plik

Pozdrawiamy: Mirosława Gębołysia z Oświęcimia, Alojzego Rachtana
z Zawiercia, Piotra Parfeniuka z Białegostoku, Wacława Stera z
Chrzanowa, Sławomira Idaszaka z Poznania, Roberta Polankiewicza,
Ryszarda Piotrowicza z Brzeska, Marcina Ziętka, Krzysztofa Kirejczu−
ka, Dariusza Bembenka z Olkusza, Sławomira Grześkowiaka, Arka−
diusza Zielińskiego, Jacka Zielińskiego, Grzegorza Urbanka z Rybni−
ka, Krzysztofa Smolińskiego z Sieradza, Jakuba Wizłę ze Śremu, Ale−
ksandra Marka z Czarnego Potoku, Krzysztofa Jarockiego ze Stryko−
wa, Mateusze Łosia z Pabianic i Piotra Orłowskiego z Warszawy.

Uwagi do rubryki Errare humanum est dotyczące EdW 07/2002 przy−
słali tylko: Marcin Łaćko z Olsztyna i Zbigniew Gibek ze Święto−
chłowic. Ponieważ dostrzeżone błędy to tylko dwie literówki, nagro−
dy tym razem nie będą przydzielone.

Serdecznie Witam!
W jednym z ostatnich e−maili wspominałem o pewnej niespodziance.
Jest nią... U = sporo kV...

POLSKI OPIS DYREKTYW I INSTRUKCJI JĘZYKA BASCOM

BASIC 8051! (...)

Otrzymałem kilka listów od użytkowników BASCOM8051, którzy

namawiali mnie do tego. A ponieważ Mark Alberts był jak najbardziej
za – powstało też to opracowanie.

Zbigniew “ZbeeGin” Gibek

zbeegin@poczta.onet.pl

Plik (250kB) jest do ściągnięcia z naszej strony internetowej

http://www.edw.com.pl/library/pliki/bascomhlp51.zip .

Zachęcamy również do pobrania zaktualizowanego pliku (315kB)

helpa BASCOM BASIC AVR http://www.edw.com.pl/library/pli−
ki/bascomhlp.zip.

Do: Redaktora Naczelnego EdW Piotra Góreckiego
Szanowny Panie Piotrze!

Pisząc ten list, nie wiedziałem do jakiej rubryki go skierować: do

Poczty, Skrzynki Porad czy po prostu do Pana.

Jestem 18−letnim elektronikiem hobbystą i tym listem chciałbym

wyrazić swoją opinię na temat EdW. Miesięcznik ten znam od kilku
lat, z początku kupowałem go rzadko, potem regularnie, a następnie
spróbowałem próbnej prenumeraty (trzymiesięcznej). Po ukazaniu się
Oślej łączki – EdW kupowałem co miesiąc, ale niestety pod koniec ro−
ku 2001 znów przerwałem moją przygodę z EdW. Teraz numerem
8/2002 chciałbym ją odnowić.

Ogólnie rzecz biorąc EdW jest drogim pismem jak na moją kieszeń

(uczę się, nie pracuję), ale za te pieniądze dostaje się dużo więcej niż
są one warte. Najbardziej podobają mi się układy praktyczne, łatwe
do wykorzystania w domu, w warsztacie itp., a nie takie, które po

zmontowaniu przynoszą radość tylko na jeden dzień, a potem zapeł−
niają szufladę elektronicznym „złomem”.

Bardzo sobie cenię artykuły przynoszące mi dużo ciekawej wiedzy

praktycznej i teoretycznej. Chodzi mi głównie o artykuły opisujące
różne elementy i urządzenia wykorzystywane w elektronice, np. o bez−
pieczniki, akumulatory, silniki krokowe.

Proponuję opublikowanie na łamach EdW artykułów na temat

transformatorów, jak również szczególnie gorącego zagadnienia do−
tyczącego zmiany napięcia w polskiej sieci energetycznej z 220V na
230V. Bardzo cenię sobie artykuły z cyklu „Radio retro”, ponieważ
kolekcjonuję stare odbiorniki radiowe.

Najbardziej nienawidzę artykułów na temat programowania mi−

krokontrolerów itp. Przez Bascoma często EdW było bardziej ozdobą
mojego  biurka  niż  miesięcznikiem,  który  należałoby  przeczytać.  A
„Ośla  łączka”  na  temat  programowania  mikrokontrolerów  będzie
ciosem  w  tych,  którzy  uczą  się  elektroniki  od  podstaw.  Uważam,  że
jest  wiele  innych  tematów,  które  można  byłoby  podjąć  na  łamach
„Oślej łączki”, choćby: wzmacniacze mocy, antenowe, mininadajniki
radiowe czy też telewizyjne.

Piszę tak może dlatego, że nie posiadam komputera i jest on dla

mnie tylko marzeniem, po prostu nie stać mnie na jego kupno. Uwa−
żam, że EdW jest świetnym pismem, ale jeżeli 65% artykułów będzie
dotyczyło budowania, uruchamiania i programowania mikroproceso−
rów przy pomocy komputera, to miesięcznik ten powinien zmienić ty−
tuł na „Elektronika dla posiadaczy komputerów”.

Proszę mi wybaczyć to co napisałem, ale niestety elektronika to

bardzo drogie hobby, zwłaszcza w rodzinach, w których pracuje tylko
jedna osoba. Trudno jest pogodzić finanse z hobby.

Tak więc, Panie Piotrze!
Bądźcie dalej tacy świetni, jak jesteście i nie zapominajcie o zasa−

dzie, że jest to Elektronika dla WSZYSTKICH.

Z pozdrowieniami

Rafał Chodnicki, Pisz

Zapewniamy Rafała, że EdW będzie w dalszym ciągu Elektroniką

dla Wszystkich. Wielu Czytelników wręcz domaga się mikroproce−
sorów i one będą. Takie są czasy, tego się nie da zmienić. Natomiast
„analogówka” na pewno nie zniknie z naszych stron! Mamy nadzie−
ję, że proporcje między nimi będą stosownie dobrane. Rafał otrzymu−
je od nas nagrodę książkową.

Witam,
Jestem waszym czytelnikiem od 1999 roku, a prenumeratorem od ponad
roku. Chodzę do technikum elektronicznego. Wybrałem ten profil, po−
nieważ już wcześniej interesowałem się elektroniką. Niestety, w szkole
spotkał mnie zawód, przez pierwsze dwa lata elektroniki było jak na le−
karstwo, dopiero w trzeciej klasie pojawiły się lekcje o elektronice.

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

Październik 2002

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.

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

Szkoda tylko, że posiadam jedynie wiedzę teoretyczną, a nic z
niej nie umiem wykorzystać w praktyce. Na szczęście nie pi−
szecie tak jak w książkach do elektroniki (pisane jak dla pro−
fesjonalistów, przeładowane teorią, zniechęciły moich kole−
gów do elektroniki). Wasz kurs „Ośla Łączka” jest super! Na
konkretnych przykładach omawiacie działanie układów i po−
szczególnych elementów. Kurs jest przystępnie napisany, pro−
sto i zwięźle, a przy tym bez kilometrowych wzorów, które nie
przydają się początkującemu elektronikowi.

Cieszę się, że będzie kurs o mikroprocesorach od zera.

Do tej pory mikroprocesory to była dla mnie czarna magia,
nie mówiąc o ich programowaniu, a przecież jest tyle prak−
tycznych układów z ich wykorzystaniem.

Do kursu Oślej Łączki moglibyście wprowadzić wzmacnia−

cze operacyjne. Wiem, że kurs o nich już jest, ale praktyczne
rady i układy chyba nikomu nie zaszkodzą. (...)

Pozdrowienia dla redakcji EdW

Paweł Trzeciak, Żywiec

Do Pana Piotra:
Witam bardzo serdecznie.

Panie Piotrze, myślę, że jestem niewiele młodszy od Pana,

ale... ukończyłem szkołę wojskową SCHMW w Gdyni, o kierun−
ku „Naprawa i eksploatacja okrętowych urządzeń radiolokacyj−
nych”. Mikrofale to moje życie. Jestem żołnierzem zawodowym.
Mam pewien zasób wiadomości na temat elektroniki, jednak
EdW przewyższa wszystko. Powiem szczerze, uczę się od Was na
nowo. Powiem też, dlaczego. Wojsko to bardzo skostniała struk−
tura. Bez rozkazu jest bardzo ciężko cokolwiek zrobić.

Jednak nie tylko na rozkazie człowiek stoi. Mogę sobie do

woli poswawolić, jeżeli mam na to ochotę. W ostatnim okresie
zauważam dość poważne zainteresowanie wojskiem, a przede
wszystkim jego osiągnięciami. Jak wiadomo, to wszystko od
spraw militarnych się zaczyna.

Dzięki Waszemu miesięcznikowi, mogę poczytać o ciekawych

rozwiązaniach, popróbować ciekawych możliwości. Uważam, że
Wasz miesięcznik to bardzo dobre Pismo na naszym skromnym
rynku elektroniki, na które czeka bardzo wiele osób, potrafiących
zrobić porządek z PRĄDEM.

Jeżeli ów list miałby się ukazać na forum Waszego czasopi−

sma, to proszę o anonimowość.

Dzięki

Pozdrawiam

EdW 9/2002 Lista osób nagrodzonych

Jerzy Bergiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  Szczecin
Mariusz Chilmon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  Augustów
Rafał Chodnicki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pisz
Piotr Dereszowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  Chrzanów
Aleksander Doręgowski. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zgorzelec
Dariusz Drelicharz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Przemyśl
Marek Drozd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stoczek
Tomasz Gajda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wrząsawa
Tomasz Glaba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bielsko−Biała
Teresa Grudkowska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Iława
Tomasz Kaczmarczyk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kraków
Rafał Kostro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Przyjmy
Daniel Krukowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Płock
Dawid Kwiatkowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zebrzydowice
Bogusław Łącki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  Nysa
Grzegorz Marciniak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  Poznań
Andrzej Masny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Otwock
Justyna Nieleszczuk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Puławy
Zbigniew Nowak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cieszyn
Konrad Nowakowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kobyłka
Edward Przybyłek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Piekary Śl.
Grzegorz Rapa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  Legnica
Leszek Seledec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Olsztyn
Przemysław Szpiler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zagórów
Radosław Szycko . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Goleniów
Michał Stach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kamionka Mała
Marcin Wiązania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Busko Zdrój
Mateusz Wilkowski. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gdańsk
Grzegorz Witkowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ostrołęka
Mariusz Woszczyński . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dębno
Henryk Zając . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bytom
Karolina Zawadzka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dobrzany

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

Październik 2002

Wykonałem samodzielnie wzmacniacz do CD−ROM−u z ukła−
dami TDA 1524A i wzmacniaczem mocy (...) Przy ustawieniu
potencjometru głośności już w połowie drogi wzmacniacz za−
czyna rzęzić. Proszę o pomoc (...) załączam karty katalogowe
układów scalonych.

Znajomość parametrów katalogowych niewiele tu pomoże. Czytelnik
nie podał, jak zbudowane są obwody zasilania i jakie są poziomy sy−
gnałów. Sygnał audio z CD−ROM−u ma znaczną wartość, jednak nie
powinno to spowodować przesterowania. Najbardziej prawdopodob−
ną przyczyną kłopotów jest zasilacz o zbyt małej mocy lub zbyt ma−
łym napięciu wyjściowym. Trzeba to sprawdzić, używając innego za−
silacza.  Jeśli  układ  jest  zasilany  napięciem  12V...15V,  warto  spraw−
dzić,  czy  zasilany  z akumulatora  też  będzie  sprawiał  kłopoty.  Jeśli
tak,  trzeba  sprawdzić  poziomy  sygnałów,  ich  kształt  oscyloskopem
i sprawdzić, gdzie pojawia się zniekształcenie.

Proszę o podanie schematu prostej i niezawodnej prze−
twornicy 3VDC/220VAC.

Młody Czytelnik nie podał częstotliwości przebiegu wyjściowego –
prawdopodobnie chodzi mu o przetwornicę 50−hercową. Nie podał
też mocy wyjściowej − czy ma wynosić ona 1W, 10W czy może
500W. Do czego przetwornica ma być stosowana? Dlaczego ma być
zasilana napięciem stałym 3V? Czyżby chodziło o dwie baterie?

Prośba jest co najmniej dziwna, bo trudno sobie wyobrazić, jakie

urządzenie  sieciowe  miałoby  być  zasilane  napięciem  3V za pomocą
wspomnianej przetwornicy. Takich życzeń nadchodzi do redakcji wie−
le. Nadsyłają je młodzi Czytelnicy, niemający praktycznego doświad−
czenia,  którzy  żądają  wręcz  cudów.  Przykładowo,  jeśli  przetwornica
miałaby dać na wyjściu moc równą tylko 20W (220V, 0,09A), to po
uwzględnieniu całkowitej sprawności, która na pewno nie przekroczy
75%, moc pobierana ze źródła zasilania wyniesie ponad 26W. Przy na−
pięciu tego źródła równym 3V wymagany prąd wyniósłby prawie 9A.
Tego oczywiście nie zniesie żadna bateria ani miniaturowy akumulator.
Tego  typu  przetwornice  są  powszechnie  stosowane  w bezprzerwo−
wych  zasilaczach  komputerowych  (UPS).  Przy  mniejszych  mocach
wyjściowych  zwykle  stosuje  się  tam  akumulatory  12−woltowe,  przy
większych – dwa takie akumulatory połączone w szereg; nigdy 3V.

Młodzi i niedoświadczeni elektronicy, którzy zainteresowani są te−

go rodzaju (niebezpiecznymi) układami, powinni najpierw zająć się
konstrukcjami prostszymi, łatwiejszymi w realizacji, bezpieczniej−
szymi, a dopiero po nabraniu doświadczenia eksperymentować
z układami, gdzie występują tak wysokie napięcia.

Chciałbym schłodzić detektor CCD do ok. −80

C. Wybra−

łem moduł Peltiera firmy Melcor (3 OT 1.3−26−F9). Wiem,
że nie osiągnę założonej temperatury, ale nieco wyższa też
będzie wystarczająca. Jako czujnik temperatury chciałbym
wykorzystać termistor NTC: R=10k

Ω

(T=25

C), B=3450K.

W EdW nr 7/97 i 8/97 są opisane moduły Peltiera, ale nie
ma układów sterujących (kontrolerów). Czy są wymagane
jakieś specjalne układy? W jaki sposób mogę najprościej
i najtaniej zbudować kontroler do tego modułu?

Specjalnych wymagań nie ma. Kontrolerem może tu być najzwyczaj−
niejszy zasilacz.

Jednak prąd KONIECZNIE MUSI BYĆ DOBRZE FILTROWA−

NYM PRĄDEM STAŁYM. Zawartość tętnień powinna być jak naj−
mniejsza (co najwyżej kilka %). Wykluczone jest w związku z tym
sterowanie impulsowe PWM.

Największym kłopotem jest odebranie dużych ilości ciepła ze stro−

ny gorącej − tu leży klucz do sukcesu. Nie chodzi tylko o możliwość
stopienia połączeń ogniw, co zdarza się przy niedostatecznym chło−
dzeniu. „Peltier” nawet w idealnym przypadku może wytworzyć co
najwyżej jakąś określoną różnicę temperatur miedzy stroną zimną
a gorącą. Czym niższa będzie temperatura strony gorącej, tym niższą
temperaturę uda się uzyskać po stronie zimnej. Może udałoby się za−
stosować chłodzenie wodne?

Czym grozi zmiana napięcia z 220V na 230V? Czy trzeba
będzie wymieniać urządzenia elektryczne i elektroniczne?

Nie ma żadnego powodu do niepokoju. Zmiana z 220V na 230V to
zmiana o mniej niż 5%. Pięcioprocentowy przyrost mieści się w tole−
rancji każdego urządzenia elektrycznego. W przypadku aparatury
elektronicznej, zarówno z klasycznymi zasilaczami transformatoro−
wymi, jak też z nowoczesnymi zasilaczami impulsowymi, zmiana na−
pięcia o 5% też nie ma znaczenia.

Obawy może budzić wzrost mocy, która, jak wiadomo, wzrasta

z kwadratem napięcia. Policzmy zmianę dla grzejnika 220V/2000W.
Z przekształconego wzoru P = U

/R obliczymy rezystancję grzejnika:

R = (220)

/2000 = 48400/2000 = 24,2

Ω

Przy napięciu 230V moc wyniesie:
P = 52900/24,2 = 2186W
czyli wzrośnie mniej, niż o 10%. Podobnie będzie z silnikami i in−

nymi urządzeniami − ich moc też wzrośnie o niecałe 10%. Na pewno
nie spowoduje to uszkodzenia, a w wielu wypadkach urządzenia po
prostu będą lepiej pracować − będą mocniejsze.

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.

Chyba każdy oglądał bardzo popularny swe−
go czasu film pt. „Predator”. Gracze kompu−
terowi mogli nawet wcielić się w postać Pre−
datora  w grze  pt.  „Aliens  vs  Predator”.  Pre−
dator miał na nadgarstku podręczny kompu−
ter, który wyświetlał znaki w raczej niezrozu−
miałym alfabecie. Opisywany Zegar Predato−
ra wyświetla bieżący czas również w niezro−
zumiałych  znakach.  Oczywiście  niezrozu−
miałych  tylko  dla  niewtajemniczonych,  nie
dla Czytelników Elektroniki dla Wszystkich
– „starych wyjadaczy” techniki cyfrowej. Po−
szczególne cyfry reprezentowane są bowiem
za pomocą kodu 4−bitowego.

cyfra Kod binarny

DCBA

00000000

00000011

00001100

00001111

00110000

00110011

00111100

00111111

11000000

11000011

Za pomocą 4 diod LED można przed−

stawić cyfry od 0 do 9. Sześć takich rzędów i
mamy gotowy zegar wyświetlający godziny,
minuty i sekundy. Aby zapewnić odpowiedni
efekt, diody powinny być tak jak u Predatora
czerwone i odpowiednio ułożone, np. tak jak
w modelu. Będą one symulować wyświet−
lacze jakie miał komputer Predatora.

Korzystanie z takiego zegara wymaga

nabycia  wprawy  kojarzenia  konkretnego
słowa  kodu  binarnego  jako  przypisaną  mu
cyfrę.  Nie  jest  to  wcale  takie  trudne!
Przypomnijcie  sobie,  ile  czasu  zajęła  Wam
nauka odczytywania wskazań zegarka analo−
gowego.  Nie  powiecie  mi  chyba,  że  odczy−
tanie  godziny  z  kąta  zawartego  pomiędzy

dwoma  odcinkami  (wskazówkami)  było  od
początku  proste  i  intuicyjne?  A pomyślcie
jakie wrażenie zrobicie na znajomych odczy−
tując  im  godzinę  z  pozoru  chaotycznie
migających rzędów diod.

Istnieje jeszcze jedno, bardzo ciekawe

zastosowanie  dla  zegara  wyświetlającego
czas  w  sposób  „zaszyfrowany”.  Zegar  taki
można  zainstalować  tam,  gdzie  istnieje
potrzeba niepostrzeżonego odczytu aktualnej
godziny.  W miejscu,  gdzie  ostentacyjne
spoglądanie  co  chwila  na  zegarek  jest
niegrzeczne  dla  współtowarzyszących  osób,
np. gości, którzy się u nas nieco zasiedzieli...

Jeżeli wahacie się jeszcze, czy zbudować

Zegar  Predatora,  to  zapoznajcie  się  z  pro−
gramikiem  Predator,  który  jest  jego  kompu−
terową  wersją.  Napisałem  go,  aby  zorien−
tować  się,  jak  będzie  prezentować  się  zegar
jeszcze przed jego zbudowaniem. Programik
ten przekonał mnie, że warto zbudować taki
zegar  w  „realnym  świecie”.  Program  ten
można ściągnąć ze strony internetowej EdW
www.edw.com.pl z działu FTP.

Muszę podkreślić, że układ elektroniczny

prezentuje się o niebo lepiej od swej kompu−
terowej wersji (co w pełni potwierdzają także
osoby testujące układ – przyp. red.).

Jak to działa?

Schemat  ideowy  przedstawiony  został  na
rysunku  1.  Na  liczniku  U1  zbudowany  jest
generator „napędzający” zegar. Zastosowanie
„zegarkowego”  rezonatora  (32,768kHz)
pozwala na otrzymanie częstotliwości 2 Hz na
nóżce 3 układu 4060. Ponieważ do sterowania
zegara  potrzebna  jest  częstotliwość  dwa  razy
mniejsza, zostaje ona podzielona przez dwa w
przerzutniku  typu  T,  zbudowanym  na  prze−
rzutniku  D  U2B.  W ten  sposób  na  nóżce  13
układu  4013  uzyskana  została  częstotliwość
1Hz,  która  bezpośrednio  steruje  pracą  liczni−
ków 4518 połączonych kaskadowo.

Układ 4518 zawiera w swojej strukturze

dwa liczniki BCD. Licznik U3A odpowiada za
wyświetlanie jednostek sekund, a licznik U3B

za wyświetlania dziesiątek sekund. Ponieważ
sekund w minucie jest 60, więc po osiągnięciu
59 sekundy liczniki powinny się zresetować i
wyświetlić  00  sekund  (oczywiście  w  kodzie
binarnym). Z licznikiem U3A nie ma proble−
mu – po wyświetleniu 9 wyświetla 0. Jednak,
aby  licznik  U3B  zliczał  tylko  do  5,  należy
skrócić  jego  cykl.  Osiągnięte  to  zostało  po−
przez  zastosowanie  bramki  OR  zbudowanej
na  diodach  D25,  D26  i  rezystorze  R22.  Na
wyjściach licznika U3B 5 jest reprezentowana
binarnie jako 0101. Przy zliczaniu przez licz−
nik od 0 do 5, cały czas przynajmniej jedna z
diod  D25  lub  D26  zwiera  wejście  resetujące
licznika do masy – licznik zlicza. Przy próbie
wyświetlenia 6, na wyjściu licznika pojawi się
słowo  bitowe  0110.  W tym  momencie  diody
przestaną  zwierać  wejście  reset  licznika  do
masy, a rezystor R22 poda na nie logiczną je−
dynkę. Zaowocuje to natychmiastowym wpi−
saniem  na  wyjścia  licznika  0  (wskazanie  bi−
narne 0000), podaniem przez diody D25 i D26
stanu niskiego na wejście reset licznika i roz−
poczęcie zliczania od nowa.

Dokładnie w ten sam sposób pracują licz−

niki U4A i U4B odpowiadające za wyświet−
lanie minut, których w godzinie – tak jak se−
kund w minucie – jest 60.

Liczniki U5A i U5B odpowiadają za wy−

świetlanie godzin. Ponieważ zegar pracuje w
trybie 24−godzinnym, diody D29 i D30 skra−
cają cykl pracy liczników przy osiągnięciu
wskazania 24. Wówczas diody przestają
zwierać wejścia reset liczników, a na ich wyj−
ściach pojawiają się 0 (binarnie 0000), co od−
powiada wskazaniu na zegarze godziny 12 w
nocy. Proces resetu i cykl zliczania od nowa
przebiega tak samo jak dla liczników sekund
i minut, z tym że liczniki U5A i U5B zlicza−
ją od 00 do 23.

Diody świecące D1–D7, D9–D15 i

D17–D22 podłączone są do wyjść liczników
4518 katodami. Powoduje to, że czas przed−
stawiany w kodzie binarnym wyświetlany
jest w „negatywie” (0 – dioda świeci się, 1 –
dioda nie świeci się). Podyktowane jest to

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

Październik 2002

względami wizualnymi. Po prostu przy pracy
w „negatywie” świeci się więcej diod, a ca−
łość robi dużo większe wrażenie. Diody D8,
D16,  D23  i  D24  świecą  cały  czas.  Gdyby
podłączone  były  do  wyjść  liczników,  nigdy
nie byłyby gaszone. Liczniki te zliczają tylko
do 5 dla dziesiątek sekund (U3B) i dziesiątek
minut  (U4B)  lub  2  dla  dziesiątek  godzin
(U5B).  Nie  potrzebują  więc  pełnego  4−bito−
wego  słowa  do  wyświetlenia  wskazań.
Podłączenie ich do wyjść układów liczników
byłoby  błędem.  Wymagałoby  to  zastosowa−
nia  dla  każdej  diody  odrębnego  rezystora  i
niepotrzebnie  obciążałoby  układy  prądowo.
Na  schemacie  diody  te  są  tak  narysowane  i
tak  ponumerowane,  aby  można  było  się  zo−
rientować,  do  których  liczników  są  przypo−
rządkowane. Płytka wyświetlacza została po−
łączona z płytką sterownika 22 przewodami.

Część zasilająca nie wymaga chyba szer−

szego opisu, może poza fragmentem z dioda−
mi D31 i D32. Aby zegar był odporny na za−
nik napięcia sieciowego, przewidziane zosta−
ło zasilanie awaryjne.  Ponieważ  diody  „wy−
świetlacza”  pobierają  średnio  około  150mA
(a czasami więcej), świecą tylko przy zasila−
niu zegara z sieci. Anody diod LED zwarte są
do  szyny  zasilającej  oznaczonej  12V.  Elek−
tronika zasilana jest z szyny zasilającej ozna−

czonej VCC. Przy zaniku napięcia sieciowe−
go diody zgasną, ale układy będą nadal zasi−
lane  z  baterii.  Po  powrocie  napięcia  siecio−
wego  diody  zaświecą  się,  wskazując  aktual−
ny czas, a cały zegar będzie zasilany z sieci.
Przy  zasilaniu  sieciowym  prąd  z  baterii  nie
będzie pobierany. Wynika to z różnicy poten−
cjałów.  Do  zasilania  awaryjnego  w  modelu
zastosowana została bateria 9V.

Montaż i uruchomienie

Układ sterownika można zmontować na płyt−
ce drukowanej przedstawionej na rysunku 2.
Układ modelowy umieszczony został w obu−
dowie o symbolu KM60. Płytka niecodzien−
nych wyświetlaczy została wymiarami dopa−
sowana do tej obudowy, tak aby zastąpiła jej
przód.  Rysunek  3 pokazuje  przykładowe
(jak  w  modelu)  rozwiązanie  płyty  czołowej
w  wyświetlaczem  w  postaci  prostokątnych
diod LED (2x5 lub 2x6mm).

Układ nie wymaga uruchamiania, poza

jedną czynnością: aby zegar chodził w miarę
dokładnie, regulacji wymaga trymer C1. Re−
gulacji można dokonać pomagając sobie czę−
stościomierzem lub „na piechotę”, dokonując
małych korekt co kilka dni. Jeżeli diody LED
świeciłyby zbyt jasno, można zmniejszyć ich
jasność, włączając od strony plusa zasilania

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

Październik 2002

Wykaz elementów

Rezystory

R11−R

R2200 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

R2211,,R

R2277,,R

R2288 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

R2222−R

R2244 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

R2255 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100M

Ω

R2266 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..333300kk

Ω

R2299 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700

Ω

Kondensatory

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ttrryym

meerr 5500ppFF

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3333ppFF
C

C44,,C

C55,,C

C77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF cceerraam

miicczznnyy

C66,,C

C88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000µµ//1166V

Półprzewodniki

D11−D

D2244 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ddiiooddyy LLEED

D cczzeerrw

woonnee,, pprroossttookkąąttnnee

D2255−D

D3300 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

D3311−D

D3366 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44000011

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44006600
U

U22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44001133
U

U33−U

U55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44551188

Inne

Q11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3322776688kkH

Hzz

Prrzzeełłąącczznniikk 33−ppoozzyyccyyjjnnyy
P

Prrzzyycciisskk rreesseettuujjąąccyy
O

Obbuuddoow

waa K

M6600

Rys. 1 Schemat ideowy

Komplet podzespołów z płytką jest do−

stępny w sieci handlowej AVT

jako kit szkolny AVT−2650

kilka diod 1N4001 (D33−D36) szeregowo
połączonych. Jeśli diody te nie będą monto−
wane, wówczas w ich miejsce należy wluto−
wać zwory.

Po włączeniu zasilania liczniki wskażą

przypadkową wartość. Spowodowane jest to
brakiem  układu  zerowania.  Zrezygnowałem
z  niego  świadomie,  aby  maksymalnie  upro−
ścić  konstrukcję.  Ustawienia  czasu  dokonu−
jemy  za  pomocą  przełącznika  S1.  Podczas
normalnej pracy jego styki są rozwarte i im−
pulsy  z  licznika  dziesiątek  sekund  są  poda−
wane  na  wejście  licznika  minut  przez  rezy−
stor R21. Tak samo impulsy z licznika dzie−
siątek minut są podawane na wejście licznika
godzin przez rezystor R28. Ustawienie prze−
łącznika S1 do pozycji „minuty” podaje prze−
bieg  o  częstotliwści1Hz  na  wejście  licznika
minut.  Podobnie  w  przeciwnej  pozycji  S1
można ustawić godziny. Przycisk S3 pozwa−
la wyzerować licznik sekund.

Taki sposób ustawiania jest bardzo prosty,

ma swoje drobne wady, ale dzięki temu kon−
strukcja jest bardzo prosta i tania. Ustawianie
zawsze należy zacząć od zerowania sekund,
potem ustawiać czy korygować minuty, a na−
stępnie godziny.

Dariusz Drelicharz

dariuszdrelicharz@interia.pl

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

Październik 2002

Rys. 2 i 3 Schematy montażowe

Od Redakcji. Prezentowany projekt

wzbudził w Redakcji wielkie zainteresowa−
nie.  Potwierdziło  się  ono  podczas  testów  −
każdy, kto miał do czynienia z tą konstruk−
cją,  wyrażał  pozytywne  opinie  o pomyśle
Autora.  Dlatego  ten  stosunkowo  prosty
układ  stał  się  głównym,  okładkowym  pro−
jektem.  W redakcji  zaprojektowano  nowe
płytki  i zmieniono  nieco  obwody  ustawia−
nia  czasu.  Ingerencje  były  niewielkie,  by
zachować  pierwotną  prostotę.  Oryginalny
model  Autora  oraz  drugi  model  wykonany
w Redakcji na nowych płytkach pracują po−
prawnie.  Trzeba  jednak  mieć  świadomość,
że  w układzie  zastosowano  uproszczony
sposób  skracania  cyklu  i zerowania  liczni−
ków. Obwody skracania cyklu do 6 (w licz−
nikach dziesiątek sekund i minut) powinny
zawsze  pracować  poprawnie.  W rzadkich
przypadkach  może  nie  działać  poprawnie
licznik  godzin.  Prosta  diodowo−rezystoro−
wa  bramka  AND  (D29,  D30,  R24)  ma  tu
wyzerować oba liczniki kostki U5. Jeśli na−
pięcia progowe obu liczników tej kostki bę−
dą  jednakowe,  sposób  ten  zapewni  prawi−
dłowe  skrócenie  cyklu  do  24.  Jeśli  jednak
napięcia  progowe  wejść  zerujących  obu
liczników  będą  się  różnić,  licznik  będzie
zliczał błędnie.

W takim przypadku należy zamienić

miejscami kostki 4518 (U3, U4, U5). Inny
egzemplarz kostki powinien pracować po−
prawnie.

W bardzo rzadkich przypadkach, gdyby

wszystkie trzy kostki 4518 okazały się „nie−
równe”, trzeba zmodyfikować układ i wyko−
rzystać  bufor  zbudowany  nietypowo  na  nie−
wykorzystanym  przerzutniku  U1A.  W tym
celu  na  schemacie  i na  płytce  przewidziano
dodatkowe punkty, ułatwiające taką przerób−
kę. Gdyby trzeba było ją przeprowadzić, na−
leży  na  płytce  przeciąć  ścieżki  w punktach
X i połączyć punkty K−K oraz L−L. Przerzut−
nik U1A z wejściem R dołączonym do plusa
zasilania  będzie  pracował  jak  nieodwracają−
cy  bufor  (wejście  S,  wyjście  Q).  Taki  bufor
wprowadzi opóźnienie rzędu kilkunastu, kil−
kudziesięciu nanosekund i to powinno z po−
wodzeniem  wystarczyć  do  prawidłowego
wyzerowania  obu  liczników  kostki  U5.
Opóźnienie to można jeszcze zwiększyć, do−
łączając  kondensator  (100pF...10nF)  między
nóżkę 1 U1A a masę. Taka przeróbka zapew−
ne  nie  będzie  potrzebna,  bo  dwa  liczniki  tej
samej  kostki  powinny  mieć  jednakowe  na−
pięcia  progowe  i układ  powinien  pracować
poprawnie,  jednak  warto  pamiętać  o takich
szczegółach.

Uwaga! Ponie−

waż Zegar Predato−
ra  wzbudził  duże
zainteresowanie,
możliwe  jest  opra−
cowanie  i zapre−
zentowanie  podob−
nego  projektu  ze−

gara  z sześcioma  wyświetlaczami  16−seg−
mentowymi (patrz fotografia poniżej). Taki
zegar mógłby pełnić nie tylko funkcję binar−
nego  Zegara  Predatora,  ale  też  opcjonalnie
rolę  zwykłego  zegara  z klasycznym  wska−
źnikiem,  ewentualnie  z dodatkowymi  moż−
liwościami  zapewnianymi  przez  wyświe−
tlacz  16−segmentowy.  Zainteresowanych
projektem, a także osoby, które gotowe by−
łyby zrealizować taki zegar w oparciu o mi−
kroprocesor,  prosimy  o listy  i zgłoszenia
w ramach MINIANKIETY.

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

Październik 2002

Projekty AVT

Iskrownik

(patrz fotografia 1, odnośnik nr 5)
Iskrownik  jest  sercem  całego  urządzenia,  to
od niego zależy, jak będzie działał nasz trans−
formator. Dokładne i staranne wykonanie te−
go  elementu  jest  najważniejsze.  Jeśli  chodzi
o iskrownik, to istnieje wiele możliwości je−
go  wykonania.  Sam  w sobie  iskrownik  jest
po  prostu  przerwą  powietrzną,  przez  którą
przeskakuje  iskra.  Pomiędzy  elektrodami
wytwarza się plazma, mająca z reguły tempe−
raturę  kilkunastu  tysięcy  stopni,  co  sprawia,
że małe elektrody szybko się nagrzewają i ni−
szczą.  Najprostszym  rozwiązaniem  jest  za−
stosowanie dwóch dosyć grubych kawałków
drutu. Z góry informujemy, że jest to najgor−
sze rozwiązanie − odradzamy. Iskrownik wy−
konany  w ten  sposób  bardzo  się  nagrzewa,
a powietrze wokół niego ulega silnej joniza−
cji,  co  znacznie  pogarsza  osiągi  całej  kon−
strukcji (naprawdę znacznie). Głównym pro−
blemem  przy  projektowaniu  iskrownika  jest
gaszenie  łuku,  im  szybciej  łuk  traci  kontakt
z elektrodami, tym lepiej, jak wiadomo zjoni−
zowane powietrze dobrze przewodzi prąd, co
sprawia, że nasz kondensator będzie się stop−
niowo rozładowywał przez iskrownik − powi−

nien gwałtownie przekazywać energię do
części rezonansowej.

Optymalnym rozwiązaniem byłyby elek−

trody  tytanowe  lub  wolframowe.  Niestety
przeciętny  maniak  wysokonapięciowy  nie
jest  w stanie  zdobyć  takich  elektrod.  Pozo−
staje więc dobra wyobraźnia i ogólnodostęp−
ne elementy. W taki właśnie sposób powsta−
ły nasze iskrowniki. Ich budowa nie jest bar−
dzo  skomplikowana  i każdy  powinien  dać
sobie  z nimi  radę.  Rysunek  8 pokazuje
iskrownik  obrotowy do  dużych  „tesli”
o mocy powyżej 1kW.

