmniejszyć, np. do 1k

Ω

, najwyżej 2k

Ω

.

A tak w ogóle, należałoby zmodyfikować

obwody sterowania bramek. Cześć uczestni−
ków słusznie proponuje użycie bramek z wej−
ściem Schmitta (LS132, LS14, HC14 lub
CMOS40106, 4093). W przypadku stosowa−

nia bramek LS00 można uzyskać histerezę
przez dodanie dwóch rezystorów.

Pokazane roz−

wiązanie nie jest
jednak optymalne
z kilku względów.
Warto

zastosować

znacznie lepszy układ
z rysunku F z tran−
zystorem włączo−
nym od strony ma−
sy. Traci wtedy znaczenie problem prądu
wejściowego bramki, a czułość tak włączo−
nego tranzystora jest znacznie większa. Osta−
tecznie zmodyfikowany układ mógłby wy−
glądać, jak na rysunku G.

W sumie uczestnicy konkursu wychwyci−

li prawie wszystkie opisane problemy.
Nagrody otrzymują:
Piotr Prymon – Zarzecze,
Czesław Szutowicz – Włocławek,
Jerzy Bergiel – Szczecin

Zadanie numer 75

Na rysunku H pokazany jest fragment roz−
wiązania jednego z wcześniejszych zadań
Szkoły. Cztery przerzutniki RS tworzą odpo−
wiednik zespołu zależnych izostatów. Naci−
śnięcie kolejnego powoduje skasowanie włą−
czonego wcześniej.

Jak zwykle pytanie brzmi:

Co tu nie gra?

Wyjaśnienia mogą i powinny być jak naj−

krótsze, co znacznie ułatwi mi analizę nade−
słanych odpowiedzi. Kartki opatrzcie dopi−
skiem NieGra75 i nadeślijcie w terminie 45
dni od ukazania się tego numeru EdW. Na−
grodami będą drobne kity AVT lub inne przy−
datne narody rzeczowe.

Piotr Górecki

36

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

C

D

E

F

G

B

H

Tworzenie własnej
biblioteki

Stworzenie własnej, prywatnej biblioteki (jak
to ładnie brzmi, prawda?) jest bardzo łatwe.
Nie obawiaj się − poprowadzę cię krok po
kroku. Pamiętaj, że jeśli coś pójdzie inaczej
niż w moim opisie, za pomocą klawisza Esc
lub prawego przycisku myszy zawsze mo−
żesz wycofać się „na z góry upatrzone pozy−
cje”, jak armia austriacka po „zwycięskiej”
bitwie podczas I wojny światowej.

Generalnie rzecz biorąc, jedno kliknięcie

na obiekt przygotowuje go do przesuwania
i zmiany rozmiarów, natomiast podwójne
kliknięcie otwiera okno pozwalające na mo−
dyfikację wszystkich właściwości.

Przy okazji pozwolę sobie na małą dy−

gresję. W dalszym opisie podaję Ci sposoby
na zrealizowanie poszczególnych celów.
Nie są to jedyne sposoby − zwykle dany cel
można zrealizować inaczej, czasem nawet
szybciej. Zwykle nie można powiedzieć, że
jest jeden najlepszy sposób – wiele zależy
od upodobań i przyzwyczajeń operatora. Po
drugie, celowo nie chcę też od razu odkry−
wać wszystkich kart i mącić obrazu sprawy
wieloma dodatkowymi szczegółami i możli−
wościami.

Zgodnie z tą zasadą, nie zastanawiając się

dlaczego, od razu utworzymy oddzielny, zu−
pełnie nowy projekt (Design), który będzie
zawierał tylko bibliotekę. Umieścimy go
w „kanonicznym” folderze z pozostałymi bi−
bliotekami. Ale Ty najpierw, po otwarciu
Protela, zamknij otwarty aktualnie projekt
(projekty) poleceniem Alt+F – D (File, Clo−
se Design).

Gdy Protel jest już „pusty”, załóż nowy

projekt, czyli wykonaj polecenie Alt+F – G
(File, New Design). Po ukazaniu się okna
wpisz nazwę projektu, np. MojaBibliote−
ka.ddb i upewnij się, że projekt trafi do fol−
deru bibliotek schematowych (C:\Program

Files\Design Explorer 99 SE\Library\Sch\
MojaBiblioteka.dbb).

Gdy zostanie stworzony nowy projekt,

w lewym wąskim oknie pod jedyną zakładką
Explorer rozwiń, znajdź i zaznacz folder Do−
cuments. Teraz poleceniem Alt+F – N (File,
New) utwórz nowy dokument. Wybierz nie
Schematic Document, tylko Schematic Libra−
ry Document, jak zaznaczyłem czerwoną ob−
wódką na rysunku 9. Zmień też od razu na−
zwę ze Schlib1.lib na MojaBiblioteka.lib.

Uwaga! Nie zapomnij o okresowym zapi−

sywaniu pracy poleceniem F – S (File, Save),
bo w razie awarii będziesz gorzko żałował
(a Protel na niektórych komputerach ma ten−
dencję do zawieszania się i do innych błędów).

Po kliknięciu zakładki Browse w lewym

panelu, ekran będzie wyglądał jak na rysunku 10:
nasza biblioteka zawiera jeden element Com−
ponent_1, ale jest to element „pusty”.

Proponuję, żebyśmy stworzyli najpopu−

larniejszy element, czyli rezystor. Niech ma
on w bibliotece krótką nazwę R.

Pins, czyli końcówki

Tworzenie elementów bibliotecznych jest
niemal identyczne, jak rysowanie schema−
tów. Wykonaj polecenie T – C (Tools, New
Component) i w otwartym okienku zamiast
Component_2 wpisz po prostu dużą literę
R jako nazwę nowego elementu. Po kliknię−
ciu OK lub Enter w lewym panelu pojawi się
ten element o nazwie R. Na razie element
jest „pusty” i trzeba go zdefiniować.

Poszczególne składniki elementu możemy

dodawać za pomocą skrótów (P − ...) z menu
Place lub wykorzystując paletę SchLibDra−
wingTools, pokazaną na rysunku 11.

Co w elemencie jest najważniejsze?
Nie chodzi wcale o narysowanie symbolu

rezystora, na przykład za pomocą zwykłej li−
nii (poleceniem P– L). Dla programu wy−
gląd elementu jest najmniej ważny, wręcz

zupełnie nieistotny. Z „elektrycznego” punk−
tu widzenia absolutnie najważniejsze są koń−
cówki, czyli wyprowadzenia – po angielsku
pins. Rezystor ma dwa wyprowadzenia –

37

Kurs Protela

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Rys. 11

Rys. 12

Rys. 9

Rys. 10

S

S

S

S

p

p

p

p

o

o

o

o

tt

tt

k

k

k

k

a

a

a

a

n

n

n

n

ii

ii

a

a

a

a

zz

zz

P

P

P

P

rr

rr

o

o

o

o

tt

tt

e

e

e

e

ll

ll

e

e

e

e

m

m

m

m

9

9

9

9

9

9

9

9

S

S

S

S

E

E

E

E

Spotkanie 3

Na poprzednim spotkaniu narobiłem Ci sma−
ku, pokazując elementy „własnej roboty“, po−
zwalające przeprowadzić symulację układu
wprost ze schematu. W tym miesiącu zajmie−
my się tworzeniem własnej biblioteki schema−

towej. Nie zlekceważ informacji z tego artyku−
łu. Nawet jeśli nie zdecydujesz się na stworze−
nie bibliotek od podstaw i będziesz wykorzy−
stywać te dostarczone z Protelem gwarantuję
Ci, że z czasem i tak zostaniesz zmuszony do

stworzenia takiego czy innego elementu bi−
bliotecznego. Nie unikniesz tego, więc od razu
naucz się tworzyć porządne elementy ze świa−
domością, które ich składniki są najważniejsze
i dlaczego.

umieśćmy je na rysunku. Najpierw jednak po−
większ obraz maksymalnie, wykonując kilka−
krotnie polecenie Z – I, dbając, by dwie krzy−
żujące się linie bazowe pozostały na środku
ekranu. Teraz polecenie P – P (Place, Pins)
spowoduje pojawienie się końcówki, jak na
rysunku 12.

I teraz bardzo ważna sprawa: zwróć uwa−

gę na szare kółeczko z jednej strony – to jest
najważniejszy punkt. Właśnie ten punkt ma
„właściwości elektryczne”. To ten punkt,
a raczej wszystkie podobne punkty, charakte−
ryzują wiele właściwości elementu biblio−
tecznego. Na schemacie właśnie do tego „go−
rącego punktu” będzie dochodził „przewód”.
Dlatego, mówiąc obrazowo, podczas tworze−
nia elementu bibliotecznego musisz zawsze
umieszczać wyprowadzenia „zielonym do
góry”, czyli „gorącym punktem” na zewnątrz
− projektując element, umieszczaną końców−
kę możesz obracać przez naciskanie spacji.
Na rysunku 13 możesz zobaczyć dwa etapy
ustawiania końcówek rezystora. Wewnętrz−
ne, „zimne” końce wyprowadzeń są oddalo−
ne o 30 jednostek (0,3 cala), czyli trzy skoki
kursora (kratki na ekranie). Zrób to samo
i zapisz efekty pracy poleceniem F – S.

A teraz uwaga! Na rysunku 14 mamy...

gotowy element.

Tak! Ten bezcielesny potworek już zasłu−

guje na miano elementu. Element nie musi
mieć „ciała”; najważniejsze są wyprowadze−
nia, a właściwie ich „gorące punkty”.

W zasadzie moglibyśmy wykorzystywać

stworzony właśnie eteryczny „rezystor” do
rysowania schematu, a potem do tworzenia li−
sty połączeń (netlisty) i projektowania płytki.

Ponieważ jednak jesteśmy zgodni w opi−

nii, iż nie jest to szczególnie udany wytwór
myśli inżynierskiej XXI wieku, a raczej kula−
wa namiastka rezystora, więc dodajmy mu
„ciało” i zmodyfikujmy właściwości.

Zabawa w rysowanie

Możemy, po prostu, dorysować prostokąt li−
nią z pomocą polecenia P – L i efekt będzie
wyglądać jak na rysunku 15a. Możemy też
umieścić na schemacie prostokąt wykorzy−
stując polecenie P – R (Place, Rectangle),

by element wyglądał na przykład jak na
rysunku 15b.

Czy poradzisz sobie z narysowaniem ele−

mentu, jak na rysunku 15a?

Po poleceniu
P – L kursor
skacze z du−
żym skokiem
(0,1 cala), ale
nie zapominaj
o

klawiszu

Ctrl. Jeśli na−
ciśniesz kla−
wisz Ctrl podczas rysowania, skok będzie
dziesięć razy mniejszy i wtedy bez trudu na−
rysujesz, co zechcesz. Składniki obrazka mo−

żesz też modyfikować po narysowaniu.
Kliknięcie na składniku spowoduje jego wy−
branie i umożliwi przesunięcie w inne miej−
sce oraz zmianę kształtu. Po takim pojedyn−
czym kliknięciu dowolnego składnika poja−
wią się na nim szare punkty, które można
przeciągać myszką (podczas ciągnięcia naci−
śnij Ctrl, żeby zmniejszyć skok).

Niebieska cienka linia z rysunku 15a nie−

zbyt nam odpowiada. Zmieńmy to!

Podwójne kliknięcie na linii otworzy ramkę

z właściwościami składnika,
w tym wypadku linii. Zmień
grubość linii (Line Width) na
Medium, a kolor na czarny.

Ramka właściwości po zmianach pokazana
jest na rysunku 16. Jedno kliknięcie na niebie−
skim prostokącie obok napisu Color otworzy
większą ramkę z kolorami. Znajdź kolor czar−

ny (numer 3) i podwójnie na nim
kliknij. Warto w dolnych kratkach
zdefiniować własne kolory – po
kliknięciu przycisku Define Custom
Color otworzysz kolejną ramkę, po−
kazaną na rysunku 17. Po kolejnym
kliknięciu OK lub Enter nasz rezy−

stor będzie wyglądał jak na rysunku 18.

Efekt jest może i interesujący, ale mi taka

postać nadal się nie podoba, nie wspominając
o cyferkach 0 i 1. Skasujmy narysowaną linię
(klawiszem Delete, zaznaczywszy ją wpierw
jednym kliknięciem) i narysujmy prostokąt
według rysunku 15b (nie zapomnij o klawiszu
Ctrl). Podwójne kliknięcie na prostokącie
otworzy ramkę z właściwościami. Prostokąt
ma tych właściwości więcej, niż linia. Oddziel−
nie ustalamy kolor obrysu, oddzielnie kolor
wypełnienia. Zmień kolor obrysu na czarny,
a wypełnienia na biały. Dodatkowo zmień
grubość obrysu na Small. Tabelka po zmia−
nach pokazana jest na rysunku 19. Prostokąt
z obrysem Small z rysunku 20a wydaje się
zbyt filigranowy, a z obrysem Medium we−
dług rysunku 20b jakby za ciężki.

Patrząc z estetycznego punktu widzenia,

wadą Protela jest konieczność wykorzysty−
wania tylko czterech grubości linii (Smallest,
Small, Medium, Large). Ale często wadę tę
można obejść: najpierw narysuj prostokąt

o rozmiarach 30
x

10 jednostek

z czarnym obrysem
Smallest i czarnym
wypełnieniem, jak
na rysunku 21a,
potem na nim drugi
prostokąt 28 x 8
z czarnym obrysem
Small

i

białym

38

Kurs Protela

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Fot. 15a,b

Fot. 16

Fot. 18

Fot. 19

Rys. 13

Rys. 14

Fot. 17

Fot. 20a,b

Fot. 21a,b,c

a)

b)

a)

b)

a)

b)

c)

wypełnieniem (rysunek 21b, c). Sprawdź,
jak prezentuje się nasz rezystor przy różnych
wielkościach obu prostokątów i przy różnych
grubościach obu obrysów. Kilka przykładów
wykorzystania wewnętrznego prostokąta
z białym obrysem i wypełnieniem znajdziesz
na rysunku 22.

Nie żałuj czasu i pobaw się z rysowaniem

różnych postaci „ciała” elementu. Przy okazji
opanujesz „palcówkę”, czyli nauczysz się
tworzyć i biegle modyfikować właściwości
składników. Śmiało wypróbuj też kolejne
składniki, które możesz wykorzystać do ryso−
wania „ciał” innych elementów (polecenia P−
A, P−I, P−E, P−C, P−O, P−Y, P−B, P−T). Wła−
ściwości możesz modyfikować po umieszcze−
niu na arkuszu, dwukrotnie klikając na skła−
dnik. Możesz je też zmodyfikować przed
umieszczeniem na arkuszu naciskając klawisz
Tab. Przykładowo umieszczając tekst: naj−
pierw polecenie P – T (Place, Text), potem
klawisz Tab, potem w otwartym okienku mo−
żesz zmienić właściwości: treść napisu, jego
położenie i orientację, kolor, a nawet krój
i wielkość czcionki, i dopiero wtedy umieścić
tekst na arkuszu naciskając OK lub Enter.

Przy okazji pobaw się też kolorami i zde−

finiuj podręczne kolory niestandardowe (De−
fine Custom Colors) w tym czarny, za pomo−
cą palety pokazanej na rysunku 17.

Przypuśćmy, że ostatecznie zdecydujesz

się na wygląd „ciała” rezystora, jak na
rysunku 23 (czarny prostokąt o wymiarach
30 x 10 z czarnym obrysem Smallest i na nim
drugi o wymiarach 28 x 8 z czarnym obry−
sem Small i białym wypełnieniem.

Właściwości wyprowadzeń

Powróćmy teraz do wyprowadzeń. Skróćmy
ich długość i zmieńmy numerację końcówek
z 0, 1 na 1, 2 i ukryjmy wszystkie numerki.
Podwójne kliknięcie na końcówce (wypro−
wadzeniu) nr 0 otworzy ramkę. Rysunek 24
pokazuje tabelkę po zmianach.

Nazwa końcówki (Name) i numer (Number)

niech pozostaną jednakowe; w tym wypadku
zmień tylko z 0 na 2. X−Location i Y−Location
wyznaczają położenie końcówki – na razie nie
zmieniaj tu nic, potem możesz przeciągnąć
końcówkę w inne miejsce myszką. Tak samo
myszką i klawiszem spacji możesz zmienić
orientację (Orientation) końcówki podczas

przeciągania – myszka jest jednak lepsza niż
wybór opcji w tabeli, bo podczas przeciągania
widać „gorący punkt” i trudniej o pomyłkę.

Color − choć odróżnienie końcówki od „zwy−

kłej” linii za pomocą innego koloru ma pewien
sens, my wykorzystamy kolor czarny do wszyst−
kich składników elementu bibliotecznego.

Opcje Dot Symbol

i Clk Symbol zmie−
niają tylko wygląd
końcówki. Potrzebne
są zwłaszcza do
układów cyfrowych
jako oznaczenie ne−
gacji i wejścia zega−
rowego − na razie nie
masz potrzeby ich
w y k o r z y s t y w a ć .
Możesz

później

sprawdzić, co zmie−
niają w wyglądzie
końcówki.

