Pozdrawiamy: Zbigniewa Siekierskiego z Gdyni, Mariana Ćwieka
z Warszawy, Michała Mącidyma z Chlebnej, Jakuba Świegota ze
Środy Wlkp., Sławomira Bednarczyka, Antoniego Banera z Pie−
kar Śl., Jacka Siemińskiego z Pińczowa, Janusza Kisiela z Lubli−
na, Sławomira Muchę, Tomasza Filipowicza, Krzysztofa Mrowca,
Piotra  Wronowskiego,  Andrzeja  Pudelskiego,  Jakuba  Jagiełłę
z Gorzowa  Wlkp.,  Radosława  Małeckiego,  Romualda  Turka,
Pawła  Wrzecionowskiego,  Katarzynę  Banaś  z Warszawy
i Edwarda Beredę z Legionowa.

Uwagi do rubryki Errare humanum est z EdW 03/2002 przysłali ostat−
nio: Paweł Lasko z Nowego Sącza, Marcin Dyoniziak z Brwinowa,
Bartłomiej Radzik z Ostrowca Św. i Cezary Sikorski z Warszawy.
Nagrody otrzymują: Paweł Lasko i Cezary Sikorski.

Szanowne wydawnictwo AVT!

Myślę, że nie zrobiłem zamieszania wysyłając w jednej kopercie

„3 tematy”:
1. Do Elektroniki dla Wszystkich
2. Ogłoszenie do Elektronik Market
3. Ogłoszenie do magazynu Świat Radio.

Wszędzie jest podany ten sam adres, więc włożyłem w jedną ko−

pertę. Jeżeli tak nie jest, to napiszcie w jednym z pism.

Czesław

Nie mamy nic przeciwko temu, żeby do jednej koperty wkładać li−

sty (ogłoszenia) do naszych siostrzanych redakcji. Prosimy jednak
wyraźnie zaznaczyć na kopercie co zawiera list i o które redakcje
chodzi. Pomoże to w szybkim segregowaniu korespondencji.

W ostatnim czasie otrzymaliśmy dużo następujących e−maili:
Attachment: /nazwa pliku.*/
mks_vir: zalacznik skasowany z powodu wirusa: Trojan.Klez.E.Worm
mks_vir: attachment deleted because it contains virus: Tro−
jan.Klez.E.Worm

Wszystko wskazuje na to, że załączniki zostały skasowane przez

program antywirusowy serwera. Nie wiemy więc, co zawierały listy
i gdzie zostały „zainfekowane”. Być może, z tego powodu niektórzy
z Was nie otrzymali odpowiedzi od Redakcji. Warto więc zadbać
o porządny program antywirusowy i częste uaktualnianie jego bazy
danych, uniknie się w ten sposób przykrych niespodzianek.

Witam,

Elektroniką zainteresowałem się już w 7 klasie (podstawówki oczy−

wiście) i wszystko co do tej pory osiągnąłem zawdzięczam jedynie so−
bie. Oczywiście, bez moich przyjaciół nic bym nie zrobił, gdyż to od
znajomego dostałem oscyloskop (co prawda z ’82 roku, ale sprawny).
Postanowiłem, że pójdę do Liceum Technicznego o profilu elektro−
nicznym i, o dziwo, dostałem się. Niestety, przez lenistwo pierwszy rok

zawaliłem :) i mnie wywalili :(. Teraz chodzę do klasy zawodowej
i z elektroniką spotykam się jedynie w domu (na szczęście mam Was).
Dowiedziałem się z Waszego pisma, że mój „najulubieńszy” redaktor
zmarł, mówię tu o panu Zbigniewie Raabe. Jedynym pocieszeniem dla
mnie jest to, że wcale nie muszę mieć tytułu mgr inż., żeby być dobrym
elektronikiem (hobbystą rzecz jasna), bo jak wiadomo pan Zbigniew
był właśnie hobbystą i bardzo mi zaimponował. Będę robić wszystko,
żeby choć w połowie dorównać panu Zbyszkowi Raabe. (...)

Stały i wierny czytelnik

Mateusz Łoś, Pabianice

W innym swoim liście Mateusz napisał:

Dostałem od Was termometr elektroniczny AVT−2100 (za co gorą−

co dziękuję!), od razu znalazłem dla niego zastosowanie, tylko... je−
den mały problem przeszkadza mi w realizacji mojego zamysłu – mia−
nowicie brak noty aplikacyjnej układu ICL7107.

W EdW 5,6/97 w „Najsłynniejszych aplikacjach” szczegółowo

przedstawione zostały układy ICL7106 i ICL7107. Zachęcamy do za−
kupu nowej płyty EdW CD/A, która zawiera trzy roczniki EdW 1996,
1997 i 2001 oraz wszystkie płytki drukowane z lat 1996−2001. Wraz
z wydaną przed rokiem płytą EdW CD/B tworzy kompletne archi−
wum EdW. Szczegóły dotyczące możliwości zakupu nowej płyty
można znaleźć na stronie 36 tego numeru EdW.

Od naszych Czytelników otrzymaliśmy kilka bardzo ciekawych pro−
gramów  m.in.:  opis  instrukcji  i dyrektyw  kompilatora  do  Bascoma
AVR,  program  do  obliczania  napięcia  wyjściowego  stabilizatora
LM317 i program do obliczania parametrów obudów głośnikowych.
Programy  te  zostaną  zamieszczone  na  naszej  stronie  internetowej
w dziale FTP. Szczegóły poniżej:

Przesyłam wam wynik fascynacji kompilatorem plików pomocy dla
Bascoma AVR.

Jest to pierwsza wersja tego pliku, jeszcze w stadium głębokiej be−

ty. Nazwałbym to zajawką pliku pomocy, jaka być może powstanie.
Mam zamiar przetłumaczyć całość poświęconą instrukcjom i dyrekty−
wom, lecz jest to sporo materiału do przetłumaczenia i zlinkowania
w ramach tworzenia z tego tekstu pliku pomocy. (...)

Pragnę zaznaczyć, iż celem tego opracowania nie jest stworzenie

kompletnego pliku pomocy programu BASCOM−AVR, którym można
zastąpić jego wersję angielską. Jest to możliwe, ale ogrom pracy jest
przytłaczający, zwłaszcza bez źródłowej wersji pliku angielskiego.

Zauważyłem, że w wersji angielskiej pojawiły się małe błędy. Nie−

które poprawiłem, ale kilka jest pozostawionych tak jak było.

(...). Dawno temu pisałem w oryginalnym BASIC−u na Sinclair

Spectrum i mam pewne doświadczenia z językiem BASIC, który lubię
sobie czasem zapuścić.

Chęć przetłumaczenia fragmentu pliku pomocy BASCOM−AVR

wzięła się z czystej ciekawości, jak i w związku z tworzeniem pliku

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

Czerwiec 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.

Poczta

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

Czerwiec 2002

pomocy dla Windows dla pewnego programu w języku Delphi. Po−
nadto chciałem znów stworzyć coś specjalnie dla siebie i czytelników
„Elektroniki dla Wszystkich” ;−)

Dziękuję za uwagę i być może jakieś konstruktywne uwagi.

Zbigniew Gibek

zbeegin@poczta.onet.pl

(...) Drugim punktem mego listu jest program, który napisałem. Służy
on do obliczania parametrów obudów głośnikowych (zamkniętych

i bas − reflex) na podstawie parametrów Thiele − Smalla. Program ko−
rzysta ze standardowych wzorów. Dołączyłem także instrukcje.

Michał Panufnik

Przesyłam program do obliczania napięcia wyjściowego stabilizato−
ra LM317. Przesyłam także ikony i kursory, choć nie są one dziełem
artysty myślę, że będzie to początek działu pt. „Prezenty”.

Pozdrawiam całą Redakcję EdW

Łukasz Kwiatkowski, Kraków

Marcin Ataman . . . . . .Kletno

Karol Bąk . . . . . . . . . . .Rybnik

Waldemar Bednarek . . . .Iława

Mariusz Chilmon . . .Augustów

Alicja Cicha . . . . . . .Szulmierz

Jerzy Czereśniewicz .Szczecin.

Dariusz Drelicharz . .Przemyśl

Szymon Janek . . . . . . . .Lublin

Robert Jaworowski .Augustów

Maciej Kaczmarek . .Drzewce

Jarosław Kaczmarek . . . . . . . .

Rawa Mazowiecka

Adam Karbowski . . . . . .Bełk

Bogusława Kolosek . . . .Mława

Dawid Kozioł . . . . . . . . .Elbląg

Nikodem Krasicki . . . . . .Serby

Krzysztof Kraska . . .Przemyśl

Radosław Krawczyk . .Ruda Śl.

Jacek Krzeszowski . .Katowice

Adam Kuklewski . . .Kowalewo

Paweł Lasko . . . . . .Nowy Sącz

Andrzej Masiel . . .Lwówek Śl.

Helena Michalska . . .Szczecin

Sławomir Pardoła . . . .Jęgrzna

Jan Pawlicki . . . . . . . . .Pułtusk

Adam Rowicki . . . . . . . .Gąbin

Zbigniew Sadoch . . . . . . .Łazy

Cezary Sikorski . . . .Warszawa

Michał Stach . .Kamionka Mała

Sławomir Szydełko Nieboczowy

Marcin Świerczyna .Piekary Śl.

Jarosław Tarnawa . .Godziszka

Marcin Wiązania .Busko Zdrój

Marek Wieliczka . . . . .Wesoła

Szymon Załężny . . .Wielopole

Łukasz Zieliński . . . . . . .Reda

Krzysztof Ziółkowski .Marysin

EdW 6/2002 Lista osób nagrodzonych

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

Czerwiec 2002

Czy wejścia kluczy analogowych można zamieniać miejsca−
mi (tzn. z której strony klucza ma być wyższy potencjał?)

Nie ma znaczenia, która „strona” klucza analogowego jest wejściem,
a która wyjściem. Dotyczy to nie tylko pojedynczych kluczy kostki
4066, ale także układów 4051, 4052, 4053, które mogą pełnić rolę
multiplekserów (wiele wejść − jedno wyjście), jak i demultiplekserów
(jedno wejście − wiele wyjść).

Napięcia na wejściach i wyjściach powinny „mieścić się” pomię−

dzy napięciami zasilania.

Czy można stosować wymiennie układy 4xxx i HC74xxx
(podobno szybsze)?

To zależy. Układy 74HCxxx są rzeczywiście dużo szybsze, ale mogą
pracować przy napięciach zasilania 2...6V. Mają wtedy większą wy−
dajność prądową wyjść, niż kostki CMOS4000, mogące pracować
przy napięciach 3...18V.

Generalnie układy rodzin CMOS 4000 i 74HCxxx mają inny układ

wyprowadzeń.  Wyjątkami  są  kostki  4069  i 74HC04  zawierające  po
sześć zwykłych inwerterów oraz 40106 i 74HC14 zawierające po sześć
inwerterów  z wejściem  Schmitta.  Dodatkowo  produkuje  się  układy
o parametrach 74HCxx będące dokładnymi odpowiednikami kostek ro−
dziny CMOS4000. Łatwo je poznać po oznaczeniu, którego końcówka
jest  oznaczeniem  z rodziny  CMOS.  Kilka  przykładów:  74HC4040,
74HC4046,  74HC4060,  74HC4066,  74HC4049,  74HC4050,
74HC4051,  74HC4052,  74HC4053,  74HC4514,  74HC4538.  Takie
układy mogą być stosowane wymiennie z kostkami CMOS (odpowie−
dnio  4040,  4046,  4060,  4066,  4049,  4050,  4051,  4052,  4053,  4514,
4538) z uwzględnieniem dopuszczalnego zakresu napięć zasilania.

