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

Rozwiązanie zadania 54

W EdW 8/2000 na stronie 39 zamieszczony
był schemat układu do pomiaru temperatury;
można go zobaczyć na rysunku A. Należało
wykryć usterki w schemacie. Zadanie okaza−
ło się trudne, zwłaszcza dla słabo zaawanso−
wanych, nie znających zasady działania i bu−
dowy wewnętrznej kostki LM3914. Znaczna
cześć uczestników nie zidentyfikowała pro−
blemu. Niektórzy proponowali zastąpienie
czujnika LM335 łańcuchem szeregowo połą−
czonych diod krzemowych. Jest to możliwe,
ale nie tu leży problem. Inni proponowali
“pseudoszeregowe” włączenie diod świecą−
cych, co przy zasilaniu napięciem 12V nie
jest sensowne. Sporo osób stwierdziło, że
wzmacniacz operacyjny jest niepotrzebny, co
nie jest prawdą. Wzmacniacz jest potrzebny,
a jego wzmocnienie może i powinno być je−
szcze większe. Nie jest też błędem zastoso−
wanie potencjometru P2 ani rezystora R1
o wartości 2,2k

Ω

. Kilku uczestników przy−

puszczało, że coś jest nie tak z kostką

LM335, ale nie potrafili sprecyzować odpo−
wiedzi.

Wskazówką pomocną w wykryciu usterek

było stwierdzenie, że ma to być termometr
pokazujący

temperaturę

w

zakresie

–7...+3

o

C.

Kostka LM335 jest czujnikiem tempera−

tury, dającym napięcie proporcjonalne do
temperatury bezwzględnej ze współczynni−
kiem 10mV/K. Pomijając błąd kalibracji (eli−
minowany przez potencjometr P2) oznacza
to, że w temperaturze +3

o

C (276K) napięcie

na czujniku wyniesie 2,76V, natomiast
w temperaturze –7

o

C (266K) napięcie wynie−

sie 2,66V. Wzmacniacz z układem U1 ma
wzmocnienie równe 3, więc na jego wyjściu
w podanym zakresie temperatur napięcie bę−
dzie się zmieniać w zakresie 7,98...8,28V.
Nie wchodząc w szczegóły oznacza to, że

aby układ prawidłowo pokazywał temperatu−
rę, zaświecając kolejne diody LED, napięcie
na nóżce RHI musi wynosić 8,28V, a na nóż−
ce RLO 7,98V.

Nie da się tego w żaden sposób osiągnąć

w pokazanym układzie. I to właśnie jest po−
szukiwany główny błąd. Jeśli pomysłodawca
tego układu celowo i świadomie proponuje ta−
ki właśnie układ, błąd polega na tym, że w ob−
wód końcówki REFA dał rezystor R5 o dużej
wartości. Wprawdzie możliwe jest podwyż−
szenie w ten sposób napięcia na końcówce
REFO, ale taki sposób nigdy nie jest stoso−
wany. Z końcówki REFA wypływa wpraw−
dzie prąd o wartości typowej 75µA (max
120µA), ale prąd ten zmienia się z temperatu−
rą (podobnie ma się sprawa ze stabilizatora−
mi regulowanymi, np. LM317 – problem ten
był swego czasu omawiany w Skrzynce po−
rad). Nawet gdyby tak miało być, wartość
270k

Ω

jest zdecydowanie zbyt duża, a dziel−

nik R4, P1 nie umożliwi uzyskania napięcia
0,3V miedzy końcówkami RHI, RLO.

Bardzo prawdopodobne jest też przypu−

szczenie, iż pomysłodawca omyłkowo źle
narysował schemat, myląc nóżki RLO
i REFA. Nawet jeśliby tak było, układ
nadal jest błędny z dwóch powodów.
Dzielnik R4, P1 nie umożliwi uzyskania
napięcia 8,28V na wyjściu REFO. Niefor−
tunne jest też ustalanie napięcia odniesie−
nia na wewnętrznej drabince rezystorów za
pomocą jednego zewnętrznego rezystora
R5 nie tyle ze względu na ich słabą stabil−
ność cieplną, co na duży rozrzut pomiędzy
egzemplarzami. Rezystancja wewnętrzne−
go dzielnika według katalogu ma typowo
12k

Ω

, ale może mieć wartość w zakresie

8...17k

Ω

.

Okazuje się więc, że w każdym przypad−

ku układ jest ewidentnie błędny.