Ważna jest nato−

miast

zawartość

okienka Electrical
Type. Domyślnie mamy tu typ Passive, czyli
jest to końcówka pasywna, bierna. W przy−
padku rezystora niech tak pozostanie, ale od
razu sprawdź, że po rozwinięciu okienka
masz osiem możliwości. Jeśli nasze wypro−
wadzenie byłoby końcówką zasilania, warto
zmienić typ na Power. Jeśli byłoby wyjściem
– na Output, wejściem – Input, itd. Nie jest to
nieodzowne, ale warto dopilnować porządku,
bo potem pomoże to wstępnie sprawdzić po−
prawność schematu. Na poprzednim spotka−
niu po narysowaniu schematu sprawdzaliśmy
jego ostateczną wersję poleceniem T − E (To−
ols, ERC). Wtedy nie zwróciłem Ci uwagi na
zakładkę Rule Matrix. Zobaczysz ją na ry−
sunku 25. Matryca ta określa, jak podczas
sprawdzania gotowego schematu potrakto−
wane będą połączenia poszczególnych koń−
cówek. Wiadomo, że na przykład wyjście nie

powinno być dołączone do końcówki zasila−
nia – odszukaj w matrycy pozycje Output Pin
i Power Pin. Na ich „skrzyżowaniu” znaj−
dziesz kratkę czerwoną, co oznacza, że takie
połączenie na schemacie zaowocuje podczas
sprawdzania komunikatem o błędzie (Error).
I słusznie, bo wyjść nie dołączamy do szyn
zasilania. Z kolei połączenie na schemacie
końcówki zasilania (Power Pin) z końcówką
typu wejście−wyjście (IO Pin) zaowocuje
ostrzeżeniem (Warning). I słusznie, bo to
dziwny pomysł podłączać taką końcówkę do
szyny zasilania.

Zwróć uwagę, że końcówka typu Passive

nigdy nie da ani komunikatu o błędzie ani
ostrzeżenia. W przypadku rezystora końcówki
mają być typu Passive, bo w różnych układach
są włączane na wszelkie możliwe sposoby.

Wróćmy do właściwości końcówki we−

dług rysunku 24. Kolejną określa opcja Hid−
den – ukryty. Jeśli ją zaznaczysz, końcówka
elementu... zniknie. Przekonaj się o tym, tyl−
ko zapamiętaj, gdzie leży ukryte wyprowa−
dzenie. Podwójne kliknięcie na to „puste”
miejsce otworzy tabelę z rysunku 24.

Ukrywanie końcówek (zasilania) stosuje−

my powszechnie w symbolach elementów lo−
gicznych. I tylko w ukrytej końcówce bardzo
ważną rolę odgrywa nazwa (Name). Wiado−
mo, że na przykład układy cyfrowe TTL za−
silane są napięciem 5V. W „cyfrowym” ele−
mencie bibliotecznym ujemna końcówka za−
silania ma odpowiedni numer (Number), np.
7 lub 8 oraz nazwę (Name) GND, a dodatnia
numer 14 lub 16 i nazwę (Name) VCC. Obie
są ukryte i wygląda na to, iż podczas rysowa−
nia schematu pozostają niepodłączone.
W rzeczywistości na schemacie wszystkie
ukryte końcówki zostają automatycznie,
choć niewidzialnie połączone ze sobą
i z siecią (Net) o danej nazwie (Name). Do
sieci (Nets) jeszcze wrócimy.

W każdym razie w naszym rezystorze nie

ukrywaj końcówek. Ukryte za to powinny
być nazwa (Name) i numer (Number) koń−
cówki – wyczyść więc okienka Show Name
i Show Number.

I kolejna ważna właściwość końcówki:

Pin Length – długość końcówki. Domyślnie
jest równa 30 (0,3 cala). Żeby nasze schema−
ty nie były rozwlekłe, zmienimy długość na
co najwyżej 10 (0,1 cala).

Opcję Selection pozostaw nie zaznaczoną

– nie ma żadnej potrzeby, by element biblio−
teczny umieszczany na schemacie był od ra−
zu zaznaczony i podświetlony (na żółto).

Po wprowadzeniu tych zmian i podobnej

zmianie drugiej końcówki element wygląda, jak
na rysunku 26. Zapisz go poleceniem F – S.

47

Kurs Protela

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Fot. 24

Fot. 25

Fot. 26

Fot. 22

Fot. 23

Inne ważne właściwości

Właściwości końcówek i „ciała” to nie wszy−
stko. Element biblioteczny ma szereg dal−
szych właściwości. Wykorzystajmy je!

Chcemy, żeby po umieszczeniu na schema−

cie nasze rezystory miały oznaczenia zaczynają−
ce się od litery R. Osiągniemy to poleceniem
T – D (Tools, Description) i wpisując w pole
Default Designator dużą literę R albo lepiej R?.

Pole Sheet Part Filename pozostaw puste

– jest wykorzystywane tylko w dużych wie−
loarkuszowych schematach.

W pole Description możesz wpisać opis ele−

mentu, na przykład Rezystor (ja w takich przy−
padkach z zasady nie stosuję polskich liter).

Definiując element biblioteczny od razu

możemy przewidzieć, jaką obudowę będzie
miał rzeczywisty element na płytce. W przy−
padku klasycznych układów scalonych spra−
wa jest prosta – będzie to typowa obudowa,
np. DIP−14 czy DIP−16. Z rezystorem jest
trudniej. Rezystor może być zmontowany na
leżąco lub na stojąco, przy czym wielkość za−
leżna jest też od mocy (obciążalności). Oczy−
wiście typ obudowy możemy ustalić po nary−
sowaniu schematu, ale już na etapie tworze−
niu elementu bibliotecznego można i warto
przewidzieć jedną lub kilka obudów. Umoż−
liwiają to pola Footprint 1... Footprint 4. Na
razie, z braku lepszego konceptu, możemy tu
wpisać cztery standardowe nazwy obudów
z

biblioteki „płytkowej” np. AXIAL−

0.3...AXIAL−1.0. Po modyfikacji tabelka wy−
glądać będzie jak na rysunku 27.

Teraz mamy już wszystkie infor−

macje, potrzebne przy tworzeniu
płytki drukowanej. Ale nadal brak
danych potrzebnych do symulacji.
Za chwilę to uzupełnimy.

Symulacja

Zauważ, że tabelka Component Text
Fields z rysunku 27 ma dwie dodat−
kowe zakładki. Zobacz, co jest pod
nimi. Okazuje się, że każdy element
biblioteczny ma przygotowane „od
urodzenia” pola, w których może pojawić się
jakaś treść. Pod zakładką Library Fields masz
osiem pól tekstowych (Text Fields), przezna−
czonych tylko do odczytu (Read−Only), gdzie
możesz wpisać informacje, które dla każdego
elementu będą takie same. Dodatkowo pod
zakładką Part Field Names masz 16 innych
pól, gdzie ewentualnie później, po umieszcze−
niu elementu na schemacie wpiszesz informa−
cje o danym egzemplarzu elementu. Teraz
projektując element biblioteczny możesz
w nie wpisać nie wartości, tylko nazwy pól
czy raczej parametrów, które później wpi−
szesz w polach Part Fields elementu. (Nie
przejmuj się, jeśli nie wszystko rozumiesz.)

W przypadku rezystora wyczyść wszyst−

kie pola pod zakładką Part Field Names.
Kliknij zakładkę oznaczoną Library Fields.
Wypełnij pola 1, 4 i 5 tekstem:
Text Field 1 type=RESISTOR(R)
Text Field 4 pins=1:[1,2]
Text Field 5 netlist=%D %1 %2 %V
dokładnie tak, jak pokazuje rysunek 28. Na

koniec kliknij OK lub Enter i zapisz
pracę F – S.

Właśnie podałeś informacje dla

programu symulacyjnego SPICE.
Pierwsza linia mówi, że jest to rezy−
stor, czwarta informuje o numerach
końcówek, pierwsza i piąta wskazu−
ją, że w netliście do symulacji ele−
ment będzie opisany swoim nume−
rem (%D − Designator), a wartość
rezystancji zostanie pobrana z pola
wartość (%V – Part Value).

Moje szczere gratulacje!
Zakończyłeś właśnie definiowanie najpo−

pularniejszego elementu!

Nie taki diabeł straszny

Może jednak się martwisz, że w innych ele−
mentach takich informacji, potrzebnych do sy−
mulacji jest więcej. A na dodatek ty oczywiście
nie wiesz, dlaczego ma być tak, a nie inaczej.
Nie przejmuj się! Nie musisz wszystkiego wie−
dzieć. Moim celem było pokazanie Ci, czym
tak naprawdę jest element biblioteczny.

Tylko ten jeden prosty element zaprojek−

towaliśmy „na piechotę” od początku do
końca, żebyś zobaczył, że nie taki diabeł stra−
szny. Z kolejnymi elementami pójdzie dużo
łatwiej, bo skorzystamy z „gotowców”. Ale
tym i dalszymi sprawami zajmiemy się na
następnym spotkaniu. Do tego czasu poćwicz
tworzenie ładnych z wyglądu elementów. Je−
stem przekonany, że już niedługo wspólnie
przygotujemy komplet eleganckich elemen−
tów „schematowych”, nadających się do sy−
mulacji oraz elementów „płytkowych”, do−
stosowanych do płytek jednostronnych.

Piotr Górecki

P. S. Na naszej stronie internetowej w pro−

jekcie GenSin.ddb w pliku GenSin.lib znaj−
dziesz kilka innych gotowych do symulacji ele−
mentów bibliotecznych. Elementy te to prototy−
py − możesz potraktować je jako punkt wyjścia
do własnych eksperymentów lub obiekty do
porównania z tworami własnego geniuszu.

48

Kurs Protela

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Rys. 27

Rys. 28

39

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Wyprawa szósta − A6

potencjometry

układy scalone

kondensatory

diody

diody LED

tranzystory

przycisk

membrana piezo

PCA−100

rezystory

Turbodopalacz do budzika (dla śpiochów)

(Dyskotekowy) łańcuch świetlny, Czarodziejski generator,

Centralka alarmowa, Wirujące kółko, Tester tranzystorów,

Optyczno−akustyczny symulator alarmu,

Przełącznik zmierzchowy, Przeraźliwa syrena alarmowa,

Patchwork, czyli (widmowa) makatka

Gdy pierwszy raz w życiu stajesz na nartach, nie odbywa
się to na szczycie Kasprowego. Szukasz jakiegoś łagodne−
go, mało stromego stoku, jednym słowem − oślej łączki.

Dopiero gdy na takiej oślej łączce nauczysz się podstaw,
będziesz w stanie bezpiecznie zjechać z Kasprowego.

Niniejszy cykl jest odpowiednikiem wypraw na taką

oślą łączkę. Poszczególne wyprawy pozwalają poznać ko−
lejne najważniejsze zagadnienia elektroniki. Kurs został
pomyślany, by przede wszystkim bawić, a przy okazji
uczyć. Zabawa polega na wykonywaniu różnych cieka−
wych i pożytecznych układów.

Niniejszy materiał jest szóstą wyprawą na oślą łączkę.

Nadal będziemy się zajmować układami cyfrowymi.

Określenie „technika cyfrowa“ może budzić obawy, że

chodzi o coś bardzo trudnego. Niektórzy są przekonani, że
jeśli jest „cyfrowa“, to ma ścisły związek z matematyką, i to
matematyką wyższą. W rzeczywistości ta dziedzina elek−
troniki okazuje się bardzo łatwa do opanowania. Wbrew
pozorom okazuje się zdecydowanie łatwiejsza niż technika
analogowa, którą zajmowaliśmy się na poprzednich wypra−
wach. Tak! Przekonasz się o tym osobiście podczas kolejnej
„cyfrowej“ wyprawy na elektroniczną oślą łączkę.

W niniejszym cyklu wszelkie interpretacje fizyczne są

mocno uproszczone (o ile w ogóle są), a główna uwaga
jest skierowane na zagadnienia praktyczne. Uwydatnia to
charakterystyczna struktura kursu − każdy odcinek zawie−
ra cztery bloki, wyróżnione kolorami.

Najważniejszy blok to umieszczone na białym tle ćwi−

czenia praktyczne. Samo przeczytanie tekstu nie dostar−

czy Ci wszystkich najważniejszych informacji. Dopiero
praktyczne wykonanie i zbadanie zaproponowanych ukła−
dów pozwoli wyciągnąć wnioski i w pełni zrozumieć opi−
sane zagadnienia. Pomogą informacje zawarte w czę−
ściach ELEMENTarz i Technikalia.

Zapewniam, że zaczynając znajomość z techniką cyfro−

wą od tak zwanych układów CMOS nie musisz mieć żadnej
wiedzy matematycznej. Musisz jednak wiedzieć, co to jest
rezystor i kondensator. Musisz też znać zasady oznaczania
rezystorów i kondensatorów oraz wiedzieć, co to jest i jak
działa tranzystor, zarówno zwykły, bipolarny, jak i polowy
(MOSFET). Zagadnienia te zostały wyczerpująco omówio−
ne podczas dwóch pierwszych „analogowych“ wypraw na
oślą łączkę. Można je znaleźć w archiwalnych numerach
Elektroniki dla Wszystkich, począwszy od numeru 10/2000.

Do wykonania wszystkich układów tej „cyfrowej“

wyprawy wystarczą schematy i fotografie zamieszczone
w artykule. Do ich zasilania najlepiej nadaje się stabilizo−
wany zasilacz wtyczkowy 12V 250mA, a w większości
ćwiczeń możesz wykorzystać baterię 9V. Komplet ele−
mentów do budowy wszystkich ćwiczeń tej wyprawy
będzie można zamówić jako zestaw A06. Elementy mo−
żesz lutować, możesz też wykorzystać uniwersalną płytkę
stykową. Informacje handlowe podane są na stronie 80,81.

Życzę sukcesu także na tej wyprawie.

Piotr Górecki

Prąd elektryczny przepływający przez ciało czło−

wieka nie jest obojętny dla zdrowia. Czym więk−

sze napięcie, tym większy prąd i większy wpływ

na organizm.

Napięcia nie przekraczające 24V uznaje się za

bezwzględnie bezpieczne.

Napięcia rzędu 60V i więcej uznawane są za nie−

bezpieczne. Napięcie w domowym gniazdku sie−

ci energetycznej wynosi 220...230V − jest to więc

napięcie groźne dla życia!

Przeprowadzanie prób z układa−
mi dołączonymi wprost do sieci
grozi śmiercią!

Aby zapobiec nieszczęściu, należy zasilać budo−

wane układy z baterii albo z użyciem fabryczne−

go, atestowanego zasilacza, który co prawda jest

dołączany do sieci, ale zastosowane rozwiązania

zapewniają galwaniczną izolację od sieci i pełne

bezpieczeństwo.

Ośla łączka

A6

109

A6

110

Na wyprawie piątej wykorzystywaliśmy
podstawowe elementy cyfrowe − bram−
ki i inwertery. W ćwiczeniu 5 zbudowa−
liśmy wtedy uniwersalny sygnalizator.
Aby pozbyć się najróżniejszych „śmie−
ci”, wprowadziliśmy histerezę przez do−
danie dwóch rezystorów. Histerezę
i przerzutnik Schmitta poznaliśmy już
wcześniej na wyprawie A2 począwszy
od ćwiczenia 5 (EdW 12/2000 str. 88,
EdW 1/2001 str. 39, EdW 2/2001 str. 37,
38). Dzięki histerezie, układ zmienia
stan w sposób pewny i zdecydowany.
Okazuje się, że histereza jest wręcz nie−
zbędna, gdy do układu cyfrowego do−
prowadzamy różne „nietypowe” sygna−
ły, zwłaszcza sygnały wolnozmienne
i „zaśmiecone”.

Nadeszła chwila, byśmy zapoznali się

praktycznie z układami cyfrowymi,
które mają na wejściach wbudowane ob−

wody zapewniające histerezę. Mówimy,
że są to układy z wejściami Schmitta.
W naszym elektronicznym żargonie
mówimy: „ze szmitem na wejściu”.

Zbadaj prosty układ według rysunku 1

i fotografii 1. Nie zapominaj o podłą−
czeniu wyprowadzeń zasilania układu
scalonego (oznaczanych VSS, VDD −
nóżki 7, 14), które zawsze muszą być
podłączone, a których z reguły nie ry−
sujemy na schematach. Podobnie pa−
miętaj, że wszystkie niewykorzystane
wejścia trzeba gdzieś podłączyć (do ma−
sy, do zasilania, albo do czynnych
wyjść).

Po włączeniu zaświecą się obie lampki.

Jeśli nie, poczekaj minutę
aż zaformuje się kondensa−
tor 22

µ

F. Zaciśnij przycisk

S1. Lampka D1 zacznie
pomału zmniejszać swą ja−
sność. A co z lampką D2?

Nawet bez sprawdzania

domyślasz się, że wystąpi
tu histereza i lampka D2
będzie zaświecać się i ga−
snąć w sposób szybki
i pewny, a nie płynnie. Na−
tomiast lampka D1 udo−
wadnia, że na wejściu
bramki napięcie zmienia

się bardzo powoli. Układ reaguje na na−
ciśnięcie przycisku z pewnym opóźnie−
niem, nie reaguje na krótkie zwarcie sty−
ku, a także na ewentualne zakłócenia
impulsowe. To w wielu przypadkach
bardzo cenna zaleta.

Można powiedzieć, że bramka z wej−

ściem Schmitta znakomicie wyostrza
zbocza sygnału.

Poświęć, proszę, trochę więcej czasu

i zmontuj układ według rysunku 2a.
Pomału z pomocą wkrętaka zmieniaj
położenie

suwaka

potencjometru

i zmierz woltomierzem, przy jakim na−
pięciu wejściowym bramki przełączają
się ze stanu niskiego do wysokiego,
a przy jakim ze stanu wysokiego do ni−
skiego. Różnica tych napięć to właśnie
histereza. Zmierz i zapisz, jak duża jest
histereza posiadanych egzemplarzy ko−
stek „ze szmitem”, które masz (40106
i 4093). Przekonaj się, czy wielkość hi−
sterezy, czyli mierzonej właśnie różnicy
napięć progowych zależy od napięcia

40

Ośla łączka

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

Próg przełączania

Na poprzedniej wyprawie stwierdziliśmy
krótko, że stan niski to brak napięcia, a stan
wysoki to obecność napięcia zasilającego.
Na pierwszy rzut oka wszystko wydaje się
proste i oczywiste. Ale jak zareaguje wejście
układu cyfrowego na obecność jakiegoś po−
średniego napięcia między „czystymi” stana−
mi logicznymi?

Nie powołuj się tu na zasłyszane gdzieś

informacje, że takie pośrednie napięcia to
stan zabroniony, a jeśli zabroniony, to nie
może się pojawić.