Zwracam się do Państwa z prośbą o podanie, czy możliwe
jest  zastąpienie  układu  operacyjnego  CA 3130T innym
układem operacyjnym  w układzie „pies na kable” EDW nr
9/01 str.28. (posiadam  ukł. operacyjne z serii  071,72 i 74).

Kostka  CA3130  jest  bardzo  starym
wzmacniaczem  operacyjnym  i może
być śmiało zastąpiona innym układem.
W odbiorniku  można  zastosować
wzmacniacz  TLC271  z nóżką  8  połą−
czoną do masy.

Można też wykorzystać kostkę

TL071. Ponieważ układ pracy jest nie−
typowy, warto go wtedy nieco zmody−

fikować, co przy okazji pozwoli uzyskać większą czułość. W pierwo−
wzorze wejścia w spoczynku są na potencjale masy, a układy rodziny
TL0xx na pewno nie będą pracować liniowo w takich warunkach.
Stosując kostkę TL071 lub podobną, warto zmodyfikować obwody
wejściowe według zamieszczonego rysunku, a zamiast głośnika (słu−
chawki) zastosować membranę piezo PCA−100. Częstotliwość gene−
ratora można wtedy zmienić na ok.. 3,5kHz.

Bardzo proszę o podanie schematu, żeby z satelity odbie−
rać dwa programy?

Młody Czytelnik, który nadesłał to pytanie nie zna zasady działania sy−
stemu satelitarnego. Antena odbiera szerokie pasmo częstotliwości, gdzie
zawarte są sygnały wielu programów. Konwerter przy antenie przesuwa
odebrane sygnały do niższego zakresu częstotliwości i przesyła kablem
do tunera satelitarnego (dekodera). Tu użytkownik z pomocą pilota wy−
biera spośród wszystkich dostępnych programów jeden jedyny, który do−
prowadzany jest do odbiornika telewizyjnego. Nie ma prostego układu,
który pozwoliłby z jednego tunera (dekodera) uzyskać jednocześnie dwa
różne programy. Można, co najwyżej podłączyć kilka telewizorów, ale
wszystkie będą pokazywać ten sam program, wybrany przez użytkowni−
ka mającego „władzę” (czytaj: pilota od tunera satelitarnego).

W hotelach, pensjonatach są instalowane systemy, gdzie użytkow−

nik może za pomocą pilota telewizora wybrać jeden z kilku(nastu)
wybranych kanałów. Są to jednak kosztowne systemy, wykorzystują−
ce inne rozwiązania, nieopłacalne dla pojedynczego użytkownika.

Ile razy dłużej działa bateria alkaliczna DURACELL
ULTRA M3 od zwykłej baterii węglowo−cynkowej?

Pojemność  baterii  w pewnym  stopniu  zależy  od  obciążenia  −  czym
większe  obciążenie,  tym  mniejsza  pojemność.  A co  znaczy  „zwykła
bateria”.  „Zwykłe”  baterie  poszczególnych  firm  znacznie  różnią  się
pojemnością,  oporem  wewnętrznym  i trwałością.  Baterie  alkaliczne
pokazują swoje zalety zwłaszcza przy dużych prądach obciążenia. Tu
różnica w czasie pracy może być nawet dziesięcio...dwudziestokrotna.
Przy mniejszych prądach obciążenia pojemności różnią się zwykle kil−
kukrotnie. Oprócz pojemności, w wielu zastosowaniach kluczową ro−
lę  odgrywa  opór  wewnętrzny,  a tym  samym  maksymalny  prąd  uży−
teczny. W innych najważniejsza jest trwałość i małe samorozładowa−
nie. W jeszcze innych możliwość pracy w niskich temperaturach.

Ponieważ pojemność baterii zwykłych i alkalicznych porównuje się

w różnych warunkach pracy, dlatego nie ma prostej odpowiedzi na po−
stawione pytanie. Przy szczegółowej analizie zalet i wad trzeba wziąć

Czerwiec 2002

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.

pod uwagę nie tylko wspomniane czynniki techniczne, ale i cenę. Po ta−
kiej analizie może się okazać, że w mniej wymagających zastosowa−
niach „zwykłe” baterie okazują się bardziej ekonomiczne, a ogniwa al−
kaliczne koniecznie trzeba stosować w trudniejszych warunkach pracy.

Proszę o podanie prostego schematu sondy wysokonapię−
ciowej, przystawki do miernika wskazówkowego 20k

Ω

/V.

Pomiar do 32kV.

Teoretycznie  schemat  elektryczny
sondy  wysokonapięciowej  dla  napięć
stałych  jest  bardzo  prosty.  Wystarczy
zastosować  odpowiedni  rezystor  sze−
regowy według rysunku obok. Obli−
czenie  wartości takiego rezystora nie
jest  trudne  −  dla  miernika  20k

Ω

prąd pełnego odchylenia wskazówki wynosi 50

A. Przy napięciu

32kV prąd płynący przez rezystor Rd i miernik powinien wynieść
właśnie 50

A. Oznacza to, że sumaryczna rezystancja powinna wy−

nosić 640M

Ω

. Dla zakresu 50kV wymagana oporność wynosi

1000M

Ω

czyli 1G

Ω

. Warto zwrócić uwagę, że przy tak wielkiej rezy−

stancji szeregowej rezystancja miernika, która zależy od wybranego
zakresu, nie ma wtedy większego wpływu na wskazanie. Wskazania
będą praktycznie takie same (!) na wszystkich zakresach.

W praktyce samodzielna budowa sondy do miernika wskazówko−

wego nie ma sensu i redakcja EdW w żadnym wypadku jej nie poleca.

Po pierwsze trudno będzie znaleźć rezystor 640−megaomowy

o odpowiedniej stabilności, tolerancji i wytrzymałości napięciowej.
Teoretycznie można go złożyć z wielu rezystorów 10− czy 22−mega−
omowych, ale powinny to być stabilne rezystory metalizowane, a nie
popularne węglowe.

Po drugie omawiana sonda obciąży badany obwód prądem rzędu

kilkudziesięciu mikroamperów, co dla mierzonego układu może oka−
zać się obciążeniem zbyt dużym. Przykładowo prąd 50

A przy napię−

ciu 32kV to moc 1,6W.

Po trzecie, najważniejsze: z napięciami rzędu kilkudziesięciu kilo−

woltów nie ma żartów. Kluczowe znacznie ma tu zastosowanie odpo−
wiedniej obudowy, która zagwarantuje bezpieczeństwo. Hobbysta nie
ma dostępu do odpowiednich materiałów i obudów, dlatego należy
raczej rozejrzeć się za rozwiązaniami fabrycznymi.

Czym różnią się układy 4017 i 4022?
Czym się różnią układy 4016 i 4066?
Czym różnią się układy 4518 i 4520?

Kostki  4017  i 4022  są  tzw.  licznikami
Johnsona z dekoderem. Układ 4017 za−
wiera  licznik  5−stopniowy,  liczący  od
0...9,  4022  z licznikiem  4−stopniowym
zlicza 0...8. Budowa wewnętrzna i zasa−
da działania są bardzo podobne. Układy
te różnią się tylko długością cyklu zlicza−
nia i rozmieszczeniem końcówek wyjściowych. W kostce 4022 nózki 6, 9
są niepodłaczone. Układ wyprowadzeń pokazany jest na rysunku obok.

Układy 4016 i 4066 mają identyczne funkcje i identyczny układ

wyprowadzeń. W wielu zastosowaniach mogą być stosowane wy−
miennie. Nowsza kostka 4066 ma nieco lepsze parametry, między in−
nymi rezystancję kluczy w stanie otwarcia. Generalnie powinno się
stosować układ 4066, a nie 4016.

Kostki 4518, 5420 są podwójnymi licznikami. Mają identyczny

układ wyprowadzeń. Kostka 4518 zawiera dwa liczniki BCD, liczące
0...9. Kostka 4520 zawiera dwa liczniki czterobitowe liczące 0...15.

Skrzynka porad

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

Czerwiec 2002

Miernik uniwersalny, oscyloskop i generator
to  podstawowe  wyposażenie  warsztatu  każ−
dego elektonika. Na pewno i Ty, Czytelniku,
posiadasz  przynajmniej  jeden  miernik  uni−
wersalny w postaci multimetru cyfrowego. Z
oscyloskopem  i  generatorem  bywa  różnie.
Nie  od  dziś  wiadomo,  że  wykonanie  w  wa−
runkach amatorskich użytecznego oscylosko−
pu jest nie tylko trudne, ale też nieopłacalne
–  ten  przyrząd  pomiarowy  trzeba  po  prostu
kupić.  Nie  namawiam  Cię  więc  na  razie  do
budowy oscyloskopu.

Inaczej jest z generatorami. Nawet mało

zaawansowany  hobbysta  może  z  powodze−
niem  wykonać  użyteczne  generatory.  W
Elektronice  dla  Wszystkich  zaprezentowali−
śmy  już  wiele  różnych  przyrządów  wytwa−
rzających  określone  przebiegi.  W praktyce
elektronika  najczęściej  wykorzystywane  są
generatory  przebiegów  sinusoidalnych,  trój−
kątnych i prostokątnych.

Układ opisany w artykule wytwarza nie

tylko regularny przebieg prostokątny. Za po−
mocą przełączników typu DIP−switch można
niezależnie  regulować  czas  impulsu  (stan
wysoki)  oraz  czas  przerwy  (stan  niski).  Za−
kres regulacji jest bardzo szeroki: czas trwa−
nia  najkrótszego  impulsu  wynosi  około
50  nanosekund  (50  miliardowych  części  se−
kundy),  a  najdłuższego  –  5  sekund,  daje  to
maksymalny okres równy 10 sekund. Współ−
czynnik  wypełnienia,  czyli  stosunek  czasu
impulsu  do  czasu  przerwy,  można  zmieniać
w szerokim zakresie 1:10000 ... 10000:1, co
pozwala wytwarzać impulsy w pełni zasługu−
jące na miano szpilkowych. Możliwość wy−
twarzania impulsów o dowolnym współczyn−
niku  wypełnienia  znakomicie  rozszerza  za−
kres  zastosowań  opisanego  przyrządu.  Mo−
duł doskonale nadaje się do testów urządzeń
cyfrowych,  ale  znajdzie  zastosowanie  pod−
czas  różnorodnych  eksperymentów  oraz  do
sprawdzania  innych  urządzeń,  na  przykład
wzmacniaczy audio.

Generator może być zasilany albo z bada−

nego układu albo z zewnętrznego zasilacza,

co dodatkowo zwiększa jego elastyczność.
Kolejną zaletą jest fakt, że moduł nie wyma−
ga obudowy.

Na marginesie nadmienię, że wstępny

projekt  generatora  impulsowego,  prostego,
taniego i łatwego w realizacji zacząłem reali−
zować  jeszcze  w  1999  roku.  Narysowałem
schemat, który najpierw dłuższy czas leżał na
półce,  potem  powstała  płytka  drukowana
i wreszcie narodził się model. Nie był to jed−
nak  model  pokazany  na  okładce  i  fotografii
wstępnej,  tylko  model,  który  możesz  zoba−
czyć  na  fotografii  poniżej. Konstrukcja
oparta była o dwie kostki 74HC00. Układ za−
wierał  dwa  dodatkowe  MOSFET−y  mocy,
a  zmianę  parametrów  impulsu  zapewniały
cztery  zestawy  przełączników  typu  DIP−
switch.  Na  fotografii  są  niewidoczne,  bo  są
montowane w podstawkach z drugiej strony
płytki drukowanej. Model został gruntownie
przebadany i...

tu muszę przyznać Ci się do porażki.