Podstawowym elementem jest silnik elek−

tryczny  (w naszym  przypadku  od  sokowi−
rówki).  Silnik  taki  ma  około  7000obr  /min
(z mniejszymi obrotami iskrownik nie pracu−
je  zbyt  dobrze).  Można  także  wykorzystać
silnik od odkurzacza, efekty są porównywal−
ne. Drugim elementem składowym jest okrą−
gła  tarcza  (w naszym  przypadku  wykonana
z tekstolitu o grubości 8mm i średnicy 18cm)
W tarczy  należy  wywiercić  ok.  8  otworów
pod śruby np. M6 w odległości 1cm od brze−
gu  tarczy  po  całym  jej  obwodzie,  następnie
całość  należy  przymocować  do  osi  silnika.
Silnik wraz z tarczą trzeba umieścić równole−
gle  do  podłoża.  Elektrody  umieszczone  na

podłożu  wykonaliśmy  z gotowych,  kupio−
nych  elektrod  do  zgrzewarki  elektrycznej.
Taki  iskrownik  zapewnia  najlepszą  pracę
i maksymalne  osiągi.  Szczerze  mówiąc,  nie
widzieliśmy  jak  dotąd  lepszego  rozwiązania
iskrownika  do  „tesli”  dużych  mocy.  Trzeba
tu  jednak  wszystkich  ostrzec  przed  takim
iskrownikiem,  gdyż  może  on  się  stać  przy−
czyną  tragedii,  gdy  przypadkiem  podczas
pracy tarcza odpadnie lub coś się urwie (pa−
miętajcie  o wyważeniu  tarczy).  Tak  ma  się
sprawa  z iskrownikami  do  „tesli”  powyżej
1000W.  Gdy  moc  jest  mniejsza,  iskrownik

można zrobić według rysunku 9.

Prosty iskrownik do „tesli”

o mocy poniżej 1kW można zrobić
z czterech (optymalna liczba) rurek
miedzianych  długości  ok.  20cm
umieszczonych  w odległości  1mm
od  siebie  na  podłożu  z bakelitu
(drewno i tekstolit odpadają). Wte−
dy powstają trzy przerwy powietrz−
ne. Iskrownik ten spisuje się bardzo
dobrze, a w razie kłopotów wystar−

czy przetrzeć elektrody papierem ściernym.

###

Ze względu na obecność skrajnie

wysokich napięć, osoby niepełnoletnie
i niedoświadczone mogą wykonać
układ wyłącznie pod opieką wykwalifi−
kowanych opiekunów.

Wykonawca buduje urządzenie na

własne ryzyko i ponosi pełną odpowie−
dzialność  za  efekty  jego  działania,
w tym  zakłócenia  elektromagnetyczne
oraz  możliwość  porażenia,  zatrucia
i uszkodzenia wzroku osób trzecich.

ęę

śś

ćć

Rys. 9

Rys. 8

Zwój zabezpieczający

(patrz fotografia 1, odnośnik nr 3)
Jest  to  zamknięty  zwój  umieszczony  ok.  5cm
nad  ostatnim  zwojem  uzwojenia  pierwotnego
części rezonansowej. Ma on za zadanie wyła−
pywanie wyładowań, które mogą zagrozić na−
szej „tesli” w przypadku, gdy pracuje bardzo ła−
dnie  i osiągnięte  łuki  „dostają”do  uzwojenia
pierwotnego  części  rezonansowej.  Krótko
mówiąc, jest to piorunochron, i jak każdy raso−
wy piorunochron, podłączony jest do ziemi, tak
samo jak dolny koniec uzwojenia wtórnego.

Uziemienie

W naszym  przypadku  jest  to  metalowy  pręt
wbijany  w ziemię  na  głębokość  ok.  20cm.
Podłączone  są  do  niego  zwój  zabezpieczają−
cy, rdzeń transformatora zasilającego i dolny
koniec uzwojenia wtórnego części rezonanso−
wej.  Nie  mieliśmy  jak  do  tej  pory  żadnych
problemów z takim uziemieniem. Trzeba tutaj
również nadmienić, że jeżeli nie podłączymy
uziemienia,  to  po  pewnym  czasie  spali  się
nam  transformator  zasilający.  Wiemy  z do−
świadczenia, spaliliśmy w ten sposób dwa.

Kable połączeniowe

Ze względu na ogromne prądy uzwojenia
pierwotnego płynące w obwodzie kondensa−
tor−iskrownik−cewka pierwotna, powinny tu
być stosowane kable grube, najlepiej głośni−
kowe o średnicy np. 5mm.

Natomiast kabel uziemienia i kable w ob−

wodzie transformator zasilający−kondensator
mogą być mniejszej średnicy.

Strojenie cewki

Załóżmy,  że  mamy  już  swoją  cewkę  gotową
i trzeba ją uruchomić. W tym celu do jednego
wyprowadzenia  kondensatora  podłączamy
„dolny” koniec cewki obwodu wtórnego (tego
ślimaka).  Dolny,  tzn.  ten  najbliżej  rury,  na
której nawinięta jest cewka wtórna części rezo−
nansowej. Mamy podłączony już jeden koniec
„ślimaka”, a co z drugim? Na razie zostawia−
my  go  w spokoju  (tzn.  tylko  przykręcamy).
Następnie  drugi  koniec  kondensatora  prowa−
dzimy do iskrownika, a drugi kabel od iskrow−
nika  odizolowujemy  na  długości  ok.  4cm
i owijamy  na  środkowym  zwoju  „ślima−
ka”(tzn.  jeżeli  nasz  ślimak  ma  10  zwojów,  to
wspomniany kabel owijamy na piątym zwoju).
Następnie włączamy zasilanie „tesli”, jeżeli na
iskrowniku widać iskry (trudno nie zauważyć
i nie  usłyszeć),  a z toroidu  żadne  iskry  nie,
„wylatują”, to wyłączamy zasilanie, przesuwa−
my przewód o jeden zwój i próbujemy ponow−
nie, aż do skutku, w jedną i drugą stronę ślima−
ka. W ten sposób stroimy cewkę, tzn. zmienia−
my  częstotliwość  rezonansową  obwodu  pier−
wotnego i ustalamy ją na taką samą, jak obwo−
du wtórnego. Uzwojenie pierwotne jest dobrze
widoczne na fotografii 1, pod numerkiem 6.

W razie jakichś problemów radzimy

sprawdzić iskrownik, przesunąć o kilka cm

uzwojenie  wtórne  względem  pierwotnego
(w pionie). Kolejną ważną rzeczą jest odpo−
wiednie  umieszczenie  uzwojenia  wtórnego
w pierwotnym.  Najlepsze  wyniki  uzyskuje
się, gdy początek uzwojenia wtórnego (oczy−
wiście chodzi o część rezonansową) znajduje
się tuż przy podstawie konstrukcji, na której
ułożone jest uzwojenie pierwotne. Przy oka−
zji  warto  nadmienić,  że  uzwojenie  wtórne
(części  rezonansowej)  powinno  być  umie−
szczone  centrycznie  względem  uzwojenia
pierwotnego (ślimaka).

Dobre rady

W artykule celowo nie umieszczaliśmy zbyt
dużo  wzorów,  gdyż  z praktyki  wiemy,  że
cewki  Tesli  można  bez  większych  proble−
mów  zbudować  bazując  na  powyższych,
uproszczonych  informacjach.  Wiemy  z do−
świadczenia,  że  niektóre  strony  internetowe
poświęcone Tesli reprezentują sobą niski po−
ziom  (mieliśmy  duże  kłopoty  z budową
pierwszej cewki) i podają błędne wskazówki.
Przykładem  głupoty  jest  jedna  z „telewizyj−
nych” stron internetowych, gdzie podano, że
w cewce Tesli następuje rzeczywisty przyrost
energii. To oczywiście nieprawda, cewka Te−
sli, jak każde inne urządzenie, nie ma spraw−
ności większej od 100%.

W tym artykule umieściliśmy informacje

pomocne  początkującym  konstruktorom.
Wszystkie  wskazówki  jakich  udzielamy  zo−
stały  wypróbowane  przez  nas  w praktyce.
Podajemy  także  adres  kilku  stron,  które  na−
szym zdaniem są godne uwagi.
www.zigzag.pl/jmte/tesla.htm
http://republika.pl/proti2/postacie/tesla/tesla .htm
www.altaie.org/tesla.htm
www.qsl.net/ke5sx/tesla.html
www.jimbud.olemon.co.uk/
www.trimeline−america.com/science/

Praktyka

Łukasz Bajda to ten w koszulce z napisem
„faces”.

Radosław Szymczycha to... ten drugi,

rzecz jasna.

A to, co trzymamy w rękach, to świetlów−

ka, może niezbyt dobrze to widać, ale świeci
ona już z odległości 3m.

Dane naszych cewek (pokazanych na fo−

tografiach):
Mała
Transformator zasilający 5000V/25mA, kon−
densator  10nF,  ciągłe  wyładowania  do  po−
wietrza  o długości  20cm,  iskrownik  z czte−
rech miedzianych rurek. Uzwojenie pierwot−
ne  typu  stożek,  średnica  22cm,  liczba  zwo−
jów 5, drut 4mm. Uzwojenie wtórne: średni−
ca 7cm, wysokość 21cm, drut 0,45mm.

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

Październik 2002

Projekty AVT

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

Październik 2002

śś

Zastosowania wzmacniaczy operacyjnych

Generatory przebiegów
prostokątnych

Prosty  i dość  często  stosowany  generator
przebiegu  prostokątnego  ze  wzmacniaczem
operacyjnym  pokazany  jest  na  rysunku  58.

Jest to w istocie zmodyfikowany przerzutnik
Schmitta  –  porównaj  rysunki  53  i 54a,  c,  e.
Dzięki  silnemu  dodatniemu  sprzężeniu
zwrotnemu  zapewnianemu  przez  rezystory
R2, R3, na wyjściu może występować tylko
jeden z dwóch stanów nasycenia. W przypad−
ku generatora głębokość dodatniego sprzęże−
nia zwrotnego, a tym samym szerokość pętli
histerezy  jest  zwykle  większa,  niż  w typo−
wych  aplikacjach  przerzutnika  Schmitta.
Często rezystory R2, R3 mają równe warto−
ści, przez co szerokość pętli histerezy wyno−
si  połowę  całkowitego  napięcia  zasilania.

Przebiegi w układzie generatora pokazuje ry−
sunek  59,  gdzie  pominąłem  wyjściowe  na−
pięcie nasycenia wzmacniacza operacyjnego.
O stanie wyjścia wzmacniacza decydują na−
pięcia na obu jego wejściach. Gdy zmieniają−
ce się pomału napięcie w punkcie C przekro−
czy  napięcie  występujące  w punkcie  B,  na−
stąpi gwałtowna zmiana stanu wyjścia. Dzia−
łanie  układu  łatwo  zrozumieć  zauważając
podobieństwo do układu z rysunku 54c.

Znacznie częściej stosowana jest wersja

zasilana pojedynczym napięciem według ry−
sunku 60. Wartości rezystorów R3, R2
(R2A, R2B) nie są krytyczne. Często mają
jednakowe wartości (10k

Ω

...100k

Ω

). Podob−

nie wartości R1 i C1 można zmieniać w bar−
dzo szerokim zakresie 2,2k

Ω

...1M

Ω

100pF... 1000

F. Ponieważ w wersji zasila−

nej napięciem pojedynczym napięcie na kon−
densatorze C1 nie zmienia biegunowości,
można śmiało stosować kondensatory elek−
trolityczne, zwykłe aluminiowe i tantalowe.

Częstotliwość przebiegu wyjściowego za−

leży  od  stosunku  R3/R2,  od  stałej  czasowej
R1C1, a także od wielkości napięcia nasyce−
nia użytego wzmacniacza. Podawane w lite−
raturze wzory są rzadko używane przez prak−
tyków.  Można  przyjąć  w uproszczeniu,  że
gdy  R2=R3,  wtedy  okres  przebiegu  wynosi
około:

T = 2,2 R1C1
czyli  częstotliwość  wyjściowa  jest  zbliżona
do wartości:
f = 0,46 / R1C1
i taką  uproszczoną  zależność  warto  przyjąć
do  wstępnych  obliczeń  wartości  elementów.
Potem  w praktycznym  układzie  potrzebną
częstotliwość  uzyskuje  się  zmieniając  war−
tość R1. Stabilność generowanej częstotliwo−
ści jest dość dobra. Zależy głównie od stabil−
ności elementów RC, w praktyce od właści−
wości  kondensatorów,  ale  pewien  niewielki
wpływ  mają  też  zmiany  napięcia  nasycenia
wzmacniacza  operacyjnego  pod  wpływem
zmian temperatury.

Maksymalna częstotliwość generatora

ograniczona  jest  szybkością  wzmacniacza
operacyjnego.  W praktyce  nie  stanowi  to
problemu, bo opisywanych generatorów nie
stosuje  się  do  wytwarzania  przebiegów
o wysokiej częstotliwości. Jeśli taki genera−
tor miałby współpracować z układami cyfro−
wymi,  należy  wziąć  pod  uwagę  stromość
zboczy generowanego przebiegu, wyznaczo−
ną  przez  parametr  Slew  Rate  (SR)  użytego
wzmacniacza.

W praktyce oprócz przebiegu prostokąt−

nego,  bywa  wykorzystywany  przebieg
z punktu C. Nie jest to wprawdzie prawidło−
wy  przebieg  trójkątny,  ale  często  jego  para−
metry są wystarczające. Liniowość przebiegu
z punktu C jest lepsza, jeśli szerokość histe−
rezy  jest  mniejsza  (gdy  wartość  R3  jest
znacznie większa od R2), ale oczywiście am−
plituda  przebiegu  trójkątnego  jest  mniejsza.
Międzyszczytowa  amplituda  przebiegu
w punkcie  C jest  taka  sama,  jak  przebiegu
prostokątnego  w punkcie  B i wyznaczona
jest przez stosunek R2/R3.

W praktyce często bywają wykorzystywa−

ne zmodyfikowane generatory tego rodzaju.
Przykłady pokazane są na rysunku 61. Układ
z rysunku 61a pozwala płynnie zmieniać

Rys. 58

Rys. 59

Rys. 60

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

Październik 2002

Dokończenie części 15 „Wzmacniaczy ope−
racyjnych” z EdW 6/02.

Detektor szczytu

Gdy  trzeba  wykryć  i zapamiętać  na  dłuż−
szy czas najwyższą wartość napięcia, jaka
choćby  na  chwilę  pojawiła  się  w układzie,
wykorzystujemy tak zwany detektor szczyto−
wy.  Podstawowy  schemat  detektora  szczytu
pokazany  jest
na  rysunku  34.
Jest  to  swego
rodzaju

pro−

stownik  o zni−
komo  krótkim
czasie  ładowa−
nia  i ekstremal−
nie długim czasie rozładowania. W dodatnich
szczytach  sygnału  kondensator  C zostaje
szybko naładowany przez diodę D i pozosta−
je w takim stanie aż do przyjścia jeszcze sil−
niejszego  sygnału  dodatniego.  Przy  mniej−
szych  sygnałach  kondensator  ładuje  się  lub
rozładowuje  znikomym  prądem  polaryzują−
cym wejścia odwracającego. Na kondensato−
rze  C mamy  informację  o amplitudzie  naj−
większego przebiegu, jaki pojawił się na wej−
ściu.  Podstawowy  układ  jest  niezbyt  prak−
tyczny,  bo  raz  się  naładuje  i pozostanie  tak
„na  zawsze”.  Czasem  trzeba  jednak  badać
najwyższą wartość w określonym przedziale
czasu – wtedy układ detektora szczytu należy
uzupełnić  o obwód  zerowania  (kasowania).
Przykładowe  rozwiązanie  pokazane  jest  na
rysunku 35. Dodatkowy rezystor Rd ograni−
cza  prąd  zwarcia  wzmacniacza  operacyjne−
go, gdy przewodzi tranzystor zerujący układ
(nie  powinien  mieć  dużej  wartości,  by  nie
wpływał  znacząco  na  czas  ładowania  kon−
densatora w szczytach sygnału). Choć zasada
działania  układu  z rysunku  35  jest  prosta,
w praktyce  trzeba  wziąć  pod  uwagę  jeszcze
kilka  dodatkowych  czynników,  których

omówienie wykracza poza ramy cyklu (spo−
sób zasilania, prądy upływu, wymagane cza−
sy).  Punkt  A może  być  też  dołączony  do
punktu  C,  a nie  do  B –  zastanów  się  samo−
dzielnie,  dlaczego  połączenie  punktów  A,
B jest lepsze niż A, C.

Układ próbkujący
z pamięcią

Układ  próbkująco−pamiętający  jest  trochę
podobny do detektora szczytu. Ma zapamię−
tać wartość sygnału, ale nie wartość najwyż−
szą, lecz wartość  w określonej chwili. Układ
taki  można  śmiało  nazwać  pamięcią  analo−
gową.  Takie  układy  próbkujące  są  (raczej
były)  wymagane  na  wejściach  niektórych
przetworników analogowo−cyfowych.

Prosty przykład realizacji pokazany jest

na rysunku 36. Kondensator jest ładowa−
ny  z wyjścia  wzmacniacza  (wtórnika)  U1A
przez  rezystancję  klucza  analogowego.  Po
zamknięciu  klucza  napięcie  na  kondensato−
rze zmienia się bardzo powoli pod wpływem
przepływu prądów upływu i polaryzujących.
W przypadku bardzo szybkich układów tego
typu  trzeba  uwzględnić  dodatkowe  błędy,
których  omówieniewykracza  poza  ramy  cy−

klu. W typowych zastosowaniach w układzie
należy  stosować  kondensatory  foliowe
o możliwie  dużej  pojemności,  przy  czym
krytycznym parametrem może się okazać re−
zystancja przewodzącego klucza analogowe−
go,  która  wyznacza  czas  ładowania  konden−

satora, czyli minimalny czas trwania im−
pulsu próbkującego.

Układ z dwoma na przemian otwieranymi

kluczami według rysunku 37 ma dodatkowe
zalety. Podobnie jak pokrewny układ z rysun−
ku 35, pozwala między innymi znacznie
szybciej naładować kondensator C, a to dzię−
ki objęciu go pętlą sprzężenia zwrotnego.

Piotr Górecki

wypełnienie przebiegu w zakresie 1:100 ...
100:1. Układy z rysunków 61b, c wytwa−
rzają przebiegi szpilkowe. Układ z rysun−
ku 61d zasilany napięciem symetrycznym
zapewnia  stałą  amplitudę  przebiegu  wyj−
ściowego dzięki obecności R4 i diod Zene−
ra  D1,  D2  (uwaga,  podobnego  układu
z jedną dioda Zenera nie można stosować
przy  zasilaniu  pojedynczym  napięciem).
Układ z rysunku 61d z dwoma przełączni−
kami  trzypozycyjnymi  może  pełnić  rolę
generatora serwisowego.

W literaturze można też znaleźć przy−

kłady realizacji generatorów przebiegu
prostokątnego z dwoma wzmacniaczami
operacyjnymi, ale są one wykorzystywane
niezmiernie rzadko.

Piotr Górecki

Ciąg dalszy w nastepnym numerze EdW.

Uwe

Rys. 34

Rys. 36

Rys. 37

Rys. 35

Rys. 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

Październik 2002

Podzespoły

Drgania

Fakt, że silniki krokowe zasilane są impulsa−
mi,  wydaje  się  zaletą  i  dobrodziejstwem.
Niewątpliwie  ułatwia  to  sterowanie,  zwła−
szcza silników unipolarnych. Sterowanie im−
pulsami prostokątnymi nie daje jednak ideal−
nie „gładkich” ruchów wirnika. Rysunek 41
pokazuje odpowiedź wirnika po podaniu im−
pulsu  sterującego.  Wirnik  i  obciążenie  mają
pewną bezwładność. W rezultacie przed osią−
gnięciem stanu ustalonego wystąpią drgania.
W niektórych  przypadkach,  gdy  potrzebna
jest duża precyzja sterowania, tak duże drga−
nia są bardzo niekorzystne, czasem niedopu−
szczalne. Nie ma prostego sposobu pozbycia
się  ich.  Można  próbować  stosować  tłumiki
mechaniczne,  ale  najprościej  jest  wykorzy−
stać  w  takich  przypadkach  silnik  o  mniej−
szym  skoku  –  wtedy  mniejszy  jest  zarówno
skok jednostkowy, jak i oscylacje.

O częstotliwości i wielkości tych oscyla−

cji decyduje głównie masa wirnika oraz wiel−
kość  i  rodzaj  obciążenia.  Jeśli  silnik  miałby
pracować  przy  stosunkowo  dużych  prędko−
ściach,  skłonność  do  oscylacji  całkowicie
uniemożliwi  pracę  przy  częstotliwości  im−
pulsów  odpowiadającej  mechanicznej  czę−

stotliwości  rezonansowej.  Wirnik  będzie
wtedy  drgał,  a  nie  obracał.  Przy  sterowaniu
pełnokrokowym problem ten silnie daje o so−
bie  znać.  Przy  sterowaniu  półkrokowym  –
znacznie mniej. Jest to jeden z ważniejszych
powodów, dla których częściej wykorzystuje
się sterowanie półkrokowe albo...

Sterowanie mikrokrokowe

Głębsza analiza rysunków 38 i 39 wskazuje,
że  różnicując  natężenie  prądu  w  uzwoje−
niach silnika, można byłoby uzyskać pośre−
dnie  położenia  wirnika  między  biegunami.
Skrupulatni Czytelnicy na pewno już też za−
uważyli, że sterujące sekwencje półkrokowe
przypominają  trochę  przebieg  sinusoidalny.
Obrazuje to rysunek 42. Jeden znak plus al−
bo  minus  oznacza,  że  włączone  jest  jedno
uzwojenie, dwa znaki, że w danej chwili pra−
cują dwa uzwojenia – porównaj

rysunki 38 i 39. Wy−
padkowy „przebieg”
jest znacznie „łago−
dniejszy”, niż „kan−
ciasty”

przebieg

prostokątny

przy

sterowaniu  pełno−
krokowym.  Wyja−
śnia  to  po  części,
dlaczego

wirnik

przy sterowaniu półkrokowym
ma mniejszą tendencję do drgań
rezonansowych.

Nietrudno się domyślić, że je−

śli  udałoby  się  zwiększyć  gład−
kość  przebiegu  sterującego,  po−
zwoliłoby  to  sterować  silnik  je−
szcze precyzyjniej i z mniejszymi
oscylacjami. Nasuwa się tu, dziw−

ny na pierwszy rzut oka wniosek, że najlepiej
byłoby sterować silnik krokowy odpowiednio
przesuniętymi przebiegami sinusoidalnymi.

I tak jest naprawdę.
Dla uzyskania gładkiego ruchu przebiegi

sterujące dwa uzwojenia silnika bipolarnego
powinny być przebiegami sinusoidalnymi,
przesuniętymi w fazie o 90 stopni, co daje
przebieg sinusoidalny i kosinusoidalny.

Oczywiście poważnie skomplikowałoby

to sterownik, ponieważ, po pierwsze, do
zmiany wartości prądu potrzebny byłby jakiś
bardziej złożony układ niż cztery klucze tran−
zystorowe. Po drugie, ponieważ silniki kro−
kowe zwykle podczas pracy mają zatrzymy−
wać się w ściśle określonym położeniu, nale−
ży zachować możliwość „zamrożenia” chwi−
lowych wartości prądu.

Ciąg dalszy na stronie 24.

część 4 − sterowanie

Rys. 41

Rys. 42

Rys. 43

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

Październik 2002

Podstawy

Decybel (dB) to jedna dziesiąta bela (od na−
zwiska Aleksandra Grahama Bella − wynalaz−
cy  telefonu).  Starsi  Czytelnicy  pamiętają,  że
przed laty obowiązującą jednostką był neper
(1Np = 8,687dB, zaś 1dB = 0,1151Np). Obe−
cnie  decybel  jest  jednostką  używaną  do  po−
równywania  dwóch  poziomów  natężenia
i jest na ogół stosowany do sygnałów dźwię−
kowych lub elektrycznych. Jak wiemy z fizy−
ki, głośność dźwięku jest parametrem subiek−
tywnym i zależy od wrażliwości ucha słucha−
cza. Z powodu logarytmicznych właściwości
słuchu ludzkiego używanie tego typu jednost−
ki okazało się bardziej praktyczne, niż posłu−
giwanie się bezwzględnymi wartościami.

Dwa poziomy natężenia P oraz Po różnią

się o n decybeli, jeżeli n = 10log10P/Po. Jeśli
mierzy się poziom natężenia dźwięku P, to Po
jest poziomem odniesienia, za który zwykle
przyjmuje się natężenie dźwięku o tej samej
częstości na granicy słyszalności.

Dziesięciokrotny wzrost natężenia dźwię−

ku odpowiada kolejnym dziesięciu decybe−
lom. Zero decybeli to próg słyszalności. War−
to wiedzieć, że człowiek rozmawia z natęże−
niem dźwięku około 60dB, słucha muzyki o
natężeniu 90 decybeli, a odgłos startującego
samolotu odrzutowego to w tej skali około
160−170dB (już za granicą bólu, która wyno−
si ok. 130dB).

Jednostka dB nie jest do końca dobrze

rozumiana  i stosowana  przez  początkują−
cych  elektroników.  Z tego  też  względu
w poniższym  artykule  zebrano  najważniej−
sze informacje praktyczne na temat zastoso−
wania decybela przy określaniu parametrów
układów  elektronicznych  (głównie  nadaw−
czo−odbiorczych).

W radiokomunikacyjnych układach ana−

logowych dla określenia poziomu wzmocnie−
nia,  tłumienia,  zysku,  szumu  czy  innych
wielkości  charakterystycznych  urządzenia,
podaje  się  logarytmiczny  stosunek  sygnału
wejściowego do wyjściowego (napięcia bądź
mocy) zgodnie ze wzorami:
n = 20 lg (U2/U1) [dB]
n = 10 lg (P2/P1) [dB]
gdzie lg − logarytm dziesiętny o podstawie 10

W przypadku, kiedy U2 jest mniejsze od

U1 (podobnie P2 mniejsze od P1), wynik bę−
dzie ujemny (tłumienie sygnału).

Warto także zapamiętać, że:

−  dwukrotne  zwiększenie  (obniżenie)  napię−
cia  powoduje  podwyższenie  (obniżenie)  na−
pięcia o 6dB,
−  dziesięciokrotne  zwiększenie  (obniżenie)
napięcia  powoduje  podwyższenie  (obniże−
nie)  napięcia  o 20dB  (100−krotne  o 40dB,
a 1000−krotne o 60dB),

−  dwukrotne  zwiększenie  (obniżenie)  mocy
powoduje  podwyższenie  (obniżenie)  pozio−
mu mocy o 3dB,
−  dziesięciokrotne  zwiększenie  (obniżenie)
mocy  powoduje  podwyższenie  (obniżenie)
poziomu mocy o 10dB.

Dla ułatwienia skomplikowanych przeli−

czeń (zależności pomiędzy napięciem, mocą
i wskazaniami S−metra odbiornika) można
użyć praktycznego nomogramu przedstawio−
nego na rysunku 1. Podane wartości słuszne
są dla znormalizowanej impedancji 50

Ω

Odczytanie odpowiadających sobie

wartości  jest  możliwe  przy  przyłożeniu  li−
nijki  dokładnie  prostopadle  do  skal.  Dla
ułatwienia  skala  dBm  została  narysowana
dwukrotnie:  na  górze  oraz  na  dole  nomo−
gramu.

Poniżej zostaną podane najważniejsze

wiadomości na temat podstawowych wielko−
ści występujących w układach elektronicz−
nych (radiowych).

Napięcie

Miara logarytmiczna w elektronice jest sto−
sowana dla określania między innymi pozio−
mów sygnałów odbiorczych, a także sygna−
łów nadawczych.

Poziomy sygnałów na wejściu odbiorni−

ka definiuje się stosunkiem napięciowym,
przy czym jako wielkość odniesienia przyj−
muje się 1

V. Ponieważ impedancje: wej−

ściowa i wyjściowa nadajnika oraz odbior−
nika mają z reguły znormalizowaną wartość
50

Ω

, więc sygnał odbierany w zakresie KF

z siłą S9 odpowiada poziomowi 34dB lub

V. W zakresie UKF sile sygnału S9 od−

powiada poziom 5

W przypadku pola elektromagnetycznego

wielkością odniesienia jest 1

V/m.

Moc

Również w mierze logarytmicznej podaje się
moc  wyjściową  wzmacniaczy  (nadajników).
Jako  wielkość  odniesienia  przyjęto  1W,
względnie  1mW (0dBW =  1W,  0dBm  =
1mW).

Dla przykładu, moc wyjściowa nadajnika

100W = 20dBW, względnie 50dBm.

Dla przeliczenia mocy z napięcia trzeba

znać wewnętrzną impedancję. Zakładając
znormalizowaną wartość impedancji 50

Ω,

otrzymujemy następujące wielkości, warte
do zapamiętania:
0dB

V/50

Ω

= −107dBm

V/50

Ω

= 2*10−14W = 2*10−11mW =

= 2*10−9

Odstępy zakłóceń

Odstępy zakłóceń są różnicami poziomów
pomiędzy sygnałem użytecznym a sygnałami
zakłócającymi sygnał użyteczny.

Dla przykładu, jeżeli S − meter odbiornika

wskazuje sygnał użyteczny S=9, zaś sygnały
zakłóceń S=6, znaczy to, że odstęp zakłóceń
wynosi 3S, czyli 18dB (1S=6dB).

Ponieważ na KF S9 = 50

V = 34dB (przy

impedancji 50

Ω

), to odstęp poziomu za−

kłóceń wynosi 34dB−18dB = 16dB = 6,25

Również w dB podaje się poziomy za−

kłóceń urządzeń nadawczych. Odstęp za−
kłóceń = Ps/Pz.
Ps − moc sygnału częstotliwości podstawowej,

Rys. 1

Decybele w praktyce radioamatora

Pz − moc sygnału częstotliwości zakłócającej.

Jeżeli np. moc wyjściowa nadajnika wy−

nosi 100W, zaś odstęp zakłóceń wynosi
40dB, moc częstotliwości zakłócającej wy−
nosi 10mW (100W : 10000 = 0,01W).

Czułość odbiornika też bywa definiowana

przy określonym stosunku sygnału do szumu.

Szumy odbiorników

W mierze logarytmicznej podaje się również
szumy własne odbiorników. Moc szumów
jest definiowana zależnością:

Ps = F k To delta f [W]

F − liczba szumowa odbiornika
k − stała Bolzmanna (1.380658 10 do −23 JK do −1)
To − temperatura źródła szumów
f − szerokość pasma przenoszenia odbiornika

W temperaturze pokojowej (290 st K) 1 k

To =4*10 do –21 W/Hz czyli − 174 dBm/Hz

Miarę szumową odnosi się do F = 1 (mia−

ra szumowa rezystora omowego).

Zysk anteny

W przypadku podawania zysku anteny należy
sprecyzować antenę odniesienia. Jeśli anteną
odniesienia jest dipol półfalowy, należy po−
sługiwać się indeksem dBd, a jeśli antena jest
o charakterystyce izotropowej (kulistej) −dBi.
Jest to bardzo ważne, ponieważ na tym tle po−
wstaje wiele nieporozumień, szczególnie kie−
dy zapomina się (lub celowo zataja) podanie
źródła odniesienia. Bez tej dodatkowej infor−
macji takie dane są bezwartościowe, bowiem
zysk anteny odniesiony do anteny o charakte−
rystyce kulistej jest o 2,15dB mniejszy od zy−
sku anteny dipolowej (1dBd = 2,15dBi).

Przykład obliczeniowy

Zebrane powyżej podstawowe wyjaśnienia i za−
leżności w zasadzie powinny wystarczyć do
swobodnego przeliczania wzmocnienia, tłumie−
nia, zysku czy poziomu sygnału w układach
nadawczo−odbiorczych.

Oto prosty przykład (rysunek 2). Po

nadajniku  KF  o mocy  wyjściowej  100W
podłączono  wzmacniacz  liniowy  o wzmoc−
nieniu 7dB, kabel z tłumieniem 4dB oraz an−
tenę z zyskiem  6dBi. Obliczyć moc wypro−
mieniowaną.

Bilans mocy wygląda następująco:

Wzmacniacz: 7dB (wzmocnienie 5 razy)
Kabel: −4dB (wzmocnienie 0,4 raza)
Antena: 9dBi (wzmocnienie 8 razy)
Razem: 7 − 4 + 9 = 12dB (5*0,4*8=16 razy)
Moc wypromieniowana: 50dBm (100W)
+ 12dB = 62dBm
lub inaczej 100*16=1600W=1,6kW

Przy podobnych obliczeniach logaryt−

miczne wielkości mocy oraz tłumienia moż−
na sumować bez żadnych ograniczeń (nawet
dla wyznaczenia tłumienia propagacji pomię−
dzy nadajnikiem a odbiornikiem), natomiast
nie można sumować poziomów napięć.

Pomiary praktyczne

W celu  zmierzenia  poziomów  napięcia  sy−
gnału w.cz. można posługiwać się oscylosko−
pem lub − z gorszym rezultatem − sondą w.cz.
W praktyce najlepiej będzie użyć szerokopa−
smowego decybelomierza w.cz. o dużym za−
kresie pomiarowym. Niestety takie fabryczne
mierniki poziomu w.cz. wyskalowane w de−
cybelach  są  naprawdę  drogie,  a te  własnej
konstrukcji  są  przeważnie  niedostatecznie
czułe i bardzo uzależnione od temperatury.

Dzięki dostępnym w kraju scalonym ukła−

dom wzmacniaczy logarytmujących AD8307
firmy Analog Devices istnieje możliwość
skonstruowania dokładnego, a przy tym pro−
stego decybelomierza w.cz.

Schemat przykładowego decybelomierza

z zastosowaniem układu AD8307 pokazano
na rysunku 3.

Wielkość mierzona jest podawana do nóż−

ki 8 US1 poprzez gniazdo BNC i kondensa−
tor separujący C1. Drugie wejście tego ukła−
du jest połączone z masą poprzez kondensa−
tor C4. Wartości tych kondensatorów zostały
dobrane tak, by zapewnić dolną częstotli−
wość graniczną poniżej 100kHz.

Rezystory R1 i R2 zapewniają typową im−

pedancję miernika w.cz. o wartość 50

Ω

. Uży−

cie  dwóch  równolegle  połączonych  rezysto−
rów  minimalizuje  pasożytniczą  indukcyj−
ność.  Zaleca  się  stosowanie  rezystorów  do
montażu powierzchniowego.

Sygnałem wyjściowym układu scalone−

go  jest  zasadniczo  prąd,  powodujący  spa−
dek  napięcia  na  wewnętrznym  rezystorze
12,5k  (wyprowadzenie  wyjściowe  4).  Po−
tencjometrem  P1,  dołączonym  do  wyjścia

układu, ustala się czułość urządzenia na
25mV/dB.

Kondensator C5 służy do zapewnienia

stabilnego pomiaru, a jego wartość została
dobrana kompromisowo (większa pojemność
daje bardziej stabilny, ale i bardziej spowol−
niony odczyt; mniejsza wartość daje szybsze
przemiatanie).

Potencjometr P2 umożliwia równoległe

przesunięcie charakterystyki poprzez wpro−
wadzenie tłumienia do 14dB lub wzmocnie−
nia do 26dB.

Zadaniem R4 jest odsprzężenie wyjścia

US1 od pozostałej części układu, a jednocze−
śnie poprawienie współczynnika odpowiedzi
dla małych sygnałów.

Ze względu na wysoką impedancję wyjścio−

wą układu potrzebny jest wzmacniacz buforu−
jący US2, dzięki któremu można dołączać do
układu obciążenia o niskiej impedancji, np.
miernik magnetoelektryczny z ruchomą cewką.

Po doprowadzeniu do wejścia układu sy−

gnału w.cz. decybelomierz dostarcza napięcia
stałego wprost proporcjonalnego do logarytmu
sygnału wejściowego. Odczyt jest kalibrowany
w dB odniesionych do 1

V. Czułość układu

wynosi 10mV/dB, tak więc sygnał wejściowy
100dBu odpowiada napięciu wyjściowemu 1V.

Układ miernika można zmontować na

uniwersalnej  płytce  drukowanej  lub  sposo−
bem  przestrzennym,  pamiętając  o krótkich
doprowadzeniach  wejściowych.  Zmontowa−
ny układ powinien być włożony w uziemio−
ną, metalową obudowę wyposażoną w gnia−
zda:  wejściowe,  wyjściowe  i zasilania.
W przypadku trudności z zapewnieniem na−
pięcia  stabilizowanego  5V można  dołączyć
dodatkowy  zasilacz  7805  i doprowadzić  na−
pięcie z zakresu 8...16V.