Może się pojawić i się pojawi, i to często.
I co wtedy będzie?
Generalnie wejścia cyfrowe rozróżniają

tylko dwa stany logiczne, dlatego „nietypo−
we” napięcie wejściowe powinno zostać po−
traktowane albo jak stan niski, albo wysoki.
Teoretycznie napięcia niższe od połowy na−
pięcia zasilania powinny zostać potraktowa−
ne jako stan niski, wyższe od połowy napię−
cia zasilania – jako stan wysoki. Rysunek I
pokazuje charakterystykę przejściową ideali−
zowanego inwertera 4069, zawierającego tyl−
ko dwa tranzystory MOSFET przy napięciu
zasilania 15V. Gdy
na wejściu będzie
„czysty” stan niski,
czyli napięcie równe
zeru, na wyjściu na−
pięcie będzie równe
napięciu zasilania
(15V) – reprezentuje
to punkt A na cha−
rakterystyce. Przy
napięciu wejścio−
wym równym 7V,
napięcie wyjściowe

Ćwiczenie 1

Histereza

Czy pamiętasz, że...

rysując schematy elementów logicznych

z reguły nie zaznaczamy końcówek zasilania.

Aby układ prawidłowo działał,

zawsze muszą one być podłączone.

F

F

F

F

o

o

o

o

t

t

t

t

..

..

1

1

1

1

Rys. 1

Rys. 2

Ośla łączka

A6

111

45

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

wyniesie około 11,5V – to zaznaczony punkt
B, a przy 8V na wejściu, na wyjściu będzie
około 3,3V – to punkt C. Trudno tu mówić
o „czystych” stanach logicznych na wyjściu.
Nasz inwerter jest w sumie... wzmacnia−
czem odwracającym.

Lepiej jest w bardziej rozbudowanych

bramkach, zawierających dodatkowe tranzy−
story, tworzące wyjściowe bufory. Te bramki
też są w sumie wzmacniaczami, ale o dużo
większym wzmocnieniu, dzięki czemu cha−
rakterystyka przejściowa jest bardziej stro−
ma. Rysunek II pokazuje charakterystykę in−
wertera wykonanego z bramki NAND 4011.
Tu rzeczywiście sytuacja jest lepsza. Zdecy−
dowana większość układów CMOS ma po
kilka stopni i stromość charakterystyki jest
przynajmniej taka, jak pokazanej kostki
4011, a nawet większa. Dlatego śmiało mo−
żemy mówić o napięciu progowym bramki:
napięcia niższe od napięcia progowego zo−
staną potraktowane jako stan niski, a wyższe
− jako stan wysoki.

W układach CMOS 4000 teoretycznie na−

pięcie progowe powinno być równe połowie
napięcia zasilania, co też sugerują rysunki I
i II. Teoretycznie! Może już podczas poprze−
dniej wyprawy zauważyłeś, że zwykle nie
jest to dokładnie połowa napięcia zasilające−
go. I tu widać jeden z problemów – poszcze−
gólne egzemplarze układów CMOS mają
różną wartość tego napięcia progowego.
Rysunek III pokazuje zakres, w którym
mieszczą się charakterystyki niebuforowanej
kostki 4069. Charakterystyka konkretnego
egzemplarza ma kształt, jak na rysunku I,
ale jest przesunięta gdzieś w zakresie zazna−
czonym szarym kolorem na rysunku III.

Jeśli mamy do czynienia z układami
„czysto cyfrowymi” i „czystymi” prze−
biegami cyfrowymi, układy „ze szmi−
tem” nie wykazują żadnych istotnych za−
let. Gdy jednak na układ cyfrowy podaje−
my różne sygnały z zewnątrz, bramki
z wejściowym obwodem Schmitta odda−
ją nieocenione usługi.

Zapamiętaj, że właśnie bramki

Schmitta z obwodem RC na wejściu, we−
dług rysunku 3, filtrują niepotrzebne
„śmieci”, czyli zakłócenia impulsowe,
a przy tym zupełnie nie boją się powol−
nych zmian sygnału i dają na wyjściu
przebiegi o ostrych zboczach. Są przez to
bardzo często wykorzystywane w prakty−
ce. Wartość stałej czasowej RC trzeba do−
brać stosownie do okoliczności, zazwy−
czaj R*C=0,05...0,5s. Garść dalszych in−
formacji znajdziesz w ELEMENTarzu.

Jeśli masz elementy z poprzedniej

wyprawy A05 (termistor, fotorezystor,

fototranzystor), zbuduj jakiś układ we−
dług rysunku 4. Wcześniej robiliśmy
coś podobnego albo za pomocą tranzy−
storowego przerzutnika Schmitta z dwo−
ma tranzystorami i trzema rezystorami
(EdW 1/2001 str. 40), albo z dwoma
„zwykłymi” bramkami i dwoma rezysto−
rami (EdW 10/2001 str. 45). Teraz wy−
starczy do tego jedna jedyna bramka czy
inwerter. Pozostałe można wykorzystać
dowolnie do innych celów.

Trzeba tylko pamiętać, że nie można

tu regulować histerezy – jest ona wyzna−
czona przez właściwości bramki. W wie−
lu przypadkach nie jest to wadą i śmiało
można w ten sposób realizować prze−
łączniki zmierzchowe i proste czujniki
temperatury, na przykład do sterowania
wentylatorka komputerowego.

zasilania? A czy zależy też od tempera−
tury? Jeśli masz lutownicę i jesteś
cierpliwy, możesz delikatnie podgrzać
układ scalony i zbadać również tę
zależność.

W układzie według rysunku 2b mo−

żesz się przekonać, czy poszczególne

bramki z jednego układu scalonego ma−
ją identyczne napięcia progowe.

Warto byłoby zapisać wnioski z pomia−

rów. Być może to ćwiczenie wyda Ci się
żmudne i nudne, jest jednak bardzo ważne
i przyda Ci się w przyszłości, jeśli bę−
dziesz projektować różne własne układy.

W przyszłości często będziesz wykorzy−

stywał układ według rysunku 5a. In−
werter U1A pracuje tu jako... generator.

Tak, inwerter z wejściem Schmitta po−

zwala zbudować najprostszy generator
przebiegu prostokątnego. Takie generatory
wykorzystujemy bardzo często. Generato−
ra takiego nie da się zbudować na jednym
„zwykłym” inwerterze z kostki 4069 czy
4049. Musi to być bramka odwracająca
(inwerter) z wej−
ściem Schmitta.

Jak się być

może domyślasz,
bramka NAND
z

wejściami

Schmitta (4093)
doskonale nadaje

się do budowy generatora sterowanego.
Generator według rysunku 5b pracuje,
jeśli na wejściu sterującym jest stan wy−
soki. Przebiegi w układzie z rysunku 5b
pokazane są na rysunku 5c.

Zauważ, że napięcie na kondensato−

rze się zmienia, ale zawsze jest to napię−
cie o jednakowej biegunowości. Dzięki
temu można zastosować kondensator
elektrolityczny. Oznacza to, że układ

Rys. I

Rys. II

Ćwiczenie 3

C

Cz

za

ar

ro

od

dz

ziie

ejjs

sk

kii g

ge

en

ne

er

ra

at

to

or

r

Ćwiczenie 2

C

Cz

zy

ys

sz

zc

cz

ze

en

niie

e s

sy

yg

gn

na

ałłó

ów

w

Rys. 3

Rys. 5

Rys. 4

A6

112

46

Ośla łączka

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

Musisz też wiedzieć, że wartość napięcia

progowego wejścia zmienia się troszkę pod
wpływem zmian temperatury, czyli charakte−
rystyka przesuwa się nieco w osi poziomej.
Podobny zakres dla bramek z kostki 4011
i podobnych pokazany jest na rysunku IV.

Ze względu na takie rozrzuty napięcia

progowego kostek i na inne czynniki zaleca
się, by w przypadku układów CMOS unikać
na wejściach i wyjściach napięć o wartości
30...70% napięcia zasilania.

Natomiast napięcia wynoszące 0....30%

napięcia zasilania można traktować jako
„czysty” stan niski, a napięcia 70...100% na−
pięcia zasilania – jako „czysty” stan wysoki.
Przykładowo przy napięciu zasilania 5V,
„czysty” stan niski to napięcia 0...1,5V, a
„czysty” stan wysoki to napięcia 3,5...5V.
Przy napięciu zasilania 12V zakresy będą wy−
nosić odpowiednio 0...3,6V oraz 8,4...12V.

Uwaga! Napięcia z „zabronionego” zakresu

pośredniego w żadnym wypadku nie grożą
uszkodzeniem obwodów wejściowych. Ozna−
cza to, iż napięcia „pośrednie”, zwłaszcza w za−
kresie 50% napięcia zasilania, mogą być przez
niektóre egzemplarze układów interpretowane
jako stan niski, a przez inne – jako wysoki.

Tylko tyle i aż tyle!
Choć może się wy−

dawać, iż jest to kwe−
stia bez znaczenia, roz−
rzuty i zmiany napię−
cia progowego mają
wpływ na przykład na
częstotliwość genera−
torów oraz czasy uzy−
skiwane w układach
z elementami RC.

Rys. III

Rys. IV

może generować przebieg
o dowolnie małej częstotli−
wości (dowolnie długim
okresie), byleby tylko upływ−
ność kondensatora nie była
zbyt duża. Gdy na wejściu
sterującym jest stan niski, ge−
nerator nie pracuje, a na wyj−
ściu bramki utrzymuje się
ciągle stan wysoki. Także na
kondensatorze napięcie jest
praktycznie równe napięciu
zasilania. Jest to bardzo ko−
rzystne w przypadku, gdy
kondensator jest zwykłym
„aluminiowym elektrolitem”.
Jak wiadomo, takie kondensatory „stoją−
ce” pod napięciem będą zaformowanie i
zawsze gotowe do pracy.

W rodzinie CMOS 4000 nie ma bra−

mek NOR „ze szmitem”, więc nie moż−
na zbudować podobnego generatora uru−
chamianego niskim stanem logicznym.

W razie potrzeby, możesz w prosty

sposób zmieniać współczynnik wypeł−
nienia generowanego przebiegu. Kilka
gotowych schematów do wykorzystania
znajdziesz na rysunku 6. Oczywiście ja−
ko C1 może pracować „zwykły elektro−
lit” lub „tantal”. Wypróbuj działanie ta−
kich niecodziennych generatorów. Foto−
grafia 2 pokazuje model do ekspery−
mentów zbudowany według rysunku 7.
Sprawdź koniecznie, jak zmienia się wy−
pełnienie impulsów przy pokręcaniu po−
tencjometrem PR1. Zwróć uwagę, że
kondensator generatora może być rów−
nie dobrze dołączony do plusa zasilania,
a nie do masy. Dotyczy to także „elek−
trolitów”. Mam nadzieję, że masz foto−
rezystor, choćby z wyprawy drugiej.
Zbliżając rękę do fotoelementu spróbuj
uzyskać dźwięk syreny policyjnej. Jeśli

nie masz fotorezystora, zamiast niego
wykorzystaj potencjometr montażowy.
Koniecznie zbadaj, jak w układzie z ry−
sunku 7b, gdzie fotorezystor zastąpisz
rezystorem 10k

Ω

, zmienia się częstotli−

wość wytwarzanego przebiegu przy
zmianach napięcia zasilającego. Mam
nadzieję, że po poprzednich wyprawach
potrafisz zmieniać napięcie zasilania.
A czy podgrzewanie układu scalonego
zmienia częstotliwość? Warto też spraw−
dzić, przy jakim napięciu minimalnym
generator jeszcze pracuje.

Już te proste sposoby udowodnią, że

stabilność generatora z bramką Schmitta
w funkcji zmian napięcia zasilania jest
wręcz fatalna. Jeśli masz komplet elemen−
tów do poprzedniego ćwiczenia, dla po−
równania zbuduj „klasyczny” generator z
dwoma zwykłymi bramkami (4069, 4011,
4001) i przekonaj się, że zapewnia on o
wiele lepszą stałość częstotliwości.

Zapamiętaj to raz na zawsze!

Piotr Górecki

Ciąg dalszy w następnym numerze EdW.

F

F

F

F

o

o

o

o

t

t

t

t

..

..

2

2

2

2

Rys. 7

Rys. 6

51

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Do czego to służy?

Każde urządzenie elektroniczne jest tym bar−
dziej imponujące im łatwiej nam się z nim po−
rozumieć. Mówimy wtedy o intuicyjnym in−
terfejsie, czy o tym, że maszyna wyczuła na−
sze intencje. Przedstawione poniżej urządze−
nie służy właśnie do rozwinięcia komunikacji
między użytkownikiem a elektroniką. Jest to
prosty lecz przydatny moduł przycisków
góra/dół. Istota działania sprowadza się do od−
ciążenia nas z denerwującego „pykania” przy−
ciskami przy zmianie stanu licznika jakiegoś
urządzenia o większą liczbę. Przy krótkim na−
ciśnięciu przycisku wszystko zachowuje się
normalnie, dopiero przy przytrzymaniu daje
o sobie znać „inteligencja” poniższego projek−
tu. „Inteligencja” to może za dużo powiedzia−
ne, ale zawsze jakieś zautomatyzowanie...

Jak to działa?

Moduł przeznaczony jest dla liczników
z osobnymi wejściami zegarowego i wyboru
up/down, np. 4029. Schemat ideowy przed−
stawia rysunek 1. Stan na wyjściu up/down
modułu zależy od przycisku S2. Reszta ukła−
du działa identycznie dla obu przycisków.

W stanie spoczynku w punkcie A panuje

stan niski, na wyjściu bramki U1A panuje
stan wysoki, kondensator C4 jest naładowa−
ny przez diodę D3 (w punkcie B napięcie
równe jest napięciu zasilania). Na wyjściu
bramki U1C oraz na wyjściu generatora zbu−
dowanego na bramce U1B panuje również
stan wysoki. Na bramce wyjściowej
U1D utrzymywane jest logiczne zero. Po
wciśnięciu dowolnego przycisku napięcie

w punkcie A równe jest napięciu zasilania
a wyjście bramki U1A zmienia stan na niski,
przez co przestaje mieć wpływ na napięcie na
kondensatorze C4. Generator na bramce
U1B zaczyna pracować i przez elementy D4,
R3 rozładowuje C4 ujemnymi połówkami
przebiegu prostokątnego. Na wyjściu modułu
(wyjście bramki U1D) panuje stan wysoki do
momentu rozładowania kondensatora C4 do
1/3 napięcia zasilania. Przy wartościach ele−
mentów jak na schemacie trwa to około jed−
ną sekundę. Gdy nastąpi rozładowanie, na
wyjściu bramki U1C wystąpi logiczna jedyn−
ka, która spowoduje pojawienie się na wyj−
ściu urządzenia przebiegu z generatora. Czę−
stotliwość tego przebiegu zależy od wartości
elementów R2, C3. W egzemplarzu modelo−
wym wynosiła ona około 10Hz. Gdy zwolni−
my przycisk kondensator C4 zostanie natych−
miast naładowany, a na wyjściu pojawi się
ponownie spoczynkowy stan niski. Przebiegi
napięć na układzie przedstawia rysunek 2.

Gdy jednak nie przytrzymamy przycisku

dłużej niż założona jedna sekunda, na wyj−
ściu modułu pojawi się pojedynczy impuls
zegarowy o długości równej czasowi przy−
trzymania przycisku.

Elementy R1, C5 skutecznie niwelują

drgania styków przycisków. Kondensatory
C1, C2 służą odfiltrowaniu zapięcia zasilają−
cego. Diody D1 i D2 wymagane są do uzy−
skania sygnału up/down.

Montaż i uruchomienie

Schemat montażowy przedstawiony jest na
rysunku 3. Moduł wykonany jest na płytce
jednostronnej o niewielkich wymiarach, co
umożliwia umieszczenie go za płytą czołową
niemal każdego urządzenia docelowego bez
większych kłopotów.

W pierwszej kolejności wlutujemy dwie

zworki, następnie diody oraz rezystory. Ko−
lejno podstawkę pod układ scalony, konden−
satory ceramiczne, złącza CON1 oraz CON2
i elektrolity. Przyciski typu mswitch wlutuje−
my na końcu po stronie druku.

Układ nie wymaga regulacji, lecz wybre−

dni czytelnicy mogą „podkręcić” wartości
R2, R3, C3, C4 pod własne wymagania.
Układ należy zasilać napięciem 3V−18V.

Krzysztof Nowakowski

[e-mail]

Wykaz elementów

R

R11:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77kk

Ω

Ω

R

R22:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

R

R33:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Ω

C

C11,,C

C55:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

C

C22:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

µµ

FF//2255V

V

C

C33:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77

µµ

FF//2255V

V

C

C44:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100

µµ

FF//2255V

V

D

D11,,D

D22,,D

D33,,D

D44:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

U

U11:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44009933
S

S11,,S

S22:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..pprrzzyycciisskkii ttyyppuu

µµ

ssw

wiittcchh

C

CO

ON

N11,,C

CO

ON

N22:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..zzłłąącczzee ttyyppuu ggoollddppiinn 11xx22

#

Rys. 1 Schemat ideowy

II

II

n

n

n

n

tt

tt

e

e

e

e

ll

ll

ii

ii

g

g

g

g

e

e

e

e

n

n

n

n

tt

tt

n

n

n

n

e

e

e

e

p

p

p

p

rr

rr

zz

zz

yy

yy

c

c

c

c

ii

ii

ss

ss

k

k

k

k

ii

ii

Rys. 3 Schemat montażowy

Rys. 2 Przebiegi napięć

52

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Do czego to służy?

Jest to bardzo proste i funkcjonalne urządze−
nie, które wprowadza w arcyciekawy świat
światełek dyskotekowych. Za pomocą lasera
kreśli różne ciekawe figury.