Układ generował prawidłowy przebieg pro−

stokątny.  Zakres  zmian  częstotliwości  był  bar−
dzo dobry, stromość zboczy – znakomita. Rysu−
jąc  schemat  nie  zastanawiałem  się  nad  szcze−
gółami, ale chciałem uzyskać generator, pozwa−
lający  regulować  współczynnik  wypełnienia
impulsów  w  szerokim  zakresie.  Jednak  w  do−
brze zapowiadającym się modelu nie na wszyst−
kich  zakresach  udawało  się  uzyskać  przebieg
o skrajnie małym i skrajnie dużym współczyn−

niku wypełnienia. Kłopoty z uzyskaniem ekstre−
malnego wypełnienia dotyczyły tylko zakresów
najmniejszych częstotliwości. Krótko mówiąc,
układ nie chciał generować wąskich szpilek
o bardzo długim czasie powtarzania.

Bliższe testy pokazały, że przeceniłem

kondensatory tantalowe. Co prawda słusznie
cieszą  się  one  opinią  kondensatorów  dużo
lepszych,  niż  popularne  aluminiowe  „elek−
trolity”,  jednak  ich  „znacznie  lepsze”  para−
metry  mimo  wszystko  nie  pozwoliły  zreali−
zować  celów  postawionych  generatorowi.
Ponieważ także i Ty zapewne w przyszłości
natkniesz  się  na  ten  problem,  zanim  zapre−
zentuję Ci dalszy ciąg historii mojego gene−
ratora impulsów, poświęćmy wspólnie trochę
miejsca na omówienie problemu.

Niedoskonałości

kondensatorów

W podręcznikach szkolnych często opisuje
się kondensator jako dwie płytki metalowe,

rozdzielone  warstwą  dielektryka  (izolatora).
Pojemność  takiego  kondensatora  zależy  od
pola  powierzchni  okładek  (S),  od  ich  odle−
głości, czyli grubości izolatora (d), a także od
właściwości tego dielektryka zwanej przeni−
kalnością dielektryczną (

C =

Takie podejście nie zapowiada żadnych nie−

spodzianek. Wszystko wydaje się jasne, proste

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

Czerwiec 2002

S
d

i oczywiste. Każdy, kto choć raz w życiu dla
ciekawości sprawdził, jak zbudowany jest kon−
densator foliowy, utwierdza się w przekonaniu,
że kondensator to rzeczywiście dwie metalowe
okładki, przedzielone izolatorem.

Niestety, przy takiej budowie nie można

osiągnąć dużych pojemności. Kondensatory
foliowe mają pojemności sięgające 1

F, a co

najwyżej 10

F. Aby uzyskać większe pojem−

ności, trzeba stosować inne sposoby. Są one
wykorzystane w kondensatorach ceramicz−
nych oraz w kondensatorach elektrolitycz−
nych aluminiowych i tantalowych.

W każdym przypadku właściwości kon−

densatora silnie zależą od użytego w nim die−
lektryka. A ten, oprócz przenikalności dielek−
trycznej, ma szereg innych parametrów, które
znacząco  wpływają  na  właściwości  konden−
satora. Na przykład podczas normalnej pracy
kondensatory są na przemian ładowane i roz−
ładowywane  –  płynie  przez  nie  prąd.  I  oto
podczas  przepływu  prądu  nasz  element  za−
chowuje  się,  jak  połączenie  idealnego
„podręcznikowego”  kondensatora  i  szerego−
wego  rezystora,  jak  pokazuje  rysunek  1.
Choć nie ma tam prawdziwego rezystora, po−
jawia się rezystancja, i co ważne, rezystancja
ta nie jest stała – silnie zależy od częstotliwo−
ści  i  szybkości  zmian  prądu.  Czym  większa
częstotliwość,  tym  większy  wpływ  ma  ta
szkodliwa rezystancja. Początkującym wyda−
je  się  to  dziwne,  a  opisywany  efekt  wynika
właśnie z niedoskonałości izolatora.

Aby scharakteryzo−

wać  kondensator  pod
względem  obecności
takiej szkodliwej rezy−
stancji,  wprowadzono
współczynnik

strat

oznaczany tg

który

jest stosunkiem tej szeregowej rezystancji do
reaktancji pojemnościowej.

Dla bardzo dobrych kondensatorów miko−

wych, dziś praktycznie już nie stosowanych,
współczynnik ten wynosi 0,00001. W tabeli 1
możesz znaleźć wartości współczynnika strat
dla kilku rodzajów popularnych kondensato−
rów stałych przy częstotliwości 10kHz i elek−
trolitycznych dla częstotliwości 100Hz.
Zwróć uwagę, jak bardzo różnią się współ−
czynnikami strat.

Typy kondensatorów

ceramiczne

0,001...0,03

foliowe styrofleksowe (KS)

0,00015

foliowe poliestrowe (MKT)

0,012

foliowe polipropylenowe (MKP) 0,0005

foliowe poliwęglanowe (MKC)

0,005

elektrolityczne tantalowe

0,03...0,1

(100Hz)

elektrolityczne aluminiowe

0,1...1

(100Hz)

Takie nieprzyjemne właściwości zwykle

silnie dają o sobie znać dopiero przy dużych
częstotliwościach  i  krótkich  impulsach.  Je−
szcze  bliższe  przyjrzenie  się  zachowaniu
kondensatorów  pokazuje  bowiem,  iż  zacho−

wują się one jak połączenie kilku elementów,
w tym cewki o maleńkiej indukcyjności, jak
pokazuje rysunek 2.

W przypadku kondensatorów elektroli−

tycznych na schemacie zastępczym należało−
by  dodać...  diody,  jak  pokazuje  rysunek  3,
dotyczący  popularnego  aluminiowego
„elektrolita”.  Struktury  zachowujące  się
jak  diody  powstają  na  styku  okładek
z elektrolitem.

Przy dużych częstotliwościach należałoby

też  uwzględnić  rezystancję  samych  okładek
kondensatora,  którymi  w  wielu  typach  kon−
densatorów są zwinięte w wałeczek dwa pa−
ski  folii  aluminiowej.  Nietrudno  się  domy−
ślić, że taki element można traktować jak po−
łączenie  wielkiej  ilości  (niewielkich)  rezy−
stancji i pojemności według rysunku 4, a to
nieuchronnie prowadzi do wniosku, że mamy
do czynienia z elementem w pewnym sensie
opóźniającym.

Wszelkie szkodliwe rezystancje, czy to

według rysunku 1, czy 4, utrudniają a nawet
wręcz uniemożliwiają natychmiastowe nała−
dowanie czy rozładowanie kondensatora.

Ale to nie koniec niespodzianek. W kon−

densatorach  występuje  jeszcze  dziwniejsze
zjawisko.  Niech  kondensator  zostanie  nała−
dowany,  a  potem  skutecznie  rozładowany
„do zera”, aż przestanie płynąć prąd rozłado−
wania.  Powinien  być  „pusty”.  Okazuje  się
jednak,  że  na  pozostawionym  w  spoczynku
kondensatorze  po  takiej  próbie  pojawi  się
stopniowo  jakieś  niewielkie  napięcie.  Znów
przyczyną są właściwości izolatora, a właści−
wie  parametr  nazywany  absorpcją  dielek−
tryczną. Choć opisany efekt jest stosunkowo
niewielki, koniecznie trzeba go uwzględniać
w co bardziej precyzyjnych układach impul−
sowych,  na  przykład  w  tak  zwanych  ukła−
dach próbkująco−pamiętających.

Omówione właśnie szkodliwe zjawiska

uniemożliwiły  mi  zrealizowanie  generatora
wąskich impulsów i długim czasie powtarza−
nia,  zawierającego  kondensatory  tantalowe.
Po  prostu  kondensator  tantalowy  nie  dał  się
całkowicie rozładować w krótkim czasie. Te−
oretycznie powinien, ale ze względu na dużą
wartość  rezystancji  szeregowej  i  inne  szko−
dliwe zjawiska nie pozwolił na uzyskanie im−
pulsów o bardzo dużym i bardzo małym wy−
pełnieniu.

Dlatego jakiś czas po zbadaniu i odrzuce−

niu  pierwotnej  wersji  narysowałem  odmien−
ny  schemat,  nie  zawierający  jakichkolwiek
„elektrolitów”  i  po  kolejnych  kilku  miesią−
cach na biurku pojawił się nowy model. Do−
świadczenia z poprzednim modelem pokaza−
ły,  że  generator  można  przy  okazji  znacznie

uprościć. W rezultacie opisywany układ,
pokazany na okładce i fotografii wstępnej,
został umieszczony na jednostronnej płyt−
ce drukowanej.

Opis układu

Nowy układ generatora impulsów jest
modyfikacją znanego generatora z jedną

bramką  Schmitta.  Na  rysunku  5 pokazany
jest  schemat  ideowy  i  przebiegi.  Przebieg
ma  współczynnik  wypełnienia  równy  50%
tylko  wtedy,  jeśli  napięcia  progowe  i  okno
pętli  histerezy  danego  egzemplarza  kostki
są  umieszczone  w  połowie  drogi  między
ujemnym  a  dodatnim  napięciem  zasilania.
W większości  egzemplarzy  bramek  z  wej−
ściem  Schmitta  ten  warunek  nie  jest  speł−
niony i generowany przebieg ma wypełnie−
nie różne od 50%.

Współczynnik wypełnienia takiego gene−

ratora  można  zmieniać  przez  zróżnicowanie
wartości prądu ładującego i rozładowującego
kondensator  Cx.  Rysunek  6a pokazuje  naj−
prostszy sposób realizacji takiego generatora
i przykładowe przebiegi. W prezentowanym
module zrealizowano to nieco inaczej. Rysu−
nek  6b  pokazuje  dziwną  na  pierwszy  rzut
oka modyfikację, gdzie rozdzielone są obwo−
dy ładujący i rozładowujący. Zastąpienie in−
werterów X, Y tranzystorami według rysun−
ku 6c pozwala nie tylko uprościć układ, ale
też  uzyskać  dowolnie  duży  prąd  ładowania
i rozładowywania.

Takie rozdzielenie i wykorzystanie tranzy−

storów jeszcze bardziej pokazuje swoje zalety
przy zastosowaniu do ładowania i rozładowy−
wania kondensatora Cx dwóch niezależnych

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

Czerwiec 2002

Rys. 1

Rys. 2

−

Rys. 3

Rys. 4

Rys. 5

kluczowanych źródeł prądowych według idei
pokazanej na rysunku 6d.

Tym sposobem doszliśmy do uproszczo−

nego  schematu  naszego  generatora,  pokaza−
nego  na  rysunku  7a.  Tranzystory  T1,  T2,
diody Zenera i rezystory Rx, Ry tworzą dwa
źródła prądowe, których wydajność jest wy−
znaczona  przez  rezystancję  umieszczoną
w  obwodach  emiterów  tranzystorów.  Co
ważne,  dzięki  zastosowaniu  źródeł  prądo−
wych czasy impulsu i przerwy nie zależą już
od rozrzutu napięć progowych, a zmiany na−
pięcia na kondensatorze mają charakter linio−
wy. Ilustruje to rysunek 7b.

Pełny schemat ideowy modułu można

zobaczyć na rysunku 8. W roli diod Zene−
ra pracują po dwie zwykłe diody krzemo−
we. Dzięki temu podczas pracy źródeł prą−
dowych, na rezystorach RA, RB występuje
napięcie około 0,6...0,7V i łatwo można
obliczyć wartość prądów ładowania i rozła−
dowania.

Podstawą konstrukcji jest układ scalony

74HC14, zawierający sześć inwerterów
z wejściem Schmitta. Ten układ scalony jest
szybki, ma dużą wydajność prądową wyjścia
i doskonale nadaje się do wytwarzania nawet
bardzo krótkich impulsów.