Układ miernika powinien być kalibrowa−

ny z generatorem sygnałowym w.cz. W tym
celu  należy  do  wejścia  doprowadzić  sygnał
o częstotliwości  10MHz  i poziomie  60dBu
(1mV wartości  skutecznej).  Posługując  się
multimetrem cyfrowym, należy zmierzyć na−
pięcie  na  wyjściu  US1,  zwiększając  lub
zmniejszając  sygnał  generatora  dokładnie
o 10dB i obracając potencjometr P1, by spo−
wodować zmianę odczytu multimetra o 100mV.

Rys. 2

Rys. 3

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

Październik 2002

Podstawy

Płytka

Projektowanie płytki zaczynamy, gdy mamy
gotowy, sprawdzony schemat ideowy. Nieza−
leżnie,  czy  elementy  „wrzucimy”  automa−
tycznie,  czy  ręcznie,  przed  umieszczeniem
elementów zawsze musisz określić rozmiary
płytki. Możesz wprawdzie zrobić to ręcznie,
ale  warto  wykorzystać  do  tego  kreatora
(Printed  Circuit  Board  Wizard),  uruchamia−
nego  po  poleceniu  F –  N (File,  New)  w za−
kładce Wizards. Z listy wybierz Custom Ma−
de Board i ustaw potrzebne parametry płytki.
Przykład pokazany jest na rysunku 7.

Z tego  kreatora  korzystaliśmy  już  na  pierw−
szym spotkaniu. Możesz go śmiało wykorzy−
stywać. Ale możesz też zrobić inaczej, ręcz−
nie,  tak  jak  we  wcześniejszych  programach:
zaznacz rozmiar płytki w warstwie KeepOut−
Layer. Ręczne  lub  półautomatyczne  umie−
szczenie obrysu płytki w warstwie KeepOut−
Layer to  czynność  absolutnie  konieczna,
by  Protel  dowiedział  się,  gdzie  mają  być
umieszczone  elementy.  Obowiązkowo  za−
znacz więc w tej właśnie warstwie obrys na−
wet wtedy, gdy nie będziesz używać automa−
tów  (Autoplacer,  Autorouter).  Teoretycznie
rzecz  biorąc,  warstwa  KeepOutLayer służy
tylko do określenia obszaru „elektrycznego”,
gdzie  umieszczane  będą  elementy  i ścieżki.

W Protelu w zasadzie wymiary płytki powin−
ny być określone w jednej z czterech warstw
„mechanicznych”  (Mechanical  Layers)  –
patrz  rysunek  7.  W praktyce  często  obrys
w warstwie KeepOutLayer nadal określa jed−
nocześnie  wymiary  mechaniczne  −  to  silne
przyzwyczajenie  z dawnych  czasów  i daw−
nych programów.

Wbrew pozorom, jest to godny uwagi pro−

blem  praktyczny.  Ten  szczegół  należy  ko−
niecznie  uzgodnić  z wytwórcą  płytki  –  czy
wystarczy obrys płytki w warstwie KeepOut−
Layer, czy  chce  obrys  w MechanicalLayer.
Nie próbuj jednak wyłączyć w kreatorze war−
stwy Dimension Layer przez wybranie None.
U mnie próba wyłączenia tej warstwy kończy
się  zawieszeniem  komputera.  Bezpieczniej
jest  wtedy  ustalić  wymiary  mechaniczne  ta−
kie  same,  jak  obrys  KeepOutLayer,  przez
wpisanie liczby zero w okienku Keep Out Di−
stance From Board Edge, jak pokazuje rysu−
nek 8, co program przyjmie po komunikacie
ostrzegawczym.  Nigdy  nie  uważaj,  że  wy−
starczy  zaznaczenie  obrysu  płytki  w war−
stwie TopOverlay – taki ewidentny błąd po−
pełniają  często  początkujący.  Obrys  w war−
stwie KeepOutLayer musi  wystąpić  na  każ−
dej  projektowanej  płytce.  Zwykle  jest  to
ścieżka  o szerokości  10mil.  Szerokość  linii

nie ma znaczenia, obrys nie musi być prosto−
kątem, a dodatkowe obszary wewnątrz nie
zostaną „zaludnione”.

W piątym oknie kreatora trzeba wybrać

Trough−hole Components (elementy przewle−
kane) zamiast Surface−mount components
(elementy SMD) i koniecznie zmienić dopu−
szczalną liczbę ścieżek między sąsiednimi
punktami z 2 na 1 (One Track) – patrz rysu−
nek 9. Wtedy nie trzeba będzie nic zmieniać
w oknie szóstym – możesz tam jedynie zmie−
nić Minimum Clearence (minimalny odstęp)
z 13 na 12 milsów, ewentualnie Minimum Via
Width (minimalna średnica przelotki) z 63 na
70 milsów.

Płytkę możesz zapisać jako wzorzec „dla

przyszłych pokoleń”, zaznaczając w następ−
nym oknie kratkę: Save the board as template?

Zamiast korzystać z kreatora, można po

poleceniu F – N (File, New) wybrać z palety
Documents płytkę drukowaną – PCB Docu−
ment. Pojawi się pusty obszar roboczy. Na do−
le kliknij zakładkę KeepOutLayer i w tej war−
stwie narysuj obrys płytki ścieżką (P – T).

Zwróć uwagę, że domyślnie obszar robo−

czy  ma  punkt  zerowy  (Absolute  Origin)
w swym lewym dolnym rogu. Projektowaną
płytkę możesz umieścić w dowolnym punk−
cie  ogromnego  (100cali  x 100cali)  obszaru
roboczego.  Nie  umieszczaj  rogu  płytki

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

Październik 2002

Spotkanie 7

Mam nadzieję, że po naszych wcześniejszych

rozważaniach  przemyślałeś  sprawę  elementów
bibliotecznych, wykorzystywanych do projekto−
wania  płytek  jednostronnych.  Zanim  wykona−
my  wspólnie  ćwiczenia  praktyczne,  koniecznie
musimy  zająć  się  pewnymi  kwestiami  natury

ogólnej. Po pierwsze, najpierw musimy staran−
nie  skonfigurować  program,  by  pracował  we−
dług naszych indywidualnych życzeń, a nie we−
dług  swoich  ustawień  domyślnych.  Po  drugie,
moim  zadaniem  jest  przekonać  Cię,  że  projek−
towanie  płytek  za pomocą  Protela,  na  pozór

bardzo skomplikowane i dziwne, w rzeczywisto−
ści jest lekkie, łatwe i przyjemne, ale pod warun−
kiem pełnego zrozumienia kluczowych zasad.

Na tym spotkaniu zajmiemy się pierwszymi

krokami przy projektowaniu płytki i zaczniemy
konfigurować Protela pod swoje potrzeby.

Rys. 7

Rys. 9

Rys. 8

w punkcie  zerowym  0,  0  (Absolute  Origin),
tylko  pozostaw  margines  z lewej  strony
i z dołu płytki – przyda się podczas ręcznego
ustawiania  elementów.  Choć  nie  jest  to  ko−
nieczne, dobrym zwyczajem jest umieszcze−
nie  dolnego  lewego  rogu  płytki  w punkcie
o współrzędnych  1000mil,  1000mil  (lub  le−
piej 2000, 2000), czyli w odległości jednego
lub dwóch cali od krawędzi obszaru robocze−
go. Płytka z rysunku 10 spełnia to zalecenie.

Choć to mniej ważny szczegół, możesz

przenieść punkt zerowy do dowolnego miej−
sca obszaru roboczego, jak to zrobiłem, przy−
gotowując rysunek 13. Umożliwia to polece−
nie E – O – S (Edit, Origin, Set) i kliknięcie
kursorem w wybranym punkcie. Ten kliknię−
ty  punkt  stanie  się  względnym  punktem  od−
niesienia  (Relative  Origin),  zostanie  zazna−
czony, jak na rysunku 10 i współrzędne będą
odtąd  obliczane  względem  tego  nowego
punktu  odniesienia.  Możesz  go  zmienić  ko−
lejnym poleceniem E – O – S lub powrócić
do  pierwotnego  punktu  zerowego  polece−
niem E – O – R.

Jednostki miary

A teraz  kolejny  istotny  problem:  w jakich
jednostkach podawać wymiary i odległości?
Do tej pory nieprzypadkowo często wspomi−
nałem Ci o milsach (1/1000 cala). Większość
elementów elektronicznych ma wyprowadze−
nia w rastrze calowym – na przykład klasycz−
ne  układy  scalone  w obudowach  DIL mają
wyprowadzenia  w rastrze  100  milsów  (0,1
cala). 100 milsów to dokładnie 2,54mm, ale
raczej  nie  zaokrąglaj  tego  do  2,5mm  –
w przypadku  dłuższych  układów  scalonych,
np. 40−nóżkowych, dałoby to niedopuszczal−
nie duży błąd (kiedyś mieliśmy kłopoty z do−
pasowaniem  układów  scalonych  byłego
ZSRR, które miały wyprowadzenia w rastrze
2,5mm). Przyzwyczaj się do miary calowej.
Przy  projektowaniu  płytek  jest  to  naprawdę
wygodna miara, lepsza od milimetrów. Prze−
liczając  milimetry  na  milsy  pomnóż  wymiar
w milimetrach przez 39,37. Przy przeliczaniu
milsów na milimetry podziel wymiar w mil−
sach  przez  39,37.  Za pomocą  kalkulatora
Windows nie sprawi to żadnego problemu. Po
takich obliczeniach bez chwili zastanowienia
zaokrąglaj wynik do 25 milsów albo 0,5mm.

Protel pozwala też błyskawicznie zmienić

jednostki  „robocze”,  pokazywane  na  dole,
w pasku  stanu  (milsy  –  milimetry)  –  można
to zrobić poleceniem V – U (View, Units) al−
bo szybciej, naciskając klawisz Q. Na począ−
tek, rysując obrys płytki, możesz przełączyć
się na milimetry, a potem przy umieszczaniu
elementów  i prowadzeniu  ścieżek  używaj
miary  calowej.  Pasek  stanu  można  włą−
czyć/wyłączyć poleceniem V – S (View, Sta−
tus Bar). Bieżące jednostki można wprawdzie
zmienić  błyskawicznie
w podany właśnie spo−
sób,  ale  ważniejsze  od
tych  jednostek  jest
ustawienie  rastru  (siat−
ki) i skoku kursora.

Raster, skok
kursora

Wbrew  pozorom,  nie
jest  dobrze,  jeśli  skok
kursora oraz skok przy
umieszczaniu  elementów  i ścieżek  będzie
bardzo mały. Dałoby to co prawda płynność
i dowolność ustawienia składników, jednak
przysporzyłoby innych istotnych kłopotów.
Jeśli  chcesz,  wypróbuj  rastry  o różnej  gę−
stości.  Ja  na  podstawie  swojego  doświad−
czenia  gorąco  radzę  Ci  zawsze  wykorzy−
stywać  raster „kwadratowy”  o jednako−
wym  skoku  w osiach  X i Y,  równym  25
milsów. I tu początkujący miewają kłopoty,
ponieważ  parametry  związane  z rastrem
i skokiem trzeba w Protelu ustawić niejako
trzykrotnie:
− pomocniczą siatkę widoczną na ekranie,
− skok przesuwu elementów,
− skok przy trasowaniu ścieżek i pokrewnych
elementów.

Wszystko ustawisz po wydaniu polecenia

D –  O (Design,  Option)  na  dwóch  zakład−
kach:  Layers i Option.  Rozmiary  pomocni−
czej siatki ustawisz w zakładce Layers (Visi−
ble  Grid  1,  Visible  Grid  2)  –  patrz  rysunek
11,  gdzie  w tle  powinieneś  zobaczyć  taką
siatkę.

Uwaga! Nie ustawiasz tu skoku kursora,

tylko rozmiar siatki widocznej na ekranie –
na razie nie ma to nic wspólnego z wymuszo−
nym skokiem kursora.

Skok kursora ustawisz w zakładce

Options –  patrz  rysunek  12.  W okienkach
SnapX,  SnapY (główny  skok)  koniecznie
wpisz  25mil.  W okienkach  ComponentX,
ComponentY możesz wpisać jednakowe war−
tości: albo 25, albo 50mil. Skok 50−milsowy
przy rozmieszczaniu elementów też jest bar−
dzo dobry. Proponowany domyślny skok 10
czy 20 milsów jest w przypadku klasycznych
elementów przewlekanych za mały – ma sens
tylko przy elementach SMD

Ważną sprawą jest tak zwany Electrical

Grid – zapewnia znakomitą pomoc przy pro−
wadzeniu ścieżek. Ten Electrical Grid okre−
śla  zakres  przyciągania  obiektów  elektrycz−
nych  podczas  edycji.  W praktyce  chodzi
o ścieżki  i punkty  lutownicze.  Zdarzają  się
elementy, których wyprowadzenia nie są roz−
mieszczone  w węzłach  siatki  25−milsowej.
Przy  ręcznym  prowadzeniu  ścieżki  kursor
skacze  po  węzłach  25−milsowej  siatki  i nie
trafiłby dokładnie w środek punktu lutowni−
czego.  Jeśli  włączysz  Electrical  Grid i wpi−
szesz  w okienko  Range  sensowną  wartość
(np.  8...20mil),  końce  ścieżek  zawsze  trafią
w środki punktów, także tych umieszczonych
poza  węzłami  siatki.  Możesz  włączać/wyłą−
czać Electrical Grid w panelu pokazanym na
rysunku 12. Szybszym sposobem jest jedno−
czesne naciśnięcie klawiszy SHIFT+E. Pod−
czas  trasowania  ścieżek  możesz  też  chwilo−
wo wyłączyć Electrical Grid, naciskając kla−
wisz CTRL na czas operacji.

W okienku Visible Kind proponuję wybrać

linie (Lines), bo kropki (Dots) są moim zda−
niem mało widoczne − tym razem chodzi
o siatkę widoczną na ekranie, której parametry
ustaliliśmy na zakładce Layers (rysunek 11).

Chyba nie muszę Cię przekonywać, że

warto ustawić moduł jednej siatki zgodny ze
skokiem  kursora,  czyli  25mil.  Ja  ustawiłem
drugą  widoczną  na  ekranie  siatkę  o rastrze
100mil,  żeby  podczas  pracy  łatwiej  oceniać
odległości.  Jeśli  chcesz,  możesz  pozmieniać
kolory linii: (T – P, zakładka Colors).

Konfiguracja środowiska

Protel PCB to środowisko oparte na war−
stwach. To chyba nie budzi Twych wątpliwo−
ści. Warstwami są nawet linie czy punkty siat−
ki, obecne na ekranie podczas projektowania.

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

Październik 2002

Rys. 10

Rys. 11

Rys. 12

Według  własnego  uznania  możesz  włączać
i wyłączać widoczność poszczególnych warstw
na  zakładce  Layers po  poleceniu  D –  O
(Design,  Options)  według  rysunku  11.  Za−
znaczone  okienka  pokazane  na  rysunku  11
określają

widzialność

poszczególnych

warstw.  Włącz  tylko  niezbędne  warstwy,
przede wszystkim Bottom Layer i Top Layer.
Warstwę Top Layer włącz nawet wtedy, gdy
będziesz projektował wyłącznie płytki jedno−
stronne – będzie potrzebna dla zwór. Zwykle
nie  ma  potrzeby  wyświetlania  żadnych
warstw mechanicznych, znaczników wiertar−
skich (Drill ...), izolacyjnych masek lutowni−
czych (solder mask) ani warstwy kleju SMD
(paste mask). Ponieważ na typowej płytce si−
todrukowy opis wykonany jest farbą tylko od
strony  elementów,  włączymy  jedną  warstwę
opisu, mianowicie Top Overlay. Zwróć uwa−
gę na okienko DRC Errors – tu moglibyśmy
wyłączyć wizualną sygnalizację kolizji (błę−
dów) podczas projektowania. Choć jaskrawo
podświetlone  fragmenty  irytują  początkują−
cych,  którzy  nie  wiedzą,  dlaczego  program
sygnalizuje zastraszającą liczbę kolizji i błę−
dów, ale Ty w żadnym wypadku nie wyłączaj
tej  sygnalizacji.  Włącz  też  warstwę  tymcza−
sowych połączeń (Connections); nie zaszko−
dzi  też  włączenie  wyświetlania  wielkości
otworów (Pad Holes, Via Holes).

Włączone kluczowe warstwy pojawią się

jako zakładki na dole okna, jak widać to na
rysunku 11. Klikając na te zakładki, możemy
przełączać aktywną warstwę (pracując nad
płytką, pracujemy niejako w jednej warstwie,
umieszczając tam ścieżki, napisy, itp.).

Preferencje

Zainteresuj  się  teraz  bogatym  oknem  poja−
wiającym  się  po  wydaniu  polecenia  T –  P
(Tools, Preferences). Szczegółowy opis zna−
czenia  wszystkich  okienek  byłby  zbyt  ob−
szerny,  a większość  z nich  ma  niewielkie
znaczenie  praktyczne.  Dlatego  proponuję,
żebyś  sprawdził,  czy  u Ciebie  pierwsza  za−
kładka Options wygląda jak na rysunku 13.
Zaznacz Editing options, Other oraz Compo−
nent drag jak na rysunku. W grupie Autopan
options ja  wybieram  styl  (Style)  Re−Center,
bo  inne  style  na  dość  szybkim  komputerze
mnie  denerwują  z uwagi  na  dużą  „bezwład−
ność”  przesuwania.  Ty  możesz  pozostawić
domyślny  styl  Adaptive, ewentualnie  zmie−
niając  wartości  określające  automatyczne
przesuwanie  aktywnego  obszaru  roboczego
podczas edycji (Speed). Wypróbuj opcje pa−
noramowania (Autopan options) także z naci−
śniętym  klawiszem  Shift i dostosuj  styl
i szybkość  do  własnych  upodobań.  Grupa
Polygon repour niech Cię nie interesuje – nie
będziesz  na  razie  z tego  korzystał  (chodzi
o przeprowadzanie ścieżek przez specyficzne
wypełnienia,  zwane  Polygons).  Grupa  Inte−
ractive Routing określa bardzo, bardzo waż−
ne właściwości podczas ręcznego trasowania

ścieżek.  Zagadnienie  to  omówimy  bardzo
szczegółowo  na  jednym  z następnych  spo−
tkań.  Standardowo  na  początek  wybiera  się
opcję Avoid Obstacle, i wtedy Protel nie po−
zwoli Ci poprowadzić ścieżek w sposób koli−
zyjny – przekonasz się później, że to wbrew
pozorom nie jest wada, tylko duża zaleta. Nie
uważaj, że opcja Ignore Obstacle jest najlep−
sza i nie przyzwyczaj się do niej – to utrudni−
łoby Ci pracę w przyszłości.

Pod zakładką Display określasz parame−

try wyświetlania. U mnie wygląda to jak na
rysunku 14 (zmieniłem Origin Marker oraz
String z 11  na  7.  Warto  wiedzieć,  że  zazna−
czenie  opcji  Transparent  Layers pozwala
uczynić  ścieżki  półprzezroczystymi  i zoba−
czyć nałożone na siebie składniki – efekt po−
kazany jest na rysunku 15.

Kolory warstw możesz zmienić po−

leceniem  T –  P (Tools,  Preferences)
w zakładce  Colors,  ale  to  są  sprawy
oczywiste i dla większości użytkowni−
ków  mało  istotne.  W

zakładce

Show/Hide zaznacz pełne wyświetla−

nie  wszystkich  warstw  –    Final.  Możesz  też
wypróbować  Draft,  ale  wyświetlanie  kontu−
rów  potrzebne  i korzystne  bywa  niezwykle
rzadko.

Zakładki Defaults i Signal Integrity mo−

żesz z całym spokojem zignorować – to tro−
chę wyższa szkoła jazdy.

Po opisanym ustawieniu Palet wywoły−

wanych poleceniami D – O oraz T – P wstęp−
nie  skonfigurowałeś  środowisko.  Na  razie
naprawdę  nie  musisz  rozumieć  wszystkich
drobiazgów.  To,  co  omówiliśmy,  całkowicie
wystarczy,  a do  niektórych  co  ważniejszych
szczegółów jeszcze wrócimy.

Zadania domowe

Na tym spotkaniu omówiliśmy bardzo ważną
w praktyce sprawę określania rozmiarów płyt−
ki. Otrzymałeś też elementarne informacje
o konfiguracji programu. Potrafisz już ustawić
główne właściwości obszaru roboczego.

Zanim weźmiemy się za dalsze etapy two−

rzenia płytki, starannie przeanalizuj omówio−
ne dziś zagadnienia. Koniecznie poćwicz też
tworzenie płytek o różnych kształtach i wy−
miarach. Czy na przykład potrafisz za pomocą
kreatora zaprojektować płytkę syreny alarmo−
wej, do umieszczenia w obudowie przetworni−
ka PCA−100? Taka płytka musi mieć średnicę
50,5...51mm, czyli dokładnie 2000 milsów.

Poćwicz przygotowanie płytek za pomocą

kreatora  PCB  Wizard.  Sprawdź,  że  jeśli
chcesz zapamiętać wzorzec (w przedostatnim
oknie kreatora), Protel zapisze go jako płyt−
kę, plik .pcb w projekcie ...\Design Explorer
99  SE\System\Templates.Ddb.  Oprócz  wzor−
cowych  płytek  przechowywane  są  tam  też
makra  napisane  w dialekcie  języka  BASIC
oraz wzorce arkuszy do schematów.

Dobrze byłoby, gdybyś wziął kilka obu−

dów  plastikowych  i zaprojektował  do  nich
porządne  płytki  bazowe.  Obrys  płytki  za−
znacz  w warstwie  KeepOutLayer.  Jeśli  wy−
korzystasz kreatora, niech obrys w warstwie
Mechanical  Layer  będzie  taki  sam,  jak
w warstwie KeepOutLayer. Zwróć też uwagę
na kolejny konkurs.

Poćwicz też tworzenie płytek o nieregular−

nym kształcie. Czy za pomocą kreatora potra−
fisz osiągnąć kształt płytki, jak na rysunku 16?
Podpowiem, że trzeba w kreatorze wykorzystać

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

Październik 2002

Rys. 13

Rys. 14

Rys. 15

Rys. 16

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

Październik 2002

Temat zadania 80. ściśle wiąże się z przedsta−
wionym dalej rozwiązaniem zadania 76. Kil−
ka  spośród  nadesłanych  rozwiązań  zmobili−
zowało mnie, by wreszcie przedstawić zada−
nie, które planuję postawić od dawna. Temat
mam zapisany w swoim magazynku tematów
do Szkoły już prawie dwa lata. Mianowicie w
brytyjskim  czasopiśmie  Electronic  World  w
numerze 9/2000 (str. 734)  przedstawiono po−
mysł  wykorzystania  licznika  rowerowego  w
roli...  miernika  prądu  (amperów)  i  miernika
pojemności  akumulatorów  –  licznika  ampe−
rogodzin.  Pomiar  prądu  polega  na  pomiarze
spadku napięcia na rezystancji, wzmocnieniu

tego napięcia, przetworzenia go na częstotli−
wość w przetworniku U/f (VCO), zliczenie i
zobrazowanie właśnie na typowym liczniku
rowerowym.

Oto temat zadania:

Zaproponować nietypowy sposób

wykorzystania licznika rowerowego.

Jestem przekonany, że nadeślecie intere−

sujące pomysły. Przedstawiona propozycja
(miernik prądu, miernik pojemności akumu−
latora oraz licznik władowanych amperogo−
dzin) jest jedną ze znakomitych możliwości.
Pomyślcie o takim układzie.

Przedstawcie też inne możliwości. Prze−

cież licznik rowerowy to komputerek z wy−

świetlaczem,  pełniący  szereg  pożytecznych
funkcji. Licznik rowerowy kosztuje niewiele
i na pewno można go wykorzystać nie tylko
w  roli  wyświetlacza.  Może  warto  wykorzy−
stać wbudowany weń stoper? Typowy licznik
rowerowy  na  pewno  ma  funkcję  pomiaru
prędkości. Można to wykorzystać do pomia−
ru częstotliwości, a przy zastosowaniu odpo−
wiedniego czujnika i przetwornika do pomia−
ru wielu innych wielkości. Licznik rowerowy
na pewno ma odometr – licznik kilometrów.
Tę funkcję zliczania impulsów można trakto−
wać jako układ całkujący impulsy w czasie.
Przyda  się  na  przykład  w  roli  miernika  po−
jemności  (rozładowywanego)  akumulatora
oraz  licznika  władowanych  amperogodzin
podczas ładowania tegoż akumulatora.

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).

łł

Zadanie nr 80

Uwaga uczestnicy i sympatycy Szkoły Konstrukto−

rów! Oto ważny komunikat:

Każdy uczestnik Szkoły proszony jest o

przysłanie do Redakcji swojej fotografii i
kilku zdań o sobie.

Szkoła Konstruktorów istnieje już prawie siedem lat.

W grudniowym  lub  styczniowym  numerze  ukaże  się
specjalny  dodatek,  Galeria  Szkoły  Konstruktorów,
w którym Redakcja chciałaby zaprezentować publicznie
uczestników  Szkoły.  Później  Galeria  mogłaby  zostać
umieszczona na stałe na stronie internetowej EdW.

Niech będzie to jeszcze jedna forma wyróżnienia

i nagrody za trud rozwiązywania zadań. Dlatego
zwracamy się do uczestników, czyli osób, których na−
zwisko przynajmniej raz pojawiło się w rozwiązaniu
Szkoły w ciągu całego jej istnienia. Najbardziej zależy
nam na przedstawieniu czołówki uczestników, zarów−

no z obecnej tabeli, jak i poprzedniej tabeli, która ule−
gła skróceniu w grudniu 2000 w związku z rozdziałem
nagród w ramach Promocji Młodych Talentów. Chce−
my przedstawić portrety: zarówno fotografie, jak i kilka
zdań o uczestniku (w tym zainteresowania pozaelek−
troniczne).

Jeśli ktoś z czołówki uczestników, z sobie znanych

względów, nie chciałby zaprezentować swej fotografii,
proszony jest o przysłanie choć kilku zdań o sobie.

Ze względu na przepisy prawne musimy od Was

otrzymać zgłoszenie własnoręcznie podpisane roz−
poczynające się od słów:

Proszę o umieszczenie mojej fotografii oraz poniż−

szych danych w Galerii Szkoły Konstruktorów EdW:

W związku z tym wszystkie zgłoszenia muszą

być nadesłane zwykłą pocztą. Celem akcji jest nie
tylko zaprezentowanie uczestników, ale też umożli−
wienie wzajemnych kontaktów. Do tej pory wszystkie
„nitki” Szkoły zbiegają się w Redakcji EdW. Chcemy

ułatwić wzajemne bezpośrednie kontakty. Dlatego
osoby, które gotowe są nawiązać kontakt z innymi,
proszone są o udostępnienie swoich „namiarów” (ad−
res pocztowy, e−mailowy, telefon, nr Gadu−Gadu, wła−
sna strona internetowa).

Do Galerii zapraszamy nie tylko uczestników, ale

też sympatyków Szkoły, którzy z różnych względów nie
brali jeszcze w niej udziału. W przypadku sympatyków
nie przewidujemy publikacji fotografii, tylko kilka zdań o
danej osobie i informacje o możliwości kontaktu.

Termin nadsyłania zgłoszeń upływa 15 listopada

2002. W związku z akcją zmodyfikowaliśmy comie−
sięczną miniankietę, żebyście mogli wykorzystać goto−
wy formularz. Zgłoszenie można też przysłać w liście, a
nawet na kartce pocztowej (dobrej jakości fotografię
można wtedy przysłać e−mailem).

Bardzo prosimy wszystkich uczestników i

sympatyków Szkoły o poparcie akcji i nadsyłanie
swoich zgłoszeń.

Galeria Szkoły Konstruktorów

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

Październik 2002

Liczniki rowerowe mają też funkcję zapa−

miętywania wartości średniej i maksymalnej.

Bardzo proszę, pomyślcie nad możliwo−

ściami wykorzystania takiego niedrogiego i
powszechnie dostępnego urządzenia.

Mam nadzieję, że nadeślecie jakieś modele.

Przed zakupem licznika w sklepie upewnijcie
się, że spełni on Wasze oczekiwania. Chodzi

głównie o akceptowany zakres „obwodu koła”
– licznik rowerowy to przecież tylko inteligent−
ny licznik impulsów pochodzących z czujnika
kontaktronowego, więc aby miał prawidłowe
wskazania, zawsze trzeba doń wpisać obwód
koła rowerowego. Niektóre wersje akceptują tu
liczby z wąskiego zakresu, co może ograniczyć
przydatność do nietypowych zastosowań.

Czekam zarówno na interesujące propo−

zycje teoretyczne, jak i na przetestowane mo−
dele. Tym razem szansę na publikację ma
nieograniczona liczba najlepszych prac. Cze−
kam też na propozycje kolejnych zadań. Po−
mysłodawcy wykorzystanych zadań otrzy−
mują nagrody rzeczowe.

Temat  zadania  76  brzmiał:  Zaprojektować
urządzenie mierzące drogę przebytą na pie−
chotę.  Otrzymałem  wiele  propozycji  teore−
tycznych  i  kilka  modeli.  Wszystkie  propozy−
cje dotyczyły zliczania kroków. Znów mile za−
skoczyliście  mnie  swoimi  propozycjami  i
nadesłanymi  modelami.  Naprawdę  żałuję,  że
ze względu na szczupłość funduszu nagród nie
mogę odpowiednio nagrodzić autorów wszy−
stkich najciekawszych propozycji. Wszystkim
wymienionym  z  nazwiska  uczestnikom  ser−
decznie gratuluję i przydzielam punkty.

Rozwiązania teoretyczne

Rozwiązania  teoretyczne  można  podzielić  na
kilka  grup.  Najpierw  zajmijmy  się  różnorod−
nymi indywidualnymi propozycjami. Tomasz
Jadasch z Kęt wpadł na pomysł, żeby w roli
czujnika wykorzystać... mikrofon, umieszczo−
ny  w  nogawce  lub  gdzieś  w  bucie.  (...)  Przy
każdym uderzeniu butem w podłogę mikrofon
odbierze  stuk,  wzmacniacz  wzmocni  i  licznik
będzie odliczać. W układzie chce wykorzystać
liczniki 40110 i wyświetlacze LED włączane
tylko na czas odczytu wskazań. Schemat moż−
na znaleźć na naszej stronie in−
ternetowej jako Jadasch.gif.

Większość uczestników pla−

nowała  wykorzystanie  jakiejś
odmiany  czujnika  stykowego,
zwłaszcza magnesu i kontaktro−
nu.  14−letni  Maciej  Misiura z
Kołobrzegu słusznie stwierdził,
że największym problemem bę−
dzie  wykonanie  i  umieszczenie
czujnika.  Rozważał,  czy  w  grę
wchodzi czujnik stykowy wyko−
nany  z  „pazłotka”.  Zapropono−
wał też czujnik stykowy reagu−
jący  na  nacisk,  umieszczony  w
podeszwie  buta.  Kilka  innych
osób też chce umieścić w bucie
przycisk,  np.  tzw.  microswitch.
Pomysł jest interesujący, ale re−
alizacja  trudna  i  raczej  nie  do
wykonania  w  warunkach  ama−
torskich.  Czujnik  w  obcasie
musiałby  być  mały  i  nie  powi−
nien ani osłabić konstrukcji bu−
ta, ani przeszkadzać w jego nor−
malnym  użytkowaniu.  Musiał−

by też być bardzo trwały, co może być naj−
większym problemem.

Jakub Siwiec z Tarnowa słusznie skoncen−

trował się na czujniku. Przeprowadził interesu−
jącą analizę. Doszedł do wniosku, że czujniki
umieszczone w bucie byłyby zanadto kłopotli−
we. Doszedł do słusznego wniosku, że czujnik
nie musi być umieszczony w bucie czy na no−
dze. Zaproponował umieszczenie magnesu na
ręku, np. na pasku od zegarka, a kontaktronu i
licznika w kieszeni spodni. Pomysł jest co naj−
mniej godny rozważenia, bo rzeczywiście pod−
czas marszu ręce poruszają się przy tułowiu jak
wahadło i trzeba tylko umieścić czujnik na od−
powiedniej wysokości. Zbigniew Meus z Dą−
browy Szlacheckiej chce wykorzystać czujnik
ultradźwiękowy, który umieścimy na jednej
nodze (najlepiej „na rzepy”).

Jakub Świegot ze Środy Wlkp. chce wy−

korzystać  cztery  liczniki  4017,  pozwalające
zliczyć  do  9999  kroków.  Z  kolei  Krzysztof
Żmuda z  Chrzanowa  rezygnując  z  czujnika
podczerwieni chce zastosować czujnik styko−
wy, dwa liczniki 4040 i 24 diody LED (Zmu−
da.gif). Dwa 12−bitowe liczniki dwójkowe z
kostek 4040 w bardzo prosty sposób pozwo−
lą zliczyć 16777215 kroków, co daje tysiące
kilometrów.  Układy  4017  i  4040  pozwalają

dodatkowo  uprościć  licznik,  ponieważ  ich
wejścia wyposażone są w obwody zapewnia−
jące  histerezę  i  przy  współpracy  ze  stykiem
wystarczy  prosty  obwód  RC  tłumiący  drga−
nia powstające podczas przełączania.

Andrzej Szymczak ze Środy Wlkp. chce

wykorzystać magnes, kontaktron, licznik
ICM7224, a dodatkowo licznik 4017 (Szym−
czak.gif), co daje zakres zliczania 100000
kroków.

Dwaj Koledzy, Radosław Szycko z Gole−

niowa  i  Grzegorz  Marciniak z  Poznania,
wykorzystali kalkulator do zliczania kroków.
W obu  przypadkach  styk  dołączony  jest
równolegle  do  klawisza  =.  Obaj  przeprowa−
dzili próby. Radek z czujnikiem magnes−kon−
taktron  przeszedł  2581  kroków.  Grzegorz
wykorzystał czujnik rtęciowy i od razu mie−
rzył drogę w metrach lub kilometrach, wpro−
wadzając  najpierw  do  kalkulatora  długość
kroku, potem wciskając +, a następnie doda−
jąc kroki stykiem dołączonym do klawisza =.

O pokrewnym pomyśle wykorzystania

licznika rowerowego wspomnieli także wy−
mienieni wcześniej Koledzy Zbigniew Meus
i Jakub Świegot.

Rozwiązanie zadania nr 76

Rys. 1

Bogusław Łącki z Nysy przysłał ksero−

kopię  artykułu  „Elektroniczny  krokomierz”,
z  radzieckiego  miesięcznika  Radio  z  roku
1983. Czasopismo Radio słusznie miało opi−
nię  czasopisma  bardzo  solidnego.  Świadczy
o  tym  też  przemyślana  do  drobnych  szcze−
gółów  konstrukcja  krokomierza.  Rysunek  1
pokazuje  schemat  i  szkic  budowy  czujnika.
Jest to czujnik kontaktronowy, wykonany na
bazie fabrycznego przycisku KPM−9−3, gdzie
na okrągłym, plastikowym trzpieniu zawiera−
jącym  wewnątrz  kontaktron,  umieszczono
kilka sklejonych magnesów mających kształt
pierścieni. Według opisu te sklejone magne−
sy poruszają się podczas biegu czy marszu w
dół  i  w  górę  pod  wpływem  siły  bezwładno−
ści.  Ponieważ  idea  jest  bardzo  interesująca,
na  rysunku  2 poka−
zane  są  szczegóły.
Czujnik  musi  być
umieszczony  w  po−
zycji  pionowej.  U
podstawy  trzpienia
umieszczony

jest

magnes  pierścienio−
wy  (1),  przyklejony
do  obudowy.  Zespół
sklejonych takich sa−
mych  magnesów  (2)
może  się  swobodnie
poruszać  w  dół  i  w
górę,  bo  średnica
trzpienia jest ok. 0,5mm mniejsza od średni−
cy otworu magnesów. Pola magnesu dolnego
(1) i ruchomego (2) oddziałują ze sobą i dzię−
ki  odpowiedniej  biegunowości,  górny  ma−
gnes  w  stanie  spoczynku  unosi
się nad dolnym, jak na sprężynie.
Podatny jest też na drgania i pod
ich wpływem będzie się poruszać
w górę i w dół. Prawidłowe dzia−
łanie  wymaga,  żeby  w  spoczyn−
ku magnes znajdował się tuż pod
kontaktronem,  a  właściwie  na
wysokości kontaktronu, w pozy−
cji, gdy styki są jeszcze rozwarte,
ale  nawet  mały  ruch  magnesu  w
górę  je  zewrze.  Jak wynika z ta−
kiego opisu, znaczenie ma tu też
bezwładność  magnesu  (2).  Nie
jest to podane w oryginalnym ar−
tykule, ale być może fakt skleje−
nia  kilku  magnesów  to  efekt
praktycznych  eksperymentów,
mających na celu dobranie odpo−
wiedniej bezwładności, a tym sa−
mych „częstotliwości rezonanso−
wej” drgań magnesu (2).