Nie jest natomiast błędem założenie, że ro−

boczy zakres zmian napięcia wynosi tylko

300mV. Co prawda nie jest to wartość opty−
malna, ale można ją dopuścić w takim prostym
układzie. Wprawdzie przy tak małej wartości
napięcia odniesienia mogą dać o sobie znać na−
pięcia niezrównoważenia poszczególnych
komparatorów, jednak w tym wypadku nawet
błąd rzędu pół stopnia nie jest istotny.

Zauważalną wadą takiego układu okaże

się także skomplikowana procedura kalibra−
cji. Gdyby ktoś chciał wykonać podobny
układ termometru, proponuję schemat z ry−
sunku B, w którym większość wspomnia−
nych wad została w bardzo prosty sposób
usunięta. W tym wypadku kalibracja okaże
się wyjątkowo prosta. Najpierw za pomocą
PR1 można precyzyjnie wyregulować czuj−
nik LM335 by wartość napięcia dokładnie
odpowiadała temperaturze wyrażonej w kel−
winach. Można to wykonać w dowolnej, zna−
nej temperaturze, ustawiając odpowiednie
napięcie odpowiadające temperaturze wyra−
żonej w kelwinach, pomnożone przez 10mV.
Przykładowo dla temperatury pokojowej
22

o

C (295K) należy ustawić napięcie na czuj−

niku równe 2,95V.

Za pomocą PR3 należy ustawić na koń−

cówce REFO (RHI) napięcie równe 2,73V,
co odpowiada temperaturze +3

o

C.

Ponieważ teraz zakres zmian napięcia ro−

boczego ma być równy napięciu odniesienia
(typ.1,28V; 1,2...1,34V), więc wzmacniacz
U1 powinien mieć wzmocnienie około 12,8x.
Kilkuprocentowa odchyłka nie będzie mieć
praktycznego znaczenia.

Jak już wspominałem, postawione zada−

nie okazało się trudne i poprawna była mniej
niż połowa odpowiedzi. Tym większą saty−
sfakcję mogą mieć ci uczestnicy, którzy pra−
widłowo zlokalizowali problem. Nagrody
otrzymują:

Ryszard Milewicz z Wrocławia, Michał

Podsiadlik z Chorzowa i Janusz Zalewski
z Rybaków.

+

2,2k

LM335

PR1

10k

PR1

10k

U1
TLC271

10k

R

N.c.

9 3

5

IN

PR2

4,7k

PR2

4,7k

1k

Ω

1k

Ω

2,2k

7
6

REFO

RHI

RLO

REFA

GND

2

4
8

4,7k

PR3

11,8k

Ω

11,8k

Ω

2,76V

2,76V

typ.1,28V

typ.1,28V

LM3914

Rys. A

Rys. B

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

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

Zadanie numer 58

Na rysunku C można zobaczyć schemat
nadesłany jako rozwiązanie jednego z po−
przednich zadań głównych Szkoły Konstruk−
torów. Młody kandydat na konstruktora za−
projektował prosty i bardzo sensowny układ
wyciszania muzyki na czas, gdy pojawia się
sygnał z mikrofonu. Pomysł jest bardzo do−
bry, niewątpliwie godny pochwały, jednak...

Jak zwykle spróbujcie odpowiedzieć na

pytanie:

Co tu nie gra?

Krótkie odpowiedzi nadsyłajcie w termi−

nie 45 dni od ukazania się tego numeru EdW,
a kartki oznaczcie dopiskiem “NieGra58”.
Nagrodami będą drobne kity AVT.

Piotr Górecki

Punktacja Szkoły Konstruktorów

Dariusz Knull Zabrze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

Marcin Wiązania Gacki . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Piotr Wójtowicz Wólka Bodzechowska . . . . . . 46

Paweł Korejwo Jaworzno . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Tomasz Sapletta Donimierz . . . . . . . . . . . . . . . 38

Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. . . . . . . . . . 33

Jarosław Kempa Tokarzew . . . . . . . . . . . . . . . 31

Krzysztof Nytko Tarnów . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Marcin Piotrowski Białystok . . . . . . . . . . . . . . 26

Bartłomiej Stróżyński Kęty . . . . . . . . . . . . . . . 24

Rafał Wiśniewski Brodnica. . . . . . . . . . . . . . . . 23

Krzysztof Kraska Przemyśl . . . . . . . . . . . . . . . 22

Mariusz Wesołowski Radom . . . . . . . . . . . . . . 20

Barbara Jaśkowska Gdańsk . . . . . . . . . . . . . . . 19

Grzegorz Kaczmarek Opole. . . . . . . . . . . . . . . 19

Jakub Mielczarek Mała Wola . . . . . . . . . . . . . 19

Bartłomiej Radzik Ostrowiec Św. . . . . . . . . . 19

Arkadiusz Antoniak Krasnystaw . . . . . . . . . . . 18

Marek Grzeszyk Stargard Szcz. . . . . . . . . . . . . 17

Radosław Koppel Gliwice . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Przemysław Gąsior Gorlice . . . . . . . . . . . . . . . 15