Uwaga! W generatorze nie należy sto−

sować kostki 74HCT14. Układy z serii HCT
mają  poziomy  napięć  progowych  odpowia−
dające  klasycznym,  bipolarnym  układom
TTL. Te obniżone progi mogą uniemożliwić
prawidłową  pracę  układu.  Można  natomiast
śmiało zastosować układ CMOS 40106, ma−
jący identyczny rozkład wyprowadzeń.

Najkrótszy impuls uzyskany podczas te−

stów prezentowanego modelu z kostką
74HC14 miał około 35ns (przy wypełnieniu
ok. 1:8). Przy proponowanych na schemacie
wartościach elementów najkrótszy czas wy−
niesie około 40...50ns, co też jest znakomi−

tym  wynikiem.  Model  z  kostką  40106  po−
zwolił  przy  napięciu  zasilania  5V uzyskać
najkrótsze  impulsy  o  czasie  trwania
120...350ns (zależnie od producenta danego
egzemplarza  kostki),  co  też  jest  wynikiem

godnym  uwagi.  W zestawie  AVT−2633
zawarte  są  układy  74HC14  oraz  40106,
które  dzięki  podstawce  można  stosować
wymiennie.

Jak widać na schemacie ideowym, gene−

rator może być zasilany ze współpracującego
układu  (przez  punkt  oznaczony  P).  Według
katalogu,  układ  scalony  74HC14  może  być
zasilany  napięciem  2...6V.  Ze  względu  na
specyfikę układu, zalecany zakres napięć za−
silania  generatora  to  3,5...6V.  Z  kolei  układ
40106 może być zasilany napięciem 3...18V,
przy  czym  zalecany  zakres  napięć  zasilania
wynosi 5...18V. Zależnie od napięcia zasila−

nia współpracującego układu należy po
prostu zastosować w generatorze odpo−
wiednią kostkę.

Dodatkowo w module przewidziano

stabilizator U1. Przyda się w sytuacjach,
gdy  generator  ma  wytwarzać  sygnały
o  poziomach  typowych  przy  zasilaniu
napięciem  5V.  Dzięki  diodzie  D5  przy
korzystaniu  ze  stabilizatora  U1,  układ
można  zasilać  napięciem  zmiennym
5...12V, podawanym na punkt P1. Wybo−
ru sposobu zasilania dokonuje się za po−
mocą  jumperka,  zwierającego  dwa
z trzech kołków zwory S4.

Trzy zestawy 12−stykowych przełączni−

ków DIP−switch pozwalają ustawić potrzeb−
ne parametry przebiegu wyjściowego.

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

Czerwiec 2002

VCC

74HC14

U2B

U2C

74HC14

U2E

74HC14

R13

2,2M

R27

2,2M

R28

680R

GND

78L05

10u

100n

cer.

100n

cer.

12 11 10

220k

100k

47k

22k

10k

4,7k

2,2k 1k 470R

470k

C17

220p

470p

2,2n

C10

4,7n

C11

10n

C12

22n

C13

47n

C14

100n

C15

220n

C16

470n

12 11 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9

18 17 16 15 14 13

24 23 22 21 20 19

R24

R23

2,2k

R22

4,7k

R21

10k

R20

22k

R19

47k

R18

100k

R17

220k

R16

470k

R15

R25

470R

R26

220R

10uH

10u/25V

jumper

Stab.

Zas.

R29

220R

U2F

R13

2,2M

R14

680R

R27

2,2M

VCC

1000u/

25V

1000u/

25V

GND

C18

R10 R11

R12

220R

3 4 5 6 7 8 9

17 16 15 14 13

22 21

R15

U2A

74HC14

U2D

74HC14

Rys. 6

Rys. 7

Rys. 8 Schemat ideowy

Przełącznik S2 dołącza do wejścia bramki

U2B

kondensatory

pojemnościach

220pF...1

F, natomiast przełączniki S1, S3

decydują o wydajności obu źródeł prądo−
wych. Ustawienie S1 decyduje o czasie prze−
rwy (stan niski), a S3 – o czasie impulsu (stan
wysoki). Gdy wszystkie styki S1, S3 są zwar−
te uzyskuje się największe prądy i najkrótsze
czasy. Gdy wszystkie styki są rozwarte, prąd
jest wyznaczony przez wartość R13 i R27,
a czasy są najdłuższe.

Zauważ, że w każdym z przełączników

można włączyć nie jeden, lecz kilka styków.
Dzięki  zastosowaniu  wartości  rezystorów
i  kondensatorów  w  sekwencji  1−2,2−4,7−10−
22...  umożliwia  to  uzyskanie  niemal  dowol−
nej wartości czasu impulsu i przerwy. 36 sty−
ków  daje  prawie  70  miliardów  (dokładnie
68719476736) różnych możliwości ustawie−
nia przełączników S1, S2, S3. Niewątpliwie
wszystkich nie wykorzystasz – gdybyś co se−
kundę  wybierał  inną  kombinację,  potrzebo−
wałbyś  ponad  2177  lat  na  wykorzystanie
wszystkich możliwości!

Kondensatory C5, C18 okazały się niepo−

trzebne  w  wersji  podstawowej  z  układem
74HC14 i 40106. Jedynie, gdyby ktoś chciał
przeprowadzić eksperymenty z jeszcze szyb−
szym  układem  74AC14,  może  je  wykorzy−
stać  do  zwiększenia  szybkości  przełączania
źródeł prądowych.

Trzy równolegle połączone inwertery

U2C, U2D, U2E nawet z kostką 40106 pra−
cującą przy napięciach rzędu 5V zapewniają
znaczną wydajność prądową wyjścia.

Przy pierwszych testach modułu zastoso−

wałem rezystory R1...R16 o znacznie mniej−
szych wartościach, niż podane na schemacie.
Rezystory (R12, R15) miały po 10

Ω

, co da−

ło maksymalny prąd ładowania i rozładowa−
nia rzędu stu miliamperów. Rezystory R13,
R27 mały wtedy po 100k

Ω

, co przy maksy−

malnej pojemności kondensatora (C17 –
1

F) dało najdłuższy czas impulsu około

0,2...0,3s.  Nie  zmniejszyło  jednak  radykal−
nie czasu najkrótszych impulsów, bo oprócz
czasu przeładowania pojemności decydującą
rolę  odgrywają  czasy  propagacji  bramek.
Dalsze  próby  wykazały,  że  układ  prawidło−
wo  pracuje  także  wtedy,  gdy  nie  jest  dołą−
czony  żaden  z  kondensatorów  (wszystkie
styki  S2  są  rozwarte).  Ładowane
i rozładowywane są wtedy pojem−
ności  montażowe  i  pojemność
wejściowa inwertera U2B, a para−
metry przebiegu można normalnie
regulować przełącznikami S1, S3.
Dało to dodatkowy, najwyższy za−
kres  i  umożliwiło  radykalne
zwiększenie rezystorów do warto−
ści podanych na schemacie.

Najkrótszy czas impulsu wyno−

szący  około  40...50  nanosekund
uzyskuje  się  przy  rozwartych
wszystkich  stykach  S2  i  zwartych

wszystkich stykach S3. Ustawienie S1 decy−
duje wtedy o czasie powtarzania impulsów.

Montaż i uruchomienie

Układ generatora można zmontować na jed−
nostronnej  płytce  drukowanej,  pokazanej  na
rysunku  9.  Montaż  nie  powinien  sprawić
trudności nawet mniej zaawansowanym. Po−
mocą będą też fotografie modelu. W modelu
zastosowano  przełączniki  6−pozycyjne  tylko
dlatego,  że  12−pozycyjnych  nie  było  akurat
w magazynie. Płytka modelu nieco różni się
od tej z rysunku 8 – po testach modelu mody−
fikacji uległy obwody zasilania i pojawiła się
zwora S4.

Montaż warto zacząć od kilku zaznaczo−

nych na płytce zwór i potem kolejno monto−
wać elementy coraz większe. Pod układ sca−
lony i wszystkie przełączniki DIP−switch
warto dać podstawki. Umożliwi to nie tylko
łatwą zamianę kostki 74HC14 na 40106, ale
też przełącznika w razie jego zużycia – trze−
ba bowiem pamiętać, że generalnie przełącz−
niki DIP−switch nie są przewidziane do czę−
stego przełączania.

Układ przeznaczony jest do pracy bez

obudowy.  W rogach  płytki  umieszczono
otwory,  w  które  można  wmontować  nóżki,
choćby  w  postaci  śrubek  M3.  Moduł  może
też  być  wmontowany  do  obudowy  i  umie−
szczony tuż pod płytą czołową, w której trze−
ba tylko wyciąć prostokątne otwory na prze−
łączniki  DIP−switch.  W takim  przypadku
warto przełączniki i podstawki pod nie wlu−
tować od strony druku. Choć nie będzie to ła−
twe, może warto podjąć taki trud, bo umożli−
wi  to  bezproblemowe  umieszczenie  modułu
tuż pod płytą czołową.

Układ zmontowany bezbłędnie ze spraw−

nych  elementów  nie  wymaga  żadnego  uru−
chamiania  ani  regulacji  i  od  razu  powinien
pracować poprawnie. Właśnie ze względu na
łatwość  montażu  i  brak  jakichkolwiek  regu−
lacji projekt oznaczono jedną gwiazdką. Nie
oznacza  to  wcale,  że  jest  on  przeznaczony
tylko dla początkujących. Taki generator im−
pulsów przyda się przede wszystkim bardziej
zaawansowanym  elektronikom,  którzy  w
pełni wykorzystają jego zalety.

Wykorzystanie przyrządu

Zależnie od sposobu zasilania należy odpo−
wiednio ustawić przełącznik zasilania – jum−
per na kołkach zwory S4.

„Zwykły” przebieg prostokątny uzyskasz

przy jednakowych ustawieniach S1, S3. Przy
różnych ustawieniach S1, S3 współczynnik
wypełnienia będzie różny od 50%. W skraj−
nym przypadku S1 – wszystkie styki zwarte,
S3 – rozwarte (albo odwrotnie) czas przerwy
i impulsu będą się różnić ponad 10 tysięcy
razy. Uzyskasz tym sposobem impulsy szpil−
kowe, które są często potrzebne podczas eks−
perymentów i testów.

Do ustawienia potrzebnych parametrów

impulsów całkowicie wystarczy jakikolwiek
oscyloskop. Osoby, które nie mają oscylo−
skopu mogą orientacyjnie wyskalować gene−
rator w prosty sposób opisany dalej.

Ze względu na rozrzuty wielkości pętli hi−

sterezy  poszczególnych  egzemplarzy  kostek
74HC14  i  40106,  nie  mogę  niestety  podać
gotowego wzoru. Ale możesz z pomocą zwy−
kłego  zegarka  z  sekun−
dnikiem  taki  wzór  wy−
znaczyć samodzielnie.

Uwaga! Takie obli−

czenia dotyczą konkret−
nego egzemplarza ukła−
du scalonego U2 i kon−
kretnego  napięcia  zasi−
lania. Przy  innym  na−
pięciu  zasilania  wyniki
mogą  być  znacząco  in−
ne.  Tak  samo  odmienne
wyniki  może  dać  inny
egzemplarz  układu  sca−
lonego U2.