Jeśli ktoś chciałby wykonać

podobny  układ,  może  wykorzy−
stać  kostki  CMOS  40110  i  wy−
świetlacze  LED.  Warto  zauwa−
żyć,  że  dzięki  dodatkowemu
licznikowi dziesiętnemu D2, wy−
świetlacz  pokazuje  dziesiątki

kroków  –  w  ten  sposób  może  zliczyć  do
99990 kroków z dokładnością do 10 kroków.
Układ  można  znacznie  uprościć,  stosując
liczniki dwójkowe, choćby CMOS 4060 czy
2x4040.  W oryginalnym  układzie  wykorzy−
stano uniwibrator, co pozwala wyeliminować
wpływ przypadkowych szybkich drgań i wi−
bracji  styków.  Można  też  wypróbować  we−
rsję  uproszczoną  według  idei  z  rysunku  3.

Sygnał z kontaktronu podawany jest na wej−
ście liczników przez dobrany obwód całkują−
cy RC. Jeśli napięcie zasilania układu będzie
wynosiło 3V, dioda D1 nie będzie potrzebna
– prąd diod LED ograniczy rezystancja wyjść
CMOS. Przy wyższych napięciach trzeba do−
brać typ i liczbę diod ograniczających prąd
(Schottky’ego, zwykła).

Rozwiązania praktyczne

Otrzymałem w sumie 8 rozwiązań praktycz−
nych i uzasadnionych doniesień o wykonaniu

i sprawdzaniu modeli. Bardzo się z tego cieszę,
bo szczerze mówiąc, stawiając to zadanie oba−
wiałem się, czy uznacie je za godne uwagi.

Fotografia 1 pokazuje model stałego

uczestnika  Szkoły,  Marcina  Wiązani z Bu−
ska  Zdroju.  Marcin  podzielił  się  słusznymi
uwagami  na  temat  trudności  z wykonaniem
czujnika  i ostatecznie  wykonał  tylko  część
licznikową  na  procesorze  AT90S2313
i (ukrytym  pod  wyświetlaczem)  układzie
ICM7211.  Układ  podaje  wynik  w metrach
lub  kilometrach.  Po  zmianie  oprogramowa−
nia możliwa byłaby komunikacja z kompute−
rem przez łącze RS232.

Schemat ideowy pokazany jest na rysunku 4,

a o bliższe wskazówki i listingi można popro−
sić Autora (mwiazani@kki.net.pl lub mwiaza−
ni@poczta.fm nr Gadu−Gadu 5054951).

Tomasz Gajda z Wrząsawy napisał: Te−

mat zadania nr 76 bardzo mnie zainteresował
i już znacznie wcześniej chciałem zrealizować
takie urządzenie. Z biegiem czasu zapomnia−
łem o nim i dopiero teraz plany odżyły.

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

Październik 2002

Fot. 1 Układ Marcina Wiązani

Rys. 4

Rys. 2

Rys. 3

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

Październik 2002

„Krokomierz”  zrealizowałem,  nie  podaje  on
wyniku w postaci zliczonych kroków, ale sza−
cuje przebytą odległość w metrach. Wynik jest
na pewno obarczony pewnym błędem pomiaru
(nie ma rzeczy idealnych). (...) „Krokomierz”
zrealizowałem  w oparciu  o mikroprocesor
90S2313, który zlicza przerwania pochodzące
od wahadełka, dwóch ograniczników podpię−
tych do int0 i int1. Po każdym przerwaniu int0
procesor  przechodzi  do  podprogramu  zlicze−
nia kroku (w zasadzie dwóch kroków), przeli−
czenia  na  metry,  przedstawieniu  wyniku  na
wyświetlaczu  oraz  zapisaniu  stanu  zmiennej
trip  i calosc  w wewnętrznej  pamięci  eeprom.
Program napisany jest tak, aby umożliwiał re−
jestrowanie całej przebytej drogi oraz krótkich
odcinków. Wartości obydwu wskazań użytkow−
nik    może  wykasować.  Zerowanie  zmiennej
trip następuje przez naciśnięcie s1 w momen−
cie wystąpienia int0, natomiast obydwu wska−
zań poprzez przyciśnięcie s1 podczas załącze−
nia zasilania. W pętli głównej program reali−
zuje  jedynie  procedurę  zmniejszenia  poboru
prądu. Wyświetlacz pochodzi ze starego telefo−
nu  komórkowego  Motorola  MICRO  T−A−C.
Poniżej przedstawiam sposób podłączenia te−
go  nietypowego  wyświetlacza  alfanumerycz−
nego (bo 2*12): 1−anoda podświetlania, 2−RS,
3−katoda  podświetlania,  4,5−GND,  6−EN,  9−
DB5,  11−+5v,  12—5v,  15−GND,  16−DB8,  17−
DB7,  18−DB4.  Układ  powinien  być  zasilany
napięciem od 5V do 6V.

Interesujący czujnik z wykorzystaniem

wahadełka można zobaczyć na fotografii 2.
Listing programu można znaleźć na naszej
stronie internetowej, o dalsze informacje moż−
na poprosić Autora e−mailem: Tobi2@hoga.pl

Fotografia 3 pokazuje model Piotra De−

reszowskiego z Chrzanowa. Schemat poka−
zany jest na rysunku 5. W układzie należało−
by jeszcze dodać obwód tłumienia ewentual−
nych „śmieci”, choćby według rysunku 3.

Na fotografii 4 pokazany jest model Dariu−

sza  Drelicharza z  Przemyśla.  Oto  fragmenty
listu: (...). Jedyny sensowny sposób, jaki przy−
szedł mi do głowy, to zasugerowany w treści za−
dania krokomierz. Czujnik zliczający kroki po−
winien  znajdować  się  nisko,  gdzieś  w  okolicy
kostki.  Może  być  przyczepiony  do  buta,  gdzie
nie  powinien  przeszkadzać.  Można  wówczas
wykorzystać zmianę kąta pomiędzy płaszczy−
zną ziemi a nogą, jaka zachodzi gdy idziemy.

(...) czujnik powinien pracować na zasa−

dzie  wahadła.  Postawiony  w  treści  zadania
warunek  minimalizacji  poboru  energii  spo−
wodował, że pomysł z wahadłem i transopto−
rem szczelinowym odrzuciłem. Pojawił się za
to pomysł z użyciem kontaktronu. Po przemy−
śleniach  możliwych  rozwiązań  i  kilku
próbach  powstał  model.  Zbudowany  jest  z
magnesu z kuchennej rękawicy (może mama
nie  zauważy  jego  braku...),  prowadnic,  po
których  się  przesuwa,  i  rurki  kontaktronu.
Magnes nie jest może najmniejszych rozmia−
rów, ale ma to swoje zalety. Próby z użyciem
mniejszego magnesu wykazały, że jego mała
masa nie zawsze pozwala mu się swobodnie
przesuwać po prowadnicach. Prowadnice są
dwie  z  prostego  powodu:  ograniczają  ruch
magnesu do jednej płaszczyzny. Same prowa−
dnice  wykonane  są  z  drutu  miedzianego,  na
który  nałożone  zostały  plastikowe  rurki.  Do
magnesu  również  przyklejone  zostały  dwie
plastikowe rurki. Dla zapewnienia odpowie−
dniej wytrzymałości użyłem Distalu.

Testy wykazały, że prowadnice powinny

być ułożone pod pewnym (dobranym) kon−
tem, aby magnes pewnie się przesuwał. Spo−
wodowane jest to tym, że noga uniesiona do
przodu tworzy mniejszy kąt od nogi uniesio−
nej do tyłu. (...)

Wyszło mi, że krok ma długość mniej wię−

cej 70cm. No tak! Przyznam, że pojawił się tu
mały problem. Czy da się w prosty sposób za−
mienić  70cm  (1  impuls)  na  wskazania  wy−
świetlacza w metrach. (...) podstawowy układ
licznika (zliczający kroki) i tak rozrósł się do
wielkich  rozmiarów  (7  układów  +  wyświe−
tlacz 4−cyfrowy). (...) Przemyślałem cały pro−
blem  jeszcze  raz  i...  eureka!  Istnieje  prosty
sposób  zliczania  przebytej  drogi.  Można  do
tego celu wykorzystać tani komputerek rowe−
rowy. W końcu czujnik kroków jaki zbudowa−
łem opiera się na kontaktronie – tak jak „lu−
bią” to rowerowe komputerki. (...) Wystarczy
podać w miejsce obwodu koła – długość kro−

ku.

Jednak

nie

wszystkie  kompu−
terki dadzą to sobie
wyperswadować.
Mimo  że  teoretycz−
nie  można  wpisać
dowolną  wartość
z przedziału 1 – 999
cm,  to  niektóre
z nich tolerują tylko
wartości  charakte−
rystyczne  dla  kół
rowerowych.

szczęście mój kom−
puterek bez oporów
przyjął wpisaną mu
wartość 70cm.

Komputerki po−

siadają licznik głów−
ny (zliczający za−
zwyczaj do 9999 km)

Fot. 2 Model Tomasza Gajdy

Fot. 3 Model Piotra Dereszowskiego

Fot. 4 Układ Dariusza Drelicharza

Rys. 5

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

Październik 2002

oraz  pomocniczy,  możliwy  do  zerowania
w każdej  chwili  (zliczający  zazwyczaj  do
999,9 km). I tu daje o sobie znać jedyna wa−
da,  jakiej  dopatrzyłem  się  w rozwiązaniu
z komputerkiem:  rozdzielczość  rzędu  100
m (!). Muszę przyznać, że jest to wada niema−
ła. Niewątpliwym plusem jest minimalny ape−
tyt na energię. (...) Umocowanie komputerka
do  płytki  czujnika  wykonałem  przy  użyciu
szyn  przykręconych  śrubami.  Zapewnia  to
odpowiednią  wytrzymałość  przy  pracy
w trudnych, bądź co bądź, warunkach. Kom−
puterek mocowany jest tak, jak do oryginal−
nego uchwytu – poprzez wsunięcie.

Aby przetestować model krokomierza,

odbyłem mały spacer. Płytkę krokomierza
przyczepiłem do buta na wysokości kostki, po
zewnętrznej stronie. (...) Odległość jaką prze−
byłem można zobaczyć na zdjęciu. Ponieważ
nie chcę rozstawać się z komputerkiem rowe−
rowym na czas wakacji, tym razem modelu
nie przesyłam.

Pomysł na pewno jest godny uwagi, może

tylko udałoby się wykonać bardziej wygodny
czujnik. Czy ktoś, kto potrzebuje większej
dokładności zamiast 70 może wpisać 700?
Co to zmieni?

Na stronie internetowej można znaleźć

schemat krokomierza na pojedynczych ukła−
dach scalonych (Drelicharz.gif)

A oto kolejna godna uwagi propozycja.

Mariusz Chilmon z Augustowa wykorzystał
kalkulator i czujnik piezoelektryczny. Oto
fragmenty listu: (...) kontaktron odrzuciłem
(...) Styk w bucie też raczej odpada. (...)

Piezo. Blaszka piezo umieszczona jest

w bucie, pod piętą (pod wkładką). Każdy krok
powoduje odkształcenie tego czujnika. Pozo−
staje  wzmocnić  sygnał  i zwierać  przycisk  =
w kalkulatorze. (...) Sygnał piezo wzmacnia−
łem w LM358, do wyjścia podłączyłem trans−
optor. Zadziałało! (...) Odetchnąłem z ulgą i,
jak przystało na elektronika, zacząłem ekspe−
rymentować.  Zmniejszałem  wzmocnienie
wzmacniacza,  zastąpiłem  go  dwoma  tranzy−
storami,  potem  jednym,  w końcu  pozbyłem
się  niemal  wszystkiego,  a ustrojstwo  nadal
działało. Wystarczy jeden zwykły tranzystor!

Później przystąpiłem do testów. Nie wiem,

ile czasu chodziłem tam i z powrotem po po−
koju, ale w końcu udało mi się do czegoś
dojść, dosłownie i w przenośni :−)

Ostateczny schemat prezentuję na rysun−

ku. A oto kilka dalszych uwag:

Całe ustrojstwo ma jedną wadę – jeżeli się

zatrzymamy, to po kilku minutach kalkulator
wyłączy się i „zapomni” zmierzoną odle−
głość. Są na to trzy sposoby:
− kartka i długopis
− kalkulator bez funkcji auto−off
− kalkulator, który po wyłączeniu zapamiętu−
je liczbę w pamięci (wykorzystujemy przycisk
M+. (...)

Kabelki przylutowane do blaszki piezo

mają tendencję do odpadania. Warto używać

przetworników z fabrycznie przylutowanymi
przewodami.

Model pokazany jest na fotografii 5, a sche−

mat czujnika pokazany jest na rysunku 6.

Kolejny układ z interesującym czujnikiem

nadesłał Michał Stach z Kamionki Małej. Fo−
tografie 6 i 7 pokazują krokomierz Michała.
Zamieszczam dwie fotografie, by pokazać

zarówno  wnętrze,  jak  i  wygląd  zewnętrzny
urządzenia.  Projekt  kieruję  do  Pracowni
Konstrukcyjnej  i  mam  nadzieję  przedstawić
niedługo  w  Forum  Czytelników.  Wysoko
oceniłem wysiłki Michała prowadzące do po−
wstania  niecodziennego  czujnika.  Chodzi  w
sumie o czujnik akustyczny, gdzie przetwor−
nikiem jest membrana piezo, do której przy−
klejony  jest  maleńki  pojemniczek  z  metalo−
wą kulką w środku.

Podsumowanie

Szczerze mówiąc, wydawało mi się, że zada−
nie jest trudne i że wzbudzi znikome zaintere−
sowanie. Krokomierz można przecież kupić w
dobrym sklepie sportowym, a jego koszt oka−
że się umiarkowany w porównaniu z nakła−
dem środków i czasu potrzebnym na stworze−

nie  amatorskiego  urzą−
dzenia  o  odpowiedniej
niezawodności  i  prak−
tycznej

przydatności.

Kilka  osób  zwróciło
uwagę  na  problem  do−
kładności.  W rowerze
sprawa jest inna, bo ob−
wód  koła  zmienia  się
niewiele.  Zamiast  mie−
rzyć  długość  jednego
kroku  (pary  kroków),
należy zmierzyć długość
np.  10  kroków  i  ustalić
średnią długość jednego.

Jak wspomniałem na

początku, zaskoczyliście
mnie bardzo pozytywnie

różnorodnymi propozycjami i modelami.

Wielu z Was dobrze poradziło sobie z za−

daniem,  w tym  z poborem  prądu,  obudową.
Oczywiście  najwięcej  kłopotów  było  ze
stworzeniem dobrego czujnika. Niektórzy co
prawda  poszli  po  linii  najmniejszego  oporu

Fot. 7 Model Michała Stacha

(przód obudowy)

Fot. 5 Model Mariusza Chilmona

Rys. 6

Fot. 6 Model Michała Stacha (wnętrze)

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

Październik 2002

i skupili się na liczniku. Inni przeprowadzi−
li próby z różnymi czujnikami. I właśnie to
zadecydowało o rozdziale nagród. Najwię−
cej punktów, upominki i nagrody można

było zdobyć właśnie za eksperymenty z
czujnikiem.

Upominki otrzymają: Piotr Dereszowski,

Tomasz Gajda, Bogusław Łącki, Grzegorz

Marciniak, Radosław Szycko i Marcin
Wiązania.

Najwyżej oceniłem projekt Michała Sta−

cha. Nagrody otrzymują: Michał Stach, Da−
riusz Drelicharz i Mariusz Chilmon.
Wszyscy wymienieni z nazwiska otrzymują
punkty (1...8).

Przy okazji przypominam, że nie ma po−

trzeby przysyłania do Redakcji kopert zwrot−
nych  ze  znaczkiem.  Listy  do  Czytelników
wysyłamy na swój koszt. Na niektóre pytania
odpowiadamy w rubryce Skrzynka Porad, na
inne  listownie.  Niestety,  niektórych  życzeń
nie jesteśmy w stanie spełnić ze względu na
szczupłość  sił  redakcyjnych  (np.  przeszuki−
wanie  katalogów  firmowych  i  ofert  handlo−
wych w poszukiwaniu jakiegoś specyficzne−
go  podzespołu,  potrzebnego  autorowi  pyta−
nia) i w takich wypadkach dołączenie znacz−
ka i koperty nie zwiększa szansy na zrealizo−
wanie prośby.

Serdecznie zapraszam do udziału w roz−

wiązywaniu kolejnych zadań i do nadsyłania
prac w terminie.

Wasz Instruktor

Piotr Górecki

Marcin Wiązania Busko Zdrój  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
Mariusz Chilmon Augustów  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
Dariusz Drelicharz Przemyśl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Marcin Malich Wodzisław Śl.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Krzysztof Kraska Przemyśl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
Bartłomiej Radzik Ostrowiec Św.   . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp.   . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Michał Stach Kamionka Mała  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Roman Biadalski Zielona Góra  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Dariusz Knull Zabrze  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
Piotr Romysz Koszalin  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Jarosław Tarnawa Godziszka  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Piotr  Wójtowicz Wólka Bodzechowska  . . . . . . . . . . . . .27
Rafał Stępień Rudy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Filip Rus Zawiercie  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Szymon Janek Lublin  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Piotr Dereszowski Chrzanów  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Mariusz Ciołek Kownaciska  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Jakub Kallas Gdynia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Jacek Konieczny Poznań  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Michał Pasiecznik Zawiszów  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Radosław Koppel Gliwice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Łukasz Cyga Chełmek  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
Andrzej Sadowski Skarżysko−Kam.   . . . . . . . . . . . . . . . .16
Radosław Ciosk Trzebnica  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .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
Robert Jaworowski Augustów  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Jakub Jagiełło Gorzów Wlkp.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Dawid Lichosyt Gorenice  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Arkadiusz Zieliński Częstochowa . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Wojciech Macek Nowy Sącz  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Sebastian Mankiewicz Poznań  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Paweł Szwed Grodziec Śl.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Marcin Dyoniziak Brwinów  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Bartek Stróżyński Kęty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Piotr Bechcicki Sochaczew  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Maciej Ciechowski Gdynia  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Mariusz Ciszewski Polanica Zdr.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Filip Karbowski Warszawa  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Witold Krzak Żywiec  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Piotr Kuśmierczuk Gościno  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Zbigniew  Meus Dąbrowa Szlach.   . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Kamil Urbanowicz Ełk   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Michał Waśkiewicz Białystok   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Piotr Wilk Suchedniów   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

Punktacja Szkoły Konstruktorów

− S

Szzkkoołłaa K

Koonnssttrruukkttoorróów

w kkllaassaa IIII

Rozwiązanie zadania 76

W EdW 6/2002 zamieszczony był schemat ra−
diowego wykrywacza burzy, nadesłany jako
rozwiązanie jednego z wcześniejszych zadań
Szkoły. Układ pokazany jest na rysunku A.

Nadesłaliście wiele odpowiedzi; niektóre

opisywały tylko jedną usterkę, większość
zawierała spostrzeżenia o większej liczbie
błędów.

Zacznijmy od końca. Wiele osób stwier−

dziło,  że  przekaźnik  musi  być  włączony  w
kolektorach  tranzystorów  T1,  T2.  W zasa−
dzie nie musi, ale pokazany sposób grozi, że
na przekaźniku napięcie będzie zbyt małe do
uruchomienia  go.  Rysunek  B pokazuje
przypuszczalny  rozkład  napięć  przy  założe−

niu, że napięcie na złączu p−n wynosi 0,6V i
przy pominięciu drobniejszych szczegółów,
jak spadek napięcia na wewnętrznym rezy−
storze R

czy wahania napięcia zasilania.

Mało kto zwrócił uwagę, że zwarcie S1 w

sytuacji, gdy na wyjściu
wzmacniacza U1B poja−
wi się stan wysoki, spo−
woduje przepływ prądu
zwarciowego wzmacnia−
cza rzędu kilkudziesię−
ciu miliamperów.

Słusznie zwróciliście

uwagę, że R7 jest niepo−
trzebny.

Wzmacniacz

U1B pracuje jako kom−
parator. Ponieważ rezy−

stancja  wyjściowa  wzmacniacza  U1A jest
bardzo mała, rzędu ułamka oma, nawet przy
większych  częstotliwościach  obecność  R7
niczego  nie  zmienia.  R7  byłby  potrzebny,
gdyby U1B miał pracować jako komparator z
histerezą.  Wtedy  między  wyjściem  U1A a
wejściem „plusowym” U1B należałoby włą−
czyć rezystor o wartości 1...47k

Ω

Jeden z uczestników podsunął myśl, że

U1B miał być albo uniwibratorem, albo za−
trzaskiem. Przy pracy w roli zatrzasku jedno−

razowe pojawienie się dodatniego napięcia
wejściowego miałoby powodować pojawienie
się na stałe dodatniego napięcia wyjściowego.
W takim przypadku należałoby jednak dodać
diodę, przenieść styk S1 i uprościć obwody
przekaźnika na przykład według rysunku C.

Nikt z uczestników nie zwrócił uwagi na

fakt,  że  prąd  polaryzacji  wejścia  wzmacnia−
cza U1A płynąc przez R1, R2 wywoła znacz−
ny  spadek napięcia,  który  może  uniemożli−
wić  jakąkolwiek  pracę.  Kostka  LM358
ma  typowy  wejściowy  prąd  polaryzacji  −
45nA,  maksymalnie  −250nA w temp  +25

i do −500nA w pełnym zakresie temperatur
pracy. Rysunek D pokazuje napięcia przy prą−
dzie polaryzacji równym 250nA (0,25uA). Jak
widać, napięcie na wyjściu U1A będzie w spo−
czynki większe niż napięcie na R6, co całko−
wicie uniemożliwi pracę komparatora U1B.

Kilka osób wskazało, że niepotrzebny jest

kondensator  C2,  ale  nie  jest  to  dobre  spo−
strzeżenie.  Bez  kondensatora  układ  wzmac−
niałby sygnały stałoprądowe, w tym napięcie
niezrównoważenia  i  co  gorsza,  napięcie  na
rezystorach R1, R2 wynikające z przepływu
prądu polaryzacji.

I tu pojawia się problem ogólniejszej na−

tury – w antenie będzie się indukował głów−
nie przydźwięk sieci. Oczywiście układ nie
powinien reagować na przydźwięk sieci.

Niskie częstotliwości, rzędu 50...150Hz,

należy silnie stłumić, a znacznie wzmacniać
tylko przebiegi o częstotliwościach rzędu se−
tek kiloherców. Przedstawiony układ niezbyt
dobrze spełnia te warunki.

Wprawdzie LM358 może pracować przy na−

pięciach wejściowych bliskich masy, jednak do
układu detektora burzy może okazać się za wol−
ny – przy częstotliwości 100kHz wzmocnienie

wynosi  tylko  10x (20dB),  a przy  1MHz  –
1x (0dB).  Tymczasem  wzmocnienie  zmienno−
prądowe  wyznaczone  przez  R4,  R3  wynosi
10,8x (20,6dB).

Sytuacja ze wzmocnieniem jest dodatko−

wo skomplikowana. Częstotliwość graniczna

C4 (R1, R2) wynosi około 120Hz,
czyli  z powodzeniem  przeniesie
harmoniczne sieci, a przebieg 50Hz
stłumi  w znikomym  stopniu.  Ob−
wód  C2  R3  ma  częstotliwość  gra−
niczną  około  1550Hz  i  też  niezbyt
dobrze stłumi przydźwięk sieci i je−
go harmoniczne. Powyżej częstotli−
wości  1550Hz  układ  ma  więc
wzmocnienie  równe  10,8x,  ale  ze
wzrostem  częstotliwości  wzmoc−

nienie maleje do jedności przy 1MHz.

Przede wszystkim należałoby zastosować

znacznie  szybszy  wzmacniacz  operacyjny.
Tu  trzeba  przyznać,  że  różne  wzmacniacze
mogą mieć nieoczekiwanie różne właściwo−
ści,  jeśli  chodzi  o reakcję  na  sygnały  w.cz.
W niektórych wzmacniaczach pojawienie się
na  wejściu  sygnału  w.cz.  powoduje  przesu−
nięcie punktu pracy wewnętrznych tranzysto−
rów i wzmacniacz nieoczekiwanie zareaguje
na  sygnał.  w.cz.  zmianą  poziomu  napięcia
stałego na wyjściu. Niestety, LM358 jest zna−
ny z odporności na sygnały w.cz.

Niektórzy proponowaliby na wejściu do−

dać obwód rezonansowy, co nie jest złym po−

mysłem. Należy jednak zwrócić uwagę na
wzmocnienie. Wynosi ono mniej niż 11 razy,
więc układ zareaguje tylko na dość duże sy−
gnały z anteny.

Kilka osób (najmłodszych uczestników)

zwróciło  uwagę,  że  C3  jest  „elektrolitem”,
a jest  narysowany  jako  kondensator  stały.
Istotnie,  ale  to  niewiele  znaczący  drobiazg
w porównaniu z opisanymi błędami.

Nagrody otrzymują:

Marek Drozd − Stoczek, Szymek Sowa −
Ratno, Sławomir Nowakowski − Kobyłka.

Zadanie 80

Na rysunku E pokazany jest układ będący
rozwiązaniem jednego z poprzednich zadań
Szkoły. Jest to tor transmisji dźwięku za po−
mocą światła laserowego.

Jak zwykle pytanie brzmi:

Co tu nie gra?

Jak zwykle proszę o krótkie odpowiedzi

plus  ewentualnie  rysunek  –  poprawiony
schemat.  Kartki,  listy  i e−maile  oznaczcie
dopiskiem NieGra80 i nadeślijcie w terminie
45  dni  od  ukazania  się  tego  numeru  EdW.
Autorzy  najlepszych  odpowiedzi  otrzymają
upominki.

Piotr Górecki

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

Październik 2002

Ośla łączka

W ubiegłym  miesiącu  pokazałem  Ci  w  ogól−
nym  zarysie,  jak  może  wyglądać  Twoja  przy−
szłość  i  mam  nadzieję,  narobiłem  smaku  na
programowanie  mikroprocesorów.  Już  niedłu−
go  samodzielnie  będziesz  realizować  bardzo
interesujące  projekty.  Jak  już  wspominałem,
nie możemy zacząć od procesora i jego progra−
mowania.  To  mógłby  być  skok  w  przepaść.
Najpierw  bezwarunkowo  musisz  choć  troszkę
opanować znany i popularny od wielu lat język
programowania, zwany BASIC. Właśnie za je−
go pomocą najłatwiej będzie Ci poznać podsta−
wowe  pojęcia,  charakterystyczne  dla  wszyst−
kich języków programowania.

Zaczynamy od „zwykłego” języka BASIC,

znanego od wielu lat.

Skąd go wziąć?
To akurat jest beznadziejnie proste!
Na płycie instalacyjnej Windows (wersje 98,

Millenium) znajdziesz tak zwany Quick BA−
SIC, w skrócie QBASIC. Poszukaj na tej płycie
katalogu \tools\oldmsdos\, a w nim dwóch pli−
ków:

QBASIC.exe i QBASIC.hlp. Jeśli masz „in−

stale” starszych wersji Windows, może doko−
piesz się do dodatkowych materiałów i przy−
kładów.

Ponieważ QBASIC to program pracujący

pod DOS−em, nie jest tu potrzebna żadna insta−
lacja − przekopiuj po prostu oba wymienione
pliki do komputera. Ja dla wygody wrzuciłem je
do katalogu: C:\QB

Od razu wyjaśniam, że QBASIC.EXE to tak

zwany  interpreter  języka  BASIC.  Programy,
które  napiszesz,  będą  mieć  rozszerzenie  .bas.
Nie  będą  to  znane  Ci  wykonywalne  pliki  .exe,
więc nie mogą pracować samodzielnie – do ich
wykonania  potrzebny  jest  właśnie  interpreter  −
QBASIC.EXE.

Żeby od razu pokazać Ci, że QBASIC rze−

czywiście interpretuje i wykonuje Twoje polece−
nia,  napisz  swój  pierwszy  program  za  pomocą
jakiegokolwiek  prostego  edyto−
ra tekstu, jakim jest na przykład
windowsowy  Notatnik  (Note−
pad). Bardzo proszę, nie wyko−
rzystuj Worda, ani nawet Word−
pada. W tym wypadku napraw−
dę najlepszy jest Notatnik.

Odetchnij głęboko, uruchom

Notatnik i napisz swój pierwszy
program. Treść programu masz
na  rysunku  1.  Wpisz  go  i
zapisz  w  katalogu  C:\QB  plik
Pierwszy.bas,  upewniając  się,
że  otrzyma  on  rozszerzenie
.bas, a nie .txt. W tym celu pod−
czas  zapisywania  wybierz  w
dolnym  oknie  Wszystkie  pliki
(*.*) zamiast  Domumenty  te−
kstowe, jak pokazuje rysunek 1.

Sprawdź, czy w katalogu

C:\QB pojawił się potrzebny

plik. Jeśli zawartość folderu wygląda tak, jak na
rysunku  2,  uruchom  program  QBASIC.EXE.
W trakcie uruchamiania programu może otwo−
rzyć się małe okno do wpisania parametrów. Zi−
gnoruj je naciskając Enter. Po otwarciu niebie−
skiego okna naciśnij klawisz Esc. QBASIC jest
gotowy do pracy Okno programu pokazane jest
na  rysunku  3a.  Wczytaj  swój  pierwszy  pro−
gram, wybierając w górnym pasku File, następ−
nie  Open,  a  potem  kliknij  raz  program  Pierw−
szy.bas, jak w oknie pokazanym na rysunku 3b
i wreszcie kliknij OK lub Enter.

Masz swój program otwarty i gotowy do wyko−

nania. Ekran będzie wyglądał, jak na rysunku 4 (u
Ciebie na ekranie krój czcionki może być nieco
inny; ja uruchomiłem QBASIC−a w oknie, żeby
łatwiej było robić zrzuty z ekranu).

Możesz już uruchomić swój program wybie−

rając z menu Run, potem Start. Szybciej urucho−
misz go naciskając klawisz F5. Po naciśnięciu
F5 na czarnym ekranie zostanie wypisany tekst.
U mnie ekran wyglądał, jak na rysunku 5.

Gratuluję!
Zapisz i zapamiętaj dzisiejszą datę.
Właśnie stałeś się programistą.
No, może jeszcze mało doświadczo−

nym, ale jednak programistą.

Twoje życie podzieliłeś właśnie na

dwie części: jedną do dziś, którą prze−
żyłeś w nieświadomości i drugą od tej
chwili, gdy zaczynasz czerpać radość z
programowania.

Twój pierwszy program został wy−

konany. Instrukcja PRINT wydrukowa−
ła na ekranie tekst zawarty w cudzysło−
wach.  REM to  instrukcja  komentarza.
Komentarze  są  całkowicie  pomijane
przez  program  –  to  tylko  teksty  obja−
śniające,  które  pomagają  człowiekowi.
Zamiast polecenia REM częściej wyko−
rzystujemy  znak  apostrofu  (‘),  czyli
„górny  przecinek”  (umieszczony  na

klawiszu  wraz  z  cudzysłowem  obok  klawisza
Enter). Znak apostrofu ma takie same działanie,
jak dyrektywa REM. Dodatkowo apostrof może
być umieszczony w linii zawierającej inne pole−
cenia programu. Wszystko, co jest za tym zna−
kiem,  zostanie  przez  program  ignorowane.  W
ten  sposób  w  każdej  linii  programu  możesz
umieścić komentarz do tej linii.

A dodawanie komentarzy do programu jest

niezmiernie dobrym zwyczajem. Pamięć ludzka
jest bardzo zawodna. Przekonasz się już nieba−
wem, jak bardzo komentarze ułatwiają analizę
swojego własnego programu, i to nawet już na
drugi dzień po jego napisaniu! Dlatego nie za−
pominaj o znaku apostrofu i dyrektywie REM.
Umieszczaj w programie jak najwięcej ko−
mentarzy!

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

Październik 2002

Mikroprocesorowa Ośla łączka

Podstawy programowania − QBASIC

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

Październik 2002

Na marginesie wspomnę, że język BASIC

jest naprawdę łatwy do opanowania dla osób,
które choć trochę znają angielskie słowa. Prze−
cież PRINT to po angielsku drukuj, a REM to
skrót od remark – uwaga, komentarz. Tak samo
jest z innymi poleceniami.

Zwróć uwagę na wynik działania programu

Pierwszy.bas.  Zapewne  i  u  Ciebie  „posypały
się” polskie litery (ą, ć, ę, ł, ń, ó, ś, ż, ź), ale nie
rozpaczaj. Naciśnij dowolny klawisz. Powróci−
łeś  do  QBASIC−a.  Teraz  w  niebieskim  oknie
wstaw zamiast „krzaczków” prawidłowe litery,
jak na rysunku 6 i zapisz program pod trochę
dziwną  nazwą  Pierwsz1.bas.  Nie  Pierw−
szy1.bas, tylko właśnie Pierwsz1.bas − dla wła−
snej wygody pracując z DOS−owymi programa−
mi  stosuj  nazwy  zawierające  nie  więcej  niż  8
znaków.  Jeśli  jesteś  wyjątkowo  leniwy,  mam
dla Ciebie dobrą wiadomość – wszystkie przy−
kładowe programy znajdziesz na naszej stronie
internetowej  (www.edw.com.pl).  Ich  nazwy  są
takie, jak na rysunkach w artykule.

A teraz jeszcze raz uruchom program za po−

mocą F5. Teraz polskie litery powinny być pra−
widłowe. Zwróć jednak uwagę, że efekt działa−
nia tak zmienionego programu zostanie wypisa−
ny pod starym  i ekran będzie wyglądał jak na
rysunku  7.  Naciśnij  dowolny  klawisz,  by  po−
wrócić  do  niebieskiego  okna  programu.  Gdy
trzeci  raz  naciśniesz  F5,  na  ekranie  pojawi  się
trzecia „porcja”. Zostanie dopisana pod dwiema
poprzednimi.  Czy  wyniku  kolejnego  urucho−
mienia  nie  zobaczyłbyś  w  ogóle?  Możesz  to
sprawdzić. Aby to mimo wszystko zmienić, na
początku  programu  zarządź  zawsze  generalne
porządki,  czyli  czyszczenie  ekranu,  komendą
CLS (clear screen):

Instrukcję CLS możesz i powinieneś umie−

szczać na początku każdego programu pisanego
dla QBASIC−a.

Być może po zapisaniu i ponownym otwo−

rzeniu pliku Pierwsz1.bas z polskimi literami
znów stanie się coś złego. Tak często bywa, nie

będziemy się wgłębiać w przyczyny. W razie
problemów po prostu nie używaj polskich liter:
ą, ć, ę, ł, ń, ó, ś, ż, ź.

Pierwsze koty za płoty. Idziemy dalej.
Stwórzmy teraz wspólnie nietypowy, ale jak

najbardziej  funkcjonalny  kalkulator.  Od  tej
chwili nie będziemy już używać Notatnika. Wy−
korzystamy  edytor  będący  integralną  częścią
QBASIC−a. Edytor ten dodatkowo zasygnalizu−
je  nam,  a  nawet  poprawi,  pospolitsze  błędy.
Stwórz nowy program w QBASIC−u, wybiera−
jąc  z  menu  polecenia:  File,  New.  Napisz  pro−
gram, jak na rysunku 8a, zapisz go i uruchom.
Kalkulator działa, ale nie wygląda to zbyt ładnie
– efekt pokazuje rysunek 8b. Zmodyfikuj pro−
gram według rysunku 9, wstawiając przecinki,
które uporządkują tekst.