Dyskoteka to już nie tylko lustrzana kula

i sterowniczek kolorowych światełek na
EPROMie. Dziś mamy skanery, neony, win−
dy, stroboskopy, pirotechnikę, lasery i różne
cuda (projektory multimedialne), jest także
i kula, która będzie chyba zawsze. Sterowni−
kiem do tych urządzeń coraz częściej jest
komputer lub sterownik mikroprocesorowy.
Sygnał sterujący przebiega po trzech przewo−
dach, w podczerwieni lub za pomocą fal ra−
diowych, każde urządzenie ma swój adres.

Być może ktoś z Was widział laser – tyl−

ko nie taki zwykły wskaźniczek! Mam na
myśli laser w specjalnym urządzeniu, które
pracowało gdzieś na dyskotece czy koncer−
cie, zapewne wypuszczało „na świat” zielone
i żółte smugi czy też prążki. A kto z Was wi−
dział w akcji porządny system do projekcji
animacji, wielokolorowych obrazów? Nieza−
pomniany i wspaniały widok, którego nie da
się opisać. To trzeba zobaczyć!

Jak to działa?

Podstawowa zasada działania pokazana jest
na rysunku 1. Promień z lasera odbija się
pod niewielkim kątem od luster zamocowa−
nych na osi silnika. Po odbiciu się od pierw−
szego lustra powstaje piękne kółeczko, na−
stępne wirujące lustro obraca tym kółecz−
kiem. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby dodać
jeszcze jeden silnik z lustrem – wtedy będzie
on wywijał figurą powstałą na poprzednich
lustrach. Informuję, że nie ma sensu budować
podobnego układu z większą ilością silnicz−
ków, bo nie powstanie żadna nowa figura!

Jak wysterować teraz silnik? Ważną rolę

odgrywa tutaj kierunek obrotów silników

(faza – tak jak w głośnikach). Następnym
ważnym warunkiem jest stosunek prędkości
obrotowej silników, a nie jak by się mogło
wydawać ich maksymalna prędkość obroto−
wa. Trzeba wiedzieć, że różne efekty po−
wstają właśnie dzięki stosunkowi tych pręd−
kości. Tak więc wynika z tego wniosek, że
silniki muszą się obracać względem siebie
ze zmiennymi prędkościami. Zapewnia to
układ przedstawiony na rysunku 2. Głów−
nym blokiem urządzenia są dwa niezależne
generatory zbudowane na wzmacniaczach
operacyjnych U1A, U1C, są to zwykłe ge−
neratory przebiegu prostokątnego. Na ry−
sunku 3 pokazany został podstawowy układ
generatora zbudowanego na wzmacniaczu
operacyjnym, zgrubnie możemy przyjąć iż
częstotliwość generatora wyznaczona jest
przez elementy R

G

, C. Podczas pracy tego

generatora na jego wyjściu występuje prze−
bieg prostokątny, a na kondensatorze

#

#

#

P

P

P

P

rr

rr

o

o

o

o

jj

jj

e

e

e

e

k

k

k

k

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

ll

ll

a

a

a

a

ss

ss

e

e

e

e

rr

rr

o

o

o

o

w

w

w

w

yy

yy

Rys. 1 Podstawowa zasada działania

Rys. 2 Schemat ideowy

C przebieg zbliżony do trójkątnego, przy
czym amplituda tego przebiegu zależy od
częstotliwości generatora i od stosunku rezy−
stancji R

A

i R

B

.

Reasumując: na wyjściu generatora zbu−

dowanego na wzmacniaczu operacyjnym
występuje przebieg prostokątny, a na jego
kondensatorze przebieg zbliżony do trójkąt−
nego. Ten ostatni przebieg został wykorzy−
stany do modulacji prędkości obrotowej sil−
niczków i tworzenia figur. Częstotliwość ge−
neratora U1A regulujemy potencjometrem
P2, zaś jego amplitudę za pomocą potencjo−
metru P1. Wzmacniacz U1B peł−
ni rolę bufora – chodzi o to, aby
kondensator C5 był jak najmniej
obciążony od strony „obcych”
elementów, stąd też jego duża
pojemność. Diody D2−Dn służą
do tego, aby można było zmniej−
szać do zera obroty silniczka.
Tranzystory T1, T2 tworzą układ
Darlingtona mocy i sterują sil−
niczkiem. Rezystory R3, R4
tworzą dzielnik napięcia, który
jest niezbędny do pracy genera−
torów. Na schemacie znajduje
się jeszcze prostownik (BR1) i
dwa stabilizatory napięcia. Sta−
bilizator U3 (12V) zasila cały
układ, łącznie z silnikami. Stabi−
lizator U2 służy do zasilania mo−
dułu laserowego, który najczę−
ściej będzie wymontowany z po−
pularnego wskaźnika laserowe−
go. Kondensator C7 filtruje zasi−
lanie dla modułu, dioda D1 obniża napięcie
do ok. 4,3V. Takie napięcie jest odpowiednie
dla taniego wskaźnika laserowego.

Montaż i uruchomienie

Na rysunku 4 przedstawiona została płytka
drukowana. Przed wlutowaniem w płytkę,
kondensatory C5 i C6 powinny być zafor−
mowane, w przeciwnym razie może wystą−
pić problem z uruchomieniem generatorów.
Kondensatory te należy podłączyć na kilka−
naście minut do zasilacza 12V. Montaż
płytki drukowanej jest klasyczny, zaczyna−
my od elementów najniższych kończąc na
najwyższych. Na razie nie montujemy diod
D2−D7, D2’−D7’ i modułu laserowego. Pod
układ scalony warto wlutować podstawkę.

Po zakończeniu montażu należy sprawdzić
napięcia zasilające.

Następnie sprawdzamy pracę generato−

rów. Pomiędzy masę a nóżkę 4 układu U1
tymczasowo dołączamy diodę LED z szere−
gowo podłączonym rezystorem 1k

Ω

– dioda

powinna migać, przy czym potencjometry P2
i P4 powinny być skręcone na minimum,
a potencjometry P1 P3 w położeniu środko−
wym. W zależności od użytego silniczka do−
bieramy

odpowiednie

diody

D2..D7,

D2’...D7’ – być może wystarczy jedna dioda
czerwona lub kilka diod 1N4148.

Mechanika

Można wykorzystać praktycznie dowolne
silniczki prądu stałego. Na ich ośkach montu−
jemy element, za pomocą którego przycze−
pione zostanie do silnika lusterko. Wałeczek

ten musi być bardzo dobrze wykonany (naj−
lepiej na tokarce), a otwór w nim musi być
symetryczny (dobrany do wielkości wałka
w silniczku).

Silniczki w modelu zostały umocowane za

pomocą specjalnego uchwytu, który jest do
nabycia w sklepach z artykułami elektryczny−
mi. Służy on do mocowania na ścianach gru−
bych kabli czy rurek. W podstawie uchwytu
znajduje się otwór pod śrubę za pomocą
której przykręcamy uchwyt do obudowy.

Lusterka przyklejamy do wałeczków pod

niewielkim kątem, używając wolnoschnące−
go kleju (distal, silikon „na ciepło”).

Ciąg dalszy na stronie 55.

53

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Rys. 4 Schemat montażowy

Wykaz elementów

Rezystory

R

R11,,R

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..550000kk

Ω

Ω

R

R33,,R

R55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3300kk

Ω

Ω

R

R44,,R

R66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..55kk

Ω

Ω

R

R77,,R

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..77kk

Ω

Ω

P

P11,,P

P33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

M

Ω

Ω

P

PR

R

P

P22,,P

P44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200kk

Ω

Ω

P

PR

R

Kondensatory

C

C11,,C

C33,,C

C55−C

C77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700

µµ

//1166V

V

C

C22,,C

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

Półprzewodniki

B

BR

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

moosstteekk 11A

A//11000000V

V

U

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTLL 008844

U

U22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLM

M7788LL0055

U

U33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLM

M77881122

TT11,,TT33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C554488

TT22,,TT44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BD

D228833

D

D11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

D

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..D

Dnn

D

D22’’ .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..D

Dnn’’

Pozostałe:

O

Obbuuddoow

waa

M

Moodduułł llaasseerroow

wyy

M

M11,,M

M22 ssiillnniicczzkkii

TTrrzzyy ppooddw

wóójjnnee zzłłąącczzaa A

AR

RK

K

Rys. 3 Podstawowy układ generatora

54

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Ciąg dalszy na stronie 55.

Lusterka należy zdobyć we własnym za−

kresie, np. u szklarza (ktoś je musi dobrze wy−
ciąć, czyż nie?!) – wymiary podane zostały

na rysunku 5. Najlepiej gdyby lustro było
jednostronne, czyli element odbijający powi−
nien znajdować się na jego powierzchni, a nie
pod szkłem, jak to bywa w zwykłych lustrach.
Gdyby został użyty laser o większej mocy
wówczas promień odbiłby się od powierzchni
szkła i właściwej powierzchni lustra.

Regulacja

Wszystko zależy od gustu! W modelu często−
tliwość generatorów była mała (P2 i P4
w środkowym położeniu) amplitudę obrotów
wyregulowałem tak, że silniczki przy mini−
malnej wartości przebiegu trójkątnego za−
trzymują się. Sprawdźcie co się stanie przy
różnych kierunkach obrotów silniczków.
Przełącznik, który jest widoczny na fotogra−
fii modelu, służy właśnie do tego celu.

Nie zapominajcie o bezpieczeństwie!

W końcu mamy tutaj laser – co prawda nie−
wielkiej mocy, jednak zawsze coś. Nie dopu−
ście do sytuacji pokazanej na rysunku 6!!!

No cóż, przy korzystaniu z takiego urzą−

dzenia przydałoby się jeszcze trochę dymu,
aby promienie lasera miały się na czym roz−
praszać.

Jeśli mielibyście jakieś pytania co do uru−

chomienia lub zdobycia potrzebnych części
to piszcie.

Bartłomiej Stróżyński

[e-mail]

Rys. 6 – Ustawienie soczewki lasera

Rys. 5 – Przykładowe wymiary wałka i lu−

stra

Do czego to służy?

Siedmiosegmentowe wyświetlacze LED są znane i popularne od wielu
lat. Nie ustąpiły miejsca innym typom i nadal są chętnie wykorzysty−
wane. Jedną z głównych barier w stosowaniu wyświetlaczy o dużych
rozmiarach jest ich cena. Wielu chętnych skutecznie odstrasza cena wy−
świetlaczy o wysokości cyfr rzędu 50mm, nie mówiąc o większych.

Okazuje się jednak, że duże, wręcz im−

ponujące wyświetlacze można wykonać
dużo mniejszym kosztem z pojedynczych
diod LED. Niniejszy artykuł prezentuje kil−
ka takich rozwiązań.

Jak to działa?

Każdy segment proponowanych wyświetla−
czy zawiera, zależnie od wielkości 5, 10, 15
albo 20 diod. Każde pięć diod połączone
jest szeregowo w sekcję, a dodatkowy nie−
wielki rezystor szeregowy zapewni jedna−
kową jasność poszczególnych sekcji. Rysu−
nek 1 pokazuje schematy jednego segmentu
wyświetlaczy różnej wielkości. Ponieważ
każdy segment jest niezależny od pozosta−
łych, łatwo je połączyć, by uzyskać wyświe−
tlacz ze wspólną anodą albo wspólną kato−
dą. Bez problemu można też zbudować wy−
świetlacz multipleksowany.

Diody mogą być dowolnego koloru, ale

oczywiście powinny być jednakowego typu.
Wartość rezystorów wyrównawczych nie jest
krytyczna, zazwyczaj będzie to 10...100

Ω

,

zależnie od napięcia zasilania i wymaganej
jasności świecenia.

54

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

2

2

2

2

6

6

6

6

3

3

3

3

1

1

1

1

#

#

#

G

G

G

G

ii

ii

g

g

g

g

a

a

a

a

n

n

n

n

tt

tt

yy

yy

c

c

c

c

zz

zz

n

n

n

n

e

e

e

e

w

w

w

w

yy

yy

śś

śś

w

w

w

w

ii

ii

e

e

e

e

tt

tt

ll

ll

a

a

a

a

c

c

c

c

zz

zz

e

e

e

e

LL

LL

E

E

E

E

D

D

D

D

Rys. 1

Rys. 2

Rys. 3

Rys. 5

55

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Montaż i uruchomienie

W wyświetlaczach o wysokości cyfry 27cm,
20cm i 13cm 5−milimetrowe diody i rezy−
story montowane są na wąskich paskach la−
minatu (płytki drukowanej). Zamiast najpo−
pularniejszych diod okrągłych, można wy−
korzystać diody o kształcie kwadratowym
lub prostokątnym. Rysunek 2 pokazuje te
paski i zmontowane wyświetlacze. Montu−
jąc diody, warto najpierw przylutować tylko
po jednej nóżce każdej z nich, a po korekcie
ustawienia wlutować pozostałe. Montaż ca−
łości jest łatwy, ponieważ w paskach prze−
widziano otwory nie tylko do zestawienia

jednego wyświetlacza, ale też do łączenia
wyświetlaczy różnej wielkości. Poszczegól−
ne segmenty należy połączyć przewodami
elektrycznymi.

Mniejsze wyświetlacze o wysokości cyfry

5 i 7cm montowane są na pojedynczych płyt−
kach, jak pokazuje rysunek 3. Na rysun−
kach 4 i 5 pokazane są niektóre płytki. Ry−
sunki płytek wszystkich wyświetlaczy można
znaleźć na wkładce w środku numeru.

Zbigniew Orłowski

Piotr Górecki

Rys. 4

Wykaz elementów

ddiiooddyy LLEED

D

rreezzyyssttoorryy 1100......110000

Ω

Ω

ppłłyyttkkii m

moonnttaażżoow

wee

w

wkkrręęttyy M

M33 ii nnaakkrręęttkkii

Uwaga! W ofercie AVT dostępne są płytki do wszyst−

kich opisywanych wyświetlaczy jako zestawy

AVT−2631/27A, AVT−2631/20A, AVT−2631/13A, AVT−

2631/7A, AVT−2631/5A, gdzie liczba na końcu okre−

śla wysokość wyświetlacza. Rezystory wyrównaw−

cze oraz diody o dowolnym kolorze, wielkości

i kształcie należy zamówić oddzielnie.

Płytki drukowane wyświetlaczy są

dostępne w sieci handlowej AVT.

56

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Do czego to służy?

Z napływającej korespondencji wynika, że
jednym z marzeń naszych Czytelników jest
zbudowanie szerokopasmowego generatora
pokrywającego cały zakres w.cz., sięgające−
go górnych zakresów fal krótkich, łącznie
z CB. Do tej pory było kilka takich generato−
rów w postaci kitów AVT, cieszących się du−
żym zainteresowaniem. Jednak problemy
rynkowe z zakupem potrójnych diod pojem−
nościowych typu BB113 oraz układów scalo−
nych MC1648 (SP1648), a później konden−
satorów zmiennych − agregatów AM/FM
spowodowały, że po wyczerpaniu się zapa−
sów magazynowych ww. podzespołów, kity
zostały wycofane z oferty handlowej AVT.

Z listów wynika, że nie trzeba dalej niko−

go przekonywać, iż generator w.cz. jest bar−
dzo potrzebnym, a często wręcz niezbędnym
urządzeniem w pracowni elektronika − radio−
amatora. Przydaje się przy wszelkich napra−
wach oraz strojeniach odbiorników i urzą−
dzeń w.cz. Z tego też powodu postanowili−
śmy opracować inną wersję takiego urządze−
nia, na dostępnych i tańszych podzespołach.

Opisany poniżej generator, pomimo swojej

prostoty, pracuje w zakresie od około 100kHz
do 30MHz i daje na wyjściu sygnał sinusoi−
dalny o regulowanej amplitudzie 0−0,8Vpp
przy znormalizowanej impedancji 50

Ω

.

Sądzić należy, że układ ten spełni wyma−

gania większości elektroników a także krót−
kofalowców, bowiem pokrywa cały zakres
fal długich, średnich i krótkich, w tym CB.
Należy jednak zdawać sobie sprawę, że upro−
szczona do niezbędnego minimum konstruk−
cja generatora nie może być porównywalna
do profesjonalnych, bardzo drogich urządzeń
pracujących z rozbudowanymi układami wy−
posażonymi m.in. w pętle stabilizacji często−
tliwości oraz automatyczny układ regulacji
poziomu sygnału wyjściowego.

Jak to działa

Zaprojektowanie dobrej jakości szeroko−
pasmowego generatora w.cz. na pojedynczych

tranzystorach nie jest zadaniem łatwym. Naj−
prościej jest wykorzystać do tego specjalizo−
wane układy scalone, projektowane pod ką−
tem minimalizacji elementów zewnętrznych.

Okazuje się, że po nieprodukowanych już

układach MC1648 i ich odpowiednikach, nic
więcej się nie pojawiło na rynku. Pozostały
więc układy odbiorników radiowych zawiera−
jące wewnątrz generator w.cz. (oscylator
wchodzący w skład przemiany częstotliwości).

Poszukując takiego układu scalonego,

który byłby najodpowiedniejszy do zastoso−
wania w szerokopasmowym generatorze,
a jednocześnie łatwo dostępny, autor wpadł
na pomysł wykorzystania układu TDA1072
firmy Telefunken.

Schemat blokowy struktury wewnętrznej

tego układu scalonego jest pokazany na ry−
sunku 1.

Jak widać na rysunku, TDA1072 jest kom−

pletnym odbiornikiem radiowym AM przysto−
sowanym do zakresu fal średnich (napięcie za−
silania: 7,5...18V, pobór prądu około 23mA).
W skład struktury wewnętrznej tego układu
scalonego, obok generatora przestrajanego,
wchodzą następujące
bloki:

wzmacniacz

w.cz., mieszacz zrów−
noważony, wzmac−
niacz p.cz., detektor
z r ó w n o w a ż o n y ,
układ ARW, wzmac−
niacz S metra, układ
Stand−by.