Mariusz Nowak Gacki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Czesław Szutowicz Włocławek . . . . . . . . . . . . 15

Filip Rus Zawiercie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Marcin Przybyła Siemianowice . . . . . . . . . . . . 10

z wyjścia

AUX POST

LUB SUB

miksera

(mowa)

z wyjścia

AUX POST

LUB SUB

miksera

(mowa)

10k

R5

C2

(*)

C2

(*)

R4

47k

R4

47k

T1

BC548

T1

BC548

100k

R3

100k

100k

R2

C1

1

µ

C1

1

µ

100k

100k

PR1

47k

R1

z wyjścia

głównego

miksera

(muzyka)

z wyjścia

głównego

miksera

(muzyka)

U1D
4066

PR2

100k

PR2

100k

U1C
4066

U1B
4066

R7

10k

R7

10k

U1A
4066

+

−

9V

WYJŚCIE

T2

BC558

T2

BC558

100k

R6

Rys. C

“Kiedy będą horoskopy??! Bo póki co, tak słodko, że mdli” –

Mirosław Kopera, D

Dęębbiiccaa

Poniżej przedstawiamy, dalszą część cukru, i nie tylko, za−
czerpniętą z miniankiet.

Myślę sobie tak, kiedy czytam na ciągniku czy kombajnie
i mam EdW to nawet rolnikiem być fajnie

– Rafał Gierzyński, Chabowo

EdW na biureczku i już wszystko w porządeczku

– Wiesław Jaszowski, Ustronie

Każdy dzień bez EdW jest dniem straconym dla naukowca

– Grzegorz Stasica, Łodygowice

Gdy EdW nadchodzi, z domu się nie chce wychodzić

– Tomasz Drożdżał z Gliwic

“Materiał rzetelny, bez “lania wady”. A “KIT wcisnąć” może−
cie mi w ramach nagrody. – Józef Rojek, Świerkle
Przeglądając EdW nie nudzę się, bo Góreckiego dobrze czyta się

– Daniel Neumann, Tczew

Z EdW w ręce pozbyłem się komarów! – nazwisko znane Re−
dakcji
Lutować, albo nie lutować – oto jest pytanie

– Piotr Sadowski, Olkusz

Elektronika jest królową wszystkich gazet, a jej dodatkiem jest
market – Andrzej Sadowski, Skarżysko−Kamienna
Uzależniam się od EdW. Gazetoman

– Krzysztof Szmidtka, Rumia

Jesteście spoko!!! – Łukasz Skoczylas, Stojowice
Wasza gazeta jest lepsza niż ustawa przewiduje

– Jarosław Sobel, Rybnik

Jeszcze nigdy tak wielu nie zawdzięczało tak wiele tak niewielu

– Maciej Sochaczewski, Chełmce

Poradźcie jak rozdzielić studia od działań praktycznych?!

– Tomasz Łastowski, Ciosny

Kto EdW czytuje, każdy kit sprawnie zlutuje

– Janina Kunka, Giżycko

Każdy kit zlutuje, kto EdW prenumeruje

– Radosław Kunka, Giżycko

EdW sprawi, że... lutowanie uda się

– Krzysztof Kunka, Giżycko

EdW to jednym słowem Super−Extra−Mega−Cool−Pismo. Dzię−
ki EdW nareszcie wiem, dlaczego dioda 1N4148 nie świeci!

– Andrzej Herok, Połomia

Elektronika to moje życie a wy jesteście jego światłem

– Grzegorz Dyrlaga, Cięcina

EdW – Ekspozycja dawnych Wynalazków

– Leszek Kołodziej, Cieszyn

EdW – Efektywna dawka Wibracji

– Jarosław Kempa, Doruchów

EdW – Elektronika daje Wolność – Krzysztof Szmidtka, Rumia
EdW – Elektronik dobrze Wie

– Krzysztof Szmidtka, Rumia

EdW – Europejski dziennik Wiedzy

– Krzysztof Szmidtka, Rumia

EdW – Eksperymentuj dla Wiedzy

– Krzysztof Szmidtka, Rumia

EdW – Egzemplarz dla Wariata – Krzysztof Szmidtka, Rumia