Przekonasz się, że każdy przecinek między wy−
rażeniami do wydrukowania działa jak tabulator
i ustawia kolejne elementy na ekranie w odstę−
pie 14 znaków, natomiast średnik powoduje wy−
świetlenie bez odstępu. Wpisując potrzebne
liczby w programie, możesz przeprowadzać
obliczenia. QBASIC potrafi przeprowadzać na−
wet skomplikowane operacje matematyczne.
Wspaniale!

Hm, tylko co to za kalkulator, w którym licz−

by trzeba wpisywać już na etapie projektowa−
nia. Wypadałoby ulepszyć program. Uważaj te−
raz, bo ulepszając go, wprowadzamy nowe, nie−
zmiernie ważne pojęcie.

Pojęcie zmiennej

Zmienną możesz traktować jak miejsce na jakieś
dane, na przykład na liczbę lub tekst. To jakby
szufladka,  do  której  można  coś  włożyć.  Takich
„szufladek”  może  być  w  programie  wiele.  Tak
naprawdę będzie to miejsce w pamięci kompute−
ra.  Żeby  wszystko  poszło  dobrze,  każda  „szu−
fladka”  musi  mieć  nazwę.  Nazwy  „szufladek”−

zmiennych  mogą  być  dowolne,  nawet
bardzo  długie,  ale  muszą  zaczynać  się
od litery. Nie wolno jednak w nazwach
zmiennych  stosować  typowo  polskich
liter oraz niektórych znaków. W najpro−
stszym przypadku nazwa zmiennej mo−

że być jednoliterowa. Warto jednak od razu na−
zywać zmienne stosownie do roli, jaką będą od−
grywać. Wtedy już nazwy zmiennych ułatwią
późniejszą analizę programu.

Od początku musisz rozróżniać nazwę

zmiennej od zawartości zmiennej, czyli nazwę

„szufladki” od zawartości „szufladki”. Począt−
kujący często mają z tym kłopoty, a przecież
jest to oczywiste.

Rozróżniamy różne rodzaje „szufladek” –

zmiennych. Możemy przyjąć w uproszczeniu,
iż w QBASIC−u mamy dwa rodzaje zmiennych:
− liczbowe,
− tekstowe.

Nazwy zmiennych tekstowych muszą mieć

na końcu znak dolara − $. Zawartość zmiennych
liczbowych  możemy  wykorzystać  do  obliczeń,
natomiast  zawartość  zmiennych  tekstowych  –
nie,  nawet  gdy  jest  tam  liczba.  Ewentualne
zmienne  tekstowe  mogłyby  nosić  nazwy,  np.
tekst$, komentarz$ czy napis1$.

My w naszym kalkulatorze wykorzystamy

zmienne  liczbowe  o  nazwach  a, liczbaB do
przechowywania  liczb,  które  poddamy  opera−
cjom  matematycznym.  Natomiast  wyniki  bę−
dziemy  przechowywać  w  zmiennych  liczbo−
wych o nazwach: suma, roznica.

Wykorzystamy też niezmiernie pożyteczne

polecenie INPUT.

Napisz teraz program dokładnie według ry−

sunku 10. Dla zwiększenia czytelności zmieni−
łem w edytorze QBASIC−a kolory tekstu (Fore−
ground na Black) i tła (Background na BrWhite)
za pomocą polecenia Options, Display.

Polecenie  INPUT pozwala  wprowadzać  dane.
Po  uruchomieniu,  za  pomocą  F5,  program  za−
chęci  Cię,  żebyś  wprowadził  pierwszą  liczbę.
Wprowadź  liczbę  i  naciśnij  Enter.  Potem
podobnie wprowadź drugą liczbę i znów naci−
śnij  Enter.  Rysunek  11 pokazuje  ekran  po
wprowadzeniu liczb 21, 17.

Zmodyfikuj teraz program według rysunku 12
i  zapisz  pod  nazwą  TRZECI1.BAS.  Po
pierwsze,  zamiast  oddzielnych  instrukcji
PRINT...INPUT,  wykorzystujesz  tu  tylko  IN−
PUT,  wypisując  potrzebny  tekst  informacyjny
niejako przy okazji. Po drugie, przepisujesz za−
wartość zmiennej liczbaB do zmiennej b, a wy−
nik  obliczeń  sumy  i różnicy  umieszczasz  naj−
pierw  w zmiennych  suma i roznica i dopiero
potem  zawartość  tych  zmiennych  wyświetlasz
na ekranie.

I tu doszliśmy do kolejnej bardzo ważnej

sprawy:  w szkole  nauczyliśmy  się,  iż  znak  =
wskazuje,  że  wyrażenia  z obu  jego  stron  są
równe. Inaczej jest w programowaniu. Tu znak
=  oznacza  przypisanie.  Zasada  jest  bardzo
prosta.

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

Październik 2002

Zapis

oznacza, że do zmiennej b wpisujemy zawar−
tość zmiennej liczbaB. Dalej masz linię

co analogicznie odczytujemy jako wpisanie do
zmiennej suma wyniku dodawania zawartości
zmiennych a i b. W szkole zostaliśmy przyzwy−
czajeni do zapisu w postaci: a + b = suma

Jak widzisz, przy programowaniu zapis jest

w pewnym sensie odwrotny. Zawsze na począt−
ku stoi zmienna, do której coś wpisujemy, a
znak = to nie znak równości, tylko przypisania.
Przyzwyczajaj się do takiego podejścia. Nie ma
tu nic trudnego, trzeba się tylko troszkę przesta−
wić i przyzwyczaić!

Przyzwyczaisz się?
Świetnie! Czy cieszysz się, że poznałeś właś−

nie bardzo ważną zasadę pisania programów?

Gratulacje! Umiesz już zrealizować najpraw−

dziwszy,  choć  trochę  nietypowy  kalkulator.  Z
pozoru  prymitywny  QBASIC  ma  mnóstwo  po−
żytecznych  poleceń  i  zaskakująco  duże  możli−
wości. Możesz uzupełnić swój kalkulator o dal−
sze funkcje matematyczne, z którymi zapoznasz
się  wybierając  w  QBASIC−u  najpierw  w  menu
Help, Contents, a potem podwójnie klikając Ke−
ywords  by  Programming  Tasks.  W grupie  Per−
form mathemathical calculations jest spora gru−
pa poleceń „matematycznych”, jak ABS (abso−
lute  value  −  wartość  bezwzględna),  SGN  (si−
gnum  −  znak),  funkcje  trygonometryczne  SIN,
COS,  TAN,  ATN  (uwaga  −  dla  kątów  wyrażo−
nych w radianach) czy EXP (podnoszenie liczby
e do potęgi), o których dowiesz się więcej, kli−
kając  je  prawym  przyciskiem  myszki  albo  wy−
bierając  Help,  Index.  Zachęcam  Cię  do  samo−
dzielnych  eksperymentów.  My  w  ramach  tego
kursu nie będziemy się w to zagłębiać, bo moim
podstawowym celem jest zapoznanie Cię tylko z
tymi z funkcjami i poleceniami, które niebawem
będziesz wykorzystywał do programowania mi−
kroprocesorów  w  BASCOM−ie,  który  jest  spe−
cyficzną  odmianą  BASIC−a.  Nie  przejmuj  się
więc,  że  na  razie  znasz  i  rozumiesz  tylko  kilka
poleceń  QBASIC−a.  Większości  nie  musisz  ro−
zumieć, bo nigdy ich nie wykorzystasz.

Zajmijmy się teraz najważniejszymi sprawa−

mi. Gdy kilka lat temu tłumaczyłem swojemu,
wówczas mniej więcej dziesięcioletniemu syno−
wi podstawy QBASIC−a, największe opory
miał z przyswojeniem sobie poleceń:
FOR...NEXT oraz IF...THEN...ELSE. Nie dziwię
się temu, bo rze−
czywiście

pierwszej  chwili
wydają  się  nie−
zgodne  z  naszy−
mi  przyzwycza−
jeniami  z  co−
dziennego życia.

Wierz mi – tylko w pierwszej chwili –

w rzeczywistości  wszystko  jest  wręcz  bezna−
dziejnie  proste.  Przypuśćmy,  że  chcesz  obli−
czyć  pierwiastek  kwadratowy  z liczb  natural−
nych od 1 do 10. Możesz napisać program jak
na rysunku 13. Trochę to nudnawe, prawda?

FOR...NEXT

Możemy genialnie uprościć i uelastycznić pro−

gram właśnie za pomocą polecenia
FOR...NEXT, służącego do wykonania ja−
kiejś czynności określoną liczbę razy. Oto w
skrócie zasada zapisu, czyli mówiąc w gwa−
rze programistów składnia polecenia:

W poleceniu tym wykorzystujemy pomocni−

czą zmienną liczbową, którą nazywamy liczni−
kiem  pętli.  W powyższym  przypadku  zmienna
pełniąca rolę licznika pętli nosi swojską nazwę
JakasZmienna  (nazwy  zmiennych  nie  mogą
zawierać polskich liter). Najpierw zostanie wpi−
sana  do  licznika  wartość  początkowa,  zadanie
zostanie  wykonane,  potem  polecenie  NEXT
zwiększy  wartość  licznika  aż  do  osiągnięcia
wartości  końcowej.  To  naprawdę  jest  bardzo
proste.

Praktyczny przykład masz na rysunku 14.

Żeby było śmieszniej i żeby przyzwyczaić Cię
do różnych dziwnych, najzupełniej dowolnych
nazw, zmienną nazwałem liczniczek.

A niby dlaczego nie tak?
Dodatkowo wykorzystałem zmienną teksto−

wą o nazwie komunikacik$, do której najpierw
wpisuję potrzebny tekst, a ściślej ciąg znaków.

Działanie programu jest następujące. Naj−

pierw do zmiennych tekstowych Komunikacik$
i  znaczek$ zostanie  wprowadzony  tekst,  który
później  zostanie  wyświetlony  na  ekranie.  Na−
stępnie  zacznie  pracę  pętla  FOR...NEXT przy
zawartości zmiennej liczniczek równej 1.

Bardzo ważna jest tu przedostatnia linia,

gdzie  poleciliśmy  pokazać  na  ekranie  kolej−
no,  bez  odstępów  (o  czym  decyduje  użycie
średników ;)
− zawartość zmiennej komunikacik$, czyli tekst
Pierwiastek z
− zawartość licznika, czyli w tym wypadku 1
−  zawartość  zmiennej  znaczek$,  czyli  znak
równości =
−  pierwiastek  kwadratowy  z  zawartości  zmien−
nej liczniczek, czyli 1.

Polecenie NEXT zwiększy potem wartość

zmiennej liczniczek z 1 na 2 i zostaną wyko−
nane obliczenia dla liczby 2. Potem zwiększy
liczniczek z 2 na 3 i tak dalej. Pętla
FOR...NEXT wykonuje obliczenia dla zawar−
tości zmiennej liczniczek od 1 do 10 włącznie,
to chyba oczywiste.

Sprawdź, że program działa dokładnie tak,

jak poprzednio!

A jeśliby chodziło o inne liczby, na przykład

z zakresu 30...45?

Zmodyfikujmy program według rysunku 15.
Tym razem dzięki zmiennym poczatek, ko−

niec (przypominam  –  nazwy  zmiennych  nie
mogą  zawierać  polskich  liter)  możemy  prze−
prowadzić obliczenia dla dowolnego zakresu.
Dwie dodatkowe linijki kodu, a jaka wygoda!
Na  rysunku  16 masz  wyniki  dla  zakresu
30...45. Możesz śmiało zaprezentować komuś
ten  program.  Niech  sprawdzi  dla  innych
zakresów!

I co?
Komu dałeś do

sprawdzenia i za−
bawy?

właśnie!

Nasz  program  nie
jest  idiotoodporny
(ang.  idiot−proof,
niem. idiotenfest).

Wystarczy, że

delikwent wpisze
wartość początkową większą od końcowej, a
program „pójdzie w krzaki”. Sprawdź!

Nie martw się, wadę usuniemy, a przy okazji

sporo się nauczysz.

Badanie warunku

Czy masz już jakiś pomysł na rozwiązanie pro−
blemu?

Tak? Świetnie!
Zanim uruchomimy pętlę FOR...NEXT, po−

winniśmy  sprawdzić,  czy  podany  zakres  jest
prawidłowy.  Trzeba  zbadać,  czy  spełniony  jest
pewien warunek. Wartość zmiennej koniec po−
winna  być  większa  od  poczatek.  W naszych
programach będziemy bardzo często sprawdzać
różne  warunki.  Umożliwiają  to  tylko  z pozoru
groźne operatory relacji.

I tu Cię mocno zaskoczę. Czy zapis

a = koniec < poczatek
ma sens?

Tak! Zgodnie z podanymi wcześniej zasada−

mi, do zmiennej a wpisujemy...
wynik porównania zawartości zmiennych ko−
niec i poczatek.

Ale czym jest ten wynik porównania?
Uważaj! Ten wynik, umieszczony w zmiennej

a, jest wartością logiczną typu prawda/fałsz. Jeśli
warunek jest fałszywy, to do zmiennej a zostanie
wpisana wartość 0 i to akurat jest w pełni zgodne
z intuicją. Jeśli natomiast warunek jest prawdzi−
wy, w zmiennej a zapewne otrzymamy jedynkę.

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

Październik 2002

0 wskazuje, że warunek nie jest spełniony,

czyli  chodzi  o  fałsz,  po  angielsku  false.  Stąd
często  spotykane  oznaczenie  F.  Jedynka  wska−
zuje,  że  warunek  jest  spełniony  –  prawdziwy,
po angielsku true. Stąd oznaczenie T.

Zwróć uwagę, że porównujemy tu dwie dowol−

nie wielkie liczby, a wynik porównania jest jedno−
bitowy.  Zapewne  możesz  sobie  wyobrazić,  że
można  porównywać  (ogólnie:  badać  relacje)  nie
tylko  liczby,  ale  też  na  przykład  sprawdzić,  czy
dwie  zmienne  tekstowe  mają  jednakową  zawar−
tość. Można też porównywać kolejność liter w al−
fabecie – pozwala to m.in. sortować teksty. W każ−
dym  razie  do  zapamiętania  wyniku  porównania
zawsze wystarczy najmniejsza „szufladka” – jeden
jedyny bit. I to chyba jest dla Ciebie oczywiste.

W praktyce wykorzystujemy aż sześć opera−

torów relacji (równy, większy, mniejszy, większy
lub równy, mniejszy lub równy, różny). Sprawa
jest oczywista, porównujemy dwa wyrażenia, al−
bo dwie zmienne, albo dwie stałe. Troszkę dziw−
ny jest tylko sposób zapisu. W matematyce ma−
my do tego sześć specjalnych symboli, a pod−
czas programowania wykorzystujemy trzy typo−
we znaki: równości i nierówności:
=

równy

X = Y

większy niż

X > Y

mniejszy niż

X < Y

mniejszy lub równy X <= Y

większy lub równy X >= Y

nierówny X <> Y

W dalszej części kursu znajdziesz przykłady

ich wykorzystania.

Taka jest prosta i oczywista zasada porówny−

wania, czyli efekt pracy operatorów relacji.

Jeśli koniecznie chcesz wiedzieć, jakie wartości

podczas badania relacji zwraca QBASIC, sprawdź
za pomocą programiku z rysunku 17. Możesz się
przy okazji trochę zdziwić. Szczegóły nie są tu
istotne, w każdym razie zmienna a przybiera tylko
jedną z dwóch wartości. Tak naprawdę do zapa−
miętania wyniku porównania wystarczy jeden bit.

IF...THEN...ELSE

W praktyce wyniku porównania zazwyczaj nie
zapisujemy w zmiennej, tylko wynik porówna−
nia przetwarzamy „w locie”. Do tego przetwo−
rzenia wykorzystujemy na przykład „mrożącą
krew w żyłach” instrukcję IF...THEN...ELSE.

I znów okazuje się, że wszystko jest proste i

łatwe. Te IF znaczy JEŚLI, THEN – WTEDY,
ELSE – W_PRZECIWNYM_PRZYPADKU.

Zasada zapisu, czyli składnia jest następująca:

Zwróć uwagę, że na końcu ma być dyrekty−

wa END IF, wskazująca, że jest to koniec pole−
cenia.

Działanie programu będzie teraz zależeć od

spełnienia  warunku.  Możemy  zmodyfikować
program  według  rysunku  18,  pomijając  EL−
SE. Dodane cztery linie powodują, że przy po−
daniu  nieprawidłowych  wartości  początku  i
końca  zakresu  wyświetlony  zostanie  komuni−
kat ostrzegawczy.

Jeśli program po zbadaniu warunku ma zre−

alizować tylko jedną linię programu i to bez
klauzuli ELSE, całość możemy zapisać w jed−
nej linii z pominięciem END IF:

Za pomocą polecenia IF... polepszyliśmy

działanie naszego kalkulatora. Zwróć jednak
uwagę, że przy wprowadzeniu błędnych danych
dalsza część programu zostanie jednak wykona−
na. Wprawdzie nie pojawiają się żadne wyniki,
ale pokaże się komunikat o rzekomym wykona−
niu obliczeń. To zdecydowana niedoróbka!

Celowo ją pokazuję, żebyś dobrze zrozu−

miał  działanie  instrukcji  IF...THEN...ELSE.
Bardzo często wykorzystujemy IF...THEN bez
ELSE, by pominąć część programu, gdy waru−
nek  nie  jest  będzie  spełniony (by  wykonać  tę
część,  gdy  warunek  spełniony).  Jednak  w  tym
przypadku nie trzeba pomijać fragmentu, tylko
niejako rozgałęzić program, zależnie od warun−
ku. Ilustruje to rysunek 19. Program po mody−
fikacji  według  rysunku  19b  pokazany  jest  na
rysunku 20. Właśnie obecność ELSE pozwala
na  takie  rozgałęzienie:  w  zależności  od  poda−
nych  liczb  zostanie  wykonana  tylko  jedna  z
dwóch części programu. Potem, niezależnie od
warunku, zostaną wy−
świetlone  informacje
o zakończeniu działa−
nia,  zawarte  w  trzech
ostatnich  liniach.  Do−
kładnie  to  przemyśl,
żeby  już  na  początku
dobrze  rozumieć,  co
zmienia

obecność

ELSE.

A tak w ogóle, to gratuluję opanowania ko−

lejnych kluczowych zasad programowania!

Przechodzimy gładko do następnych, rów−

nie istotnych.

Etykiety i podprogramy

W praktyce  nad  wyraz  często  oddzielamy  od
głównego programu pewne jego fragmenty. Ta−
kie dzielenie programu na oddzielne kawałki ge−
nialnie  ułatwia  nie  tylko  analizę  programu,  ale
pozwala  szybko  przeprowadzać  modyfikacje  i
ulepszenia. Poza tym pozwala łatwo skorzystać
z „kawałków” programu, które napisałeś wcze−

śniej, albo „gotowców” udostępnionych przez
innych. Celowo nie używam tu fachowych okre−
śleń, by Cię niepotrzebnie nie stresować.

Jest kilka sposobów wykorzystywania ta−

kich „kawałków” i „gotowców”. Na razie
omówimy tylko najprostszy.

Rysunek 21 pokazuje prościutki przykład.

Wykorzystujemy tu instrukcję GOSUB. Te GO−
SUB (czytaj: gołsab) znaczy w zasadzie Go to
subroutine, czyli idź (skocz) do podprogramu i
wróć tu z powrotem. Nie bój się tego „gołsaba”.
Działanie  jest  oczywiste:  działanie  programu
głównego  zostaje  wstrzymane,  „akcja  filmu”
niejako skacze do innego fragmentu programu,
wykonuje  ten  fragment  i  grzecznie  wraca  na
miejsce,  skąd  nastąpił  skok.  Potem  wykonuje
dalej program główny. Dla porządku dodam, że
obok przyjaznego i bardzo często stosowanego
polecenia GOSUB, istnieje też pokrewne, „jed−
nokierunkowe,  bez  powrotu”  GOTO.  Zapo−
mnij, że takie straszydło w ogóle istnieje.

W przykładzie z ry−

sunku 21 przy spełnie−
niu

warunku

(ko−

niec<poczatek)  zosta−
nie  wykonany  frag−
ment  programu  ozna−
czony  etykietka1.  Gdy
warunek  nie  będzie
spełniony,

program

skoczy do fragmentu
etykietka2.

obu

przypadkach  na  końcu
każdego  takiego  frag−
mentu jest umieszczone
polecenie  RETURN
(czytaj:  ritern),  czyli
powróć.  Dzięki  temu
program  niejako  po−
wróci  do  tego  punktu,
z  którego  „skoczył”  i
zostaną  zrealizowane

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

Październik 2002

dalsze linie programu głównego, wyświetlające
komunikat końcowy. Aby program „wiedział”,
że są to takie wydzielone fragmenty, czyli pod−
programy, trzeba koniecznie oznaczyć koniec
programu głównego za pomocą instrukcji END.

Czy już doceniasz, jaką elastyczność dają oma−

wiane etykiety i polecenie GOSUB − RETURN?

Na rysunku 22 „spakowałem” pozostałe

części programu głównego pod dwie następne
etykietki  i  odwołuję  się  do  nich  poleceniem
GOSUB.  Zauważ,  że  program  nadal  będzie
działał jak poprzednio – kolejność umieszcze−
nia  etykiet  za  programem  głównym  nie  ma
znaczenia.

Co prawda w tym prościutkim przykładzie

nie widać większego sensu w stosowaniu pod−
programów i etykiet, ale zapewniam Cię, że w
bardziej skomplikowanych przypadkach na−
prawdę warto podzielić program na części i wy−
korzystywać podany sposób. Zwłaszcza wtedy,
gdy jakiś fragment programu, ściślej mówiąc
procedurę, trzeba wykonać kilka razy.

Zagnieżdżenie

Zapisz nasz fantastyczny program na dysku, po−
baw się nim i przekonaj się, że...
nadal ma on istotną wadę. Zamiast liczby wpisz
jakąś literkę. Nie jest tragicznie, bo program po
podaniu dziwnego komunikatu poprosi o dane
jeszcze raz.

A co z liczbami ułamkowymi? Sprawdź pa−

miętając, że zamiast przecinka masz używać
kropki – wymaga tego QBASIC. Choć program
radzi sobie z ułamkami w nieoczekiwany dla
niektórych sposób, my celowo chcemy ograni−
czyć jego działanie do liczb naturalnych.

Sprawdź więc, jak zareaguje na wartości

ujemne, na przykład liczby −5, −2.

Program wtedy w ogóle nie zostanie zreali−

zowany i pojawi się komunikat o błędzie. Po−
myśl, jak to poprawić.

Możliwości jest kilka, a ja na tym przykładzie

chciałbym Ci pokazać, na czym polega zagnież−
dżenie procedur. Schemat działania ilustruje ry−
sunek 23. Sprawmy, by program sprawdzał ko−
lejno, czy obie liczby są nieujemne i czy obie są

całkowite.  Poprzestawiałem  trochę
w  programie  i  dodałem  procedurę
sprawdzania,  czy  liczby  są  nieu−
jemne. Efekt masz na rysunku 24.

Dla tych, którzy mają kłopoty ze

zrozumieniem  zagadnienia,  na  ry−
sunku 25 mam następny przykład –
trzy kolejne zagnieżdżone procedury
zaznaczyłem  różnymi  kolorami.  W
codziennej  praktyce  nie  stosujemy
kolorów,  natomiast  dla  odróżnienia
powszechnie  stosujemy  wcięcia,
czyli  przesunięcie  w  prawo  kolej−
nych  linii  programu.  Zapewne  zau−
ważyłeś takie wcięcia już na poprze−
dnich rysunkach. Nie mają one żad−
nego znaczenia dla komputera, który
pomija wszelkie dodatkowe spacje i
tabulatory. Te wcięcia ułatwiają tylko
analizę programu przez człowieka.

Czy teraz już doceniasz polecenie GOSUB?

Zauważ, że różne rodzaje błędu wywołują ten
sam komunikat, realizowany przez podprogram
etykietka1.

Jeżeli uznasz, że dla różnych błędów komunika−

ty powinny być odmienne, możesz zmodyfikować
program, na przykład jak pokazuje rysunek 26.

Zapamiętaj raz na zawsze, że podczas pro−

gramowania prawie zawsze możemy zrealizo−
wać postawiony cel na wiele różnych sposobów.
I nie musisz się zastanawiać, jaki byłby najlep−
szy. Wystarczy sposób dobry – dobry, to znaczy
w pełni i bez błędów realizujący dany cel.

Operatory logiczne

Wczesniej mówiliśmy o operatorach relacji, da−
jących w wyniku wartość jednobitową (Tak−
Nie, prawda−fałsz, 1−0)

Zwróć uwagę, że w ostatnich przykładach

QBASIC sprawdza właściwie dwa warunki jed−
nocześnie: czy obie wprowadzone liczby są nie−
ujemne. Możliwe jest to dzięki instrukcji lo−
gicznej AND. Angielskie AND to po polsku I.
W wolnym tłumaczeniu linię programu można
odczytać: pierwsza podana liczba musi być
większa lub równa zeru I druga podana liczba
musi być większa lub równa zeru.

Wcześniej dowiedziałeś się, że operatory re−

lacji dają w wyniku jednobitową wartość logicz−
ną, oznaczaną 0, 1. Teraz operator logiczny (boo−
lean operator) działa na dwóch takich właśnie lo−
gicznych wartościach. QBASIC oferuje Ci sześć
operatorów logicznych, ale ze względu na możli−
wości BASCOM−a pamiętaj tylko o czterech:

AND, OR, NOT, XOR
Zasady są tu identyczne, jak w doskonale Ci

znanych dwuwejściowych bramkach. NOT to
operator negacji – zmienia wartość logiczną na
przeciwną:

Wejście

Wyjście

NOT

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

Październik 2002

OR sprawdza, czy choć jeden warunek jest

spełniony, AND sprawdza czy spełnione są oba,
a XOR informuje, że spełniony jest dokładnie
jeden z dwóch warunków.

Dla przypomnienia w tabelkach przypo−

minam działanie wymienionych funkcji lo−
gicznych.

Dane

Wynik

wejściowe

operacji logicznej

AND

XOR

Inne funkcje matematyczne

– tylko dla dociekliwych

W programach z rysunków 24...26 dodałem pro−
cedurę sprawdzania, czy liczby nie są ułamkami.
Do sprawdzenia, czy liczby nie są ułamkami wy−
korzystałem funkcję INT (integer), która daje, a
mówiąc fachowo zwraca, część całkowitą danej
liczby, odrzucając część ułamkową. Aby uzyskać
właśnie tę cześć ułamkową, odejmuję od oryginal−
nej liczby wartość zwracaną przez funkcję INT.
pomocnicza1 = poczatek − INT (poczatek)
pomocnicza2 = koniec – INT (koniec)
a potem sprawdzam, czy obie zmienne pomoc−
nicze mają wartość zero.

Wbrew pozorom, nie można tu wykorzystać

mało  znanej  matematycznej  operacji  dzielenia
modulo  (MOD),  która  daje  w  wyniku  resztę  z
dzielenia  liczb,  ale  tylko  liczb  całkowitych.
Funkcja  MOD  działa  bowiem  na  liczbach  cał−
kowitych  (liczby  ułamkowe  są  zaokrąglane
przed wykonaniem tej funkcji). Na marginesie,
tylko  dla  dociekliwych  wspomnę  o  dalszych
funkcjach  matematycznych,  jakie  wbudowane
są w naszego BASIC−a. Znak \ (backslash) do−
tyczy  dzielenia  całkowitego  –  wynikiem  jest
liczba  całkowita,  reszta  jest  odrzucana.  Nato−
miast „zwykłe” dzielenie oznaczamy znakiem /
(slash).  Możesz  to  sprawdzić,  pisząc  króciutki
programik dokonujący dzielenia dwóch liczb za
pomocą operatorów MOD, / i \.

Możesz podnosić do dowolnej potęgi i wycią−

gać pierwiastek dowolnego stopnia za pomocą
operatora wykładniczego ^. Wypróbuj programik:

Jeśli się nie zgubiłeś, szczerze gratuluję! Je−

śli nie wszystko z omawianych funkcji matema−
tycznych jest dla Ciebie jasne, nie przejmuj się.
Nie będziesz tego wykorzystywał.

DO−LOOP

Czy zauważyłeś, że nasz tak starannie dopie−
szczony program ma działanie w pewnym sensie

jednorazowe?  Zostaje  wykonany,  kończy  się  i
trzeba go uruchomić od nowa. To też raczej nie
jest  zaletą.  Zmodernizujmy  teraz  nasz  kalkula−
tor,  by  działanie  programu  nie  kończyło  się  po
wykonaniu  obliczeń  i  byśmy  mogli  po  jednym
uruchomieniu programu wykonywać obliczenia
wielokrotnie.

Wykorzystamy tak zwaną pętlę programową.

Przykład pętli programowej już znasz – to oczy−
wiście instrukcja FOR...NEXT. Jeszcze częściej
wykorzystujemy  odmiany  pętli  DO...LOOP.
DO  to  po  angielsku  po  prostu  rób,  zrób,  nato−
miast  LOOP to  właśnie  pętla,  obieg.  Zasada
znów jest beznadziejnie prosta. Wielokrotne po−
wtórzenie  zapewniają  te  dwie  instrukcje  –  po−
między  nimi  umieszczamy  program,  który  bę−
dzie niejako „kręcił się w kółko”, jak pokazuje
rysunek 27. Nasz główny program z rysunku 24
(który  możemy  nazwać  ciałem  pętli)  umie−
szczamy między DO ... LOOP. W omawianym
przypadku  nie  wystarczy  jednak  dopisać  te
dwie dyrektywy DO i LOOP. Trzeba z podpro−
gramu  etykietka  3  usunąć  polecenie  czyszcze−
nia ekranu i przenieść je gdzie indziej. Bez tego
program  zostałby  wykonamy,  ale  obliczony  i
wyświetlony wynik zostałby w ułamku sekundy

skasowany  właśnie  poleceniem  CLS.  Ja  prze−
niosłem polecenie CLS do programu głównego.
Dodatkowo  wyczyściłem  niezbyt  już  aktualny
komunikat zawarty w podprogramie etykietka4.
Nie  kasowałem  komunikatu,  tylko  „unieszko−
dliwiłem”,  przekształcając  go  w  komentarz  za
pomocą  apostrofów,  jak  pokazuje  rysunek  28.
Zmiany zaznaczyłem kolorem czerwonym.

Choć rozwiązaliśmy ważny problem i potra−

fimy przedłużyć działanie programu, mamy ko−
lejny kłopot.

Uruchom program i sam się przekonaj, że nie

wiadomo jak wyłączyć nasz cudowny program.

Znany wszystkim, niewybredny sposób

nieśmiertelna

kombinacja

klawiszy

Ctrl+Alt+Del.

Mniej ordynarna, ale też niezbyt elegancka

metoda to wciśnięcie jednocześnie Ctrl+Break.

Poszukajmy innych, lepszych dróg.

Wyjście z pętli

Pętla  DO...LOOP w  omówionej  najprostszej
postaci jest pętlą nieskończoną. Jak się wkrótce
przekonasz,  przy  programowaniu  mikroproce−
sorów  za  pomocą  programu  BASCOM  bardzo

często właśnie taka nieskończona pętla
DO...LOOP jest podstawą głównego
programu.

W mikroprocesorze jest to znako−

mite rozwiązanie, ale w QBASICU, na
PC−cie – niekoniecznie...

Jest kilka sposobów na wyjście z

pętli  DO...LOOP (a  także  na  wcze−
śniejsze wyjście z pętli FOR...NEXT).
Mogę  Ci  o  nich  opowiedzieć,  ale  tak
naprawdę na razie taka wiedza nie jest
Ci  niezbędna.  Dlatego  nie  stresuj  się,
jeśli    ten  śródtytuł  wyda  Ci  się  tru−
dniejszy od innych i nie wszystko zro−
zumiesz.

Choć przy programowaniu mikro−

procesorów nieczęsto będziesz z tego
korzystać, powinieneś wiedzieć, że
omawiana pętla DO...LOOP może wy−

stępować w czterech dalszych wcieleniach, za−
wierających  dodatkowo  klauzulę  WHILE  albo
UNTIL. To WHILE albo UNTIL pozwoli łatwo
zakończyć  pracę  pętli  DO...LOOP.  Zasada
znów  jest  bardzo  prosta:  albo  przed wykona−
niem  programu  (ciała  pętli)  albo  po każdym
wykonaniu  badany  jest  warunek.  Decyzja  o
dalszym wykonywaniu pętli zależy od spełnie−
nia czy niespełnienia tego warunku. I oto mamy
cztery możliwości. Oto dwie pierwsze:

oraz

Pętle różnią się tylko kolejnością badania wa−

runku: w pierwszym przypadku warunek jest ba−
dany przed wykonaniem ciała pętli. Jeśli waru−
nek jest prawdziwy (spełniony), ciało pętli zosta−
nie wykonane, jeśli warunek jest fałszywy (nie−
spełniony), program w pętli, jej ciało, nie zosta−
nie wykonany ani razu.

W drugim przypadku warunek jest badany po

wykonaniu ciała pętli. Więc jeśli warunek jest
fałszywy (niespełniony) program w pętli (ciało)
mimo wszystko zostanie wykonany jeden raz.

To chyba nie jest trudne. Działanie DO

WHILE...LOOP i DO...LOOP WHILE jest bar−
dzo podobne. Na jedną albo drugą wersję zde−
cydujemy się w zależności od konkretnych po−
trzeb: czy program przy nie spełnieniu warunku
ma zostać raz wykonany, czy nie.

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

Październik 2002

Tak samo jest z dwoma kolejnymi możliwo−

ściami, jakie oferuje wykorzystanie UNTIL za−
miast WHILE:
DO UNTIL (badanie warunku)
... ‘ tu ciało pętli
LOOP
oraz
DO
... ‘ tu ciało pętli
LOOP UNTIL (badanie warunku)

Zasada sprawdzania (przed czy po wykona−

niu ciała pętli) jest identyczna jak przy WHILE:
pętla DO UNTIL...LOOP może nie zostać wy−
konana ani razu. Pętla DO...LOOP UNTIL zo−
stanie wykonana przynajmniej raz.

Różnica między WHILE a UNTIL też jest

beznadziejnie prosta:
Pętle z WHILE są wykonywane dopóki waru−
nek jest prawdziwy.
Pętle z UNTIL są wykonywane dopóki waru−
nek jest fałszywy (aż stanie się prawdziwy).

Na razie nie wgłębiaj się w temat i nie szukaj

sztucznych przykładów. Zapamiętaj, ewentualnie

zapisz gdzieś podane zasady, a w razie potrzeby
wrócisz  do  tego  miejsca  i  zastanowisz  się,  jak
rozwiązać Twój konkretny problem.  Dość czę−
sto  stosowana  jest  pętla:  DO  WHILE…LOOP.
W żadnym wypadku nie można jednak
powiedzieć,  że  któraś  z  tych  czterech
wersji jest gorsza lub lepsza.

Wcześniej omawiany przykład

z nieskończoną  pętlą  DO...LOOP jest
trochę  sztuczny,  bo  w „stanie  spoczyn−
ku” pętla nie jest realizowana, a program
czeka na podanie nowych wartości. Czę−
ściej wykorzystuje się pętlę, która w sta−
nie  „spoczynku  bezproduktywnie  kręci
się  w kółko”.  Na  rysunku  29 masz
przykład  wykorzystania  tego  w naszym  kalku−
latorze. Zawsze po rozpoczęciu pracy programu
czyszczony  jest  ekran  i wyświetlane  zaprosze−
nie do naciśnięcie klawisza Enter. Podstawą jest
„prawie pusta” pętla DO...LOOP UNTIL, która
nic nie robi, tylko „kręci się” czekając na naci−
śnięcie jednego z dwóch klawiszy (Enter i Esc).
Naciśnięcie klawisza Enter powoduje przejście

do podprogramu CyklPracy,  wykona−
nie obliczeń i wyświetlenie komunika−
tu (przy okazji masz tu kolejny znako−
mity  przykład,  jak  pożyteczne  są  ety−
kiety i instrukcja GOSUB−RETURN).
Natomiast  naciśnięcie  Esc  powoduje
wyjście z pętli i wyświetlenie stosow−
nego komunikatu końcowego. Dla uła−
twienia  analizy  na  rysunku  29  zazna−
czyłem  zmiany  na  czerwono,  a naj−
ważniejsze komentarze na zielono.