Częstotliwość pra−

cy generatora jest uza−
leżniona od obwodu
rezonansowego LC
zgodnie ze wzorem

f=

Choć TDA1072

był pierwotnie wyko−
rzystany w zakresie
kilku MHz, podczas
prób okazało się, że

wewnętrzny układ generatora pracuje w bar−
dzo szerokich granicach, od kilkudziesięciu
kHz aż do kilkudziesięciu MHz. Testowany
egzemplarz pracował praktycznie do około
40MHz. Kolejną zaletą układu była dość dobra
stabilność częstotliwości, na którą z pewnością
miał wpływ brak dodatkowych kondensatorów
czy dzielników pojemnościowych wchodzą−
cych w skład obwodu rezonansowego.

Schemat ideowy właściwego układu ge−

neratora jest przedstawiony na rysunku 2.

Indukcyjność L generatora składa się

z dziewięciu dobranych cewek oznaczonych
symbolami L1...L9 (nieobsadzone miejsca

S

S

S

S

zz

zz

e

e

e

e

rr

rr

o

o

o

o

k

k

k

k

o

o

o

o

p

p

p

p

a

a

a

a

ss

ss

m

m

m

m

o

o

o

o

w

w

w

w

yy

yy

g

g

g

g

e

e

e

e

n

n

n

n

e

e

e

e

rr

rr

a

a

a

a

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

K

K

K

K

FF

FF

Rys. 1

Rys. 2

1

2

π

LC

cewek L10−L12 pozostały jako rezerwowe do
ewentualnego wykorzystania). Do strojenia
wykorzystano diodę pojemnościową AM typu
BB130, ale z dobrym rezultatem można użyć
podwójnego agregatu odbiorczego (ELTRA) z
równolegle połączonymi sekcjami AM.

Jak już podano, zakres pracy generatora

zależy od wypadkowej indukcyjności cewki.
Łatwo zauważyć, że na najniższym zakresie,
czyli 100kHz, pracują wszystkie sekcje ce−
wek połączone szeregowo L1...L9.

Podzakresy generatora i załączone cewki:

I: 100−200kHz (L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8+L9)

II: 200−400kHz (L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8)

III: 400−500kHz (L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7)

IV: 0,5−1MHz (L1+L2+L3+L4+L5+L6)

V: 1−2MHz (L1+L2+L3+L4+L5)

VI: 2−4MHz (L1+L2+L3+L4)

VII: 4−7MHz (L1+L2+L3)

VIII: 7−15MHz (L1+L2)

IX: 15−30MHz (L1)

Wraz ze wzrostem częstotliwości induk−

cyjność jest zmniejszana przez odłączanie
niewykorzystanych cewek. Na najwyższym
zakresie pracuje tylko cewka L1, o najniższej
wartości indukcyjności jaką autor aktualnie
znalazł na rynku.

Napięcie na diodę pojemnościową jest po−

dawane z suwaka potencjometru R1. Przy
maksymalnym napięciu zasilania 12V (dioda
pojemnościowa ma minimalną pojemność
rzędu kilku pF) generator pracuje na maksy−
malnej częstotliwości, zaś przy suwaku bli−
skim masy dioda ma maksymalną pojemność
ponad 300pF i częstotliwość jest niska.

Chcąc mieć dodatkową możliwość precy−

zyjnego ustalenia częstotliwości należy za−
stosować dodatkowy potencjometr (tzw.
RIT) włączony w szereg z R1.

Zakres zmian wartości częstotliwości za−

leży od podzakresu. Na najniższych często−
tliwościach zakres zmian częstotliwości tym
potencjometrem jest niewielki i wynosi nieco
ponad 100kHz, zaś na wyższym zakresie jest
odpowiednio większy i pod koniec zakresu
wynosi ponad 15MHz.

Na wyjściu generatora znajduje się poten−

cjometr R5 do regulacji amplitudy sygnału
wyjściowego. Jest to najprostsze rozwiązanie
(w warunkach amatorskich wystarczające),
choć lepiej byłoby zastosować przełączany
tłumik dekadowy.

Sygnał wyjściowy z suwaka potencjome−

tru generatora jest podawany na układ sepa−
ratora − wzmacniacza wykonanego na ukła−
dzie scalonym z serii MAR (MAR6 jest do−
stępny w ofercie handlowej AVT).

Warto podać dla Czytelników nie mają−

cych dostępu do EDW3/02, gdzie były opisa−
ne te układy, kilka podstawowych informacji.
Układy MAR charakteryzują się wzmocnie−
niem od 13dB do 30dB i mocą wyjściową do
40mW (+16dBm). Współczynnik szumów
zawiera się pomiędzy 3,5dB a 7dB. Są to bar−
dzo proste układy, nie wymagające wielu ele−

mentów zewnętrznych. Wyprowadzone są
tylko wejście w.cz., wyjście w.cz. i dwie koń−
cówki masy. Użycie dwóch wyprowadzeń
masy usprawnia uziemienie, zmniejszając je−
go całkowitą indukcyjność. Zasilanie napię−
ciem stałym jest doprowadzane przez obwód
zewnętrzny i końcówkę wyjścia. Wyprowa−
dzenie 1 jest oznaczone kolorowe kropką
i jest skośnie zakończone (patrząc z góry,
wyprowadzenia są numerowane w kierunku
przeciwnym do ruchu wskazówek zegara,
poczynając od oznaczonego).

Niebagatelną zaletą układu MAR jest we−

wnętrzne dopasowanie do obciążenia 50

Ω

,

nie wymagające zewnętrznych układów do−
pasowujących. Jest to bardzo wygodne do
wszelkich zastosowań w.cz., bowiem więk−
szość sprzętu radiokomunikacyjnego charak−
teryzuje się impedancją we/wy właśnie 50

Ω

.

Sygnał wyjściowy ma przebieg sinusoi−

dalny o amplitudzie regulowanej w zakresie
0−0,8Vpp.

Na wypadkową stabilność częstotliwości

generatora, oprócz stabilizowanego napięcia
zasilania, ma wpływ stabilność mechaniczna
potencjometru lub kondensatora zmiennego
(luzy na przekładniach zębatych), a także
drgania obudowy, szczególnie na najwyż−
szych zakresach.

Do zasilania urządzenia niezbędne jest

źródło stabilizowanego napięcia +12V/100mA.

Montaż i uruchomienie

Rozmieszczenie elementów na płytce gene−
ratora przedstawiono na rysunku 3. Cewkę
0,18

µ

H może stanowić zwinięty w spiralę

odcinek drutu srebrzonego o długości około
10cm. Trzeba też wiedzieć, że układ US2 jest
na płytce przewidziany do lutowania bez
otworów (po przeciwnej stronie, czyli od lu−
towań) i że obudowa układu serii MAR jest
bardzo mała, co wielu konstruktorom może
utrudnić manipulowanie palcami. Z tego też
względu przy montażu na płytce drukowanej
warto posłużyć się pincetą i szkłem powięk−
szającym lub lupą zegarmistrzowską.

Zmontowane urządzenie ze sprawnych

elementów nie wymaga dodatkowych czyn−
ności uruchomieniowych. Do zestrojenia
i sprawdzenia pracy generatora jest niezbęd−

ny zasilacz 12V oraz co najmniej miernik
częstotliwości (ew. oscyloskop do kontroli
jakości sygnału). Pomimo znacznych różnić
w wartościach zastosowanych dławików jako
cewek L1...L9 powinniśmy uzyskać ciągłość
zakresu częstotliwości.

Podczas konstrukcji autor celowo pozo−

stawił duże zapasy częstotliwości z uwagi na
nadmiar pozycji przełącznika.

Poniżej osiągnięte wartości podzakresów

generatora:

I: 90−210kHz (L1=6,5mH)

II: 180−410kHz (L=1,8mH)

III: 350−620kHz (L=786uH)

IV: 0,49−1,1MHz (L=226uH)

V: 0,9−2,1MHz (L=76uH)

VI: 1,9−4,1MHz (L=17uH)

VII: 3,3−7,1MHz (L=7uH)

VIII: 7−16MHz (L=1uH)

IX: 14,5−30,2MHz (L=0,18uH)

Ciąg dalszy na stronie 63.

57

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Rys. 3

Wykaz podzespołów:

R

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Ω

//A

A ppootteennccjjoom

meettrr

R

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

R

R33,, R

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222

Ω

Ω

R

R55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

Ω

//A

A

R

R66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..556600

Ω

Ω

C

C11,, C

C22,, C

C44,, C

C77,, C

C99,, C

C1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

C

C33,, C

C55,, C

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100nnFF

C

C88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

µµ

FF//1166V

V

LL11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..00,,1188

µµ

H

H

LL22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11

µµ

H

H

LL33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..55,,66

µµ

H

H

LL44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100

µµ

H

H

LL55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477

µµ

H

H

LL66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..115500

µµ

H

H

LL77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..556600

µµ

H

H

LL88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11m

mH

H

LL99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77m

mH

H

D

D11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BB

B113300

U

US

S11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTD

DA

A11007722

U

US

S22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..M

MA

AR

R66

P

P − pprrzzeełłąącczznniikk .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11xx1122

W

Wyy − ggnniiaazzddoo .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BN

NC

C

58

Podzespoły

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Ciąg dalszy ze strony 56.

Jeżeli dla kogoś jest to zbyt szeroki zakres

zmian − nic nie stoi na przeszkodzie, aby
zmniejszyć przestrajanie napięcia poprzez
użycie dodatkowego rezystora włączanego
przełącznikiem w szereg z potencjometrem
R1 (jest taka możliwość poprzez zworę na
płytce).

Wskazane jest także włączenie od strony

masy w sereg z potencjometrem R1 dodatko−
wego rezystora rzędu 1k

Ω

ograniczajacego

zakres przestrajania diody pojemnościowej
(b. nieliniowa niekorzystna charakterystyka
pojemności).

Do określania częstotliwości wyjściowej

generatora można posłużyć się albo skalą
mechaniczną (niezbędna jest podziałka na
obwodzie osi potencjometru) albo skalą cy−
frową podłączoną na wyjście generatora. Ja−
ko cyfrową skalę częstotliwości można w za−
sadzie wykorzystać każdy miernik częstotli−
wości o zakresie co najmniej 30MHz.

Cały układ generatora, łącznie z zasila−

czem oraz miernikiem częstotliwości, można
zmontować w jednej obudowie.

Wszystkie połączenia sygnałowe, zarów−

no na wyjściu urządzenia jak do cyfrowej
skali, powinny być dokonane przewodem
ekranowanym w.cz., np. WL50.

Przykładowy sposób wykonania otworów

w przedniej ściance obudowy przedstawiono

na rysunku 4 (płytkę odwrócono w celu za−
chowania rosnącego zakresu częśtotliwości).

Na zakończenie jeszcze jedna uwaga. W

niektórych przypadkach może być przydatny
sygnał modulowany, ale ponieważ AM jak
również FM nie są powszechnie stosowane w
części krótkofalowej pasma amatorskiego,
problem ten pozostał do ewentualnego do−
pracowania. Ponieważ autorowi nie zależało
na sygnale modulowanym, zadowolił się tyl−
ko podstawowym sygnałem wyjściowym,
wystarczające do kontroli odbiorników z mo−
dulacją CW/SSB.

Chcąc uzyskać modulację częstotliwości,

w najprostszym przypadku sygnał m.cz.
można doprowadzić do diody pojemnościo−
wej poprzez dodatkowy rezystor rzędu
100k

Ω

. W przypadku modulacji amplitudy

niezbędny jest dodatkowy stopień na wyjściu
układu.

Andrzej Janeczek

Rys. 4

58

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Jak każdy wie, kwiaty doniczkowe wymaga−
ją stałej opieki. Przyznam się szczerze, że do
tych, którzy o podlewaniu zapominają, nale−
żę także ja. Nie to, żebym był aż tak leniwy,
ale zawsze jakoś obowiązek ten mi umyka,
co kończy się często niezbyt szczęśliwie dla
kwiatów (na szczęście uprawiam tylko kak−
tusy). Po srogiej suszy roślinki spotyka nie−
spodziewana ulewa, co tym razem może koń−
czyć się ich gniciem. Jednak nie tylko zapo−
minalstwo jest powodem, przez które kwiat−
ki doniczkowe mogą zaleźć nam za skórę.

Na nasze szczęście opiekę nad kwiatkami

można zautomatyzować. W końcu to nie ta−
kie trudne, wystarczy zrobić urządzenie,
które potrafiłoby sprawdzać wilgotność gle−
by, nasłonecznienie, poziom wody w zbiorni−
ku i oczywiście sterować pompą. Do wpro−
wadzenia tego niekonwencjonalnego pomy−
słu w życie zainspirował mnie „Sygnalizator
suchego kwiatka” autorstwa Piotra Góreckie−
go, przedstawiony niegdyś na łamach EdW.
Pomyślałem, że od wykonywania układu,
który sygnalizuje potrzebę podlania, niewie−
le trudniejsza jest budowa urządzenia, które
potrafiłoby samo podlewać!

Opis układu

Schemat blokowy mojego urządzenia przed−
stawiony został na rysunku 1. Sprawdza
on wilgotność gleby i naświetlenie. Spełnie−
nie warunku jednoczesnego braku światła

i suchej gleby powoduje chwilowe włączenie
pompy. Układ sprawdzający naświetlenie
spełnia bardzo ważną funkcję przy pomiarze
ilości wody w zbiorniku. Przypuśćmy, że po
nocnym podlaniu, wody nie ma już zupełnie.
Co wtedy? Gdyby nie było układu sprawdza−
jącego oświetlenie, część kontrolująca ilość
wody w zbiorniku uaktywniłaby się, co spo−
wodowałoby włączenie buzzera. W moim
układzie buzzer zadziała tylko wtedy, gdy na−
stąpi zmiana pory z dnia na noc. Takie roz−
wiązanie wydaje się być najbardziej sensow−
nym, ponieważ o tej porze są już w mieszka−
niu zwykle wszyscy domownicy.

Schemat ideowy przedstawiony został na

rysunku 2. Sygnały z czujnika wilgotności
(W1) i fotoopornika (R6) poddawane są fil−
tracji dolnoprzepustowej, niwelującej wpływ
zakłóceń wywołanych przez sieć oświetlenio−
wą. Sygnały te są następnie podawane na wej−
ścia odwracające wzmacniaczy operacyjnych
(U1) wykorzystywanych jako komparatory,
których wejścia nieodwracające spolaryzo−
wane są za pomocą potencjometrów monta−
żowych. Wyjścia układu połączone są z kolej−
nymi filtrami dolnoprzepustowymi, które
uniemożliwiają wielokrotne przerzucanie
i wpływ zakłóceń wprowadzanych na przy−
kład przez muchę, której spodobał się fotoo−
pornik (mnie też by się spodobał) i która ule−
gła chęci wyczyszczenia sobie na nim skrzy−
dełek. Odfiltrowane, pewne sygnały po przej−
ściu przez cyfrowe inwertery z histerezą ule−
gają nieskomplikowanej operacji dodawania
na bramce OR, wykonanej przy pomocy diod
D1 i D3 oraz rezystora R13. Otrzymany sy−
gnał powoduje zadziałanie generatora mono−
stabilnego, zbudowanego przy pomocy tran−
zystorów T5 i T6. Wyjściowy impuls jest
wzmacniany pod względem wydajności prą−
dowej przez tranzystor polowy T8, a następ−
nie uruchamia on silnik pompy. Pozostał je−
szcze do omówienia blok sprawdzający po−

ziom wody w zbiorniku. Tak jak w poprze−
dnich przypadkach, sygnał z czujnika zostaje
odfiltrowany, a następnie podany na wejście
inwertera. Tutaj również zastosowana została
bramka OR, jednak jest ona trochę inna. Mia−
nowicie układ sprawdzający naświetlenie
podczas przechodzenia w „stan nocny” powo−
duje rozładowanie kondensatora C5 pod wa−
runkiem, że w zbiorniku brakuje wody. Kiedy
to się stanie, układ załącza buzzer, informując
tym samym o potrzebie uzupełnienia zbiorni−
ka (buzzer piszczy przez czas określony z du−
żym przybliżeniem przez stałą RC elementów
R10 i C5). Jeśli jednak wody nie brakuje,
kondensator nie rozładowuje się, ponieważ
jest bez przerwy doładowywany przez diodę
D5, dzięki czemu buzzer nie załącza się. Po−
za omówionymi blokami, układ zawiera tak−
że sterowanie diod wskaźnikowych LED,
które są szczególnie przydatne podczas regu−
lacji. Oprócz tego w układzie zamieszczone
są jeszcze dwa przyciski. Przycisk S1 powo−
duje wyłączenie buzzera, a przycisk S2 służy
do manualnego włączenia podlewania bez
względu na panującą sytuację (przycisk ten
jest również pomocny podczas regulacji).

Montaż i uruchomienie

Układ nie jest zbyt skomplikowany, więc
montażu mogą podjąć się nawet całkiem po−
czątkujący. Mozaika ścieżek obwodu druko−
wanego przedstawiona została na rysunku 3.
Jak zwykle lutowanie zacząć należy od
elementów najmniejszych, kończąc na naj−
większych.