Dołącz do punktów

B,  O2  dowolną  diodę
LED,  wyłącz  wszystkie
styki  przełączników  S1,
S3 (pozostaną dołączone
tylko  rezystory  R13,
R27)  i  ostatnim  stykiem
przełącznika  S2  dołącz
kondensator  o  pojemno−
ści 1

F. Ustawienia prze−

łączników pokazuje fo−
tografia obok. Dioda bę−
dzie migać w powolnym

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

Czerwiec 2002

Rys. 9 Schemat montażowy

rytmie. Sprawdź, ile wynosi okres generowa−
nego przebiegu. Dla zwiększenia dokładno−
ści warto zmierzyć czas trwania np. 10 peł−
nych impulsów.

Oczywiście czas przerwy i czas impulsu

będą proporcjonalne do pojemności i rezy−
stancji odpowiednio R13 i R27.
t

= K*R13*C17 = K*RC

= K*R27*C17 = K*RC

Nie zmienia sytuacji fakt, że w układzie ma−

my źródła prądowe, a nie proste obwody RC. W
tym przypadku C=1

F, R=R13=R27=2,2M

Ω

co daje stałą czasową RC równą 2,2 sekundy.

W pokazanym na fotografiach modelu

z kostką 74HC14 czas trwania całego okresu
wyniósł 5,8 sekundy. Czas przerwy i impulsu
wynoszą więc po około 2,9s.
możemy obliczyć współczynnik K
K = t

/RC = t

/RC

W przypadku mojego egzemplarza układu

74HC14 zasilanego napięciem 5V:
K = 2,9s / 2,2s = 1,32

Inaczej mówiąc, rzeczywisty czas impul−

su jest 1,32 razy większy od stałej czasowej
RC włączonych rezystorów i kondensatorów.

Znając ten współczynnik mogę potem do−

brać ustawienie przełączników S1, S2, S3.

Jeśli wypełnienie ma być równe 50%, za−

danie jest dziecinnie łatwe. Najpierw obli−
czam czas przerwy i impulsu, a potem wybie−
ram sensowną wartość rezystancji i na koniec
obliczam pojemność. Przykładowo, chcę uzy−
skać przebieg prostokątny o częstotliwości
36kHz. Okres wynosi
T = 1 / f
T = 1 / 36kHz = 27,8

czasy przerwy i impulsu wynoszą:
t

= t

= 13,9

Stąd
RC = 13,9us / 1,32 = 10,5

Przyjmuję rezystancję R=10k

Ω

(dołą−

czam R7 i R21). Jeżeli
10k

Ω

*C = 10,5

to
C = 10,5

s / 10k

Ω

= 1,05nF

Ponieważ tolerancja kondensatorów w ge−

neratorze wynosi 5% lub 10%, włączę kon−
densator C8 (1nF).

Mogę też włączyć rezystory 1−kiloomo−

we  (R10,  R24),  a  wtedy  potrzebna  pojem−
ność  wyniesie  10,5nF.  Włączę  C14,  a  jeśli
trzeba  byłoby  dokładniej  dobrać  częstotli−
wość,  jeszcze  C7  (0,47nF),  ewentualnie  C6
(0,22nF). Uzyskanie jeszcze lepszej dokład−
ności jest możliwe po dołączeniu rezystorów
o  dużych  wartościach  (47k

Ω

, 100k

Ω

220k

Ω

) w obu gałęziach.

W moim generatorze po dołączeniu

C7=1nF i R7, R21=10k

Ω

uzyskałem często−

tliwość mniejszą od oczekiwanej, i żeby uzy−
skać dokładnie 36,0kHz musiałem dodatkowo
dołączyć rezystory o znacznie większych war−
tościach, jak pokazuje następna fotografia.

W przypadku przebiegu o współczynniku

wypełnienia około 50% takie przybliżone

obliczenia  są  naprawdę
bardzo  proste,  a  ewentu−
alny błąd można skorygo−
wać  dołączając  dodatko−
we  rezystory  albo  kon−
densatory.

Obliczenia dla prze−

biegów  o  dowolnym
współczynniku  wypeł−
nienia  są  tylko  trochę
trudniejsze.  Załóżmy,  że
potrzebny  jest  przebieg
o czasie impulsu równym
3ms  i  czasie  powtarzania
20ms – patrz rysunek 10.
Stała czasowa RC wyzna−
czająca  przerwę  ma  wy−
nosić:
RC = t

/ 1,32 =

17ms/1,32 = 12,9ms
bo czas przerwy wyniesie
20ms−3ms=17ms, nato−
miast stała czasowa okre−
ślająca impuls:

RC = t

/ 1,32 = 3ms/1,32 = 2,27ms

Znów mamy mnóstwo możliwości doboru

pojemności i rezystancji. Dla ułatwienia obli−
czeń przyjmijmy „okrągłą” wartość rezystan−
cji wyznaczającej czas przerwy. Niech będzie
to 100k

Ω

− dołączymy rezystor R4. Oblicza−

my teraz potrzebną wartość pojemności. Jeśli
100k

Ω

*C=12,9ms

to
C = 12,9ms / 100k

Ω

= 129nF

Dołączymy C14, C12,

C10,  co  da  pojemność
około  127nF  (pomijając
tolerancję  kondensato−
rów). Teraz obliczmy po−
trzebną  rezystancję  wy−
znaczającą  czas  impulsu.
Ponieważ
R*129nF = 2,27ms
stąd:
R = 2,27ms / 129nF = 17,6k

Ω

Włączymy rezystory

R22 (22k

Ω

) i R18

(100k

Ω

), co da rezystan−

cję połączenia równole−
głego około 18k

Ω

Przy takich ustawie−

niach  w moim  modelu
czas  impulsu  wyniósł
3,3ms,  a czas  powtarza−
nia  19,8ms,  co  jest  bar−
dzo  dobrym  wynikiem.
Żeby uzyskać precyzyjne

wartości 3,0ms i 20,0ms musiałem nieco
zmodyfikować ustawienia przełączników,
jak pokazuje fotografia na dole strony.

Zgodność takich prostych obliczeń z rze−

czywistością nie jest wprawdzie idealna, ale
w bardzo wielu przypadkach wystarczy. Do−
kładnych wartości nie da się obliczyć za po−
mocą  takich  rachunków,  choćby  z  uwagi  na
tolerancje rezystorów (5%) i kondensatorów
(5  lub  10%).  Przypominam  jeszcze  raz,  że
przy  innym  napięciu  zasilania  i  innym  eg−
zemplarzu układu U2 współczynnik K będzie
inny.  Kto  więc  chce  uzyskać  lepszą  dokład−
ność,  powinien  dobrać  parametry  przebiegu
za pomocą oscyloskopu lub miernika czasu.

Ciąg dalszy na stronie 27.

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

Czerwiec 2002

3ms

20ms

Rys. 10

Wykaz elementów

Rezystory

R11,,R

R1155 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

Ω

R33 R

R1177 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200kk

Ω

R44,,R

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

Ω

R55,,R

R1199 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477kk

Ω

R66,,R

R2200 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222kk

Ω

R77,,R

R2211 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

R88,,R

R2222 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77kk

Ω

R99,,R

R2233 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22kk

Ω

R1100,,R

R2244 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

R1111,,R

R2255 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700

Ω

R1122,,R

R2266 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200

Ω

R1133,,R

R2277 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22M

Ω

R1144,,R

R2288 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..668800

Ω

R22,,R

R1166 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700kk

Ω

R2299 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200

Ω

dodatkowe rezystory:

1100

Ω

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

2222

Ω

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

4477

Ω

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

110000

Ω

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

Kondensatory

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF cceerraam

miicczznnyy

C22,,C

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100µµFF//2255V

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11000000µµFF//2255V

C55,,C

C1188 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..** nniiee m

moonnttoow

waaćć

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200ppFF
C

C77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700ppFF
C

C88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11nnFF M

KTT

C99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22nnFF M

KTT

C1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77nnFF M

KTT

C1111 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100nnFF M

KTT

C1122 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222nnFF M

KTT

C1133 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477nnFF M

KTT

C1144 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF M

KTT

C1155 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200nnFF M

KTT

C1166 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700nnFF M

KTT

C1177 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11µµFF M

KTT

Półprzewodniki

D11−D

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

N44114488

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

C555588

TT22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

C554488

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..7788LL0055
U

U22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..7744H

C1144

4400110066

Pozostałe

LL11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100µµH

S11−S

S33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..D

DiippS

wiittcchh 1122

S44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ggoollddppiinn xx 33
jjuum

mppeerr

ppooddssttaaw

wkkaa D

DIIP

P2244 w

wąąsskkaa .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33sszztt

ppooddssttaaw

wkkaa D

DIIP

P1144 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11sszztt

Komplet podzespołów z płytką jest dostępny

w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT−2633

Ciąg dalszy ze strony 17.

Tylko dla dociekliwych

Zastosowanie  w  generatorze  źródeł  prądo−
wych  daje  istotne  korzyści.  I  o  ile  w  pro−
stych  układach  według  rysunków  6a...c
współczynnik wypełnienia zależy od warto−
ści napięć progowych bramki U2B, o tyle w
wersji  ze  źródłami  prądowymi  wypełnienie
zależy  tylko  od  wartości  prądów  tych
źródeł.  Trzeba  jednak  lojalnie  przyznać,  że
uzyskiwane czasy zależą od szerokości pętli
histerezy bramki U2B, a ta jest różna dla po−
szczególnych  egzemplarzy  układów  scalo−
nych.  Warto  podkreślić,  że  czasy  te  zależą
tylko  od  wielkości  histerezy,  czyli  różnicy
napięć  progowych,  a nie  od  bezwzględnej
wartości  tych  napięć  progowych.  Szerokość
pętli histerezy zmienia się nieznacznie z tem−
peraturą  –  te  zmiany  są  jednak  niewielkie
i można je spokojnie pominąć. Szerokość pę−
tli histerezy zależy natomiast w dużym stop−
niu  od  napięcia  zasilania.  W konsekwencji
czasy  impulsów  będą  różne  przy  różnych
napięciach zasilających.

Nie będzie to jednak żadną przeszkodą

podczas użytkowania przyrządu, bo w da−
nym zastosowaniu wykorzystywane będzie
jakieś konkretne napięcie zasilania. Pamiętaj

tylko,  że  wykorzystywany  współczynnik
K zmienia  się  wraz  z napięciem  zasilania  –
możesz  to  zresztą  zmierzyć  i zaznaczyć  na
wykresie zależność K od napięcia zasilania.

Pamiętaj, że dzięki wykorzystaniu źródeł

prądowych zmiany napięcia na dołączonych
kondensatorach  i wejściu  bramki  U2B mają
charakter  liniowy.  Możliwe  jest  więc  dodat−
kowo  uzyskanie  przebiegu  trójkątnego  lub
piłokształtnego.  Aby  praktycznie  skorzystać
z tych interesujących przebiegów należy do−
dać  bufor  w postaci  wtórnika,  najlepiej  ze
wzmacniaczem operacyjnym według rysun−
ku  11.  Parametry  przebiegu,  zwłaszcza
ostrość  wierzchołków,  zależą  od  szybkości
użytego wzmacniacza operacyjnego.

Piotr Górecki

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

Czerwiec 2002

U2B

Rys. 11

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

Czerwiec 2002

Do czego to służy?

Chciałbym zaproponować Wam budowę
układu, który jest kolejnym remake projek−
tów publikowanych już w EdW i EP.

Przekonstruowanie zaprojektowanych daw−

niej układów jest w elektronice czymś zupełnie
normalnym i pożądanym. Przy obecnym tem−
pie  rozwoju  techniki  urządzenie  zaprojekto−
wane kilka lat temu jest teraz najczęściej bez−
nadziejnie przestarzałe i nadaje się co najwy−
żej  do  ekspozycji  w muzeum  techniki.  Tak
też  stało  się  z dwoma  moimi  projektami  re−
gulatorów  mocy  pracującymi  w systemie
grupowym.  Były  to  w swoim  czasie  układy
dość  nowoczesne,  ale  czas,  najbardziej  ni−
szczycielski z żywiołów, zdegradował je obe−
cnie  do  poziomu  zwykłej  amatorszczyzny.
Dlatego też powracam do tematu grupowych
regulatorów  mocy  i pozwalam  sobie  zapre−
zentować  Czytelnikom  Elektroniki  dla
Wszystkich nowe, w miarę nowoczesne roz−
wiązanie takiego regulatora.