Nowa, interesująca funkcja IN−

KEY$ niejako czeka na naciśnięcie do−
wolnego klawisza. Wcześniej, w przy−
kładzie z rysunku 28, polecenie INPUT
zatrzymywało wykonanie programu aż
do  wpisania  liczby  i  zatwierdzenia  jej
naciśnięciem  Enter.  Teraz  funkcja  IN−
KEY$ nie zatrzymuje pracy pętli. Jeże−
li  żaden  klawisz  nie  jest  naciśnięty,
funkcja ta zwraca tak zwany ciąg pusty
i pętla „kręci się” dalej. Naciśnięcie ja−
kiegoś  klawisza  powoduje,  że  funkcja
INKEY$ daje (fachowo zwraca) odpo−
wiadający  mu  znak.  Aby  sprawdzić
czy  naciśnięty  klawisz  to  Enter  lub
Esc(ape),  wykorzystujemy  kod  tego
klawisza w standardzie ASCII (czytaj:
aski). Kodem klawisza Escape jest licz−
ba 27, natomiast liczba 13 to kod kla−
wisza  „Enter”,  oznaczanego  w  wieko−
wym kodzie ASCII skrótem CR (Car−
riage  Return  –  powrót  karet−
ki).  W przypadku  tego  typu
klawiszy  musimy  stosować
ekwilibrystykę  z  kodami
ASCII,  natomiast  z  „normal−
nymi”  literami  jest  znacznie
łatwiej. Przykład masz na ry−
sunku 30, gdzie zamiast Enter
i  ESC  trzeba  nacisnąć  odpo−
wiednio literki t (tak) i n (nie).

Można też wcześniej wyjść

z  pętli  DO...LOOP oraz  pętli
FOR...NEXT z  wykorzysta−
niem  instrukcji  odpowiednio
EXIT DO  oraz  EXIT FOR.

Zasada  znów  jest  prosta:  w  ciele  pętli  trzeba
umieścić  odpowiednie  rozkazy.  Dla  dowolnej
wersji  pętli  DO  ...  LOOP może  to  być  linia
z IF ... THEN:

Na rysunku 31 masz przykład wykorzysta−

nia instrukcji EXIT DO.

Jeszcze raz przypominam, że to są wiadomo−

ści dodatkowe; nie musisz drążyć tego tematu.

SELECT CASE

Potrafisz  już  w  rozmaity  sposób  wykorzystać
niezmiernie  pożyteczne  polecenie  IF−THEN−
ELSE,  umiesz  nawet  zagnieździć  kilka  takich
poleceń, by sprawdzały kilka warunków. Często
zamiast  takich  karkołomnych  operacji  warto
wykorzystać  polecenie  SELECT CASE.  Po−
czątkujący zupełnie niepotrzebne żywią irracjo−
nalne  obawy  przed  jego  użyciem.  Tymczasem
jest ono nie tylko pożyteczne, ale też wygodne
w  użyciu  i  naprawdę  przyjazne.  Podstawowa
zasada jest znów, jak wszystko w programowa−
niu, oczywista: zazwyczaj mamy jakąś zmienną
liczbową. Instrukcja SELECT CASE sprawdza
stan (zawartość) tej zmiennej i w zależności od
sytuacji podejmuje odpowiednie działania. O ile
instrukcja  IF−THEN−ELSE  może  dokonać  wy−
boru  spośród  dwóch  możliwości,  o  tyle  SE−
LECT CASE pozwala wybrać jedną z dowolnie
wielu możliwości. Ilustruje to rysunek 32.

Przykład wykorzystania (może niezbyt sen−

sowny, niezbyt elegancki, ale pokazujący istotę za−
gadnienia) masz na rysunku 33. Składnia jest bar−
dzo  prosta.  Nie  zapomnij  tylko  o  dwukropkach  i
zamknięciu instrukcji za pomocą END SELECT.
W przykładzie z rysunku 33 masz zmienną liczbo−
wą  dzialanie i  za  pomocą  instrukcji  SELECT
CASE wybierasz
jedną  z  czterech
możliwości.

In−

strukcja  SELECT
CASE radzi  sobie
nie  tylko  z  liczba−
mi, ale i ze zmien−
nymi  tekstowymi

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

Październik 2002

(z łańcuchami znaków). Przykład masz na ry−
sunku 34, gdzie badasz zawartość zmiennej te−
kstowej dzialanie$. Przy wykonywaniu progra−
mu z rysunku 34 przy wprowadzaniu znaków +,
* musisz użyć klawisza Shift, ale nie zmienia to
istoty sprawy.

Od razu zawiadamiam, że SELECT CASE

oferuje dodatkowe naprawdę pożyteczne możli−
wości. Na przykład CASE ELSE określa wszy−
stkie inne oprócz możliwości wymienionych –
patrz rysunek 35.

Nie musisz też wyszczególniać wszystkich

pojedynczych  składników,  tylko  podać  zakresy
wartości  zmiennej  za  pomocą  znanych  Ci  do−
skonale  operatorów  relacji  albo  podając  zakres
od...  do...  Przeanalizuj  przykład  z  rysunku  36.
Jeśli użyjesz któregoś z sześciu operatorów rela−
cji,  zamiast  CASE musisz  wykorzystać  CASE
IS. Zakres od... do... podasz w postaci X TO Y.

Sprawdź sam, co się dzieje, jeśli nie zdefi−

niujesz wszystkich możliwości albo gdy podane
zakresy zachodzą na siebie.

Podobne działanie ma instrukcja ON (wyra−

żenie_o_wartości_0...255) GOSUB, ale nie bę−
dziemy się nią zajmować – lepsze możliwości
daje właśnie SELECT CASE.

Omówimy natomiast coś podobnego, co

bardzo przyda się nam przy programowaniu mi−
kroprocesorów.

ON TIMER

Zanim  przejdziemy  do  polecenia  ON  TIMER,
przypomnij  sobie  działanie  funkcji  INKEY$.
Zwraca  ona  znak  odpowiadający  naciśniętemu
klawiszowi.  Posłużyła  ona  do  sterowania  pracą
programu, ale zwróć uwagę, że funkcja INKEY$
i związana z nią instrukcja IF – THEN są wyko−
nywane tylko w ściśle określonych chwilach cza−
su. Ubocznym efektem, który może już zauważy−
łeś, jest to, że krótkie naciśnięcie właściwego kla−
wisza  nie  powoduje  reakcji  programu.  Zauwa−
żysz to zwłaszcza przerabiając ćwiczenia na star−
szym, powolnym komputerze. Jeśli przyciskając
na  chwilę  klawisz  t  przypadkiem  trafisz  na  mo−
ment,  gdy  program  robi  coś  innego,  reakcji  nie
będzie  (naciskać  zbyt  długo  też  na  można  –
sprawdź, co się wtedy stanie).

Inaczej jest z poleceniem ON TIMER. To

jedno z poleceń do obsługi zdarzeń mogących
się pojawić w dowolnym momencie. Takich po−
leceń jest w QBASIC−u kilka. ON TIMER rea−
guje na upływ określonej ilości czasu. Składnia
polecenia jest następująca:
ON TIMER(LiczbaSekund) GOSUB
etykietaDoKtorejProgramSkoczy

Czas liczony jest od chwili „włączenia sto−

pera”  poleceniem  TIMER  ON  (ten  „stoper”
można  wyłączyć  i  wyzerować  poleceniem  TI−
MER  OFF  albo  wstrzymać  odliczanie  polece−
niem  TIMER  STOP i  wznowić  przez  TIMER
ON). Po zliczeniu podanej liczby sekund dzięki
dyrektywie  GOSUB  zostanie  zrealizowany
podprogram umieszczony pod podaną etykietą.

Zwróć teraz uwagę na rysunek 37. Na po−

czątku programu umieściłem  polecenie ON TI−
MER z czasem 15 sekund i z etykietą Wymuszo−
neZakonczenie. Potem po wypisaniu dwóch lini−
jek tekstu włączam „stoper” poleceniem TIMER
ON i... program wpada w pętlę DO...LOOP, cze−
kając na naciśniecie jednego z dwóch klawiszy t
lub n. Naciśnięcie jednego z nich spowoduje od−
powiednią reakcję programu. Jeśli jednak żaden
z  tych  dwóch  klawiszy  nie  zostanie  naciśnięty
przez 15 sekund, nastąpi wymuszone zakończe−
nie programu. W tym celu gdziekolwiek za pro−
gramem głównym umieszczam podprogram pod
etykietą WymuszoneZakonczenie. Zwróć uwagę,
że  polecenie  ON  TIMER  umieszczone  jest  na
początku, i że trzeba włączyć odmierzanie czasu
poleceniem TIMER ON.

QBASIC oferuje Ci więcej takich poleceń

(ON ERROR, ON COM, ON KEY, ON
PLAY, ON STRIG, ON PEN). Nie będziemy
ich omawiać, zwróć tylko uwagę, że polecenia
ON coś_tam zapewniają obsługę różnych zda−

rzeń. Przy programowaniu mikropro−
cesorów będziemy często korzystać z
podobnych poleceń.

Podsumowanie przygody
z QBASIC−em

Podałem Ci najważniejsze wiadomości, które
pozwolą stworzyć wiele interesujących progra−
mów. Serdecznie zachęcam Cię teraz do samo−
dzielnych prób!

Nie zdziw się jednak, jeśli napotkasz problemy.

Na pewno tak się stanie! Zapewne znaczna część
programów napisanych przez Ciebie w QBASIC−u
nie zechce w ogóle zadziałać. Nie daj się tym
zniechęcić! Przyczyną nie będzie brak kluczo−
wych wiadomości, tylko brak wprawy, w tym po−
mijanie „drobiazgów”: niezbędnych przecinków,
średników czy innych niezbędnych składników.

Jak się już zapewne zorientowałeś, programo−

wanie wymaga innego podejścia, niż zagadnienia
naszego życia codziennego. Największym wyzwa−
niem, które stoi przed Tobą, nie jest zdobycie wie−
dzy, tylko wyrobienie w sobie nowych nawyków,
odmiennego sposobu myślenia, zapisu i szczegól−
nego rodzaju wyobraźni. I tu mam w zanadrzu ko−
lejną wiadomość dobrą, a przynajmniej pocieszają−
cą: nikt nie rodzi się z takimi umiejętnościami. Każ−
dy musi się przestawić, nauczyć, przyzwyczaić.

Dlatego serdecznie zachęcam do samodziel−

nych  eksperymentów.  Pomimo  porażek  próbuj
wykorzystać  podane  wiadomości  w  praktyce.
Pisz  programy!  Zawsze  zaczynaj  od  najprost−
szych, potem stopniowo je wzbogacaj i ulepszaj.
Modyfikuj  podane  programy  przykładowe.  Nie
porywaj  się  od  razu  na  zadania  trudne,  bo  się
zniechęcisz. Pomocą przy uruchamianiu progra−
mów i poszukiwaniu błędów będzie wbudowa−
ny w QBASIC−a mechanizm wyszukiwania błę−
dów  i  podpowiedzi  (na  nieszczęście  bardzo  la−
konicznych  i  po  angielsku).  Pomocą  może  być
też wykorzystanie zamiast klawisza F5 klawiszy
F8 i F10, które pozwalają prześledzić działanie
programu w trybie krokowym, linijka po linijce.

Jeśli napotkasz poważniejszy problem, możesz

wgłębiać się w zakamarki QBASIC−a za pomocą
dostępnego pliku pomocy (po angielsku), ale nie
namawiam  Cię  do  zbytniego  zaangażowania  w
tym zakresie. Celowo nie podałem Ci informacji o
typach zmiennych, o możliwościach graficznych,
dźwiękowych  oraz  o  operacjach  na  plikach  na
dysku i na łańcuchach znaków, czyli na tekstach.
Do niektórych spośród tych zagadnień być może
wrócimy przy omawianiu BASCOM−a. A póki co,
za  pomocą  QBASIC−a  miałeś  poznać  i  poznałeś
elementarne  zasady,  które  będziesz  wykorzysty−
wał przy programowaniu mikroprocesorów. A je−
śli Cię zachęciłem, jeśli chcesz „skręcić” z drogi
prowadzącej  do  programowania  mikroproceso−
rów i zająć się pisaniem prawdziwych programów
na komputer PC, mam dobrą radę: zamiast QBA−
SIC−em  zajmij  się  Visual  BASIC−iem  lub  lepiej
DELPHI. Ale to zupełnie inne zagadnienie.

My w następnym miesiącu zajmiemy się

budową naszego głównego bohatera, mikro−
procesora jednoukładowego. Mam dużą
nadzieję, że cały czas nadążałeś za tokiem
rozumowania i że rozumiesz sens kolejnych
poleceń i modyfikacji programu. Jeśli pomi−
mo szczerych chęci gdzieś się zgubiłeś, na−
pisz do mnie. O ile tylko więcej osób będzie
mieć podobny problem, powrócimy do nie−
których zagadnień jeszcze raz.

Piotr Górecki

Ciąg dalszy w kolejnym numerze EdW.

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

Październik 2002

Do czego to służy?

Prezentowana prosta centralka alarmowa
może znaleźć zastosowanie do ochrony domku
letniskowego, budynku gospodarczego, gara−
żu wolno stojącego. Wielu młodych Czytel−
ników zapewne zechce ją też wykorzystać do
„ochrony” swojego pokoju przed współloka−
torami.

Układ pomimo zadziwiającej prostoty

pełni  wszystkie  podstawowe  funkcje  kla−
sycznej  centrali  alarmowej.  Ma  jedno  wyj−
ście do dołączenia syreny oraz dwie linie do−
zorowe:  natychmiastową  i  zwłoczną.  Linia
zwłoczna oraz dodatkowy obwód opóźnione−
go  włączania  centralki  pozwalają  umieścić
wyłącznik sterujący pracą centrali w obrębie
strefy chronionej. Pracą centrali może stero−
wać zamek szyfrowy, ale tak prosty układ bę−
dzie  w  praktyce  współpracował  raczej  ze
zwyczajnym  wyłącznikiem,  który  zostanie
sprytnie  ukryty  przed  potencjalnym  amato−
rem cudzego mienia.

Układ w spoczynku nie pobiera prądu,

w stanie czuwania pobiera około 2mA prą−

du  (można  ustawić  jeszcze  mniej),  więc
przy  zastosowaniu  syreny  z  przetworni−
kiem piezo z powodzeniem może być zasi−
lany  nie  tylko  z  zasilacza  i  akumulatora,
ale  też  z  baterii,  na  przykład  8...12  alka−
licznych „paluszków”.

Jak to działa?

Schemat  ideowy  centralki  pokazany  jest  na
rysunku  1.  Diody  D2,  D3  są  opcjonalne  –
potrzebne  są  tylko  przy  podwójnym  zasila−
niu: z zasilacza i baterii rezerwowej (napięcie
zasilacza  powinno  być  wyższe,  niż  napięcie
świeżej  baterii  rezerwowej).  Wwersji  pod−
stawowej nie będą montowane. Wstanie czu−
wania przełącznik S1 jest zwarty i przez re−
zystory R1, R2 oraz linie L1, L2 płynie prąd
wynoszący w sumie około 1mA. Tyle prądu
pobiera centralka w stanie czuwania. Wartość
rezystorów  R1,  R2  można  zwiększyć  nawet
do 220k

Ω

, co jeszcze bardziej zmniejszy po−

bór prądu (do około 0,1mA) i pozwoli zasilać
system z kompletu alkalicznych paluszków
przez cały rok.

Gdy w stanie czuwania wszystko jest

w porządku, nienaruszone linie L1, L2 gwa−
rantują,  że  na  wejściach  wyzwalających  A
uniwibratorów, czyli na nóżkach 4 i 12 kost−
ki U1 panuje stan niski. Gdy którakolwiek z
linii  zostanie  choć  na  chwilę  przerwana,  na
odpowiednim wejściu pojawi się stan wyso−
ki.  To  rosnące  (dodatnie)  zbocze  wyzwala
uniwibrator.

Obwody R3C8 i R9C7 są niezbędne dla

ochrony  systemu  przed  nieuniknionymi  za−
kłóceniami impulsowymi i próbami sabotażu
przez dołączenie do linii dozorowej napięcia
220V.  Przy  wartościach  podanych  na  sche−
macie  układ  będzie  reagował  na  naruszenia
dłuższe  niż  0,2s.  Wejścia  A przerzutników
kostki  4538  nie  boją  się  łagodnych  zboczy,
bo  mają  na  wejściu  obwody  Schmitta,  za−
pewniające histerezę.

Ciąg dalszy na stronie 57.

Rys. 1

Październik 2002

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

Ciąg dalszy ze strony 51.

Linia L1 jest tak zwaną linią natychmia−

stową  –  jej  naruszenie  od  razu  wywołuje
alarm  na  czas  wyznaczony  przez  R8,  C4.
Linia L2 jest tak zwaną linia zwłoczną. Naru−
szenie  jej  wyzwoli  uniwibrator  U1A na  czas
wyznaczony przez elementy R6, C3. Nie wy−
woła  to  alarmu  od  razu  –  dopiero  na  koniec
tego czasu opadające zbocze na nóżce 6 wy−
zwoli uniwibrator U1B za pomocą jego wej−
ścia B (nóżka 11) i elementów R7, C6. Wtym
czasie  (tzw.  czas  na  wejście)  uprawniony
użytkownik może spokojnie wyłączyć alarm.

Wstanie czuwania/alarmu przełącznik S1

jest  zwarty.  Rozwarcie  go  spowoduje,  po
pierwsze, że linie dozorowe L1, L2 nie będą
zasilane,  a centralka  w stanie  wyłączenia
w ogóle  nie  będzie  pobierać  prądu.  Po  dru−
gie, spowoduje to szybkie rozładowanie kon−
densatora  C1  przez  diodę  D1  i rezystor  R4.
Stan niski, który pojawi się na wejściach ze−
rujących  obu  uniwibratorów  (nóżki  3,  13),
dodatkowo uniemożliwi ich pracę.

Obwód R5C1 pełni też bardzo ważną ro−

lę podczas włączania centralki do stanu czu−
wania: po zwarciu styków przełącznika S1
kondensator C1 jest rozładowany i pomału

ładuje się przez rezystor R5. Oznacza to, że
przez czas wyznaczony przez R5, C1 na wej−
ściach zerujących obu uniwibratorów panuje
stan niski. Wtym czasie centralka nie będzie
reagować na naruszenie linii L1 i L2. Jest to
tak zwany czas na wyjście.

Przykładowe przebiegi czasowe w ukła−

dzie pokazane są na rysunku 2. Warto je sta−
rannie przeanalizować. Należy zauważyć, że
trwałe naruszenie (przerwanie) którejkolwiek
linii  nie  spowoduje  ciągłego  alarmu,  tylko
włączenie  syreny  na  czas  określony  przez
R8, C4, który zazwyczaj będzie wynosić 30
sekund  ...  5  minut.  Może  to  wyglądać  na
błąd, niemniej obowiązujące przepisy, a tak−
że  praktyka  wskazują,  że  czas  alarmu  musi
być ograniczony – syrena nie może wyć np.
całą noc bez przerwy.

Tranzystor MOSFET T1 ma prąd maksy−

malny  ponad  20A,  więc  z centralką  mogą
współpracować  dowolne  syreny  alarmowe
włączane  przez  podanie  zasilania.  Mogą  to
być syreny z głośnikiem tubowym, pobiera−
jące  1...3A prądu  albo  syreny  z membraną
piezo pobierające 100...300mA.

Wszystkie czasy (opóźnienie wejścia,

opóźnienie  wyjścia  i czas  alarmu)  można
dowolnie  zmieniać,  najlepiej  przez  zmianę
pojemności  C1,  C3  i C4  (4,7

F...470

F).

Wukładzie na wszelki wypadek nie należy
stosować rezystorów o wartościach powy−
żej 1M

Ω

. Można natomiast śmiało zmniej−

szyć wartości R5, R6, R8 (100k

Ω

...470k

Ω

)

i zwiększyć odpowiednio C1, C3, C4. Cho−
dzi  o to,  by  ewentualne  zanieczyszczenia,
kurz  i wilgoć  nie  zakłóciły  pracy  układu.
Wprzypadku, gdy centralka miałaby praco−
wać  na  wolnym  powietrzu  lub  w pomie−
szczeniach nieogrzewanych, koniecznie na−
leży starannie zabezpieczyć układ nie tylko
przed  kurzem,  ale  także  przed  wilgocią.
Dobrym  sposobem  będzie  zalanie  całości
silikonem.

Montaż i uruchomienie

Centralkę można zmontować na płytce druko−
wanej, pokazanej na rysunku 3. Montaż jest
prosty,  a układ  zbudowany  ze  sprawnych  ele−
mentów będzie od razu działał. Przed sprawdze−
niem  czasów  działania  warto  pozostawić  cen−
tralkę włączoną na około godzinę, by zaformo−
wać kondensatory elektrolityczne. Zamiast zwy−
kłych  „elektrolitów”  można  dać  kondensatory
tantalowe, które nie wymagają formowania i nie
zmieniają parametrów w czasie użytkowania.

Linię zwłoczną L2 wykorzystuje się z regu−

ły w obwodzie chroniącym drzwi wejściowe.
Jak widać z opisu, przełącznik S1 pełni bardzo
ważną rolę − służy do włączania/wyłączania
alarmu. Aby układ skutecznie pełnił rolę syste−
mu alarmowego, należy ukryć ten wyłącznik,
żeby ewentualny włamywacz nie wiedział, jak
rozbroić alarm. Dzięki istnieniu linii zwłocznej
L2 możesz ukryć przełącznik w obrębie strefy

chronionej.  Po  wejściu  i naru−
szeniu  linii  L2  będziesz  miał
kilka... kilkanaście sekund (R6,
C3)  na  wyłączenie  alarmu.
Podobnie  przy  wychodzeniu
włączysz  S1  i będziesz  miał
trochę (R?, C?) na wyjście. Ta−
kie  rozwiązanie  radykalnie
utrudni  zadanie  włamywaczo−
wi  –  będzie  miał  bardzo  mało
czasu  na  unieszkodliwienie
alarmu.

Piotr Górecki

Rys. 2

Rys. 3 Schemat montażowy

Komplet podzespołów z płytką

est dostępny w sieci handlowej AVT

jako kit szkolny AVT−2601

Wykaz elementów

Rezystory:
R

R11,,R

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222kk

Ω

R33,,R

R55,,R

R66,,R

R88,,R

R99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

Ω

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

R77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Kondensatory:
C

C11,,C

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100

µµ

FF//2255V

C22 C

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

µµ

FF//2255V

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF cceerraam

miicczznnyy

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100......110000nnFF
C

C77 C

C88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200nnFF

Pozostałe:
D

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

N44114488

D22,,D

D33 .. .. .. ..ddiiooddaa S

Scchhoottttkkyy−eeggoo 11A

A,, nnpp..11N

N55881188

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

UZZ1111

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44553388
A

K11−A

K66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..A

K22

S11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..w

włłąącczznniikk

Y11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ssyyrreennaa

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

Październik 2002

Do czego to służy?

Na łamach czasopism elektronicznych opisy−
wano  już  wiele  układów  służących  do  zdal−
nego sterowania różnego rodzaju urządzenia−
mi.  Były  to  zarówno  układy  jednokanałowe
typu  „włącz−wyłącz”,  jak  i zaawansowane
konstrukcje  wielokanałowe.  Urządzenia  te
pracowały  zwykle  w oparciu    o sterowanie
podczerwienią  lub  falami  radiowymi  −  te
ostatnie  gwarantowały  zazwyczaj  większy
zasięg.  Czytelnicy  wciąż  są  zainteresowani
tego  typu  konstrukcjami,  np.  do  zdalnego
włączania  urządzeń  domowych.  Do  takich
celów wystarczy prosty układ sterownika re−
agującego, np. na pilota telewizyjnego. W ni−
niejszym  artykule  zaprezentowano  taki  nie−
skomplikowany  konstrukcyjnie  układ  włą−
czająco/wyłączający  praktycznie  dowolne
urządzenie  zasilane  z sieci  230V/50Hz.  Ce−
chą wyróżniającą jest niski koszt i łatwa do−
stępność zastosowanych podzespołów.

Jak to działa?

Schemat  ideowy  zdalnego  włącznika  przed−
stawiony  został  na  rysunku  1.  Zasilacz  sta−
nowią  elementy  TR1,D1,C1,C2  i U1.  LED

D2 pełni rolę kontrolki obecności napięcia
zasilającego. Zasilacz dostarcza napięcia sta−
bilizowanego +5V.

W roli układu odbierającego wiązkę pro−

mieniowania  podczerwonego  zastosowano
popularny  scalony  odbiornik  podczerwieni
TFM5360  (U3).  Współpracuje  on  ze  zdecy−
dowaną  większością  pilotów  telewizyjnych.
Wyjście U3 może sterować innymi układami
elektronicznymi,  np.  z przerzutnikiem  T.
W niniejszej konstrukcji zrealizowany on zo−
stał  za  pomocą  układu  scalonego  CMOS
CD4017 (U2). Przez producenta został on za−
projektowany  jako  licznik  dziesiętny.  Po
skróceniu  cyklu  pracuje  jednak  jak  typowa
dwójka  licząca.  Osiągnięto  to  dzięki  podłą−
czeniu wyjścia Q2 do wejścia kasującego U2
(Reset).

Odbiornik podczerwieni U3 reaguje na

częstotliwości zbliżone do 36kHz. Przebieg
z jego wyjścia podawany jest na wejście zega−
rowe CLK U2. Elementy R3,C3 formują prze−
bieg prostokątny z wyjścia U3 w taki sposób,
że przerzutnik U2 reaguje prawidłowo.

Do wyjścia Q1 U2 podłączono szeregowo

diody LED D3 i wewnętrzną diodę optotria−

ka Q1. Optotriak steruje triakiem Q2. Ten
ostatni włącza/wyłącza przyłączone urządze−
nie(−a) sieciowe w zależności od tego, ile ra−
zy zostanie wciśnięty przycisk na pilocie
podczerwieni.

Tuż po podłączeniu do sieci, na wyjściu

Q1 przez prawie sekundę utrzymuje się stan
niski, po czym pojawia się stan wysoki. Skut−
kuje to chwilowym włączeniem triaka. Przez
ten  czas  następuje  automatyczne  zerowanie
licznika  U2  dzięki  włączeniu  kondensatora
C4  pomiędzy  wejście  kasujące  15  a „plus”
zasilania.

Montaż i uruchomienie

Układu można zmontować na płytce druko−
wanej przedstawionej na rysunku 2. Montaż
zaczynamy  od  wlutowania  pięciu  zwor
oznaczonych  jako  ZW1−ZW5.  Następnie
w płytkę lutujemy rezystory, stabilizator U1,
diody,  układy  scalone  i optotriak.  Diodę
LED D2 oraz połączony z nią szeregowo re−
zystor R4 lutujemy bezpośrednio do uzwoje−
nia  wtórnego  (niskonapięciowego)  transfor−
matora  TR1.  Soczewkę  diody  osadzamy
w 3...5−milimetrowym otworze w obudowie.

Rys. 1 Schemat ideowy

łł

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

Październik 2002

Na  końcu  w płytkę  lutujemy  pionowo  triak
wraz  z przykręconym  do  niego  radiatorem
aluminiowym o wielkości dobranej w zależ−
ności od przewidywanej mocy podłączanego
odbiornika  prądu.  Miejsce  styku  należy  po−
kryć  cienką  warstwą  pasty  silikonowej  ce−
lem lepszego odprowadzenia ciepła. W przy−
padku  podłączania  odbiorników  o mocy  do
100−150W (np. lampy) triak nie wymaga ra−
diatora.

Transformator zasilający TR1 oraz bez−

piecznik  B1  znajdują  się  poza  płytką  druko−
waną.  Typ zastosowanego  transformatora
umożliwia  przykręcenie  go  dwiema...cztere−
ma niewielkimi śrubami z nakrętkami do obu−
dowy. Bezpiecznik umieszczono w gnieździe
przykręconym do jednej ze ścianek obudowy.
W zależności  od przewidywanej  mocy przy−
łączanego  odbiornika  prądu  należy  zastoso−
wać bezpiecznik na odpowiedni prąd, np. dla
mocy  do  150W w zupełności  powinien  wy−
starczyć bezpiecznik jednoamperowy.

Płytka drukowana wraz z elementami

przykręcona  została  do  dostępnej  w handlu
obudowy  plastikowej  o wymiarach  zewnę−
trznych  105x53x38mm.  Składa  się  ona
z dwóch  jednakowych  części  skręcanych
jedną  śrubą.  Można  zastosować  obudowę
o innych  wymiarach  −  ważne  jest  jedynie,
aby zmieściła się w niej płytka i transforma−
tor zasilający.

Po przykręceniu zmontowanej płytki,

gniazda  bezpiecznikowego  i transformatora
do obudowy oraz połączeniu tych podzespo−
łów  ze  sobą  izolowanymi  przewodami  sie−
ciowymi,  do  jednej  z bocznych  ścianek
obudowy przykręcono dwie kostki elektro−
techniczne.  Do  pierwszej  przyłączone  jest
zasilanie,  do  drugiej  odbiornik  prądu,
którym chcemy sterować. Taka wersja wy−
konania umożliwi sterowanie, np. żyrando−
lem. Kto chce sterować urządzeniami zasi−
lanymi  za  pośrednictwem  wtyczki  siecio−
wej,  powinien  do  wspomnianych  kostek
przykręcić  izolowane  przewody  sieciowe
zakończone wtyczką i gniazdem sieciowym
lub  zastosować  obudowę  typu  „wtyczka  −
gniazdo”.

Odbiornik podczerwieni U3 powinien

„widzieć” wiązkę podczerwieni, na którą
ma reagować. W związku z tym w jednej ze
ścianek obudowy należy naprzeciwko czuj−
nika wykonać okrągły lub jeszcze lepiej
kwadratowy otwór o średnicy 1cm lub wy−
miarach 1x1cm.

Uwaga: na niektórych elementach

układu  występuje  napięcie  groźne  dla
zdrowia i życia. Z tego powodu osoby nie−
doświadczone  lub/i niepełnoletnie  mogą
wykonywać  niniejszy  układ  tylko  pod
czujnym  okiem  wykwalifikowanej  osoby
dorosłej!

Zmontowany układ nie wymaga urucha−

miania i regulacji. Po podłączeniu zasilania po−
winien działać od razu. Dioda LED D3 zaświe−
ci się na moment, po czym zgaśnie. Po pierw−
szym naciśnięciu dowolnego przycisku na pilo−
cie TV LED zaświeci się na stałe do czasu ko−
lejnego skorzystania z pilota. Zamiast pilota TV
można skorzystać z zegarka naręcznego z wbu−
dowanym pilotem TV lub wykonać go samo−
dzielnie. Schemat przykładowego nadajnika
podczerwieni zamieszczono w EdW 2/98, s.14.

Dariusz Knull

Rys. 3 Schemat montażowy

Komplet podzespołów z płytką

jest dostępny w sieci handlowej AVT

jako kit szkolny AVT−2649

Wykaz elementów

Rezystory:

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..333300

Ω

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477

Ω

R33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..6688kk

Ω

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11,,55kk

Ω

Kondenstory:

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

C22,,C

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100µµFF//99V

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100nnFF
Półprzewodniki:

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

N44000011

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

D 33......55m

m cczzeerrw

woonnaa

D33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D 33......55m

m zziieelloonnaa lluubb żżóółłttaa

Q11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..M

C33006622 ((M

C33004411......33 lluubb 33006611......33))

Q22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTIIC

C224466D

D ((440000V

V//1166A

A)) lluubb iinnnnyy

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

M7788LL0055

U22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44001177
U

U33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTFFM

M55336600

Pozostałe:

TTR

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTS

S22//4466

B11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11−1100A

A//225500V

V W

WTTA

A−TT

Gnniiaazzddoo bbeezzppiieecczznniikkoow

wee

22 kkoossttkkii eelleekkttrrootteecchhnniicczznnee
O

Obbuuddoow

waa ppllaassttiikkoow

waa ((ppaattrrzz tteekksstt))

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

Październik 2002

Proponowany Przypominacz jest niewielkim
dwukanałowym  sygnalizatorem,  który  po
odmierzeniu  ustawionego  czasu  włącza
alarm.  Przypominacz  umożliwia  ustawianie
dwóch odmierzanych czasów w zakresie: od
1  do  24  godzin,  co  powinno  w większości
przypadków  sprostać  wymaganiom  czasów
brania  leków.  Dzięki  zastosowaniu  mikro−
procesora zapewniono możliwość odliczania
dwóch  różnych  czasów,  co  przyda  się  przy
braniu  leków  w różnych  odcinkach  czaso−
wych.    Zrealizowana  została  także  funkcja
blokowania  przycisków  zerujących  na  czas
odliczania.  Zabezpiecza  to  skasowanie  już
odliczonego  czasu  przez  przypadkowe  naci−
śnięcie któregoś z przycisków. Różne rodza−
je  sygnalizacji  akustycznej  oraz  optycznej
pomagają  rozróżnić,  z którego  kanału  czas
został  odliczony.  Dzięki  zapisywaniu  usta−
wionych  czasów  w pamięci  EEPROM,  nie
jest  potrzebne  każdorazowe  programowanie
po  wymianie  baterii  lub  wyłączeniu  zasila−
nia.  Przechodzenie  procesora  podczas  odli−
czania  do  stanu  IDLE  ogranicza  znacząco
pobór prądu.

Małe wymiary umożliwiają noszenie go

w kieszeni lub jako breloczka − to też niewąt−
pliwa zaleta.

Opis układu

Schemat ideowy Przypominacza znajduje się
na rysunku  1.  Rezystor  R2  ogranicza  prąd
diody sygnalizacyjnej D1, natomiast konden−
sator  C2  poprawia  pracę  generatorka  piezo
Q1. Dioda LED oraz sygnalizator akustyczny
zostały bezpośrednio dołączone do wyjść pro−
cesora. Jest to możliwe, gdyż wydajność prą−
dowa wyjść procesora może wynosić 20mA.
Elementy R1, C1 odpowiedzialne są za zero−
wanie procesora podczas włączania zasilania,
natomiast przyciski S1, S2 pozwalają na pro−
gramowanie oraz kasowanie alarmów. Dioda
D2  zabezpiecza  układ  przed  odwrotnym  na−
pięciem zasilania, które dodatkowo jest filtro−
wane przez kondensator C3. Procesor nie po−
siada  oscylatora  kwarcowego.  Dla  tego  pro−
cesora  okazał  się  on  zbędny,  gdyż  zawiera

w sobie generator RC. Może jego stabilność
częstotliwościowa jest niewielka, ale przecież
nie jest potrzebne odmierzanie bardzo do−
kładnych odcinków czasu. Wszystkie funkcje
zostały zrealizowane programowo.

Listingi można znaleźć na stronie inter−

netowej  EdW w dziale  FTP. Na  listingu  1
przedstawiona  została  procedura  realizująca
programowanie  kanału  odnoszącego  się  do
przycisku S1. Dla przycisku S2 polecenia te są
identyczne.  Na  samym  początku  zmienna
odmierzanych godzin jest zerowana. Zerowa−
na  jest  także  po  ustawieniu  odliczanych  go−
dzin na wartość równą 25. Po ustawieniu go−
dzin, ich liczba zapisana zostaje w wewnętrz−
nej pamięci EEPROM. Listing 2 zawiera in−
strukcje wykonywane podczas powstania alar−
mu.  Powstały  alarm  jest  sygnalizowany  na
trzy różne sposoby, osobno dla kanału 1, kana−
łu 2 oraz dla obu kanałów. Dopiero przy wy−
konywaniu tych instrukcji jest możliwość ska−
sowania alarmu przyciskami S1 lub S2, oczy−
wiście w zależności od kanału. Realizacja ob−
sługi jednego z przycisków przedstawiona zo−
stała na listingu  4. Widać z niej, że po skaso−
waniu alarmu obliczona zostaje nowa wartość
czasu do odliczenia oraz ustawione zostają fla−
gi zezwolenia na ponowne odliczanie. Listing 3
zawiera instrukcje obsługi sygnalizatora aku−
stycznego oraz diody LED, które, jak widać,
włączane zostają na ok. 150ms. Procedura re−
alizująca odliczanie została przedstawiona na
listingu  5.  Odliczanie  jest  wykonywane

w obsłudze przerwania spowodowanego
przepełnieniem licznika. Po odliczeniu zada−
nej wartości, odliczanie jest blokowane oraz
ustawione zostają flagi zezwolenia na odpo−
wiedni alarm. Zezwolenie na alarm odbloko−
wuje jednocześnie przyciski S1 lub S2.