Sam układ to jednak nie wszystko. Urzą−

dzenie bez peryferii w postaci pompy i czuj−
ników jest całkowicie bezużyteczne. Idealną
wydaje się być pompka do spryskiwaczy sa−
mochodowych. Jest „zintegrowana” z małym
pojemnikiem, co bardzo sprzyja szczelności
instalacji. Pompka taka pobiera około
1A prądu, więc tranzystor T8 (kluczujący jej

Rys. 1

F

F

F

F

o

o

o

o

r

r

r

r

u

u

u

u

m

m

m

m

C

C

C

C

z

z

z

z

y

y

y

y

t

t

t

t

e

e

e

e

ll

ll

n

n

n

n

ii

ii

k

k

k

k

ó

ó

ó

ó

w

w

w

w

E

E

E

E

ll

ll

e

e

e

e

k

k

k

k

tt

tt

rr

rr

o

o

o

o

n

n

n

n

ii

ii

c

c

c

c

zz

zz

n

n

n

n

a

a

a

a

k

k

k

k

o

o

o

o

n

n

n

n

e

e

e

e

w

w

w

w

k

k

k

k

a

a

a

a

pracą) nie będzie potrzebował nawet naj−
mniejszego radiatora. Pojemnik, do którego
przymocowana jest pompka, połączyć można
z dużą butlą (np. pięciolitrową po wodzie mi−
neralnej) przy pomocy węża gumowego na
zasadzie naczyń połączonych. Cała instalacja
rurowa pokazana została na rysunku 4. Do
omówienia pozostały jeszcze czujniki. Najle−
piej do tego celu nadają się pręciki grafitowe,
wyciągnięte z baterii cynkowo−węglowych.
Należy pamiętać jednak, żeby wyczyścić je
z dwutlenku manganu nasączonego salmia−
kiem, w którym były zanurzone. Grafit jak
wiadomo nie ulega zużyciu podczas elektro−
lizy, dlatego takie pręciki doskonale nadają
się zarówno jako czujnik wilgotności, jak
i czujnik poziomu wody w butli. Poza tym
pręciki z baterii są połączone fabrycznie
z kawałkiem blachy, dzięki czemu bez pro−
blemu można do nich przylutować przewody.
Jeśli chodzi o czujnik wilgotności, dobrze
byłoby skrócić pręciki od półtora do dwóch
centymetrów, ponieważ oryginalnie są one
trochę za długie. W zależności od długości
pręcików i ich wzajemnej odległości należy
dobrać rezystor R1. Jego wartość zależy rów−
nież od typu gleby. Trzeba dobrać go tak, aby
jego rezystancja była w przybliżeniu równa
rezystancji czujnika włożonego w glebę,
która wymaga podlania. Potencjometrem
PR1 reguluje się próg wilgotności, przy
którym układ wykrywa potrzebę podlania.
Potencjometr PR2 odpowiada za granice po−
między dniem a nocą, zaś ustawienie poten−
cjometru PR3 określa czas działania pompy.
Wszystkie ustawienia przeprowadzać należy
eksperymentalnie, pamiętając, że w układzie
wprowadzone są dość duże opóźnienia.

Po tych wszystkich mękach pozostaje

nam już tylko jedno: tryumfalne włączenie

urządzenia do sieci i oglądanie z poziomu fo−
tela, jak nasz wynalazek za nas pracuje. Teraz
jedyną czynnością wykonywaną przy kwiat−
kach jest uzupełnianie wody w zbiorniku raz
na dłuższy czas, o konieczności czego jeste−
śmy zresztą informowani.

Tak oto potwierdziło się stare jak świat

przysłowie mówiące, że potrzeba jest matką
wynalazku.

Rafał Baranowski

e−mail: [e-mail]

59

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Rys. 2

Forum Czytelników

Wykaz elementów

R

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ddoobbiieerraannyy
R

R22,,R

R77,,R

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3366kk

Ω

Ω

R

R33,,R

R99,,R

R1144,,R

R1177 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

M

Ω

Ω

R

R44,,R

R1111,,R

R1133,,R

R1155,,R

R1188 .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

R

R55,,R

R1122,,R

R2211 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..882200

Ω

Ω

R

R66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ffoottoorreezzyyssttoorr
R

R1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..55,,11M

M

Ω

Ω

R

R1166,,R

R1199 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Ω

R

R2200 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11,,88kk

Ω

Ω

C

C11,,C

C33,,C

C66,,C

C77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11

µµ

FF

C

C22,,C

C44,,C

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477

µµ

FF

C

C88,,C

C1122 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

µµ

FF

C

C99,,C

C1111 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

C

C1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33330000

µµ

FF,, 2255V

V

U

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLM

M335588

U

U22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4400110066B

B

U

U33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..77880055
TT11−TT33,,TT66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C555577

TT44,,TT55,,TT77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C554477

TT88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BU

UZZ1100

D

D11,,D

D33,,D

D55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

D

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D cczzeerrw

woonnaa

D

D44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D zziieelloonnaa

D

D66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D cczzeerrw

woonnaa m

miigg..

D

D77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44000077

D

D88,,D

D1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D żżóółłttaa

D

D99 .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

moosstteekk pprroossttoow

wnniicczzyy 22A

A

ZZ11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ddiiooddaa ZZeenneerraa 1122V

V

P

PR

R11,,P

PR

R22 .. .. .. ..ppootteennccjjoom

meettrr m

moonnttaażżoow

wyy

110000kk

Ω

Ω

P

PR

R33 .. .. ..ppootteennccjjoom

meettrr m

moonnttaażżoow

wyy 11M

M

Ω

Ω

W

W11−W

W44 .. .. .. .. .. .. .. .. ..zzłłąącczzee A

AR

RK

K22,, 55m

mm

m

S

S11,,S

S22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

miikkrroossw

wiittcchh

G

G11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..bbuuzzzzeerr 55V

V

M

M11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ppoom

mppaa

TTR

R11 .. .. ..ttrraannssffoorrm

maattoorr ssiieecciioow

wyy 1122V

V,, 11−22A

A

Rys. 3 Schemat montażowy

Rys. 4 Schemat instalacji

60

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Chyba każdy, kto jeździł samochodem star−
szego typu i słuchał w nim radia, miał pro−
blem z ustawieniem głośności. Proponowany
system sam dostosowuje głośność radia do
panujących warunków na podstawie dwóch
bodźców: częstotliwości impulsów z cewki
zapłonowej oraz natężenia hałasu wytwarza−
nego przez pracujący silnik. W proponowa−
nym układzie istnieje możliwość wykorzy−
stania tylko jednego z dwóch czujników,
dzięki czemu można nieco zminimalizować
koszty układu. Wybór czujnika będzie zale−
żał od tego, czy chcemy ingerować w obwo−
dy elektryki silnika, czy wolimy nic nie ru−
szać i zastosować tylko czujnik mierzący po−
ziom hałasu. Hałas zewnętrzny, nie wydoby−
wający się z samochodu, będzie wpływał na
regulator głośności np. przejeżdżająca cięża−
rówka. Także na hałas będzie miała wpływ
(głośna) muzyka wydobywające się z auta.
Myślę, że najlepszym rozwiązaniem będzie
pozostanie jednocześnie przy dwóch czujni−
kach, jakie zostały zastosowane w systemie.

Największą trudnością, jaka powstanie

przy montażu systemu będzie znalezienie
obwodów wejściowych wzmacniacza mocy
radioodtwarzacza.

Opis układu

Schemat ideowy systemu znajduje się na ry−
sunku 1. Wzmacniacze U1A oraz U1B two−
rzą dwa identyczne obwody regulacji wzmoc−
nienia sygnału wejściowego. Obwodami re−
gulacyjnymi zastosowanymi w tych wzmac−
niaczach są fotorezystory włączone w obwód
sprzężenia zwrotnego. Przez regulację jasno−
ści świecenia diod można wpływać na rezy−
stancję fotorezystorów, a co za tym idzie, na
wzmocnienie wzmacniaczy U1A oraz U1B.
Przy zapalonych diodach fotorezystory mają
bardzo małą rezystancję, co daje wzmocnie−
nie wzmacniaczy ok. 1x. Przy zgaszonych

diodach wzmocnienie zwiększa się do k. 3x.
Rezystory R1, R2 wytwarzają dla wzmacnia−
czy U1A napięcie odniesienia, natomiast kon−
densatory C13, C15 oraz C4, C5 oddzielają
składową stałą wzmacniaczy. Kondensatory
C1, C2 oraz C3 filtrują napięcia zasilające
układ. Rezystor R13 ogranicza prąd diod ste−
rujących fotorezystorami. Sterownik diod

zbudowano

na

dwóch

tranzystorach,

z których T1 tworzy wtórnik emiterowy. Na−
pięcie wejściowe podawane jest poprzez
dzielnik R26, R27 na wejście tranzystora T1.
Następnie sygnał z korektora T1 wędruje na
obwód R15, C6 a dalej na wspomniany wtór−
nik emiterowy. Zastosowany dzielnik na wej−
ściu zmniejsza sygnał o ok. 5x, co zwiększa

S

S

S

S

a

a

a

a

m

m

m

m

o

o

o

o

c

c

c

c

h

h

h

h

o

o

o

o

d

d

d

d

o

o

o

o

w

w

w

w

yy

yy

ss

ss

yy

yy

ss

ss

tt

tt

e

e

e

e

m

m

m

m

rr

rr

e

e

e

e

g

g

g

g

u

u

u

u

ll

ll

a

a

a

a

c

c

c

c

jj

jj

ii

ii

g

g

g

g

łł

łł

o

o

o

o

śś

śś

n

n

n

n

o

o

o

o

śś

śś

c

c

c

c

ii

ii

Rys. 1

F

F

F

F

o

o

o

o

r

r

r

r

u

u

u

u

m

m

m

m

C

C

C

C

z

z

z

z

y

y

y

y

t

t

t

t

e

e

e

e

ll

ll

n

n

n

n

ii

ii

k

k

k

k

ó

ó

ó

ó

w

w

w

w

wartości napięć sygnału wejściowego mają−
cych wpływ na jasność diod. Jeżeli wartość
napięcia podawanego na R27 jest bliska ma−
sy, diody święcą pełną jasnością, natomiast
przy napięciu wejściowym większym od
3V diody LED już nie święcą, dając najwięk−
szą wartość rezystancji fotorezystorów ponad
100k

Ω

. Zastosowany obwód R15C6 zmniej−

sza wpływ szybkich zmian napięcia z czujni−
ków na obwody regulacji poziomu głośności
(wzmacniacz U1).

Jako jeden czujnik systemu został zasto−

sowany czujnik hałasu zbudowany na
wzmacniaczu U3, którego wzmocnienie
można zmieniać w szerokich granicach za
pośrednictwem PR−ka P2. Sygnał z mikrofo−
nu, wstępnie polaryzowany przez R23, R24,
C12, poprzez C11 podawany jest na wejście
nieodwracające wzmacniacza U3. Sygnał
wyjściowy po przejściu przez C13 poddawa−
ny jest prostowaniu za pośrednictwem diod
D5, D6. Sygnał z katody D5 od razu wędruje
do obwodów sterowania diodami LED.

Drugim układem czujnika jest tachometr,

którego główną rolą jest zamiana częstotli−
wości impulsów z przerywacza na proporcjo−
nalne napięcie. Jako tachometr został zasto−
sowany układ LM2917N, który do popraw−
nej pracy potrzebuje niewielu elementów ze−
wnętrznych. Rezystor R16 wraz z diodą D3
polaryzują napięciem ok. 0,6V (w odniesie−
niu do masy) wejście odwracające wewnętrz−
nego komparatora układu U2. Natomiast na
drugie wejście komparatora wędruje poprzez
R18 mierzony sygnał o charakterze częstotli−
wościowym. Rezystor R17 wraz z diodą we−
wnętrzną Zenera tworzy stabilizator zasilają−
cy wewnętrzne peryferia tachometru U2. Sta−
bilizacja napięcia zasilającego uniezależnia
tachometr od wpływu wahań napięcia wystę−
pującego w instalacji elektrycznej samocho−
du. Potencjometrem montażowym P1 można
zmieniać współczynnik przetwarzania czę−
stotliwości sygnału wejściowego na napięcie
wyjściowe. Napięcie wyjściowe tachometru,
poprzez diodę D4, także podawane jest na
obwód regulacji jasności diod D1, D2.

Jeżeli będą wykorzystywane oba obwody

czujników jednocześnie, to na ja−
sność diod będzie miał wpływ czuj−
nik, którego napięcie wyjściowe bę−
dzie większe od napięcia wyjścio−
wego drugiego czujnika.

Montaż

i uruchomienie

Układ systemu można zmontować
na płytce przedstawionej na rysun−
ku 2. Przed montażem należy od−
powiednio przygotować fotorezy−
story wraz z diodami. Na samym
początku należy diody przykleić
do czułej powierzchni fotorezysto−
rów, po czym po wyschnięciu trze−
ba pomalować całość kilkakrotnie

czarną farbą. Tak spreparowany element nale−
ży wlutować w miejsce elementów R5, D1
oraz R8, D2. Montaż rozpoczynamy od wluto−
wania zworek, przechodząc do elementów
najmniejszych, a kończąc na włożeniu ukła−
dów scalonych do podstawek.

Po zmontowaniu układu i zasileniu go na−

pięciem nie większym niż 16V powinien od
razu pracować poprawnie. Z dopasowaniem
obudowy do systemu nie powinno być więk−
szego problemu. Przed montażem systemu
w obudowie, płytkę należy zabezpieczyć
specjalnym lakierem, który uchroni ścieżki
od wpływu warunków atmosferycznych.

Podczas instalowania systemu w samo−

chodzie, najlepszym miejscem będzie umie−
szczenie go za radioodbiornikiem, choć mo−
że być także inne miejsce. Jedyną trudnością
podczas instalowania systemu, jak było
wspomniane, będzie znalezienie torów wej−
ściowych wzmacniacza mocy radioodbiorni−
ka. Najlepszym sposobem będzie odczytanie
oznaczeń wzmacniacza i odszukanie wejść
w poświęconej mu aplikacji.

Po znalezieniu torów wejściowych należy

je przeciąć, po czym tor wyjściowy
przedwzmacniacza radioodbiornika dołączyć
do wejść J2, J3, a wejścia wzmacniacza mocy
do wyjść J4, J5 systemu. Do wejścia J1 nale−
ży doprowadzić napięcie zasilające system.
Najlepszym rozwiązaniem będzie wzięcie na−
pięcia z wyjścia radioodbiornika wykorzysty−
wanego do sterowania anteną. Przy takim po−
łączeniu, po włączeniu radioodbiornika jed−
nocześnie będzie włączany system regulacji
głośności. Bez problemu można do układu
dołączyć napięcie bezpośrednio z akumulato−
ra lub stacyjki. Mikrofon należy umieścić
w miejscu, w którym znajduje się silnik, przy
czym dla niego także trzeba zastosować nie−
wielką obudowę z wywierconymi otworami.
Ze znalezieniem oraz dołączeniem wejścia
impulsowego tachometru raczej nie powinno
być problemu, oczywiście przy starszych sa−
mochodach. W nowych system sterowania
zapłonem jest już bardziej rozbudowany,

i chyba najrozsądniejszym wyjściem będzie
poleganie tylko na czujniku mikrofonowym.

Wzmacniacz U1 wraz z elementami

współpracującymi reguluje wzmocnienie
w zakresie od 1 do ok. 3x. Jeżeli trzeba
zwiększyć wzmocnienie, wystarczy zwięk−
szyć wartości rezystorów R5 oraz R7. Po za−
montowaniu sytemu w samochodzie należy
potencjometrem P2 odpowiednio wyregulo−
wać działanie czujnika mikrofonowego,
oczywiście w warunkach, w jakich system
ma pracować. Jeżeli wykorzystywany będzie
także tachometr, jego regulacja będzie prze−
biegała podobnie jak poprzedniego czujnika.
Należy ustawić odpowiednie obroty (oczywi−
ście dla najgorszego przypadku podczas ja−
zdy), po czym regulując PR−kiem P1 trzeba
uzyskać odpowiednią głośność radioodtwa−
rzacza.

Przy wykorzystaniu tylko jednego czujni−

ka można nie montować elementów współ−
pracujących z drugim czujnikiem. Jeżeli za−
kres zmian układu sterującego diodami od
0,7V do 3V nie wystarcza, bez większych
problemów można zmienić dzielnik R26,
R27. Także bez żadnego problemu można
zmienić stałą czasową obwodu całkującego,
zmieniając wartość kondensatora C6.

Marcin Wiązania

61

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Forum Czytelników

Wykaz elementów

Rezystory

R

R11−R

R33,,R

R66,,R

R1111,,R

R1122,,R

R2277 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477kk

Ω

Ω

R

R44,,R

R77,,R

R99,,R

R1100,,R

R1155 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

R

R55,,R

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..FFoottoorreezzyyssttoorr

R

R1133 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..333300

Ω

Ω

R

R1144,,R

R1166,,R

R1188,,R

R2200,,R

R2222,,R

R2255 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Ω

R

R1177 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700

Ω

Ω

R

R1199 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2200kk

Ω

Ω

R

R2211 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..55,,66kk

Ω

Ω

R

R2233 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1122kk

Ω

Ω

R

R2244 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22kk

Ω

Ω

R

R2266 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1155kk

Ω

Ω

P

P11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

P

PR

R m

miinniiaattuurroow

wyy

P

P22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700kk

Ω

Ω

Kondensatory

C

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700µµFF//2255V

V

C

C22,,C

C1100,,C

C1111 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

C

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477µµFF//2255V

V

C

C44,,C

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100µµFF//2255V

V

C

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222µµFF//2255V

V

C

C77,,C

C88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222nnFF

C

C99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11µµFF M

MK

KS

S

C

C1122 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000µµFF//2255V

V

C

C1133 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33,,33µµFF//2255V

V

C

C1144,,C

C1155 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..668800nnFF

Inne

U

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTLL008822

U

U22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LL22991177N

N

U

U33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTLL008811

TT11,,TT22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C554488

D

D11,,D

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D 55m

mm

m R

REED

D zz ppłłaasskkąą ssoocczzeew

wkkąą

D

D33−D

D66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

M

M11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..M

Miikkrrooffoonn eelleekkttrreettoow

wyy

Rys. 2 Schemat montażowy

62

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Zestaw do samodzielnego montażu K8016
pozwala zrealizować generator funkcyjny −
jeden z najważniejszych przyrządów w pra−
cowni elektronika. Generator ma postać przy−
stawki do komputera. Ogromną zaletą jest
wykorzystanie komputera PC i jego monitora
w roli panelu sterowania. Współpraca z kom−
puterem nie tylko radykalnie redukuje koszty,
ale też pozwala zrealizować wiele interesują−
cych funkcji, dostępnych tylko w kosztow−
nych klasycznych przyrządach autonomicz−
nych. Umożliwia to dostarczony na dyskietce
program komputerowy sterujący przystawką.

Zakres częstotliwości pracy wynosi

0,01Hz...1MHz, przy czym częstotliwość
można ustawić z rozdzielczością 0,01%. Za−
kres amplitud wyjściowych sięga od 100mVpp
do 10Vpp, przy czym składową stałą (offset)
można regulować w zakresie −5V ... 0V ... +5V.