Regulatory mocy odbiorników energii

elektrycznej  należą  do  grupy  układów  elek−
tronicznych  najczęściej  budowanych  przez
hobbystów.  O ile  jednak  przy  zasilaniu
odbiorników energii napięciem stałym budo−
wa regulatora pobieranej przez nie mocy nie
przedstawia najczęściej większego problemu,
to regulacja taka w przypadku urządzeń zasi−
lanych  z sieci  energetycznej  jest  nieco  bar−
dziej skomplikowana. Rozróżniamy trzy pod−
stawowe metody regulacji mocy urządzeń za−
silanych z sieci 220VAC, z których każda ma
swoje  zalety  i wady.  Historycznie  najstarszą
i jednocześnie najdoskonalszą metodą jest za−
stosowanie  autotransformatora  o zmiennym
przełożeniu, tzw. wariaka. Jest to w zasadzie
jedyny  prosty  sposób  regulowania  napięcia
sieci energetycznej, przy którym nie występu−
je  jakiekolwiek  zniekształcanie  kształtu  jego

TR1

TS2/16

−

BR2

BT136

CON2

CON1

MOC3020

R9 220

100nF/400V

R10 220

−

BR1

470uF

100uF

100nF

GND

OUT

IC1

7805

1N4007

BC548

100uF

100k

15V

BC548

10k

CNY17

3,3k

100k

VCC

CON3

CON4

R8 1k

PB0(AIN0)

PB1(AIN1)

PB2

PB3(OC1)

PB4

PB5(MOSI)

PB6(MISO)

PB7(SCK)

PD0(RXD)

PD1(TXD)

PD2(INT0)

PD3(INT1)

PD4(T0)

PD5(T1)

PD6(ICP)

XTAL1

XTAL2

RESET

GND

VCC

IC3

AT90S2313

GND

VCC

R/W

ENA

14 15

LCD

DP1

8MHz

27pF

IC2

DS1813

PR1

IN1

COM

IN2

100uF

100nF

10k

R14

R11

GND

VCC

OUT

10k

R12
10k

R13

10k

R15

10k

Rys. 1 Schemat ideowy

przebiegu. Stosowanie tej metody jest jednak
ograniczone dwoma czynnikami: dużymi wy−
miarami i ciężarem autotransformatorów oraz
ich bardzo wysoką ceną.

Drugą, najczęściej obecnie stosowaną me−

todą  regulacji  mocy  odbiorników  220V jest
regulacja  fazowa,  polegająca  na  zmianie
opóźnienia  momentu  włączenia  triaka  po
przejściu  napięcia  sieci  przez  zero.  Jest  to
sposób  niezwykle  prosty:  posiadając  triak,
diak i kilka elementów dodatkowych, może−
my już zbudować regulator o znacznej mocy
i bardzo dobrych parametrach. Metoda ta ma
jednak jedną bardzo poważną wadę: genero−
wanie  zakłóceń  radioelektrycznych,  które
szczególnie w przypadku odbiorników ener−
gii o znacznej mocy i indukcyjności, są bar−
dzo trudne, a niekiedy wręcz niemożliwe do
usunięcia.

Trzecią metodą regulacji mocy odbiorni−

ków  zasilanych  z sieci  energetycznej  jest
tzw.  regulacja  grupowa,  Podobnie  jak
w przypadku  regulacji  fazowej,  elementem
przełączającym jest tu triak, ale o powstawa−
niu zakłóceń radioelektrycznych nie ma na−
wet mowy. Jednak zakres stosowania tej me−
tody  jest  ograniczony  w zasadzie  do  stero−
wania  urządzeniami  grzewczymi.  Nazwa
„regulacja grupowa” pochodzi stąd, że układ
zasila  odbiornik  energii  elektrycznej  za  po−
mocą grup przebiegów sinusoidalnych, włą−
czanych zawsze przy napięciu bliskim zeru.
Sterowanie  grupowe  możemy,  z dużym
przybliżeniem, porównać do regulacji mocy
metodą PWM stosowaną w obwodach prądu
stałego. Na rysunku 2 w sposób poglądowy
została przedstawiona zasada regulacji fazo−
wej i grupowej.

Podstawowym trybem pracy proponowa−

nego  układu  jest  grupowa  regulacja  mocy.
Regulacja ta odbywa się w zakresie od 0 do
100%  pełnej  mocy  sterowanego  urządzenia,
z krokiem co 1%. Tak więc układ może zna−
leźć  zastosowanie  przy  regulacji  mocy
wszelkiego  rodzaju  grzałek,  piecyków  i in−
nych urządzeń grzewczych. W żadnym przy−
padku nie można by go było zastosować do

sterowania silnikami prądu przemiennego ani
żarówkami. Dołączona do wyjścia układu ża−
rówka  migotałaby  ze  stałą  częstotliwością,
a zmianie ulegałby jedynie czas błysków. Na
szczęście  w technice  mikroprocesorowej
„wszystko  jest  możliwe”  i do  naszego  urzą−
dzenia  został  dodany  drugi  tryb  pracy,
podobny  do  pierwszego,  ale  umożliwiający
sterowanie  silnikami  prądu  przemiennego,
np.  silnikami  wiertarek  elektrycznych.
W tym trybie regulacja mocy odbywa się tak−
że w przedziale od 0 do 100%, ale ze znacz−
nie  większym  krokiem,  wynoszącym  10%.
Oczywiście,  tryb  drugi  może  być  także  wy−
korzystany  do  sterowania  urządzeniami
grzewczymi, przy znacznie mniejszej precy−
zji  regulacji.  Można  go  także  próbować  za−
stosować  do  zasilania  żarówek  o znacznej
mocy, o dużej bezwładności cieplnej włókna.

W pamięci programu procesora sterujące−

go pracą regulatora pozostało mi jeszcze spo−
ro wolnego miejsca i postanowiłem dodać do
układu  jeszcze  jeden  tryb  pracy,  będący  do−
datkową  opcją.  Jest  nim  „zwykła”  regulacja
fazowa, którą możemy zastosować do zasila−
nia urządzeń wszelkiego typu, licząc się jed−
nak  z występowaniem  zakłóceń  radioelek−
trycznych.

Do budowy regulatora wykorzystany zo−

stał  nowoczesny  procesor  typu  AT90S2313,
„pinowy” odpowiednik dobrze Wam znanego
AT89C2051. Do napisania programu, przete−
stowania  go,  skompilowania  i zaprogramo−
wania  procesora  użyty  został  pakiet  BA−
SCOM AVR. Stosowany w nim dialekt języ−
ka  MCS  BASIC  jest  praktycznie  identyczny
z poznanym  przez  Was  na  wykładach  BA−
SCOM College językiem stosowanym w pa−
kiecie BASCOM 8081. Drobne różnice wyni−
kają jedynie z odmiennego nazewnictwa wy−
prowadzeń procesora i dodatkowych funkcji
dostępnych w nowoczesnych AVR−ach. Dla−
tego  też  chciałbym,  abyście  traktowali  pro−
jekt  regulatora  nie  tylko  jako  gotowe  urzą−
dzenie, ale i jako tworzywo do dalszych eks−
perymentów  i przeróbek.  Nawet  dysponując
tylko pakietem BASCOM AVR w wersji de−
mo  (obecnie  do  2kB  kodu  wynikowego,  do
ściągnięcia  ze  strony  www.mcselec.com)
możecie  z powodzeniem  przerobić  program
sterujący  regulatorem  i dostosować  go  do
swoich  potrzeb.  W kicie  dostarczany  będzie
zaprogramowany  procesor,  ale  dysponując
wspomnianym  pakietem  i banalnie  prostym
programatorem ISP (np. AVT−871), będziecie
mogli  zawsze  przeprogramować  procesor
zgodnie  ze  swoimi  wymaganiami.  Kod
źródłowy napisanego przeze mnie programu
będzie  dostępny  na  stronie  internetowej
EdW.

Wykonanie proponowanego regulatora

jest stosunkowo proste, a koszt użytych ma−
teriałów  jest,  w stosunku  do  użyteczności
wykonanej  konstrukcji,  niezbyt  wysoki.  Pa−
miętajmy  jednak  o jednym:  budujemy

urządzenie,  którego  część  połączona  jest
galwanicznie siecią energetyczną i którego
wiele  elementów  znajduje  się  pod  niebez−
piecznym  dla  zdrowia  i życia  napięciem
220VAC! Dlatego też, Koledzy nie mający
doświadczenia w budowie takich układów
proszeni  są  o zachowanie  szczególnej
ostrożności podczas uruchamiania i testo−
wania  regulatora!

Jak to działa?

Schemat elektryczny regulatora został poka−
zany na rysunku 1. Układ składa się z dwóch
części,  umieszczonych  na  dwóch  płytkach
obwodów drukowanych. Część oznaczona na
schemacie jako A zawiera zasilacz dostarcza−
jący  prądu  do  części  układu  z procesorem,
układ  detekcji  przejścia  napięcia  sieci  przez
zero  i wykonawczy  układ  mocy.  Cześć  dru−
ga, oznaczona jako B, zawiera procesor ste−
rujący całym urządzeniem wraz z elementa−
mi  dodatkowymi,  wyświetlaczem  alfanume−
rycznym  LCD  i elementami  służącymi  do
wprowadzania  danych  do  procesora.  Oma−
wianie schematu rozpoczniemy od części A.

Napięcie sieci dołączane do złącza CON1

zasila trzy układy:
1. Typowo skonstruowany zasilacz prądu sta−
łego. Napięcie sieci obniżane jest w transfor−
matorze TR1, wygładzane za pomocą konden−
satora  C7,  stabilizowane  za  pomocą  monoli−
tycznego scalonego stabilizatora napięcia IC1
i następnie doprowadzane do złącza CON3.
2. Układ  detekcji  przejścia  napięcia  sieci
przez zero. Do zasilania tego fragmentu ukła−
du  został  skonstruowany  pomocniczy  zasi−
lacz, dający napięcie o wartości 15V, stabili−
zowane za pomocą diody Zenera D2. Napię−
cie  sieci  prostowane  jest  za  pomocą  mostka
prostowniczego  BR2.  Baza  tranzystora  T2
wysterowywana jest z dzielnika napięciowe−
go R5, R6, dołączonego do prostownika, na
którego wyjściu występuje przebieg pokaza−
ny na rysunku 3. Tak więc tranzystor T2 nie
przewodzi tylko w momencie, kiedy napięcie
sieci  jest  mniejsze  od  ok.  1,2V,  czyli  prak−
tycznie równe jest zeru.
Przez  większą  część  czasu  tranzystor  T2
zwiera  do  masy  bazę  tranzystora  T1,  tak  że
dioda umieszczona wewnątrz struktury trans−
optora  Q1  włącza  się  jedynie  na  krótki  mo−
ment,  dokładnie  w chwili  przejścia  napięcia
sieci przez zero. W konsekwencji na wejście
INT0  procesora  podawany  jest  ciąg  ujem−
nych impulsów szpilkowych o częstotliwości
100Hz (rysunek 3). Do czego służą te impul−
sy, dowiemy się w dalszej części artykułu.
3. Układ  wykonawczy  mocy  z triakiem  Q3.
Zadaniem triaka jest zasilanie  napięciem sie−
ci    odbiornika  energii  elektrycznej  dołączo−
nego do złącza CON2. Bramka triaka stero−
wana jest za pomocą optotriaka Q3, którego
zadaniem  jest  galwaniczna  izolacja  obwo−
dów  sieciowych  od  części  cyfrowej  układu.
W urządzeniu  zastosowano  optotriak  typu

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

Czerwiec 2002

Projekty AVT

Regulacja fazowa

Regulacja grupowa

Mała moc

Średnia moc

Duża moc

Punkty zapłonu triaka

Duża moc

Rys. 2 Zasada regulacji fazowej

i grupowej

MOC3020,  nie  posiadający,  w przeciwień−
stwie  do  dobrze  znanego  optotriaka
MOC3040,  wbudowanego  układu  detekcji
przejścia  napięcia  sieci  przez  zero.  Zastoso−
wanie  optotriaka  z taką  detekcją  uniemożli−
wiłoby realizację fazowej regulacji mocy, po−
nieważ  triak  mógłby  być  włączany  jedynie
przy  napięciu  sieci  bliskiemu  zeru.  Dioda
LED  zawarta  w strukturze  optotriaka  jest
włączana,  za  pośrednictwem  złącza  CON3,
bezpośrednio z wyjścia PD5 procesora.