Montaż i uruchomienie

Układ Przypominacza należy zmontować na
płytce drukowanej przedstawionej na rysun−
ku 2. Montaż należy rozpocząć od wlutowa−
nia  elementów  najmniejszych,  kończąc  na
wlutowaniu  zaprogramowanego  mikrokon−
trolera.  Ponieważ  przeznaczona  obudowa
jest  niewielka,  nie  można  mikrokontrolera
umieścić  w podstawne.  Przy  jego  wlutowy−
waniu należy zachować dużą ostrożność i nie
doprowadzić do jego przegrzania.

Po zmontowaniu układ od razu powinien

poprawnie pracować. Jeżeli zadbamy o pra−

widłowe  wkładanie  bate−
rii, to diody D2 można nie
montować.  Układ  może
być zasilany napięciem 3−
6V, przy czym najlepszym
rozwiązaniem będzie zasi−
lenie Przypominacza z ba−
terii  6V,  co  podyktowane
jest  tym,  że  od  napięcia
zasilania  zależy  nie  tylko
pobór prądu, ale częstotli−
wość  generatora  zawarte−
go w mikrokontrolerze.

Rys. 1 Schemat ideowy

Rys. 2 Schemat montażowy

µµ

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

Październik 2002

Zmiany częstotliwości generatora od na−

pięcia nie przeszkadzają w działaniu układu,
gdyż dokładność odmierzanego czasu nie
musi być wysoka.

Po sprawdzeniu układu można go umie−

ścić  w niewielkiej  obudowie  przeznaczonej
na wszelkiego rodzaju piloty. Tam, gdzie ma
być umieszczony generator akustyczny, nale−
ży wywiercić otwór, aby dźwięk był głośniej−
szy.  Trzeba  też  wyposażyć  Przypominacza
w dodatkowy  wyłącznik  zasilania.  Pobór
prądu  układu  można  zmniejszyć  zmniejsza−
jąc napięcie zasilające, ale spowoduje to tak−
że  zmniejszenie  częstotliwości  wewnętrzne−
go generatora.

Programowanie
oraz obsługa

W programowaniu  oraz  obsłudze  pomagają:
dioda LED oraz sygnalizator akustyczny. Aby
przejść  do  programowania  odliczanych  cza−
sów,  należy  podczas  włączenia  przytrzymać
przycisk kanału, którego czas chcemy ustawić
do  odliczenia.  Przejście  w tryb  programowa−
nia  sygnalizowane  jest  stałym  zaświeceniem
się  diody  LED.  Wyboru  odliczonego  czasu
dokonuje się tym samym przyciskiem, które−
go  czas  programujemy.  Liczba  ustawionych
godzin do odliczenia jest równa liczbie przyci−
śnięć przycisku dla danego kanału. Każde na−
ciśnięcie  przycisku  jest  sygnalizowane  krót−
kim dźwiękiem oraz mignięciem diody LED.
Aby po ustawieniu liczby odliczanych godzin
zakończyć tryb programowania, należy wyłą−
czyć oraz włączyć zasilanie układu. Po 25. na−
ciśnięciu  przycisku  w trybie  programowania
następuje  automatyczne  wyjście  z procedury

programowania, a liczba godzin zostaje usta−
wiona  na  zero.  Jeżeli  ustawiony  czas  wynosi
zero,  dany  kanał  jest  wyłączany.  Określony
kanał  jest  włączony  tylko  wtedy,  gdy  jego
ustawiony  czas  jest  różny  od  zera.  Tak  więc
25. przyciśnięcie przycisku wyłącza dany ka−
nał oraz opuszcza tryb programowania. Wyłą−
czenia kanału (skasowanie ustawionego czasu
do  odliczenia)  dokonać  można  także  w  inny
sposób. Otóż po wejściu w tryb programowa−
nia danego kanału należy wyłączyć zasilanie.
Jest  to  równoznaczne  z 25.  przyciśnięciem
przycisku programowanego kanału. Dla kana−
łu  drugiego  wejście  w tryb  programowania
oraz  programowanie  jest  identyczne  jak  dla
kanału  pierwszego.  Wystarczy  przytrzymać
przy  włączaniu  zasilania  drugi  przycisk.  Po
zaprogramowaniu  któregoś  z kanałów  i włą−
czeniu zasilania miga dioda LED. Przypomina
ona o potrzebie naciśnięcia dowolnego przyci−
sku, co spowoduje wystartowanie odliczania.
Po  wystartowaniu  odliczania  przyciski  kana−
łów są zablokowane. Dopiero po wystąpieniu
alarmu  są  one  odblokowywane,  przez  co
umożliwiają skasowanie alarmu i uruchomie−
nie  ponownego  odliczania.  Jeżeli  oba  kanały
są  niezaprogramowane  (wyłączone),  po  włą−
czeniu  zasilania  dioda  LED  miga,  przyciska−
nie  przycisków  S1,  S2  nie  powoduje  żadnej
reakcji w układzie. Jest to oznaką, że oba ka−
nały  są  wyłączone.  Należy  wspomnieć  także
o rodzajach sygnalizacji, dzięki którym możli−
we jest rozpoznanie, który kanał skończył od−
liczać  (które  leki  należy  w tym  czasie
przyjąć). Otóż jeżeli alarm pochodzi z kanału
1, to jest sygnalizowany poprzez pojedyncze
krótkie  mignięcie  oraz  dźwięk  co  sekundę.

Jeżeli  alarm  spowodowany  jest  odliczeniem
czasu  zapisanego  dla  kanału  2  −  sygnał  jest
podwójny  co  sekundę.  Trzecią  możliwością
jest wystąpienie alarmów w dwóch kanałach.
Ten rodzaj zdarzenia sygnalizowany jest trze−
ma krótkimi sygnałami co sekundę. Dzięki te−
mu  bez  żadnych  problemów  można  rozpo−
znać, z którego kanału zadany czas został od−
liczony. Kanał 1 − pojedynczy dźwięk, kanał 2
− dwa dźwięki oraz oba kanały − trzy dźwięki.

Myślę, że przedstawiony układ pomoże

wszystkim zapominalskim, których dosię−
gnęła choroba.

Marcin Wiązania

Wykaz elementów

Rezystory
R

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..556600

Ω

Kondensatory
C

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22

µµ

FF//99V

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11

µµ

FF//99V

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF cceerraam

miicczznnyy

Półprzewodniki
U

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..A

ATT9900S

S22334433

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

D cczzeerrw

woonnaa 33m

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

ATT4433 lluubb ppooddoobbnnaa

Inne
Q

Q11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ppiieezzoo zz ggeenneerraattoorrkkiieem

S11,,S

S22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..pprrzzyycciisskk ttyyppuu m

miikkrroossttyykk

S33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

miinniiaattuurroow

wyy pprrzzeełłąącczznniikk zzaassiillaanniiaa

Obbuuddoow

waa ddoo ppiilloottaa

waaggaa!! P

Prrooggrraam

m oorraazz lliissttiinnggii m

moożżnnaa zznnaalleeźźćć nnaa ssttrroonniiee iinntteerr−

nneettoow

weejj EEddW

W w

w ddzziiaallee FFTTP

P..

Komplet podzespołów z płytką jest do−

stępny w sieci handlowej AVT

jako kit szkolny AVT−3013

Okno na świat

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

Październik 2002

Mieszkam na wsi i często zdarza mi się wra−
cać  do  domu  w całkowitych  ciemnościach.
Może komuś z miasta trudno to sobie wyo−
brazić, ale przy pochmurnej pogodzie, mgle
− widoczność u nas spada do 0,5m. Po dro−
dze  mam  parę  murków,  ogrodzeń,  czasem
jakiś  zaparkowany  samochód.  Dalmierz
ultradźwiękowy może ostrzec przed niebez−
pieczeństwem zderzenia z przeszkodą. Wy−
daje  coraz  krótsze  piski  w miarę  zbliżania
się do obiektu (np. ściany).

Oczywiście to nie jest jedyne przezna−

czenie układu. Na myśl przychodzą kla−
syczne zastosowania: radar do parkowa−
nia, bariera ultradźwiękowa, położony na
plecaku układ wykryje osobę, która zbliża
się od tyłu, itp.

Opis układu

Schemat ideowy przedstawiony został na ry−
sunku 1. Układ z bramką Szmitta i elemen−
tami RC generuje przebieg prostokątny
o częstotliwości 1Hz. Sygnał ten jest różnicz−

kowany, a następnie użyty do resetowania
przerzutników typu D kostki 4047. Jednocześ−
nie wyzwalany jest licznik z generatorem
4060. Od tego momentu układ czeka na po−
wracające echo sygnału.

Sygnał z odbiornika wzmacniany jest we

wzmacniaczu  operacyjnym  LF357.  Przy−
wrócony  do  postaci  prostokąta  w bramce
Schmitta  zmienia  ustawienia  pierwszego
przerzutnika  D.  Zatrzymują  się:  generator
4047 i licznik 4060, a także rozładowują się
kondensatory podłączone do wyjścia 4060.

Jeśli echo nie powróci, w czasie gdy kostka

4060 doliczy do 2

, następuje jej zatrzymanie

i rozładowanie kondensatorów, nie będzie
wówczas sygnalizacji odległości. Dzieje się to
dzięki drugiemu przerzutnikowi D. Dobierając
kondensatory proporcjonalnie do odległości,
można uzyskać różne czasy sygnalizacji.

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na płytce uniwer−
salnej.

Najpierw należy ustawić potencjometrem

(470) częstotliwość 40,2...40,3kHz na wyjściu
13  nóżki  4047.  Odpowiada  to  maksymalnej
skuteczności nadajnika. Następnie w odległo−
ści około 1−1,5m od płytki umieszczamy pro−
stopadle duży przedmiot (np. zeszyt) i tak re−
gulujemy potencjometrem (4,7k), aby uzyskać
pewną detekcję odległości. Ostatnia czynność
to dobór rezystora w generatorze 4060 tak, aby
sygnał  bardzo  krótkiego  migania  i krótkiego
migania miał swój próg przełączania dla odle−
głości  około  10cm.  W ten  sposób  uzyskamy
progi:  do  10cm  błysk  (i pisk)  około  1ms,  do
20cm  –  10ms,  do  40cm  –  50ms,  do  80cm  –
200ms. Progi można oczywiście dowolnie mo−
dyfikować, istotne jest jedynie to, żeby każdy
następny  próg  wskazywał  dwa  razy  większą
odległość.  Kondensator  oznaczony  jako  Cdal
należy montować wyłącznie wtedy, gdy chce−
my mierzyć odległości większe niż 1,6m.

Ostatni etap

stanowi  umie−
szczenie  urzą−
dzenia w obudo−
wie. Ważne jest,
aby  nie  wystę−
powały sprzęże−
nia.  Nadajnik
i odbiornik  po−
winny  być  od−
dalone  od  sie−
bie, a między ni−
mi  warto  umie−
ścić

tekturkę.

odbiornik

można założyć
tekturowy lejek.

Układ moż−

na  zasilać  na−
pięciem stabili−
zowanym  od
8...15V,  pobór
prądu  wynosi
niecałe 10mA.

Michał

Stach

źź

Rys. 1

Wykaz elementów

Rezystory:
11kk

Ω

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..

44,,77kk

Ω

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..

1100kk

Ω

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 44 sszztt..

1111kk

Ω

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..

4477kk

Ω

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..

110000kk

Ω

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..

447700kk

Ω

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 22 sszztt..

11M

Ω

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 22 sszztt..

R 447700

Ω

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..

R 44,,77kk

Ω

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..

Kondensatory:
11nnFF .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 44 sszztt..
1100nnFF .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..
2222nnFF .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..
3333nnFF .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..
6688nnFF .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..
222200nnFF.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..
447700nnFF.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..

Półprzewodniki:
11N

N44114488 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 1122 sszztt..

C555577 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..

44001133 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..
44004477 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..
44006600 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..
44009933 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..
LLFF335577.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 sszztt..

Pozostałe:
P

Piieezzoo zz ggeenn.. 1122V

A4400A

A55S

S ((nnaaddaajjnniikk))

A4400A

A55R

R ((ooddbbiioorrnniikk))

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

Październik 2002

Każdy komputer wyposażony jest

dwa porty RS232. W

nowszych

komputerach porty te są wolne, gdyż

myszka podłączona jest do gniazda

PS/2. Dla młodych konstruktorów

próby wykorzystania portu szerego−

wego kończyły się bardzo często po−

rażką, ponieważ ustalanie jednakowe−

go protokołu transmisji na współpra−

cujących komputerach i pisanie opro−

gramowania nie było proste. Jednakże

widok niewykorzystanego, równie

funkcjonalnego jak port równoległy

LPT portu szeregowego kusił mnie, że−

by coś z nim zrobić.

Eksperymenty z wykorzy−
staniem RS232

Pomysłów  na  wykorzystanie  portu  miałem
wiele.  Z sukcesem zrealizowałem urządzenia
zbierające dane z zewnątrz, jak również steru−
jące  ich  pracą.  Uważam,  że  pomysł  z wyko−
rzystaniem przewodów sieci energetycznej do
sterowania lub komunikacji jest bardzo dobry.
Wystarczy  zastosować  układ  MAX232,  za−
pewniający  konwersję  napięć  TTL/RS232,
układ  TDA5051AT/C1  oraz  interfejs  umożli−
wiający sprzężenie układu z siecią energetycz−
ną. W tak skonstruowanym systemie możliwe
jest przesłanie danych pomiędzy dwoma kom−
puterami lub między komputerem a układem
wykonawczym  (w roli  urządzenia  interpretu−
jącego  dane  przesyłane  w sposób  szeregowy
wykorzystuje się procesor).

Przeprowadziłem również wiele prób

z przesyłaniem danych z procesora do kompu−
tera za pomocą łącza radiowego. Wykorzysta−
łem gotowe moduły radiowe – nadawczy
i odbiorczy – firmy Telekontrola. Zasięg

w przestrzeni otwartej – około 50m, w budyn−
ku 15m. Prędkość transmisji – od 1200 do
4800 bodów – jakość transmisji nie była jed−
nak zadowalająca, dane odebrane przez kom−
puter zawierały wiele błędnych informacji, łą−
cze było bardzo podatne na zakłócenia. W wy−
niku przeprowadzonych prób stwierdziłem, że
łącze nie nadaje się do przesyłania danych.

Zrealizowane projekty

W rozważaniach nad sposobem wykorzystania
interfejsu  RS232C skupiłem  się  głównie  na
urządzeniach,  które  potrafią  odebrać  dane
z komputera,  odpowiednio  je  zinterpretować,
wykorzystać  lub  pobrać  dane  z zewnątrz
i przesłać do komputera, gdzie program odpo−
wiednio je wykorzysta. Główny schemat ideo−
wy układu przedstawiony został na rysunku 1.

Na jego podstawie z powodzeniem zreali−

zowałem następujące urządzenia:
1.  PILOT KOMPUTEROWY NA RS232
(rys.  2)  współpracujący  z programem  Emu−
lator  klawiatury.  Ma  podobne  zastosowanie

do Pilota komputerowego z EdW 6/2001, z tą
tylko  różnicą,  że  układ  może  być  oddalony
od komputera na dużo większą odległość (wg
standardów RS232 długość przewodu łączą−
cego może wynosić do 200m). Układ można
wykorzystać np. zmienić słuchaną empetrój−
kę, siedząc na działce przy grillu. Pilota kom−
puterowego na RS232 można wówczas prze−
nosić  w miejsce,  gdzie  zasięg  pilota  RC5
okaże  się  wystarczający.  Początkowo  chcia−
łem wykonać radiowy przedłużacz do Pilota
z EdW 6/2001, ale jego koszty zwiększyłyby
się  co  najmniej  dwukrotnie,  a w przypadku

Rys. 1 Schemat ideowy

Rys. 2

łł

śś

czyli

wszystko w jednym

Forum Czytelników

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

Październik 2002

Pilota na RS232 cena
jest  porównywalna.
Jedynym  utrudnie−
niem (jeśli można to
tak  nazwać)  jest  ko−
nieczność  włączenia
programu obsługują−
cego  na  komputerze
(przynajmniej

pierwszym razem)
i ustalenie protokołu
transmisji. Na rysunku 3 − w nawiasach − poda−
no numery końcówek dla złącza DB25.

2. REJESTRATOR SYGNAŁÓW CY−
FROWYCH (rys. 4) umożliwiający obserwa−
cję i analizowanie stanów logicznych na ośmiu
wejściach. Elementem zbierającym informacje
o stanie ośmiu wejść jest procesor, który jed−
nocześnie przesyła informacje do komputera.

3. STEROWNIK  GIRLANDY ŚWIETL−
NEJ  (rys.  5)  służy  do  sterowania  girlandy
świateł lub dowolnych urządzeń. Podobnie jak
w przypadku  Rejestratora  za  odbiór  danych
z komputera i ustawienie odpowiednich wejść
odpowiedzialny  jest  procesor.  Program  obsłu−
gujący umożliwia tworzenie własnych sekwen−
cji,  otwieranie  już  zapisanych  plików  (*.str)
oraz zapisywanie na dysku dowolnej długości
sekwencji. Jako elementy wykonawcze można
wykorzystać  moduły  z Komputerowego  syste−
mu sterowania (EdW 09/2000), zarówno w we−
rsji przekaźnikowej, jak i półprzewodnikowej.

Oprogramowanie

i uruchomienie

Oprogramowanie (Emulator klawiatury, Kody
ASCII, Rejestrator, Sterownik girlandy, pliki
bascomowskie) można znaleźć na stronie inter−
netowej EdW www.edw.com.pl w dziale FTP.

Wszystkie urządzenia można zmontować

na jednej płytce uniwersalnej. Znajdą się na

niej  zaledwie  dwa  układy  scalone:
MAX232C  −  zapewniający  konwersję
napięć  TTL/  RS232C  oraz  procesor
AT89C2051. Programy, które można za−
ładować  do  procesora,  napisane  zostały
w BASCOM−ie  i są  po  prostu  banalne.
Procesor  jest  bowiem  wykorzystywany
głównie  do  odbioru/nadawania  danych
w postaci  szeregowej.  Wykorzystywane
są  do  tego  dwa  porty  RXD/P3.0
i TXD/P3.1.  Wydanie  instrukcji  PRINT

„wartość do wysłania” po wcześniejszym usta−
leniu  parametrów  transmisji  ($crystal,$baud)
gwarantuje,  że  dane  trafią  na  wyjście  TXD
procesora.  Podobnie  jest  z odbiorem  danych
z komputera za pomocą wejścia danych RXD.
Służy do tego celu instrukcja INPUT zmien−
na + dodatkowe parametry (więcej w pomo−
cy programu BASCOM 8051). Wykorzysty−
wanie łącza szeregowego procesora możliwe
jest tylko w trybie rzeczywistym, stosowanie
emulatora procesora nie powiedzie się.

Do wprowadzania/wyprowadzania infor−

macji o stanie ośmiu we/wy służy port P1
procesora. Należy pamiętać o braku wewnę−

trznych rezystorów podciągających na
P1.0 i P1.1.

Pilot komputerowy pozwala na bez−

przewodowe  sterowanie  komputerem
PC.  Po  odebraniu  kodu  RC5,  procesor
wysyła za pośrednictwem łącza RS kod
ASCII klawisza, którego naciśnięcie ma
zasymulować  program  Emulator  kla−
wiatury. Dla klawisza „a” będzie to kod
65  (65  to  kod  ASCII  klawisza  „A”  –

program nie rozpoznaje dużych/małych liter,
ponieważ jest to nieistotne). W przypadku,
gdy użytkownik chce zasymulować naciśnię−
cie kombinacji klawiszy, np. ALT+F4, wów−
czas wysyłany kod powinien mieć postać:
PRINT „18115”
gdzie:

18 – kod ASCII klawisza ALT
115 – kod ASCII klawisza F4

Po uruchomieniu programu należy usta−

wić parametry transmisji: port, prędkość (bo−
dy).  Przy  następnym  uruchomieniu  ustawie−
nia te zostaną załadowane z pliku konfigura−
cyjnego  emulator.ini.  Program  posiada  rów−
nież możliwość automatycznego uruchamia−
nia  przy  starcie  komputera  z parametrami
transmisji  ustawionymi  przy  wcześniejszym
uruchomieniu.  Jest  to  przydatna  funkcja
w przypadku, gdy układ jest zasilany z kom−
putera (PS/2, GamePort, wyprowadzenie za−
silania  z zewnątrz  komputera)  i chcemy,  by
nasz program był zawsze włączony.

Dariusz Bobrowski

Rys. 3

Rys. 4

Rys. 5

Wykaz elementów

R11,,R

R33,,R

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..118800

Ω

C11−C

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222µµFF//1166V

C55,,C

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3333ppFF

C77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100µµFF//1166V

C88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000µµFF//1166V

S11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..M

X223322C

S22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTFFM

S55336600

S33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..8899C

C22005511

Q11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1111,,005599M

Hzz

Pooddssttaaw

wkkaa P

PIIN

N2200

Wttyykk B

D99 żżeeńńsskkii

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

Październik 2002

Należy liczyć się ze zdaniem ekolo−

gów, ale są pewne granice − ładny

ogród to jednak ogród bez kretów. Je−

śli już to miłe zwierzątko zawita pod

nasz trawnik, nie tak łatwo się go po−

zbyć. Ma okresy wzmożonej pracy

przeplatane odpoczynkiem od rycia

kopców, jednak nie pozwala o sobie

zapomnieć przez cały rok. Proponowa−

ny prosty układ pomoże w humanitar−

ny sposób rozwiązać problem kreta.

Z pierwszej linii frontu

Znane  są  dziesiątki  sposobów  na  kreta,
mniej lub bardziej humanitarne, sklepy ofe−
rują  coraz    nowsze  wynalazki.  Osobiście
mogę się uważać za weterana walk z kreta−
mi,  sprawdziłem  niejedną  metodę.  Mogę
dziś  stwierdzić,  że  właściwie  to  nie  ma  na
nie  idealnej  metody.  Ostatnio  mój  Amstaff
wydobył kilka kretów (całkiem żywych), ale
zrobił przy tym znacznie większe spustosze−
nie  wśród  roślinności  niż  kret,  więc  tego
sposobu nie polecam.

Kiedyś, gdy byłem jeszcze początkują−

cym  antykreciarzem,  kupiłem  za  namową
sprzedawcy  specjalną  rurkę,  w której  był
ukryty znany skądinąd „dręczyciel” piezo na
baterię.  Cóż  z tego,  kiedy  następnego  dnia
cały  ten  cudowny  sprzęt  leżał...  na  czubku
wielkiego kopca ziemi!

Uznałem, że przecież potrafię zrobić ge−

nerator o wiele głośniejszy, a przy tym
i sprytniejszy.

Według moich obserwacji kret w jakiś

sposób  przyzwyczaja  się  do  określonych,
jednostajnych dźwięków. Nie lubi natomiast,
gdy po dłuższym czasie spokoju, coś gdzieś
stuknie czy zabrzęczy. Wymyśliłem więc ge−
nerator wytwarzający przypadkowe drgania.
Są  to  serie  impulsów  o pseudolosowej  ich
liczbie i czasie trwania, pojawiające się loso−
wo  co  wybrany  czas.  W praktyce  powstaje

taki dźwięk jakby ktoś, co jakiś czas, usiło−
wał tępą piłą piłować powoli twardą deskę.

Jako przetwornik stosowałem głośniki

różnej maści, i małe, i całkiem duże. Oczywi−
ście  głośnik  umieszczony  był  w szczelnym
opakowaniu  i umieszczony  płytko  pod  po−
wierzchnią  ziemi.  Skutek  był  taki,  że  kret
trzymał się w odległości minimum 8−10m od
głośnika.  Pozwoliło  mi  to  obronić  przed  in−
wazją własny dom, a wymagało w porywach
aż trzech takich urządzeń.

Opis układu

Skoro impulsy mają być nieregularne, to za−
stosowanie ATMEL−a wydało mi się jak naj−
bardziej na miejscu. Rysunek 1 przedstawia
schemat  urządzenia.  Klasyczny  układ  pracy
procesora,  mały  stabilizator  5V i MOSFET
wystarczą, aby układ skutecznie działał. Wiel−
kość zasilacza zależy od sprzętu, jaki chcemy
„napędzić”  tym  generatorem.  Dla  średniej
mocy  głośnika  wystarczy  wtyczkowy  zasi−
lacz  12V/0,5A, ale  zdaję  sobie  sprawę,  że

fantazja ludzka nie zna granic...

Na działce bez prądu można zasto−

sować  nieduży  akumulator  żelowy
12V 6−40Ah,  który  zapewni  długie
działanie  ze  względu  na  bardzo  krót−
kie impulsy prądu w cewce głośnika.
Wygodnie też jest zastosować akumu−
lator  na  zelektryfikowanych  dział−
kach, nie ma wtedy kłopotu z kablami.

Ale najważniejszy jest program

(oczywiście  w BASCOM−ie).  Li−
sting przedstawia program procesora
sterującego  głośnikiem.  Propono−
wałbym  tym,  którym  kret  dał  się
mocno we znaki, przerobienie nieco
tego programu i wypróbowanie jako
przetwornika − elektromagnesu.

Ciąg dalszy na stronie 63.

Doświadczenia weterana walk z kretami

Wykaz elementów

Ω

1...5

Ω

. . . . . . . . . . . . .1 szt.

10k

Ω

. . . . . . . . . . . . . . . . .1 szt.

33pF  . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 szt.
10µF/16V  . . . . . . . . . . . . . .3 szt.
BUZ10  . . . . . . . . . . . . . . . .1 szt.
78L05  . . . . . . . . . . . . . . . . .1 szt.
AT89C2051  . . . . . . . . . . . .1 szt.
Kwarc 10MHz  . . . . . . . . . .1 szt.
Głośnik   . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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

Październik 2002

Opisany w EP 9/98 układ do rozładowywania akumulatorów i propo−
zycja  jego  usprawnienia  z EdW 2/2000  to  bardzo  pożyteczny  przy−
rząd  dla  posiadaczy  ogniw  niklowo−kadmowych.  Przedstawiona  na
rysunku modyfikacja pozwala na znacz−
ne  skrócenie  czasu  rozładowania.  Prąd
rozładowania jest większy o dodatkowe
10...20mA dzięki przylutowanemu rów−
nolegle do dławika i diody LED konden−
satorowi ceramicznemu. Zwiększenie je−
go  pojemności  powiększy  wprawdzie
prąd  rozładowania  o kolejne  kilkadzie−
siąt mA, ale jasność diody świecącej ule−
gnie zmniejszeniu. Prądy rozładowania podano w tabeli.

Z podanymi na schemacie wartościami i typami elementów można

eksperymentować. W trakcie pracy rozładowarki zastosowane tranzy−
story nie nagrzewają się prawie w ogóle. Można je zastąpić „mocniej−
szymi” (np. BD135). Popularne BC547−9, 107−109 nie nadają się.

Poniżej 0,95V dioda LED powoli rozbłyska. W tej fazie napięcie aku−

mulatora (akumulatorów) waha się pomiędzy 0,95 a 0,97V. Po pewnym
czasie dioda przestaje się zaświecać − proces rozładowania można uznać

za zakończony. Na−
pięcie ustala się na
poziomie 1,0V. Po−
dane  progi  napięć
mogą się nieco róż−
nić w zależności od
egzemplarza  krze−
mowej  diody  pro−
stowniczej.

Po sprawdze−

niu układu całość zlutowałem na małej płytce drukowanej i zamoco−
wałem do pojemnika z tworzywa sztucznego, pozwalającego na jed−
noczesne rozładowywanie do 4 ogniw R6. W razie potrzeby można
przystosować układ do rozładowywania innych typów akumulatorów
1,2V, np. odpowiedników ogniw R14, R20. Jednoczesne rozładowy−
wanie dwóch i większej liczby akumulatorów połączonych równole−
gle nie uszkodzi żadnego z nich. Prezentowany układ po prostu do te−
go nie dopuści. Wydłuży się wtedy jedynie czas rozładowania.

Nadesłał Dariusz Knull, Zabrze

Inwerter
wideo

Myślę, że w tej rubry−
ce  warto  przedstawić
inwerter  wideo,  jaki
znalazłem  w niebie−
skim  Amaterskim  Ra−
dio  (Czechosłowacja
4/1986). Układ pracuje
w torze  wideo  niskiej
częstotliwości.  Umoż−
liwia  zamianę  obrazu
telewizyjnego na nega−
tyw i zmianę kolorów.
Nie  wiem  do  końca,
jak  działa  układ,  ale
zasilany jest napięciem
±5V i dolna część słu−
ży do odzyskania impulsów synchronizacji, które muszą pozostać nie−
zmienione, a tylko sygnał niosący informację o obrazie jest odwrócony.

Sebastian Krawczyk z Czerwonki

czyli co by było, gdyby...

W tej  rubryce  prezentujemy  schematy
nadesłane  przez  Czytelników.  Są  to  za−
równo  własne  (genialne)  rozwiązania
układowe, jak i ciekawsze schematy z li−
teratury, godne Waszym zdaniem publicz−
nej  prezentacji  bądź  przypomnienia.  Są
to tylko schematy ideowe, niekoniecznie
sprawdzone  w praktyce,  stąd  podtytuł

„co by było, gdyby...”. Redakcja EdW nie
gwarantuje, że schematy są bezbłędne
i należy je traktować przede wszystkim ja−
ko źródło inspiracji przy tworzeniu włas−
nych układów.
Przysyłajcie do tej rubryki przede wszyst−
kim schematy, które powstały jedynie na
papierze,

natomiast

układy,

które

zrealizowaliście  w praktyce,  nadsyłajcie
wraz z modelami do Forum Czytelników
i do  działu  E−2000.  Nadsyłając  godne
zainteresowania  schematy  z literatury,
podawajcie źródło. Osoby, które nadeślą
najciekawsze schematy oprócz satysfak−
cji z ujrzenia swego nazwiska na łamach
EdW, otrzymają drobne upominki.

Napięcie

akumulatora

(pod obciążeniem)

Prąd

rozłado−

wania

1,350V

0,51A

1,300V

0,44A

1,250V

0,36A

1,200V

0,30A

1,150V

0,25A

1,100V

0,20A

1,050V

0,18A

1,000V

0,15A

1,950V

0,12A

Szybka rozładowarka akumulatorów 1,2V

Podstawy

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

Październik 2002

Akumulatory  kwasowe  można  ładować
prądem  o dowolnej  wartości  w zakresie
0,1C...0,3C,  a sygnałem  pełnego  naładowa−
nia będzie napięcie ogniwa równe 2,4...2,5V,
co  dla  akumulatora  12−woltowego  daje
14,4...15,0V, a dla 6−woltowego: 7,2...7,5V.

W praktyce wystarczy zastosować stabili−

zator  o napięciu  wyjściowym  15V (14,4....
15V) z ogranicznikiem  prądowym.  Ideę  ilu−
struje w uproszczeniu rysunek 8. Na począt−
ku  ładowania,  gdy  akumulator  jest  prawie
pusty, prąd ładowania jest maksymalny i wy−
nosi 0,25C (0,1...0,3C). Napięcie na akumu−
latorze  jest  niższe  od  ustalonego  14,7V.
Z czasem  napięcie  wzrasta  do  tej  wartości
i jednocześnie prąd ładowania zmniejsza się
poniżej 0,25C, bo akumulator „nie chce” już
tyle prądu. W związku ze wzrostem napięcia
akumulatora,  prąd  samoczynnie  stopniowo
zmaleje do znikomej wartości. Przebiegi prą−
du  i napięcia  przy  ładowaniu  prądem
0,25C będą wyglądać jak na rysunku 9. Li−
nie  ciągłe  dotyczą  ładowania  akumulatora
rozładowanego, linie przerywane – akumula−
tora, w którym pozostało jeszcze 50% ładun−
ku.  Jak  widać,  nie  można  przeładować  aku−

mulatora, bo napięcie szybko dochodzi do
ustawionej granicy i prąd spada do bezpiecz−
nej wartości.

Sposób jest bardzo dobry, skuteczny

i szybki, jednak wymaga stabilizatora o regu−
lowanym napięciu wyjściowym z ograniczni−
kiem prądowym. Sygnałem zakończenia ła−
dowania będzie spadek prądu poniżej warto−
ści 0,03C – wystarczy w szereg z akumulato−
rem włączyć amperomierz.

W zasadzie można byłoby wykorzystać

dowolny zasilacz regulowany o znacznej wy−
dajności  prądowej  bez  ogranicznika  prądo−
wego,  a za  to  z rezystorem  ograniczającym
prąd  (na  początku  ładowania,  przy  rozłado−
wanym

akumulatorze)

wartości

0,25...0,3C według rysunku 10. W praktyce
wartość takiego rezystora będzie mała, nawet
rzędu  ułamka  oma,  zależnie  od  pojemności
akumulatora.  Jeśli  rezystor  Rx  ograniczy
prąd do wartości 0,25C na początku ładowa−
nia, gdy napięcie akumulatora wynosi około
12V, to podczas ładowania prąd będzie syste−
matycznie  malał,  jak  pokazuje  rysunek  11.
Sposób z zasilaczem i rezystorem według ry−
sunku  11  nie  jest  jednak  optymalny  Ze
względu  na  stopniowe  zmniejszanie  prądu

czas do pełnego naładowania będzie z ko−
nieczności długi (nawet ponad 20 godzin).

Zdecydowanie lepszy jest sposób z wcze−

śniejszego  rysunku  8,  bo  przez  większość
czasu ładowania prąd ma dużą wartość i czas
ładowania jest w miarę krótki (kilka godzin).
Nie trzeba do tego wcale fabrycznego zasila−
cza z ograniczeniem prądowym – rolę ogra−
nicznika  prądu  może  z powodzeniem  pełnić
rezystor  o dobranej  wartości  i mocy  umie−
szczony „przed” stabilizatorem. Idea pokaza−
na jest na rysunku 12.

We wszystkich przypadkach z rysunków

8...12 nie ma obawy przeładowania, byle tyl−
ko stabilizator był tak ustawiony, żeby koń−
cowe napięcie akumulatora nie przekroczyło
15V. Nie są tu konieczne żadne układy czaso−
we czy sygnalizatory – dzięki obecności sta−
bilizatora układ sam kończy ładowanie, stop−
niowo zmniejszając prąd. Zmniejszenie prą−
du (do wartości poniżej 0,02...0,05C) jest też
sygnałem pełnego naładowania.

Opisaną zasadę ładowania akumulatorów

prądem o wartości do 0,2...0,3C do napięcia
2,4...2,5V/ogniwo  (14,4...15V dla  akumula−
tora  12−woltowego)  można  zrealizować  sa−
modzielnie  na  wiele  różnych  sposobów.
Trzeba tylko zwrócić uwagę, żeby po zaniku
napięcia sieci akumulator nie został rozłado−
wany przez stabilizator. W każdym wypadku
trzeba zadbać, by nie przekroczyć maksymal−
nego prądu ładowania (pustego) akumulatora
wynoszącego  liczbowo  około  0,3  jego  po−
jemności  (0,3C).  Trzeba  uwzględnić  dodat−
kowe czynniki: zależnie od prądu maksymal−
nego stabilizator i tranzystor regulacyjny na−
leży wyposażyć w stosowny radiator. Prakty−
ka  pokazuje,  że  jednym  z istotnych  proble−
mów jest ochrona ładowarki przed zwarciem.