W generatorze wykorzystano tak zwaną

bezpośrednią syntezę częstotliwości (DDS),
a źródłem sygnału taktującego jest generator
kwarcowy. Maksymalna częstotliwość taktują−
ca wynosi 32MHz, a pamięć przebiegu i prze−
twornik cyfrowo−analogowy są 8−bitowe. Taka
rozdzielczość pozwala uzyskać niewielkie
zniekształcenia generowanych przebiegów, ty−
powo 0,08% THD w przebiegu sinusoidalnym
i liniowość 99% w przebiegu trójkątnym.

Oprócz standardowych przebiegów: sinu−

soidalnego, trójkątnego i prostokątnego,
przyrząd może wytwarzać przebiegi o zmien−
nej częstotliwości (funkcja sweep), wykorzy−
stywane przy pracy w roli wobulatora, czy
szumowe, stosowne przy pomiarach aparatu−
ry audio. Użytkownik może też w prosty spo−
sób zaprojektować własne sygnały, o ile są
potrzebne do testowania specyficznych urzą−
dzeń − jeden tworzony przebieg może mieć
do 32k próbek.

Generator może w prosty sposób współ−

pracować z oscyloskopami PC Vellemana,
tworząc zestaw pomiarowy, pozwalający
m.in. zdejmować charakterystyki Bodego.
Oscyloskop jest wtedy dołączony kablem do
gniazda generatora, a ten, drugim kablem, do
portu drukarkowego komputera. Przyrządy
są oddzielone galwanicznie za pomocą trans−
optorów, co w zastosowaniach pomiarowych
jest bardzo korzystne.

Przyrząd zasilany jest napięciem stałym

12V, a pobór prądu nie przekracza 0,8A.

Częścią zestawu K8016 jest estetyczna

obudowa oraz zabezpieczone folią płyty czo−
łowa i tylna.

Montaż

Montaż przyrządu, pełniącego dość skompli−
kowane funkcje, nie jest trudny. Nie jest to jed−
nak projekt przeznaczony dla
zupełnie początkujących, na
co wskazuje piąty, najwyższy
stopień trudności (skill level −
5). Dobrą pomocą w monta−
żu jest instrukcja, przedsta−
wiająca krok po kroku wszy−
stkie kolejne czynności. Dla
ułatwienia, małe elementy
połączone są fabrycznie ta−
śmą w kolejności, w jakiej
mają być montowane. Zaleca
się zaznaczanie w instrukcji
wszystkich zmontowanych
elementów, co zmniejszy ry−
zyko pomyłki.

Stabilizator, mocowany

na płycie tylnej powinien
być wlutowany w płytkę do−
piero po dopasowaniu do
obudowy.

Zmontowany przyrząd podłączany jest do

portu drukarkowego PC−ta, na którym wcze−
śniej zainstalowane zostało oprogramowanie
WinDSOfg z dostarczonej dyskietki.

Po wybraniu opcji Function Generator

należy podać adresu portu drukarkowego
(Option − Hardware setup).

Następnie należy ustawić częstotliwość

wyjściową 1kHz, amplitudę 5Vpp i napięcie
stałe (offset) na 0V oraz wybrać przebieg si−
nusoidalny. W oknie Output powinien poja−
wić się stosowny kształt przebiegu, powinna
się też zaświecić lampka gotowości LD2.
W takiej sytuacji do wyjścia sygnałowego
należy dołączyć woltomierz na zakresie po−
miaru napięcia stałego i za pomocą RV1 uzy−
skać wskazanie woltomierza równe zeru.

Można też sprawdzić kształty przebiegów

za pomocą oscyloskopu.

K

K

K

K

8

8

8

8

0

0

0

0

1

1

1

1

6

6

6

6

−

−

g

g

g

g

e

e

e

e

n

n

n

n

e

e

e

e

rr

rr

a

a

a

a

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

ff

ff

u

u

u

u

n

n

n

n

k

k

k

k

c

c

c

c

yy

yy

jj

jj

n

n

n

n

yy

yy

d

d

d

d

o

o

o

o

P

P

P

P

C

C

C

C

Najciekawsze kity

Belgijska firma Velleman jest światowym liderem w produkcji kitów elektronicznych

63

Kity Vellemana

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Po zmontowaniu, skręceniu obudowy,

przyrząd jest gotowy do pracy.

W zestawie zawarta jest broszurka, poka−

zująca na rysunkach możliwości przyrządu.
Dołączone oprogramowanie oprócz główne−
go modułu Function Generator zawiera tak−

że moduły oscyloskopu do sprawdzania i za−
pamiętywania przebiegów, analizatora wid−
ma oraz analizatora obwodów (Circuit Ana−
lyzer). Moduł Wave Editor pozwala tworzyć
własne przebiegi, a Bode Plotter − zdejmo−
wać charakterystyki częstotliwościowe.

Opisany kit K8016 jako zestaw do samo−
dzielnego montażu dostępny jest w AVT
w cenie 448zł brutto. Dostępna jest także
wersja zmontowana PCG10. Szczegóły na
stronie www.velleman.be lub w uzgodnieniu
z Działem Handlowym AVT.

64

Komputery

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Dla elektronika komputer jest niezastąpio−
nym narzędziem, to każdy wie. Potrzebu−
jemy go, aby połączyć się ze światem w po−
szukiwaniu ważnych informacji, projekto−
wać płytki drukowane, programować pro−
cesory, tworzyć dokumentację swoich kon−
strukcji, pisać listy itd.

Ja chciałbym Wam podsunąć jeszcze

jeden pomysł na wykorzystanie poczciwe−
go PC−ta, aby pomóc sobie w rozwiązywa−
niu nietypowych problemów. Najlepiej bę−
dzie jeśli posłużę się przykładami, aby wy−
jaśnić co mam na myśli.

Wielu elektroników zna jakiś język pro−

gramowania. Inni na pewno jakiegoś się
uczą, a pozostali − prędzej czy później się go
nauczą. Swoje przykłady opieram na BA−
SIC−u, ponieważ chyba największe grono
Czytelników go zna, choćby z przygody
z BASCOM−em. W każdym innym języku
można podobnie rozwiązywać takie proble−
my. Można to zrobić nawet na arkuszu kal−
kulacyjnym, jeśli jest wyposażony w możli−
wość graficznego przedstawiania wyników.

Przykład 1

Jako pierwszy przykład weźmy sobie układ
ze „Skrzynki Porad” z numeru 1/2002 EdW.
Chodzi o zmianę charakterystyki potencjo−
metru liniowego przy użyciu dodatkowego
rezystora. Na rysunkach przedstawione są
tam charakterystyki wynikowe. Pokażę tu
sposób szybkiego wykreślania ich na monito−
rze dla oszacowania która z nich byłaby dla
nas najbardziej korzystna. Napiszmy kilka
wierszy w BASICu:

screen 2
P=10
R=20
for X=.1 to P+.11 step .05

Rx=1/(1/X+1/R)
K=Rx/(P−X+Rx)
pset (60*X,199−X*20)
pset (60*X,199−200*K)

next X

Aby wykreślić na ekranie kolejne punk−

ty obrazujące zmianę współczynnika
podziału dzielnika napięcia jakim jest po−
tencjometr z dołączonym rezystorem R (ry−
sunek 1), trzeba napisać wzór na tenże
współczynnik K:
K=Rx / (P−X+Rx),
gdzie:
P − rezystancja całego potencjometru,
X − ustawienie potencjometru (rezystancja
„dolnej” części − zmienia się od zera do P),
Rx − rezystancja „dolnej” części potencjome−
tru wraz z dołączonym rezystorem R

Rx=1 / (1 / X + 1 / R) lub
Rx=(X * R) / (X + R)

Program oblicza w pętli for − next współ−

czynnik podziału dla kolejnych ustawień po−
tencjometru, co 0,05 k

Ω

. Wartość tego skoku

możemy zmieniać tak, aby uzyskać czytelny
wykres i nie czekać przy tym zbyt długo na
wynik obliczeń.

W Turbo Basicu komendą służącą do ry−

sowania punktu na ekranie jest PSET (x,y).
Rozdzielczość w trybie screen2 wynosi 199
na 639 pixeli. Początek układu współrzęd−
nych jest w górnym lewym narożniku
ekranu, a zatem zamiast „y” należy pisać
„199 − y” aby uzyskać normalne położenie
wykresu. Współczynniki 60, 20 i 200 w tych
komendach tak ustawiają skalę, aby nasz wy−
kres zajął pełny ekran.

Jeszcze wyjaśnienie dlaczego jest for

X=.1 to P+.11 step .05 a nie for X=0 to P
step .05.

Dlatego, aby nie miał miejsca przypadek

dzielenia przez zero dla X=0. Nie zmienia to
w żaden znaczący sposób uzyskanych wy−
kresów, a uwalnia nas od kłopotów z działa−
niem programu.

Aby ostatnia wartość w pętli nie wycho−

dziła poza zakres pętli − lepiej dać górną gra−
nicę nieco większą (P+.11). Brak tej jednej
setnej czasami powoduje nie przechodzenie
pętli przez ostatnią wartość z powodu zao−
krągleń BASICa.

Powyższa pętla for − next rysuje jednak

tylko jeden wykres − dla wartości R=20 k

Ω

.

To już jest w jakiś sposób pomocne, ale

my chcielibyśmy zobaczyć wpływ wartości
R na kształt charakterystyki. Do tego posłuży
druga pętla for − next, w której zmieniać się
będzie R:
screen 2
P=10
for R=1 to 21.1 step 5

for X=.1 to P+.11 step .05

Rx=1/(1/X+1/R)
K=Rx/(P−X+Rx)
pset (60*X,199−X*20)
pset (60*X,199−200*K)

next X

next R

Od tego momentu program rysuje po ko−

lei charakterystyki potencjometru wraz z do−

łączanym coraz większym re−
zystorem dodatkowym R (ry−
sunek 2). Zauważmy, że cha−
rakter tych krzywych nie jest
dokładnie taki, jak na rysun−
kach z EdW 1/2002...

Wszystkie wykresy będą w

dalszym ciągu rysowane na
tle linii prostej będącej cha−
rakterystyką samego poten−
cjometru:

pset (60*X,199−X*20).

Wprawdzie linia ta rysowana jest za każ−

dym razem, czyli w tym przypadku 5 razy,
ale nam to w żaden sposób nie przeszkadza,
natomiast upraszcza program.

Widząc teraz wszystkie 5 krzywych mo−

żemy łatwo ustalić, którą wartość R najlepiej
będzie wykorzystać. Na szybkich kompute−
rach krzywe będą rysowane tak szybko, że
nie zdążymy zauważyć od której krzywej
program zaczyna. Jeśli zależy nam na tym,
aby widzieć jak postępuje rysowanie, trzeba
wstawić w pętlę opóźnienie, czyli np. jeszcze
jedną pustą pętlę ze zmienną t:
for t=1 to 1000:next t

Jeśli wstawimy ją powiedzmy między in−

strukcje PSET, czyli do wewnętrznej pętli, to
cała krzywa będzie rysowana wolniej. Czasem
jednak lepiej jest pozostawić wewnętrzną pętlę
szybką, a większe opóźnienie wstawić w ze−
wnętrznej pętli. Wtedy między poszczególny−
mi wykresami mamy chwilę przerwy, co po−
zwala zorientować się do jakiej kolejności pa−
rametrów odnoszą się poszczególne krzywe.

Do czego używamy komputera ?

Rys. 1 Schemat potencjometru

z dodatkowym rezystorem

do korekcji charakterystyki.

Rys. 2 Charakterystyki wypadkowe

dla P=10k

Ω

Ω

, zmiana R − od 1k

Ω

Ω

do 21k

Ω

Ω

− co 5k

Ω

Ω

.

Komputery

Z powyższych wykresów widać na przy−

kład, że wstawienie opornika dodatkowego
6k

Ω

powoduje dużą i podobną zmianę cha−

rakterystyki jak jego dalsze zmniejszenie
do 1k

Ω

, a np. zmiana wartości z 11k

Ω

na

16k

Ω

daje tylko subtelną zmianę kształtu

krzywej.

Jako dalsze ćwiczenie można przerobić

nieco program i wykreślić np. przebieg rezy−
stancji wejściowe, takiego dzielnika w funk−
cji kąta obrotu gałki i to jeszcze przy kilku
różnych rezystancjach obciążenia dzielnika.
Znów dwie pętle, kilka wierszy programu i
już wszystko wiadomo:
screen 2
P=10
R=20
for Robc=1 to 101.1 step 20

for x=.1 to P+.11 step .05

Rx=1/(1/x+1/R+1/robc)
Rwe=P−x+Rx
pset (60*x,199−Rwe*15)

next x
for t=1 to 100000:next t

next Robc

Rysunek 3 pokazuje zmianę oporności

wejściowej dzielnika z dodatkowym oporni−
kiem 20k

Ω

w funkcji kąta obrotu przy obcią−

żeniu zmieniającym się co 20k

Ω

od 1k

Ω

do

101k

Ω

.

Jeśli zacznie się już używać takich metod,

szybko można się nauczyć jak postępować,
aby jak najszybciej sprawdzić zachowanie
się układu przy zmieniających się różnych
parametrach.

W moim przypadku najczęściej zaczyna

się od paru linijek programu a potem się to

rozrasta, bo chcę sprawdzić jeszcze to i tam−
to. W każdym razie polecam gorąco opatry−
wanie nawet każdej linijki komentarzami,
abyście po roku również mogli z takiego − raz
napisanego − programu skorzystać

Dla oceny, jak dalece otrzymane krzywe

przypominają prawdziwą charakterystykę lo−
garytmicznego potencjometru, możemy
przed właściwym programem narysować na
ekranie po prostu krzywą wykładniczą (rysu−
nek 4). Niewielu z Was się chyba nad tym
zastanawiało, ale potencjometr logarytmicz−
ny (B) ma charakterystykę wykładniczą, a
wykładniczy (C) − logarytmiczną. Załatwia
to następujący fragment:
for x=.1 to P+.11 step .01
pset (60*x,199−(100*1.116^x)+100)
next x
wstawiony przed właściwymi pętlami for −
next.

Parametry komendy PSET należy do−

brać tak, aby wykres został narysowany na
całym ekranie, czyli aby rozpoczynał się i
kończył w punktach skrajnych następnych
wykresów.

Skok celowo proponuję mniejszy (0,01),

aby krzywa ta wyróżniała się na tle pozo−
stałych.

Po takim doświadczeniu widzimy, że ten

opornik dodatkowy to jest jednak tylko pół−
środek.

Gdybyśmy się uparli na ściśle logaryt−

miczną charakterystykę, to należałoby po−
szukać bardzo drogiego potencjometru speł−
niającego wysokie wymagania albo...

przeczytać drugą część artykułu, która

ukaże się za miesiąc.

Marek Klimczak

[e-mail]

Rys. 3 Charakterystyki rezystancji

wejściowej dzielnika dla R=20

i Robc zmieniającej się od 1k

Ω

Ω

do 101k

Ω

Ω

− co 20k

Ω

Ω

.

Rys. 4 Krzywe z rysunku 2 na tle krzy−

wej wykładniczej (charakterystyki

potencjometru logarytmicznego).

65

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Przykład 2

Każdy elektronik prędzej czy później ulepsza
coś w swoim sprzęcie grającym. Jedną z ta−
kich przeróbek bywa zastąpienie potencjome−
tru głośności we wzmacniaczu precyzyjnym
dzielnikiem rezystancyjnym, choćby dla
sprawdzenia, co to daje. Zdobywamy więc z
niemałym trudem dwusekcyjny, powiedzmy
10−pozycyjny przełącznik jak najlepszej jako−
ści i... co dalej?

Trzeba zakupić oporniki, ale jakie? Już in−

tuicja podpowiada, że chyba nie jednakowe.

Włączamy więc komputer i każemy mu

liczyć.

Programik może wyglądać tak:

?”OBLICZANIE DZIELNIKA 10−pozycyjne−
go, logarytmicznego”
?
input”Podaj rozdzielczosc galki w dB”;dzial−
ka
input”Podaj calkowita rezystancja dzielnika
w Ohm’ach”;R
zakres=dzialka*8
mnoznik=10^(dzialka/20)
R1=R/(10^(zakres/20))
Rn=R1/mnoznik
?:?
?” X”;” R”
?”————————————————”
for x=2 to 10
Rm=Rn
Rn=Rn*mnoznik
Rk=Rn−Rm
?x,
if x=2 then ?Rn
if x<>2 then ?Rk
next x

Przełącznik lutujemy w ten sposób, że

pierwszy kontakt łączymy z masą a między
każdy następny wstawiamy kolejny obliczo−
ny rezystor (rysunek 5).

Po wpisaniu rozdzielczości dzialka (w

decybelach na działkę) jaką sobie życzymy
i całkowitej oporności R dzielnika, będącej
najczęściej również rezystancją wejściową
wzmacniacza − w mgnieniu oka otrzymuje−
my zestaw wartości rezystorów, który speł−
nia wymagania logarytmicznej regulacji
głośności.

Oto wynik działania powyższego programu:
OBLICZANIE DZIELNIKA 10−pozycyj−

nego, logarytmicznego

Podaj rozdzielczosc galki w dB? 3
Podaj calkowita rezystancja dzielnika w

Ohm’ach? 10000

X

R

————————————————

2

630.9573364257812

3

260.2935791015625

4

367.6744995117188

5

519.35400390625

6

733.6070556640625

7

1036.24755859375

8

1463.738525390625

9

2067.5859375

10

2920.54248046875

Mając takie narzędzie można nawet

pokusić się o dobranie takiego zestawu
wartości, aby znajdowało się w nim jak
najwięcej wartości z szeregu. Nie ma prze−
cież problemu, aby np. automatycznie
wydrukować (z użyciem kolejnej pętli) 20
zestawów wartości, z których wszystkie
różnią się nieco założoną rozdzielczością lub
rezystancją wejściową i potem oszacować,
który z nich jest najbardziej „przyjazny”.