Popatrzmy teraz na drugą część schematu,

oznaczoną literą B. Jest to część sterująca na−
szego regulatora, której sercem jest zaprogra−
mowany  procesor  typu  AT90S2313.  Opisy−
wanie hardware tej części układu nie miało−
by  większego  sensu,  ponieważ  w jej  skład
wchodzi tylko kilka typowo połączonych ele−
mentów. Skupimy się zatem na programie za−
szytym w pamięci procesora, a szczegółowo
opiszemy  tylko  jeden  element:  impulsator
oznaczony na schemacie jako Q3.

Czytelnicy, którzy obejrzeli już zdjęcia

przedstawiające  model  układu  regulatora,
z pewnością są przekonani, że nasze urządze−
nie będzie sterowane za pomocą potencjome−
tru.  Element  umieszczony  po  prawej  stronie
wyświetlacza  LCD  do  złudzenia  przypomina
potencjometr,  ale  w rzeczywistości  nie  ma
z tym  powszechnie  znanym  elementem,  nic
wspólnego. Q3 jest obrotowym impulsatorem
mechanicznym,  produkowanym  przez  firmę
BOURNS, który podczas obracania jego ośką
generuje impulsy na dwóch swoich wyjściach.
Kolejność  występowania  tych  impulsów,  po−
kazana  w tabeli  1,  jest  tak  dobrana,  że  dołą−
czony  do  wyjść  impulsatora  procesor  może
z łatwością nie tylko liczyć impulsy, ale także
określić kierunek obrotu ośki impulsatora.

Zastosowanie impulsatora obrotowego,

zamiast zwykle używanych przycisków,
znacznie zwiększyło komfort obsługi regula−
tora. Za pomocą impulsatora nie tylko może−
my wygenerować dowolną liczbę impulsów,
ale w łatwy, intuicyjny sposób zwiększać lub
zmniejszać ich częstotliwość, przechodząc ze
zgrubnej regulacja na precyzyjną.

Jeszcze jednym elementem hardwa−

re’owym wartym wzmianki jest układ IC2 −
DS1813. Jest to układ standardowo stosowa−
ny w systemach mikroprocesorowych, które−
go zadaniem jest wykonanie resetu sprzęto−
wego procesora w przypadku spadku napię−
cia zasilającego poniżej 4,75VDC.

Zajmijmy się wreszcie najważniejszą

częścią składową regulatora, czyli sterują−
cym nim programem.

Po wykonaniu typowych czynności, ta−

kich  jak  deklaracja  zmiennych  i podprogra−
mów, program wchodzi w pętlę, w której po−
zostanie  aż  do  momentu  wyłączenia  zasila−
nia. Wszystkie czynności wykonywane przez
program  podczas  pracy  w pętli  głównej  są
pokazane na listingu 1.

Zajmijmy się teraz prostym podprogramem,

pokazanym  na  listingu  2.  Jego  zadaniem  jest
wyświetlanie na ekranie wyświetlacza alfanu−
merycznego LCD aktualnie wybranego trybu
pracy  i współczynnika  regulacji.  Jest  to  pro−
gram  tak  prosty,  że  możemy  pozostawić  go
bez  komentarzy,  skupiając  się  na  kolejnym,

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

Czerwiec 2002

Projekty AVT

Obrót w prawo

Obrót w lewo

Styk 1

Styk 2

Styk 1

Styk 2

Krok1

Krok2

Krok3

Stop

‘‘L

Liis

sttiin

g 1

Sub Regulation
Ddisplay

‘skok do podprogramu wyświetla−

jącego na LCD aktualny współczynnik regulacji (listing 2)
Waitms 100

‘zaczekaj 100 ms

Do
Reset Portd.0 : Reset Portd.1
‘ustaw stan niski na pinach dołączonych do impulsatora
If Pind.0 = 1 And Pind.1 = 0 Then

‘jeżeli na pinie PO−

RTD.0 występuje stan wysoki, a na PORTD.1 stan niski,
co oznacza początek obrotu impulsatora w lewo, to:

Do
If Pind.1 = 1 Then Exit Do

‘zaczekaj w pętli,

aż na drugim wyprowadzeniu impulsatora także pojawi
się stan wysoki
Loop

Do
If Pind.0 = 0 Then Exit Do

‘następnie zacze−

kaj w pętli do momentu zakończenia jednego kroku im−
pulsatora
Loop

Select Case Regulation_type_flag
‘w zależności od trybu pracy układu:
Case 0 : Incr Regulation_counter
‘w trybie regulacji grupowej ze skokiem co 1% zwiększ
wartość licznika głównego o 1
Case 1 : Incr Regulation_counter
‘w trybie regulacji fazowej zwiększ wartość licznika
głównego o 1
Case 2 : Regulation_counter = Regulation_counter + 10

‘w trybie regulacji grupowej ze

skokiem co 10% zwiększ wartość licznika głównego
o 10
End Select

‘koniec wyboru

If Regulation_counter > 100 Then Regulation_counter =
100

‘jeżeli licznik główny stał się więk−

szy od 100, to licznik główny staje się równy 100
Ddisplay

‘skok do podprogramu wyświetla−

jącego na LCD aktualny współczynnik regulacji (listing 2)

End If

‘koniec warunku

Reset Portd.0 : Reset Portd.1
‘ustaw stan niski na pinach dołączonych do impulsatora
If Pind.0 = 0 And Pind.1 = 1 Then

‘jeżeli na pinie PO−

RTD.0 występuje stan niski, a na PORTD.1 stan wysoki,
co oznacza początek obrotu impulsatora w prawo, to:
Do
If Pind.0 = 1 Then Exit Do

‘zaczekaj w pętli,

aż na drugim wyprowadzeniu impulsatora także pojawi
się stan wysoki
Loop

Do
If Pind.1 = 0 Then Exit Do

‘następnie zacze−

kaj w pętli do momentu zakończenia jednego kroku im−
pulsatora
Loop
Select Case Regulation_type_flag
‘w zależności od trybu pracy układu:
Case 0 : Decr Regulation_counter
‘w trybie regulacji grupowej ze skokiem co 1% zmniejsz
wartość licznika głównego o 1
Case 1 : Decr Regulation_counter
‘w trybie regulacji fazowej zmniejsz wartość licznika
głównego o 1
Case 2 : Regulation_counter = Regulation_counter – 10
‘w trybie regulacji grupowej ze skokiem co 10%

zmniejsz wartość licznika głównego o 10
End Select

‘koniec wyboru

If Regulation_counter > 100 Then Regulation_counter =
0

‘jeżeli licznik główny stał się więk−

szy od 100, to licznik główny staje się równy
Ddisplay

‘skok do podprogramu wyświetla−

jącego na LCD aktualny współczynnik regulacji (listing 2)

End If

‘koniec warunku

Reset Portd.4

‘spróbuj ustawić stan niski na pi−

nie PORTD.4 (przycisk S1)
If Pind.4 = 1 Then

‘jeżeli próba nieudana, to:

Regulation_counter = 0 ‘wyzeruj licznik główny
Incr Regulation_type_flag
‘zwiększ wartość wskaźnika rodzaju regulacji
If Regulation_type_flag = 3 Then Regulation_type_flag
= 0

‘jeżeli wskaźnik regulacji przekro−

czył wartość 2, to wskaźnik rodzaju regulacji staje się
równy 0
Waitms 255

‘zaczekaj 255 ms

Select Case Regulation_type_flag

‘w zależności od

rodzaju regulacji:
Case 0:

‘jeżeli wybrana została regulacja

grupowa ze skokiem 1%, to:
Disable Timer0

‘wyłącz timer0 (używany przy re−

gulacji fazowej)
T$ = “GROUP1%” ‘zmienna tekstowa T$ będzie sy−
gnalizować wybranie regulacji grupowej o dokładności
1%
Case 1:

‘jeżeli została wybrana regulacja

fazowa, to:
Enable Timer0

‘włącz timer0

T$ = “PHASE”

‘zmienna tekstowa T$ będzie sy−

gnalizować wybranie regulacji fazowej
Case 2:

‘jeżeli wybrana została regulacja

grupowa ze skokiem 10%, to:
Disable Timer0

‘wyłącz timer0 (używany przy re−

gulacji fazowej)
T$ = “GROUP10%” ‘zmienna tekstowa T$ będzie sy−
gnalizować wybranie regulacji grupowej o dokładności
10%
End Select

‘koniec wyboru

End If

Reset Portd.3

‘spróbuj ustawić stan niski na pi−

nie PORTD.3 (przycisk S2)
If Pind.3 = 1 Then

‘jeżeli próba nieudana, to:

On_off_flag = Not On_off_flag

‘wskaźnik włącze−

nia układu zasilanego zmienia swoją wartość na prze−
ciwną
If On_off_flag = 1 Then ‘jeżeli urządzenie ma być włą−
czone, to:
Enable Int0

‘udziel zezwolenia na obsługę

przerwania Int0
Else
‘w przeciwnym przypadku:
Disable Int0

‘zakaż obsługi przerwania Int0

Set Portd.5

‘wyłącz diodę LED transoptora

End If

‘koniec warunku

End If

‘koniec warunku

Phase_counter = Regulation_counter * 1.5

‘prze−

liczenie wartości licznika głównego na potrzeby regulacji
fazowej
Phase_counter = Phase_counter – 6

‘prze−

liczenie wartości licznika głównego na potrzeby regulacji
fazowej
Loop
End Sub

trzecim  listingu.  Pokazany  na  nim  podpro−
gram  pełni  decydującą  rolę  w naszym  ukła−
dzie, odpowiada bowiem za włączanie i wy−
łączanie  odbiornika  energii  we  właściwych
momentach.

Aby w pełni zrozumieć zasadę działania

tego podprogramu, musimy pamiętać, że wy−
konywany on jest zawsze przy każdym przej−
ściu napięcia sieci przez zero.

Mam nadzieję, ze treść programu pokaza−

nego na listingu 3 stała się całkowicie zrozu−
miała dla Czytelników. Wyjaśnienia wymaga
chyba jeszcze tylko działanie programu pod−
czas realizacji regulacji fazowej. Wiemy już,
że  po  wybraniu  tego  trybu  pracy  i przejściu
napięcia sieci przez zero uruchomiony został
timer0. W tym momencie triak jest wyłączo−
ny, a timer0 zgłosi przerwanie tym szybciej,
im większa wartość została wstępnie załado−
wana do jego rejestru. Czyli, że im większy
ustawiliśmy  współczynnik  regulacji,  tym
szybciej zajdą zdarzenia przedstawione na li−
stingu  4,  ukazującym  podprogram  obsługi
przerwania pochodzącego od timera0.