Akumulatory kwasowo−ołowiowe

ęę

śś

ćć

Rys. 8

Rys. 9

Rys. 10

Rys. 11

Rys. 12

Podstawy

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

Październik 2002

Przy  zwarciu  zacisków,  w elementach  łado−
warki  wydzielą  się  nadmierne  ilości  ciepła.
Jeszcze  groźniejsze  bywa  odwrotne  podłą−
czenie  akumulatora,  powodujące  przepływ
ogromnego prądu z akumulatora przez obwo−
dy wyjściowe ładowarki. Zwykle kończy się
to jej uszkodzeniem.

Warto zwrócić uwagę, że pokazane ukła−

dy  ładują  akumulator  prądem  stałym,  a nie
impulsowym.  Nie  powinno  się  więc  ich  na−
zywać prostownikami, a raczej ładowarkami.
Problem,  czy  ładować  prądem  stałym,  czy
pulsującym, od dawna zaprząta uwagę użyt−
kowników. W literaturze, zwłaszcza amator−
skiej, pojawiło się mnóstwo publikacji o „cu−
downych” sposobach ładowania impulsowe−
go  różnych  akumulatorów.  Tymczasem  nie−
którzy producenci zdecydowanie zalecają ła−
dowanie prądem stałym z zawartością tętnień
poniżej 10%! Przy prawidłowej eksploatacji
na pewno dobry jest prąd stały.

Dociekliwi eksperymentatorzy mogą

stwierdzić, że w praktyce sytuacja nie zawsze
jest  aż  tak  klarowna,  jak  w przedstawionym
opisie.  Jeśli  ktoś  chce  eksperymentować  ze
starymi,  zasiarczonymi  czy  głęboko  rozłado−
wanymi  akumulatorami  kwasowymi,  może
wykorzystać  sposoby  impulsowe,  w tym  ta−
kie, że przez chwilę akumulator jest ładowany,
a później przez następną chwilę nieco rozłado−
wany.  Profesjonaliści  traktują  takie  akumula−
tory jako nieprzydatne, niespełniające warun−
ków, natomiast hobbyści często mają do czy−
nienia właśnie z takimi egzemplarzami, gdzie
właściwie każdy przypadek jest inny.

Gdy akumulator kwasowy jest rozłado−

wany całkowicie (do zera), elektrolitem jest
czysta, destylowana woda, która bardzo nie−

chętnie przewodzi prąd. Taki zupełnie rozła−
dowany  akumulator  podłączony  do  źródła
napięcia będzie się ładował znikomym prą−
dem o wartości... pojedynczych mikroampe−
rów. Nie znaczy to wcale, że akumulator jest
nieodwracalnie  uszkodzony.  Trzeba  go  po−
zostawić pod napięciem na dłuższy czas, na−
wet  kilku  dni.  Jeśli  to  możliwe,  warto
zwiększyć  napięcie  na  akumulatorze  nawet
dwukrotnie,  włączając  w szereg  rezystor
ograniczający (np. 220

Ω

1W albo 47

Ω

5W).

W znacznej  części  akumulatorów  po  pew−
nym czasie prąd zacznie narastać i akumula−
tor zacznie się zachowywać normalnie, o ile
nie  został  wcześniej  kompletnie  uszkodzo−
ny. Niektóre głęboko rozładowane akumula−
tory  kwasowe,  pozostające  całe  miesiące
bez napięcia, dają się w ten najprostszy spo−
sób  z powodzeniem  reanimować  i pomimo
zmniejszonej pojemności mogą być jeszcze
długo wykorzystane. Inne mają zwarte nie−
które cele albo odwrotnie, w ogóle nie chcą
„ruszyć”  nawet  przy  kilkudniowym  podłą−
czeniu  do  ładowarki.  Napięcia  ładowania
i rozładowania różnych tak reanimowanych
akumulatorów mogą nie do końca odpowia−
dać  podanym  wskazówkom.  Wtedy  infor−
macje  z artykułu  należy  potraktować  jako
wytyczne,  a warunki  ładowania  i napięcia
końcowe  danego  egzemplarza  dobrać  do−
świadczalnie.

Przy wszelkich eksperymentach z akumu−

latorami kwasowymi należy przestrzegać
podstawowych reguł: Prąd ładowania nie po−
winien przekraczać 0,3C. W nowych akumu−
latorach na koniec cyklu ładowania napięcie
powinno wynosić:
dla trybu cyklicznego 14,4...15V

(2,45± 0,05V/ogniwo)
do trybu buforowego 13,5...13,8V
(2,275± 0,025V/ogniwo).

Dla dociekliwych

W publikacjach można znaleźć wskazówki,
że napięcie pracy buforowej i końcowe napię−
cie ładowania jednego ogniwa w trybie cy−
klicznym przy wzroście temperatury powinno
się

zmniejszać

współczynnikiem

−3...−4 miliwoltów na stopień Celsjusza. Inne
źródła podają, że dla akumulatora 12V współ−
czynnik ten powinien wynosić –10mV/

Materiały firmowe podają wartość −3...−

5mV/K odnoszącą się dla jednego ogniwa, co
dla akumulatora 12V da −18...−30mV/K, czyli
znacznie większą niż wspominane –10mV/K.

Jednocześnie materiały producentów aku−

mulatorów zawierają niedwuznaczne stwier−
dzenia,  że  przy  eksploatacji  akumulatora
w warunkach  domowych,  np.  w centralce
alarmowej  czy  UPS−ie,  nie  ma  potrzeby
wprowadzania  obwodów  kompensacji  tem−
peratury.  Średnia  temperatura  w ciągu  roku
wynosi  nieco  ponad  20

C. Wystarczy usta−

wić niezmienne napięcie pracy buforowej.
Zalecana wartość to 2,275V/ogniwo, w żad−
nym wypadku nie więcej niż 2,5V/ogni−
wo (ma to być rzeczywiste napięcie akumu−
latora, a nie napięcie wyjściowe zasilacza bez
obciążenia, które może być nieco inne).

Jedynie gdyby akumulator miał pracować

w trudnych warunkach, w temperaturach wy−
kraczających poza zakres +5...+40

należy

uzależnić napięcie ładowania od temperatury,
stosownie do zaleceń producenta.

Jerzy Częstochowski

Czy używasz kart magnetycznych?
Na pewno?
Nie wiadomo dlaczego określenie „karta ma−
gnetyczna”  mocno  utrwaliło  się  w świado−
mości  jako  synonim  nowoczesnej,  małej,
przenośnej, trwałej pamięci. Wielu sądzi, że
wszystko,  co  małe  i co  jest  pamięcią,  to  po
prostu  „karta  magnetyczna”.  Tymczasem
dziś klasyczne karty magnetyczne są na wy−
marciu.  Wbrew  popularnym  wyobrażeniom,
pamięć  nie  musi  mieć  nic  wspólnego  z ma−
gnetyzmem.

Sytuacja w dziedzinie pamięci jest bardzo

interesująca, dlatego warto dokonać przeglą−
du, zapoznać się z obecnym stanem rzeczy,
a zwłaszcza z perspektywami.

Przy okazji okaże się, że być może już

niedługo wrócą do łask pamięci magnetycz−
ne,  ale  w postaci  zupełnie  innej,  niż  znane
dotąd. A może nie będą to pamięci ferroma−
gnetyczne  (MRAM),  tylko  ferroelektryczne
(FRAM)? A może rynek zdominują pamięci
typu  PM  (Polymer  Memory),  OUM  (Ovonic
Unified Memory) albo PMCm (Programmable
Metallisation Cell memory)?

Czas to pokaże, a póki co, warto zapoznać

się z historią i obecnym stanem rzeczy. Na
razie trzeba stwierdzić, że...

nie ma pamięci doskonałej

Dobrym  przykładem  rozmaitości  wynikają−
cej  z braku  jednej  doskonałej  pamięci  jest
współczesny  komputer.  Ma  on  kilka  rodza−
jów pamięci o różnych właściwościach.

Jeśli włączymy radio czy telewizor, zaczy−

nają one normalną pracę co najwyżej kilka se−
kund po włączeniu zasilania. A komputer?

Komputer potrzebuje nawet kilku minut, że−
by się „zabutował” i podjął normalną pracę.
Wszystko  przez  niedoskonałość  pamięci.
Programy i pliki są kopiowane z pamięci ma−
gnetycznej,  z dysku  twardego,  do  pamięci
RAM  i uruchamiane  w pamięci  RAM.
W komputerze jest też niewielka pamięć sta−
ła.  Kiedyś  była  to  klasyczna  pamięć  ROM,
potem EEPROM, obecnie FLASH. Pamięć ta
służy tylko do zapoczątkowania pracy kom−
putera  −  w niej  zawarty  jest  tzw.  BIOS.  Po
uruchomieniu komputera pamięć ta przestaje
pełnić swoją rolę, a cała działalność kompu−
tera odbywa się w pamięci RAM.

A gdyby tak nie tylko BIOS, ale cały sy−

stem  operacyjny  wpisać  nie  do  pamięci
RAM,  tylko  do  równie  szybkiej  pamięci
trwałej,  wtedy  komputer  wystartuje  błyska−
wicznie i w ciągu kilku sekund zgłosi pełną
gotowość  do  pracy.  Idąc  dalej  tym  tropem  −
czy nowoczesne kostki pamięci nie mogłyby
zastąpić dysków twardych? Przecież już dziś
dostępne są niewielkie „dyski” stałe, bez żad−
nych części ruchomych, zbudowane ze scalo−
nych modułów pamięci.

Kiedy pojawią się takie komputery?
Trudno powiedzieć, ale najwcześniej za kil−

ka lat. W komputerze takim byłby tylko jeden
rodzaj pamięci. Uniwersalna pamięć musiała−
by wykazywać następujące główne cechy:
− bardzo dużą pojemność
− możliwość wielokrotnego zapisu i odczytu
− nieograniczoną trwałość zawartości
− dużą szybkość zapisu i odczytu
− niską cenę.

Choć żadna ze współczesnych pamięci

nie spełnia wszystkich tych cech, warto się

im  przyjrzeć.  Pamięć  może  być  wykonana
w technologii  elektronicznej  (układy  scalo−
ne),  magnetycznej  (dyskietka,  twardy  dysk,
taśma)  i optycznej  (wszystkie  odmiany  CD
i DVD),  ale  też  w technologii  biologicznej,
mechanicznej,  pneumatycznej  czy  hydrau−
licznej.

Najprostszym przykładem pamięci może

być wyłącznik światła w Twojej łazience. Ma
on dwa stany stabilne, które możemy ozna−
czyć 0, 1. Zmiany stanu tej mechanicznej pa−
mięci dokonujemy ręcznie. Jak szybko potra−
fisz zmieniać zawartość pamięci? Pojemność
takiej pamięci też nie jest imponująca − wy−
nosi jeden bit. Wszystkie wyłączniki światła
w Twoim mieszkaniu to już kilka czy kilka−
naście bitów, co daje jeden, dwa bajty...

Dla porównania, pojemność pamięci

optycznej w postaci popularnego krążka
DVD to od 4,7 do kilkunastu gigabajtów.
A gigabajt to ponad miliard bajtów...

Najszybsze są scalone pamięci półprze−

wodnikowe, których zawartość można od−
czytywać czy zmieniać w czasie rzędu 2...3
nanosekund. A jedna nanosekunda to miliar−
dowa część sekundy.

Współczesne pamięci można podzielić

na trzy główne grupy: półprzewodnikowe,
magnetyczne i optyczne. Każda z dostęp−
nych dziś pamięci ma oprócz zalet poważne
wady.

Pamięci półprzewodnikowe to rozmaite

odmiany pamięci RAM, ROM, FLASH. No−
śniki magnetyczne to dyskietki, dyski twarde
i stare karty kredytowe. Nośniki optyczne to
wszelkie odmiany płyt CD, CD−R, CD−RW,
DVD, DVD−R, DVD−RW, DVD+RW.

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

dodatek

miesięcznika

a g a z y n

l e k t r o n i k i

ż y t k o w e j

To warto wiedzieć

Październik 2002

śś

łł

śś

łł

O tym się mówi

Generalnie pamięci półprzewodnikowe są

szybkie. Najszybsze pamięci RAM są bardzo
drogie i mają niewielką pojemność, a na doda−
tek  informacje  giną  po  wyłączeniu  zasilania.
Pamięci  optyczne  są  bardzo  tanie,  ale  szyb−
kość zapisu i odczytu jest mała. W niektórych
wadą jest możliwość dokonania tylko jednora−
zowego zapisu (CD−R, DVD−R). Pamięci ma−
gnetyczne, jeśli chodzi o koszt i szybkość, lo−
kują  się  pomiędzy  półprzewodnikowymi
i optycznymi. Duża pojemność okupiona jest
długim czasem dostępu (twardy dysk).

Pamięci optyczne i magnetyczne póki co

mają dodatkową bardzo poważną wadę: wy−
magają skomplikowanego czytnika, który za−
wiera ruchome elementy mechaniczne. Czyt−
nik i wspomniane elementy mechaniczne de−
cydują  o niezbyt  wysokiej  niezawodności,
o czym  przekonują  się  użytkownicy  dyskie−
tek  i płyt  kompaktowych.  Obecnie  dąży  się
do wyeliminowania wszelkich urządzeń me−
chanicznych, co dałoby pamięć o nieporów−
nanie  większej  niezawodności  także  w bar−
dzo trudnych warunkach pracy. Uwaga kon−
struktorów skierowana jest głównie na krze−
mowe  pamięci  półprzewodnikowe,  choć
trzeba przyznać, że trwają też wstępne bada−
nia  nad  zupełnie  innymi  rodzajami  pamięci.
Powstały na przykład optyczne pamięci stałe,
ale nie wyszły one poza etap prób.

Aby dobrze zrozumieć stan obecny rozwo−

ju pamięci półprzewodnikowych oraz ich per−
spektywy, trzeba zapoznać się z ich historią.

RAM

Pod  koniec  lat  60.  narodziła  się  pamięć
RAM. W największym uproszczeniu komór−
ka  pamięci  RAM  to  klasyczny  przerzutnik
bistabilny,  jak  na  rysunku  1,  wzbogacony
o obwody umożli−
wiające dokonanie
odczytu oraz zapi−
su,  czyli  zmiany
stanu.  W sumie
jednak  komórka
składa  się  zwykle
z sześciu  tranzy−
storów. Pamięć za−
wiera wiele takich
komórek, zorganizowanych w postaci matry−
cy.  Nazwa  RAM  oznacza  Random  Access
Memory.  Random  znaczy  przypadkowy,  lo−
sowy,  ale  nie  chodzi  tu  o żadną  przypadko−
wość; wskazuje tylko, że dostęp do zawarto−
ści dowolnej komórki jest niezależny. Dlate−
go  skrót  RAM  tłumaczy  się  na  polski  jako
pamięć o swobodnym dostępie.

Dziś pamięci zbudowane według zasady

z rysunku  1  są  nazywane  Static  RAM,
w skrócie  SRAM.  Jedna  komórka  pamięci
wraz  z obwodami  adresowania  i sterowania
zbudowana  jest  z sześciu  tranzystorów.  Pa−
mięci  SRAM  są  najszybsze  ze  znanych  pa−
mięci, jednak istotną wadą jest cena, związa−
na między innymi z dość skomplikowaną bu−

dową. Pokazana na fotografii 1 struktura to
pamięć  SRAM  o pojemności  52Mb  (52  mi−
lionów  bitów)  wykonana  w technologii
90nm,  zawierająca  330000000  tranzystorów
umieszczonych na powierzchni 109mm

Już w roku 1970 opracowano dynamiczną

pamięć RAM − DRAM. Jej budowa jest w su−
mie  dużo  prostsza  od  pamięci  SRAM.  Pa−
mięć DRAM to w rzeczywistości zespół wie−
lu kondensatorów tworzących matrycę. Każ−
dy kondensator to elementarna komórka pa−
mięci − może być naładowany albo rozłado−
wany, co odpowiada stanom logicznym 0, 1.
Zapis informacji to w rzeczywistości ładowa−
nie i rozładowanie elementarnych kondensa−
torów. Aby umożliwić obsługę pojedynczych
kondensatorów  w matrycy  zawierającej  ty−
siące czy miliony komórek, każdy kondensa−
tor pamiętający współpracuje z tranzystorem.
Budowę  komórki  DRAM  w uproszczeniu
pokazuje rysunek 2.

Pamięci SRAM i DRAM tracą zawartość

po wyłączeniu zasilania. Z pamięcią DRAM
jest  dodatkowy  problem  −  kondensatory  pa−
miętające są kiepskiej jakości. Po naładowa−
niu  kondensator  szybko  ulega  samorozłado−
waniu. Pamięć DRAM można śmiało porów−
nać do sieci złożonej z wielkiej liczby prze−
ciekających  garnków.  Po  wlaniu  do  garnka
wody, jej poziom stopniowo opada. I to jest
istotny  problem,  bo  poziom  wody  ma  nieść
informację  −  wyznaczać  stan  logiczny.  Aby
zmagazynować  i przechować  informację
w dziurawych  garnkach  przez  dłuższy  czas,
trzeba zatrudnić cierpliwego służącego, który
będzie  miał  za  zadanie  dolewać  wodę  do
garnków,  które  są  „prawie  pełne”.  Służący
musi być cierpliwy i systematyczny. Nie mu−

si natomiast być inteligentny. Jego zadaniem
będzie sprawdzenie, czy wody jest więcej niż
pół garnka, czy mniej. Jeśli więcej, musi do−
lać  jej  do  pełna;  jeśli  mniej  −  ma  sprawdzać
następne  naczynia.  Taki  mało  inteligentny
sługa  przy  odczytywaniu  zawartości  danego
naczynia przelewa zawartość do swojej miar−
ki z kreską. Tym samym odczytując komórkę
kasuje zapis. Trzeba go poinstruować, że po
każdym  odczycie  musi  koniecznie  przy−
wrócić ostatni stan wlewając wodę z powro−
tem i dolewając do pełna.

Podobnie tak jest z pamięcią DRAM:

„przeciekające”  kondensatory  tracą  ładunek
w ciągu  kilkunastu...  kilkudziesięciu  milise−
kund, a odczyt powoduje skasowanie zawar−
tości. Aby utrzymać zawartość pamięci, trze−
ba odświeżać ją co kilka milisekund i rekon−
struować  zawartość  odczytywanych  ko−
mórek.  Zajmują  się  tym  specjalne  obwody
wbudowane w układ scalony, a użytkownika
to niewiele obchodzi. Faktem jest jednak, że
w związku  z taką  zasadą  działania  pamięci
DRAM  są  znacznie  wolniejsze  od  pamięci
SRAM.  W związku  ze wzrostem  wymagań,
pamięci DRAM były udoskonalane, przez co
wzrastała ich szybkość i pojemność. Efektem
jest  różnorodność  kolejnych  odmian:  FPM
DRAM,  EDO  DRAM,  BEDO  DRAM,
SDRAM,

SLDRAM,

PC66,

PC100,

DRDRAM PC800 RDRAM, PC133, PC150,
DDR SDRAM, MicroDIMM, EDRAM...

W typowym współczesnym komputerze

pracuje  pamięć  DRAM  o pojemności
64...512  megabajtów.  Każdy  komputer  za−
wiera  też  niewielką  ilość  pamięci  SRAM
(kilkaset kilobajtów) − jest ona częścią proce−
sora  i służy  jako  pamięć  podręczna.  Pamięć
SRAM jest dużo szybsza od pamięci DRAM,
ale i dużo droższa. Na fotografii 2 pokazany
jest moduł pamięci DRAM.

ROM

Klasyczne pamięci ROM (ROM − Read Only
Memory − tylko do odczytu) mają prostą budo−
wę. Też jest to matryca komórek. Ideę pokazu−
je w uproszczeniu na przykładzie matrycy dio−
dowej rysunek 3. Pamięci ROM były też rea−
lizowane  z wykorzystaniem  tranzystorów  bi−
polarnych i MOS. W praktyce wartości logicz−
ne  0,  1  to  po  prostu  (aluminiowe)  połączenie
oraz  brak  takiego  połączenia  w strukturze

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

Październik 2002

Rys. 1

Rys. 2

Fot. 2

układu  scalonego.  Zawartość  pamięci  ROM
jest ustalona raz na zawsze podczas produk−
cji  −  o zawartości  decyduje  tzw.  maska  lito−
graficzna, wykorzystywana podczas produk−
cji  układu  scalonego.  Dlatego  też  mówi  się,
że  ROM  to  pamięci  programowane  maską
(w fabryce).  Zaletą  przy  masowej  produkcji
jest niska cena. Zaletą jest też odporność tak
dokonanego  zapisu  na  wszelkie  wpływy  ze−
wnętrzne,  co  ma  znaczenie  w najtrudniej−
szych warunkach pracy. Użytkownik nie ma
żadnego wpływu na zawartość pamięci − mo−
że ją tylko odczytać.

RAM kontra ROM

Od lat dzieli się pamięci półprzewodnikowe
na  pamięci  RAM  i ROM.  Pamięć  RAM
można  łatwo  i szybko  zapisać  oraz  odczy−
tać. Dużą wadą jest utrata informacji po wy−
łączeniu  zasilania.  Pamięci  ROM to  do−
słownie pamięci tylko do odczytu (ROM −
Read  Only  Memory).  Pamięci  z rodziny
ROM  występują  w bardzo  wielu  odmia−
nach,  a ich  główną  cechą  i zaletą  jest  fakt,
że  po  zaniku  napięcia  zasilania  nie  tracą
zapisanej informacji.

Dawniej pamięci RAM i ROM niejako

z natury były od siebie bardzo odległe. Roz−
wój techniki prowadzi jednak do tego, że już
teraz granica między RAM a ROM staje się
coraz bardziej płynna, a w przyszłości naj−
prawdopodobniej zaniknie całkowicie.

Rozwój techniki spowodował, że okre−

ślenia RAM, a zwłaszcza ROM − pamięć do
odczytu,  stają  się  mylące.  Dlatego  obok
tych  tradycyjnych  określeń  coraz  częściej
używa  się  nazw  bardziej  precyzyjnych:  pa−
mięci, które tracą zawartość po wyłączeniu
zasilania  nazywane  są  pamięciami  ulotny−
mi (volatile  memories),  natomiast  pamięci,
które nie tracą zawartości, to pamięci nieu−
lotne (nonvolatile  memories,  w skrócie
NVM).

PROM

Pamięci  PROM  (Programmable  ROM)  są
odmianą  pamięci  ROM.  Są  programowane
przez  użytkownika.  Programowanie  polega
na  wybiórczym  przepalaniu  znacznym  prą−
dem  sieci  aluminiowych  połączeń  lub  deli−
katnych złącz p−n, przez co uzyskuje się po−
trzebną zawartość pamięci. W związku z de−
strukcyjnym  sposobem  programowania,  pa−
mięć  PROM  można  zaprogramować  tylko
raz.  Pamięci  PROM  były  wykorzystywane
w latach 70. i 80. i nigdy nie zdobyły dużej
popularności.

EPROM

Pamięć  EPROM  (Erasable  Programmable
ROM)  to  pamięć  stała,  którą  użytkownik
może sam zaprogramować i której zawartość
można  skasować.  Jest  to  więc  pamięć  nieu−
lotna wielokrotnego użytku.

Pamięć EPROM została wynaleziona

w firmie  Intel  przez  przypadek,  przy  okazji
badań  nad  tranzystorami  MOSFET.  Okres
świetności EPROM−ów trwał dość długo, od
wynalezienia we wczesnych latach 70. (1−ki−
lobitowa  pamięć  EPROM  stała  się  dostępna
na  rynku  w roku  1971)  do  połowy  lat  90.
Dziś  EPROM−y zostały  wyparte  przez  inne
pamięci, które można nieporównanie łatwiej
programować i kasować.

Pamięć EPROM oraz kilka pochodnych

rodzajów  mają  stosunkowo  prostą  budowę
i opierają swe działanie na tej samej zasadzie.
Podstawą  jest  jeden  jedyny  najzwyklejszy
tranzystor  MOSFET,  który  współpracuje
z kondensatorem dołączonym do bramki. Ten
kondensator i tranzystor tworzą elementarną
komórkę  pamięci.  Budowę  jednej  komórki
pamięci  EPROM  ilustruje  w największym
uproszczeniu  rysunek  4.  Jeśli  kondensator
jest naładowany, tranzystor MOSFET N mo−
że przewodzić (zależnie od napięć na drenie
i źródle). Jeśli kondensator jest pusty i tran−
zystor  na  pewno  będzie
zatkany,  niezależnie  od
napięć na źródle i drenie.
Mamy dwa wyraźnie róż−
niące się stany tranzysto−
ra i możemy im przypisać
wartości logiczne 0, 1.

W pamięci DRAM ładunek z kondensato−

ra  ucieknie  w ciągu  niewielu  milisekund.
W pamięci  EEPROM  jest  inaczej.  Tym  ra−
zem izolacja jest znakomita i w normalnych
warunkach  kondensator  pamiętający  ani  się
nie ładuje, ani nie rozładowuje. Izolacja jest
tak dobra, że zgromadzony ładunek pozosta−
nie  niezmieniony  przez  wiele  lat.  Trwałość
pamięci EPROM ocenia się na 100 lat!

W rzeczywistości w komórce pamięci

EPROM nie ma odrębnego kondensatora, a je−
go  rolę  pełni  niewielka  pojemność  bramki
tranzystora. Kluczową rolę elementu pamięta−
jącego odgrywa niepodłączona nigdzie bram−
ka,  zwana  bramką  pływającą  (floating  gate  −
FG).  Oprócz  tego  istnieje  druga  „zwykła”
bramka  wykorzystywa−
na  do  adresowania  ko−
mórki. Między bramka−
mi a kanałem tranzysto−
ra  występują  pojemno−
ści umożliwiające pracę
w roli  adresowalnego
elementu  pamiętające−
go. Pokazuje to w upro−
szczeniu rysunek  5.
O właściwościach  ko−
mórki  decyduje  w du−
żym  stopniu  izolacja,

czyli dielektryk oddzielający bramkę pływa−
jącą od pozostałych składników układu.
Oczywiście i tu, by zwiększyć ilość zapamię−
tywanych informacji, komórki zorganizowa−
ne są w matrycę zawierającą nawet miliony
komórek. Rysunek 6 pokazuje strukturę pro−
stej pamięci EPROM.

Zapis i odczyt komórki następuje po dołą−

czeniu odpowiednich napięć między elektro−
dy tranzystora. Pamięć na początku jest ska−
sowana − pływające bramki są pobawione ła−
dunku.  Zapis  komórki  polega  na  naładowa−
niu pojemności bramki pływającej. Cała taje−
mnica zapisu tkwi we właściwościach izola−
tora tej bramki. Warstwa dielektryka jest bar−
dzo cienka (ok. 25 nm), ma jednak znakomi−
te  właściwości  izolacyjne  pozwalające  przy
typowym  napięciu  zasilania  (zwykle  5V)
utrzymać ładunek przez długie lata − dwutle−
nek krzemu jest jednym z najlepszych izola−
torów.  Zapis,  czyli  ładowanie  pojemności
bramki polega najogólniej biorąc, na chwilo−
wym kontrolowanym przebiciu warstwy izo−
latora. Podanie odpowiednio podwyższonego
napięcia  o właściwej  biegunowości  (zwykle
12...25V, zależnie od typu i producenta) mię−
dzy źródło i dren tranzystora powoduje prze−
nikanie  tzw.  gorących  elektronów  do  izolo−
wanego obszaru bramki. Zjawisko to nazywa
się  wstrzykiwaniem  gorących  elektronów
(HEI − Hot Electron Injection). Elektron po−
ruszający  się  między  źródłem  a drenem  zy−
skuje  energię  w silnym  polu  elektrycznym
i w odpowiednich warunkach staje się „gorą−
cym  elektronem”,  mającym  energię  wystar−
czająco dużą do przeskoczenia bariery poten−
cjału warstwy izolacyjnej bramki. W ten spo−
sób  następuje  ładowanie  pojemności  pływa−
jącej bramki. Po odłączeniu napięcia progra−
mującego  ładunek  zostaje  uwięziony  w pły−
wającej bramce i określa nowy stan − logicz−
ne zero.

Napięcie i czas programowania muszą

być dobrane, żeby nastąpiło zjawisko opisa−
nego „kontrolowanego przebicia”, a jedno−
cześnie by nie uszkodzić trwale delikatnej
warstwy izolatora.

Ładunek zgromadzony w bramce może

być  usunięty  przez  dostarczenie  zawartym
tam  elektronom  odpowiednio  dużej  energii,
by mogły, mówiąc obrazowo, „przeskoczyć”
barierę izolacyjną. Wykorzystuje się do tego
promieniowanie  ultrafioletowe  UV−B o dłu−
gości  fali  300−400nm.  Aby  umożliwić  takie

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

Październik 2002

Rys. 3

Rys. 6

Rys. 5

Rys. 4

kasowanie, pamięci EPROM mają obudowy
z okienkiem ze szkła kwarcowego. Po zapro−
gramowaniu  okienko  to  musi  być  starannie
zaklejone,  ponieważ  światło  słoneczne  też
powoduje  powolne  kasowanie  zawartości.
Fotografia  3 pokazuje  okienko  pamięci
EPROM.

EPROM może być kasowany i ponownie

zapisywany  setki  i tysiące  razy  −  trwałość
zależy w istotnej mierze od sposobu progra−
mowania  i warunków  kasowania.  Podczas
programowania,  zamiast  podania    określo−
nego podwyższonego napięcia na określony
czas,  stosuje  się  często  metodę  impulsową,
gdzie po kolejnych impulsach sprawdza się
stan programowanych komórek. Warto przy
tym zwrócić uwagę, że zarówno programo−
wanie,  jak  i kasowanie,  nie  jest  procesem
czysto  cyfrowym.  Nie  następuje  tam  nagła
i gwałtowna, tylko płynna zmiana stanu na−
ładowania  bramki  pływającej.  Oznacza  to,
że  komórka  pamięci  jest  w rzeczywistości
elementem  analogowym.  Dlatego  podczas
programowania

impulsowego

trzeba

przedłużyć czas programowania, a nie od
razu kończyć je po stwierdzeniu, że w ko−
mórce jest już potrzebny stan.

OTPROM

Struktury pamięci EPROM zamykane są też
w obudowach bez wspomnianego okienka ze
szkła kwarcowego. Taką pamięć, umieszczo−
ną w klasycznej obudowie, można zaprogra−
mować tylko raz. Zaletą jest znacznie niższa
cena.  Pamięci  EPROM  jednorazowego  pro−
gramowania  nazywane  są  OTPROM  (One
Time  Programmable  ROM).  Pamięci
OTPROM  wyparły  klasyczne  ROM−y
i PROM−y.

EEPROM

Na początku lat 80. pojawiły się pamięci EE−
PROM  (Electrically  Erasable  Programma−
ble  ROM),  będące  odmianą  pamięci
EPROM.  Nazywane  są  też  pamięciami
E2PROM  lub  E

PROM. Dla użytkownika

różnica  w stosunku  do  EPROM−a polega
głównie  na  sposobie  kasowania.  Nie  jest  do
tego  potrzebne  promieniowanie  ultrafioleto−
we.  Kasowanie  zawartości  poszczególnych
komórek  następuje  na  drodze  elektrycznej,

co jest ogromną zaletą. Nie trzeba przy tym
kasować  naraz  całej  pamięci  −  można  kaso−
wać  i programować  pojedyncze  komórki.
Właściwie  pamięć  EEPROM  nie  do  końca
jest  pamięcią  ROM  (tylko  do  odczytu),  po−
nieważ w stosunkowo prosty sposób pozwa−
la  zapisywać,  odczytywać  i kasować  infor−

macje.  Wadą,  która
decyduje, że pamięć
ta  jednak  jest  zali−
czana  do  grupy  pa−
mięci  ROM,  jest
długi  czas  zapisu.
O ile  odczyt  trwa
znacznie krócej od 1
mikrosekundy, o ty−
le zapis i kasowanie
trwają  tysiące  razy
dłużej:  10ms...1s,
zależnie  od  typu
i producenta.  Wadą

jest też ograniczona liczba cykli kasowania
i zapisu: 100000...1000000 razy, zależnie od
użytej technologii produkcji.

Uproszczony przykład budowy wewnę−

trznej pokazany jest na rysunku 7. Komórka
zawiera  dwa  tranzystory:  jeden  z pływającą
bramką, pełniący rolę elementu pamiętające−
go  (dolny),  oraz  drugi,  wykorzystywany  do
adresowania (górny). Podczas elektrycznego
programowania  i kasowania  pamięci  EE−
PROM elektrony są przenoszone do i z pły−
wającej bramki, a przy kasowaniu − usuwane.
Programowanie następuje albo tak, jak w pa−
mięci EPROM, z wykorzystaniem „gorących
elektronów”,  albo  z wykorzystaniem  zjawi−
ska tunelowania. Kasowanie zawsze następu−
je wskutek zjawiska tunelowania.

Tunelowanie to zjawisko mechaniki

kwantowej,  niemające  odpowiednika  w co−
dziennej rzeczywistości. Można je unaocznić
przykładem  gotowania  mleka  w garnku.
O ile  tylko  garnek  jest  szczelny,  w normal−
nych  warunkach  mleko  nie  może  wydostać
się z garnka. Mleko może opuścić garnek, je−
śli dostarczymy mu odpowiednio dużo ener−
gii  −  wykipi  wtedy,  przelewając  się  przez
brzegi  garnka.  Podobne  zjawisko  dostarcza−

nia energii i wydostania się elektronów
„górą” następuje przy kasowaniu pamięci
EPROM za pomocą światła ultrafioletowego.

W naszej codziennej rzeczywistości nie

występuje zjawisko tunelowania, więc mleko
nie może się wydostać z garnka inaczej, niż
w opisany  właśnie  sposób.  Gdyby  zjawisko
tunelowania  zachodziło,  maleńkie  kropelki
mleka pojawiałyby się w przedziwny sposób
na  zewnątrz  garnka  z dołu  i z boków.  Wła−
śnie ni stąd, ni zowąd pojawiałyby się, a nie
przenikały  przez  ścianki.  Nie  byłoby  żadne−
go  przeciskania  się  przez  ścianki.  Po  prostu
w pewnej chwili maleńka kropelka mleka po−
jawiałaby  się  gdzieś  w powietrzu  na  ze−
wnątrz  garnka,  a jednocześnie  mleka  w na−
czyniu  ubywałoby  tyle,  ile  pojawiło  się  na
zewnątrz. Takie niewyobrażalne dla nas zni−
kanie  i pojawianie  się  cząstek  ma  związek
z naturą  materii  na  poziomie  kwantowym.
Jak  stwierdzili  uczeni,  cząstki  elementarne
takie jak elektron, to wcale nie maleńkie kul−
ki, jak niegdyś uczono, porównując atom do
systemu  planetarnego.  Mówiąc  obrazowo,
cząstki to raczej „rozmyte smugi prawdopo−
dobieństwa”, materializujące się podczas ob−
serwacji.

Zjawisko tunelowania w omawianych ko−

mórkach  pamięci  daje  zadziwiający  efekt
przenoszenia elektronów do i z obszaru pły−
wającej  bramki,  bez  przeciskania  się  ich
przez warstwę izolatora. Zjawisko tunelowa−
nia  zachodzi  tylko  w odpowiednich  warun−
kach − w obecności silnego pola elektryczne−
go. Dopiero w odpowiednio silnym polu czą−
stki  z jednej  strony  izolatora  znikają  i poja−
wiają się z drugiej jego strony.

Pamięci EEPROM mają stosunkowo nie−

duże pojemności. Dostępne są wersje z adre−
sowaniem  równoległym,  jak  w klasycznych
pamięciach RAM i EPROM, częściej używa−
ne  są  EEPROM−y z adresowaniem  szerego−
wym  −  do  adresowania  i wymiany  danych
wystarczą wtedy dwie linie plus masa.  Foto−
grafia  4 pokazuje  popularną  pamięć  EE−
PROM z interfejsem szeregowym I

W drugiej części artykułu opisane będą

pamięci FLASH, NVRAM, FRAM, MRAM,
OUM, PMCm.

Zbigniew Orłowski

To warto wiedzieć

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

Październik 2002

Rys. 7

Document Outline