To wszystko można oczywiście obliczyć

kalkulatorem, albo i bez niego, jeśli ktoś to

jeszcze potrafi, ale będzie to trwało tak
długo, że odechce się nam eksperymentów.

Muszę jeszcze przestrzec tych, którzy

rozpędzą się tak w tym pisaniu programów,
że zaczną obliczać układy RLC. Jeśli pojaw−
iają się reaktancje, trzeba stosować rachunek
zespolony a to już trochę wyższa szkoła
jazdy. W przeciwnym razie otrzymamy
zafałszowane wyniki.

Przykład 3

Najprostsze ćwiczenie. Załóżmy, że chcemy
zbudować podgrzewacz puszki z piwem zasi−
lany baterią 12V. Znamy oporność
wewnętrzną baterii i jej napięcie bez
obciążenia. Nie wiemy natomiast jaką
oporność powinien mieć drut oporowy
grzałki aby uzyskać maksymalną moc grzew−
czą przekazywaną puszce. Pomijam sen−

sowność takiego przedsięwzięcia, wytrzy−
małość baterii itd.

Powinno się napisać wzór na pochodną

mocy względem Rg, przyrównać ją do zera i
z tego równania obliczyć Rgmax. Ale to
wiedzą tylko „wtajemniczeni”, a z nich
jeszcze nie wszyscy to potrafią do końca zro−
bić. Poniższą metodą może to zrobić każdy.

Prąd grzałki wynosi I=U / (Rw + Rg),

gdzie U=12V, Rw − oporność wewnętrzna
baterii = 2

Ω

, a Rg − poszukiwana oporność

grzałki.

Moc grzałki wynosi zatem:

P=I ^ 2 * Rg
czyli P=(U/(Rw+Rg))^2*Rg

Musimy polecić naszemu komputerowi

takie zadanie: „Oblicz i pokaż mi
moc grzałki dla wielu różnych
wartości Rg, a ja sobie wtedy wy−
biorę takie Rg, przy którym jest
maksymalna moc”.

Teraz tłumaczymy to na BA−

SIC:
U=12:Rw=2

for Rg=.4 to 5 step .2

P=(U/(Rw+Rg))^2*Rg
?Rg,P

next Rg
i po ułamku sekundy mamy wyni−
ki (w lewej kolumnie Rg, w pra−
wej P):

.6000000238418579

12.78106498718262

.800000011920929

14.69387722015381

1 16
1.200000047683716 16.875

1.400000095367432

17.4394474029541

1.600000143051147

17.77777862548828

1.800000190734863

17.95013809204102

2.000000238418579 18

2.200000286102295

17.95918273925781

2.400000333786011 17.85124015808105
2.600000381469727 17.69376182556152
2.800000429153442 17.5
3.000000476837158 17.27999877929688
3.200000524520874 17.04141998291016
3.40000057220459 16.79012298583984
3.600000619888306 16.53061103820801
3.800000667572021 16.26634788513184
4.000000476837158 15.99999904632568
4.200000286102295 15.73361015319824
4.400000095367432 15.46875
4.599999904632568 15.20661163330078
4.799999713897705 14.94809722900391
4.999999523162842 14.69387817382812

z których widać, że istnieje wyraźne maksi−
mum mocy (P=18W) dla Rg = Rwe = 2

Ω

.

Na koniec chciałbym polecić ze wszech

miar takie podejście w ogóle do techniki i ży−
cia, aby starać się na różne sposoby dociec

66

Podzespoły

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Rys. 5 Schemat skokowego dzielnika napięcia,

powinien tam być symbol 10− a nie

12− pozycyjnego przełącznika!

67

Podzespoły

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

prawdy. Jeśli potrafimy posłużyć się rozwią−
zaniem analitycznym, to bardzo dobrze, jeśli
mamy jakiś gotowy program, który umożliwia
takie obliczenia − też dobrze, ale jak nie mamy
nic, to zawsze pozostaje własna głowa. A jakiś
komputer zawsze pod ręką się znajdzie.

Ja na przykład kiedyś obliczyłem w bar−

dzo dziwny sposób obwód elipsy. Zapragną−
łem mieć na suficie w salonie sztukaterię w
kształcie elipsy. Chyba jest na to jakiś goto−
wy wzór, ale kto by go pamiętał. Jedna spra−
wa to wyrysowanie na suficie elipsy o wy−

miarach około 2,5 x 5,5 metra. Na zatrudnio−
nych sztukatorów niestety nie mogłem w tej
sprawie liczyć. W porę jednak przypomnia−
łem sobie z dzieciństwa, że robiło się to
sznurkiem i dwoma gwoździami. Ale teraz
gdzie je wbić, jaki długi sznurek, a na domiar

!!! Rysunki 2,3 i 4 trzeba uzyskać jako zrzut ekranu w programach: EDWPOT1, EDW−

POT2 i EDWPOT3 !!!

EDWDZ1.BAS i EDWDZ1.EXE − program dotyczący obliczania skokowego, 10−pozy−

cyjnego dzielnika napięcia.

EDW1.BAS i EDW1.EXE − program do przykładu 3.

złego trzeba było wybrać takie wymiary eli−
psy, aby jej obwód był parzystą wielokrotno−
ścią długości gotowych elementów gipso−
wych. No cóż, klawiatura trochę poszarzała
od gipsu, ale już następnego dnia było co
podziwiać na suficie.

Komputer obliczał kolejne obwody jako

sumy odległości kolejnych 100000 punktów
na elipsie a ja sobie wybrałem taką elipsę,
która pasowała do mojego celu.

Polecam takie ćwiczenia,

Marek Klimczak

[e-mail]

68

Podzespoły

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

Źródła energii XXI wieku

W ostatnim czasie wiele mówi się o nowych
źródłach energii − ogniwach paliwowych.
Nazywa się je źródłami energii XXI wieku
i podkreśla zalety, w tym głównie brak to−
ksycznych odpadów. Zadowolenie, że XX−
wieczne źródła energii oparte w sumie na wę−
glu ustępują miejsca lepszym i czystszym
źródłom opartym na wodorze, wyrażają nie
tylko ekolodzy.

Nazwa ogniwo paliwowe (ang. fuel cell)

niewiele mówi. Tymczasem chodzi o rodzaj
baterii czy akumulatorów. Ogniwo paliwo−
we, podobnie jak bateria, jest źródłem prądu
stałego.

Historia i dzień dzisiejszy

Ogniwa paliwowe nie są nowym wynalaz−
kiem. Pierwsze takie ogniwo William Grove
zbudował w Anglii w roku 1839 (!). Jednak
dopiero w latach 50. i 60. XX wieku zainte−
resowano się nimi poważniej, a to w związku
z potrzebami przemysłu kosmicznego. Oka−
zało się, że już wtedy ogniwa paliwowe wy−
grały z kosztownymi i niebezpiecznymi

ogniwami jądrowymi, zawierającymi sub−
stancje promieniotwórcze oraz z jeszcze
droższymi wówczas bateriami słonecznymi.
Ogniwa paliwowe instalowano w statkach
Gemini, Apollo; do dziś są wykorzystywane
w promach kosmicznych.

Te źródła energii znalazły także zastoso−

wania bardziej przyziemne. Wielkie ogniwa
paliwowe, dostarczające setek kilowatów,
a nawet kilku megawatów energii, mogące
służyć jako źródła awaryjnego zasilania dla
budynków, a nawet osiedli produkowane są
obecnie przez wiele firm. Kilka potężnych
ogniw paliwowych można zobaczyć na fo−
tografiach w artykule. Podejmuje się po−
ważne próby wykorzystania ogniw paliwo−
wych do napędu samochodów. Kilku pro−
ducentów samochodów i autobusów pre−
zentuje i zapowiada rychłe wprowadzenie
na rynek pojazdów z ogniwami paliwowy−
mi. Duże fotografie pokazują samochody
koncernu Daimler−Chrysler, w tym najnow−
szy Necar 5 zbudowany na bazie Mercede−
sa klasy A. Autobusy napędzane silnikami
elektrycznymi z ogniwami paliwowymi są

66

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

M

E

U

dodatek

do

miesięcznika

P

o

z

n

a

ć

i

z

r

o

z

u

m

i

e

ć

s

p

r

z

ę

t

a g a z y n

l e k t r o n i k i

ż y t k o w e j

M

U

O

O

O

O

g

g

g

g

n

n

n

n

ii

ii

w

w

w

w

a

a

a

a

p

p

p

p

a

a

a

a

ll

ll

ii

ii

w

w

w

w

o

o

o

o

w

w

w

w

e

e

e

e

,,

,,

c

c

c

c

zz

zz

yy

yy

ll

ll

ii

ii

w

w

w

w

o

o

o

o

d

d

d

d

o

o

o

o

rr

rr

u

u

u

u

d

d

d

d

o

o

o

o

p

p

p

p

e

e

e

e

łł

łł

n

n

n

n

a

a

a

a

!!

!!

O

O

O

O

g

g

g

g

n

n

n

n

ii

ii

w

w

w

w

o

o

o

o

f

f

f

f

ii

ii

r

r

r

r

m

m

m

m

y

y

y

y

B

B

B

B

a

a

a

a

ll

ll

ll

ll

a

a

a

a

r

r

r

r

d

d

d

d

O tym się mówi

Maj 2002

O tym się mówi

testowane w kilku miastach
świata. Zadziwiającą nowością
są rowery i skutery wykorzy−
stujące ogniwa paliwowe i sil−
niki elektryczne.

Ogniwa paliwowe średniej

wielkości o mocach rzędu kilku
kilowatów będą wykorzystywa−
ne w gospodarstwach domo−
wych. Powstają i są testowane
liczne prototypy.

Ostatnio wiele uwagi poświęca się też mi−

niaturowym ogniwom paliwowym, które
w przyszłości będą zasilać przenośne urzą−
dzenia elektroniczne, na przykład komputery,
telefony komórkowe, kamery wideo, konsole
do gier, itd.

Jak to działa, czyli
wodoru do pełna

Patrząc ze strony użytkownika, ogniwo pali−
wowe zachowuje się jak typowa bateria, bądź
akumulator. Ma dwa bieguny i jest źródłem
prądu stałego. Nie jest jednak rodzajem aku−
mulatora, który jest cyklicznie ładowany prą−
dem i rozładowywany. Ogniwo paliwowe
jest ładowane, a właściwie tankowane... wo−
dorem lub metanolem. Zamienia energię che−
miczną paliwa na elektryczną. Rysunek 1
pokazuje w uproszczeniu zasadę działania.

Pod wpływem katalizatora atomy wodoru

rozszczepiają się na proton (H+) i elektron
(e−). Protony przechodzą przez elektrolit
i membranę oddzielającą elektrody wewnątrz
ogniwa. Elektrony nie mogą przejść przez tę
membranę i płyną od anody do katody na ze−
wnątrz ogniwa. Jest to prąd elektryczny,
który można wykorzystać. Na katodzie wo−
dór łączy się z tlenem z powietrza i produk−
tem reakcji jest woda (para wodna) i ciepło.

Znane są różne rodzaje ogniw paliwo−

wych, na przykład z kwasem fosforowym
(Phosphoric Acid), z membraną protono−
wą (PEM − Proton Exchange Membrane),
ze stopionym węglanem (Molten Carbona−
te), z tlenkiem (Solid Oxide Fuel Cells),
alkaliczne, bezpośrednio wykorzystujące
metanol (Direct Methanol Fuel Cells), czy
regeneracyjne (Regenerative Fuel Cells).

Mają odmienną budowę, pracują
w różnych temperaturach i mają
różną sprawność.

Paliwo

Ostatecznie paliwem w omawia−
nych ogniwach jest zawsze wo−
dór. Niestety, choć jest on jednym
z najpopularniejszych pierwiast−
ków na Ziemi, występuje głównie
w związkach, przede wszystkim
jako woda. Można uzyskać wodór
z wody, ale w proces ten trzeba
włożyć znaczną ilość energii.

67

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

M

E

U

N

N

N

N

e

e

e

e

c

c

c

c

a

a

a

a

r

r

r

r

5

5

5

5

II

II

n

n

n

n

s

s

s

s

t

t

t

t

a

a

a

a

ll

ll

a

a

a

a

c

c

c

c

jj

jj

e

e

e

e

p

p

p

p

a

a

a

a

ll

ll

ii

ii

w

w

w

w

o

o

o

o

w

w

w

w

e

e

e

e

w

w

w

w

N

N

N

N

e

e

e

e

c

c

c

c

a

a

a

a

r

r

r

r

5

5

5

5

S

S

S

S

k

k

k

k

u

u

u

u

t

t

t

t

e

e

e

e

r

r

r

r

z

z

z

z

o

o

o

o

g

g

g

g

n

n

n

n

ii

ii

w

w

w

w

e

e

e

e

m

m

m

m

p

p

p

p

a

a

a

a

ll

ll

ii

ii

w

w

w

w

o

o

o

o

w

w

w

w

y

y

y

y

m

m

m

m

H

H

H

H

y

y

y

y

d

d

d

d

r

r

r

r

o

o

o

o

c

c

c

c

y

y

y

y

c

c

c

c

ll

ll

e

e

e

e

−

−

r

r

r

r

o

o

o

o

w

w

w

w

e

e

e

e

r

r

r

r

n

n

n

n

a

a

a

a

w

w

w

w

o

o

o

o

d

d

d

d

ó

ó

ó

ó

r

r

r

r

A

A

A

A

u

u

u

u

t

t

t

t

o

o

o

o

b

b

b

b

u

u

u

u

s

s

s

s

t

t

t

t

e

e

e

e

s

s

s

s

t

t

t

t

o

o

o

o

w

w

w

w

a

a

a

a

n

n

n

n

y

y

y

y

w

w

w

w

G

G

G

G

e

e

e

e

o

o

o

o

r

r

r

r

g

g

g

g

e

e

e

e

t

t

t

t

o

o

o

o

w

w

w

w

n

n

n

n

U

U

U

U

S

S

S

S

A

A

A

A

Rys. 1

Wytwarza się go w procesie elektrolizy wody
w instalacjach zawierających ogniwa sło−
neczne bądź elektrownie wiatrowe. Poszuku−
je się i wykorzystuje inne źródła wodoru.
Stosując dodatkowe urządzenia, można od−
dzielić i wykorzystać wodór zawarty w róż−
nych

substancjach,

np.

w

metanie,

metanolu, etanolu, węglowodorach, bioga−
zie, itp. Interesująco zapowiada się wytwa−
rzanie wodoru z pomocą bakterii lub alg oraz
dobranych enzymów.

Pomimo to, że pozyskiwanie wodoru mo−

że być dość skomplikowane oraz związane
z wytwarzaniem pewnych odpadów, i tak no−
we źródła energii okazują się bardziej przyja−
zne dla środowiska, niż dotychczasowe.

Przyszłość

Wiele wskazuje, iż ogniwa paliwowe, zarów−
no duże, jak i miniaturowe, mają przed sobą
świetlaną przyszłość. Co prawda najnowsze
baterie i różne akumulatory, zwłaszcza lito−
wo−jonowe, mają zadziwiająco dobre para−

metry, o czym na co dzień przekonują się po−
siadacze najnowszych kamer, laptopów czy
telefonów komórkowych. Okazuje się jed−
nak, że ogniwa paliwowe pod wieloma
względami są jeszcze lepsze.

Przede wszystkim, w przeciwieństwie do

baterii, ogniwo paliwowe jest źródłem odna−
wialnym i może być wykorzystywane wielo−
krotnie. Bardzo ważną zaletą jest czas łado−
wania − najszybsze akumulatory ładowane są
w czasie co najmniej pół godziny, natomiast
ładowanie ogniw paliwowych trwa kilka se−
kund.

W skali globalnej dużą zaletą jest fakt, że

ogniwa paliwowe są zbudowane z materia−
łów przyjaznych środowisku i nie zawierają
trującego kadmu, rtęci czy ołowiu.

Poza tym gęstość energii najlepszych

ogniw litowo−jonowych sięga 300Wh/kg,
tymczasem ogniwa paliwowe oferują gęstość
energii 1000...20000Wh/kg. Oznacza to, że
ogniwo paliwowe o takich samych możliwo−
ściach może być znacznie mniejsze i lżejsze
od najlepszego akumulatora.

Obecnie główną barierą w ich szerokim

upowszechnieniu są wysokie ceny. Drugo−
rzędną rolę gra fakt, że do rozwiązania pozo−
stało jeszcze sporo problemów technologicz−
nych i że występują pewne zagrożenia zwią−
zane z ładowaniem.

Oczekuje się, że pierwsze laptopy zasila−

ne z ogniw paliwowych ukażą się już w bie−
żącym roku. Choć małe ogniwa paliwowe
występują, póki co, w postaci niezbyt licz−
nych prototypów, można się spodziewać, że
już za trzy...cztery lata stosunek ceny do
możliwości okaże się konkurencyjny i ogni−
wa paliwowe zaczną wypierać z rynku kla−
syczne akumulatory i baterie.

Piotr Górecki

Kto chciałby zdobyć więcej informacji na
aktualny temat, może zacząć od strony:
www.fuelcells.org

68

O tym się mówi

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Maj 2002

M

E

U

O

O

O

O

g

g

g

g

n

n

n

n

ii

ii

w

w

w

w

o

o

o

o

5

5

5

5

k

k

k

k

W

W

W

W

B

B

B

B

a

a

a

a

ll

ll

ll

ll

a

a

a

a

r

r

r

r

d

d

d

d

O

O

O

O

g

g

g

g

n

n

n

n

ii

ii

w

w

w

w

o

o

o

o

3

3

3

3

k

k

k

k

W

W

W

W

M

M

M

M

a

a

a

a

n

n

n

n

h

h

h

h

a

a

a

a

t

t

t

t

t

t

t

t

a

a

a

a

n

n

n

n

S

S

S

S

c

c

c

c

ii

ii

e

e

e

e

n

n

n

n

c

c

c

c

e

e

e

e