To chyba wszystko, co mam do powiedzenia

na temat napisanego przeze mnie programu.
Bardziej dociekliwi Czytelnicy będą mogli za−
poznać się z całą jego treścią, umieszczoną na
stronie internetowej Elektroniki dla Wszystkich.

Montaż i uruchomienie.

Na  rysunku  3 zostały  pokazane  trzy  płytki
obwodów  drukowanych.  Tak  naprawdę,  to
trzecią płytkę trudno nazwać płytką obwodu
drukowanego,  ponieważ  jest  to  jedynie  wy−
konana  z laminatu  płyta  czołowa,  która
umożliwi szybkie i w miarę estetyczne obu−
dowanie wykonanego urządzenia.

Montaż regulatora wykonujemy typowo,

przestrzegając wielokrotnie już opisywanych
w EdW zasad. Rozpoczniemy od elementów
o najmniejszych gabarytach, a zakończymy pra−

cę na wlutowaniu w płytkę transformatora siecio−
wego. Odstępstwem od powszechnie stosowa−
nych reguł montażu będzie jedynie wlutowanie
od strony ścieżek następujących elementów:
− wyświetlacza alfanumerycznego LCD,
− impulsatora obrotowego Q3,
− przycisków S1 i S2.

Pod układy scalone powinniśmy zastoso−

wać podstawki, z tym że podstawka pod pro−
cesor jest bezwzględnie konieczna. Obydwie
płytki łączymy ze sobą za pomocą odcinka
czterożyłowego przewodu o długości do kil−
kunastu centymetrów.

Ostatnią czynnością, jaką będziemy mu−

sieli wykonać będzie zamocowanie płyty
czołowej. Do tego celu będą nam potrzebne
cztery śrubki M3 i garstka nakrętek. Kolej−
ność postępowania jest następująca:
1. Pomiędzy wyświetlacz a przylutowaną do
niego płytkę z procesorem wsuwamy tulejki

dystansowe  o odpowiedniej  długości  i skrę−
camy  całość  za  pomocą  śrubek  tak,  aby  ich
łebki wystawały ok. 5 mm ponad powierzch−
nię płytki wyświetlacza. Do każdej śrubki da−
jemy w związku z tym dwie nakrętki.
2. Tak zmontowaną konstrukcję układamy na
płycie  czołowej  i starannie  wyrównujemy.
Następnie  lutujemy  łebki  śrubek  do  dużych
punktów  lutowniczych  wykonanych  na  spo−
dniej stronie płyty czołowej.
3.  Jak  zauważyliście,  płyta  czołowa  jest
nieco  większa  od  płytki  z procesorem.  Po−
zwoli  to  na  łatwe  dobudowanie  tylnej  czę−
ści i boków obudowy, które możemy wyko−
nać  z kawałków  laminatu  lub  tworzywa
sztucznego.

Starannie wykonany układ, w którym

zastosowano sprawdzone elementy, nie wy−
maga jakiejkolwiek regulacji poza regula−
cją kontrastu wyświetlacza LCD (potencjo−
metr montażowy PR1) i działa natychmiast
poprawnie.

Wykaz elementów

Rezystory

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ppootteennccjjoom

meettrr m

moonnttaażżoow

wyy 11kk

Ω

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33,,33kk

Ω

R22,, R

R33,, R

R1111 ...... R

R1155 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

R44,, R

R55,, R

R66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

//00,,55W

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

Ω

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

R99,, R

R1100

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

222200

Ω

Kondensatory

C11,, C

C22,, C

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

µµ

FF//1166V

C44,, C

C55,, C

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

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

µµ

FF//1166V

C88,, C

C99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2277ppFF

Półprzewodniki

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

N44000077

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ddiiooddaa ZZeenneerraa 55V

IIC

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..77880055

IIC

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..D

S11881133

IIC

C33 .. .. .. .. .. .. .. ..zzaapprrooggrraam

moow

waannyy pprroocceessoorr A

ATT9900S

S22331133

Q11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..C

Y1177

Q22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..M

C33002200

Q33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BTT113366

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

C554488

Pozostałe

R11,, B

R22 .. .. .. .. .. .. .. ..m

moosstteekk pprroossttoow

wnniicczzyy 11,,55A

A//440000V

N11,, C

N22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..A

K22

P11 .. .. .. .. .. .. .. ..w

wyyśśw

wiieettllaacczz aallffaannuum

meerryycczznnyy LLC

D 1166**11

Q44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..rreezzoonnaattoorr kkw

waarrccoow

wyy 88M

Hzz

S11,, S

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

miiccrroossw

wiittcchh

S33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..iim

mppuullssaattoorr oobbrroottoow

wyy

TTR

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ttrraannssffoorrm

maattoorr ssiieecciioow

wyy TTS

S22//1166

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT

jako kit szkolny AVT−2623

‘‘L

Liis

sttiin

g 2

Sub Ddisplay

Cls

Lcd T$

Locate 2 , 2

Lcd “ “

Locate 2 , 2

Lcd Regulation_counter ; “%”

Locate 2 , 6

If On_off_flag = 1 Then

Lcd “ON “

Else

Lcd “OFF”

End If

End Sub

‘‘L

Liis

sttiin

g 4

Sub_tim:

‘obsługa przerwania ti−

mera0
If On_off_flag = 1 Then

‘‘jeżeli wskaźnik włącze−

nia urządzenia odbiorczego jest ustawiony na 1, to;
Reset Portd.5

‘wygeneruj

pinie

PRTD.5 procesora impuls o czasie trwania 100us,
który spowoduje włączenie triaka
Waitus 100
Set Portd.5
End If

‘koniec warunku

Return

‘‘L

Liis

sttiin

g 3

Sub_int:

‘obsługa przerwania zewnętrznego Int0

If Regulation_type_flag = 0 Or Regulation_type_flag = 2 Then

‘jeżeli wybrany został tryb regulacji grupowej, to:

Disable Int0

‘chwilowo zawieś obsługę przerwania

Incr Int_counter

‘zwiększ wartość licznika przerwań o 1

If Regulation_type_flag = 2 Then Int_counter = Int_counter + 9 ‘jeżeli został wybrany tryb regulacji grupowej ze
skokiem co 10%, to dodatkowo zwiększ wartość licznika przerwań o 9
If Int_counter = Regulation_counter Then Set Portd.5

‘ jeżeli wartość licznika przerwań osiągneła war−

tość aktualnego współczynnika regulacji, to wyłącz triak
If Int_counter = 100 Then Int_counter = 0

‘jeżeli licznik przerwań osiągnął wartość 100, to

licznik przerwań staje się równy 0
If Int_counter = 0 Then

‘jeżeli licznik przerwań jest równy 0, to

If Regulation_counter <> 0 Then ‘jeżeli współczynnik regulacji nie został ustawiony na zero, to
If On_off_flag = 1 Then

‘jeżeli wskaźnik włączenia urządzenia odbiorczego jest ustawiony na 1, to

Reset Portd.5

‘włącz triak

End If

‘koniec warunku

End If

‘koniec warunku

End If

‘koniec warunku

Enable Int0

‘ponownie udziel zezwolenia na obsługę przerwania Int0

End If

‘koniec warunku

If Regulation_type_flag = 1 Then ‘jeżeli wybrany został tryb regulacji fazowej, to:
Timer0 = Phase_counter

‘załaduj do timera0 wartość współczynnika regulacji fazowej

Start Timer0

włącz timer0

End If

‘koniec warunku

Return

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

Czerwiec 2002

Projekty AVT

W układzie modelowym został zastoso−

wany  najtańszy  triak  typu  BT136.  Umożli−
wia  on  zasilanie  urządzeń  elektrycznych
o poborze prądu nie przekraczającym 2A bez
radiatora  i 5A z radiatorem  dołączonym  do
triaka.  Nic  jednak  nie  stoi  na  przeszkodzie,
aby zastosować w układzie triak o większym
prądzie  maksymalnym  i sterować  urządze−
niami o mocy nawet wielu kilowatów.

Po zmontowaniu urządzenia dołączamy

do niego zasilanie 220VAC, a jako odbiornik
energii  możemy  podczas  testów  zastosować
żarówkę średniej mocy. Po włączeniu zasila−
nia  układ  automatycznie  przechodzi  do
pierwszego trybu pracy, współczynnik regu−
lacji wynosi zero, a zasilany układ pozostaje
wyłączony. Jeżeli w tym momencie naciśnie−
my  przycisk  S2  a następnie  pokręcimy  im−
pulsatorem w prawo, to dołączona do układu
żarówka  zacznie  migotać  z częstotliwością
1Hz. W miarę dalszego kręcenia ośką impul−
satora, czas trwanie błysków zacznie się co−
raz bardziej wydłużać, aż do momentu, kiedy
przy współczynniku regulacji równym 100%

migotanie ustanie i żarówka zacznie świecić
ciągłym światłem. Za pomocą przycisku S2
możemy w każdej chwili wyłączyć odbiornik
energii i włączyć go powtórnie bez zmiany

współczynnika regulacji.

Oczywiście, dołączenie do układu jako

obciążenia żarówki ma na celu tylko spraw−
dzenie poprawności działania regulatora,

który w tym trybie pracy może być
wykorzystywany jedynie do zasila−
nia grzejników elektrycznych.

Następnie sprawdzamy działanie

układu  w trybie  regulacji  grupowej
z krokiem 10%. Układ będzie zacho−
wywał  się  bardzo  podobnie  jak
w trybie pierwszym, z tym że proces
regulacji będzie przebiegał znacznie
szybciej,  ale  z mniejszą  precyzją.
Zjawisko  migotania  światła  będzie
znacznie słabsze. W tym trybie pra−
cy możemy stosować regulator także
do zasilania wiertarek i innych urzą−
dzeń wykorzystujących komutatoro−
we silniki prądu przemiennego.

Ostatnim testem jest sprawdzenie

działania  układu  w trybie  regulacji
fazowej. W tym trybie pracy regula−
tor  będzie  działał  dokładnie  tak,  jak
większość  popularnych  „ściemnia−
czy”, ale o znacznie większej precy−
zji  regulacji.  Tryb  regulacji  fazowej
jest  traktowany  jako  dodatkowa
opcja  i dlatego  nie  przewidziano  na
płytce miejsca na kondensator i rezy−
stor  oznaczone  na  schemacie  jako
elementy „X”. Ich zastosowanie mo−
że  w pewnym  stopniu  zredukować
zakłócenia  powstające  podczas  włą−
czanie  triaka  przy  znacznym  napię−
ciu, tak jak ma to miejsce podczas re−
gulacji fazowej. Jeżeli mamy zamiar
wykorzystywać  ten  tryb  pracy,  to
wskazane będzie przylutowanie tych
elementów do płytki od strony druku.

Zbigniew Raabe

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

Czerwiec 2002

Projekty AVT

Rys. 3

Schemat montażowy

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

Czerwiec 2002

Podczas  przepływu  prądu  przez  elementy
elektroniczne  wydziela  się  ciepło.  Źródłem
ciepła jest czynna struktura półprzewodniko−
wa  tranzystora  (tranzystorów).  Wydzielane
ciepło  powoduje  wzrost  temperatury.  Jeśli
temperatura  tej  struktury  wzrośnie  powyżej
+150

C, poważnie rośnie ryzyko uszkodze−

nia.  Aby  temu  zapobiec,  należy  skutecznie
odprowadzić  ciepło  ze  struktury.  Problemy
dają o sobie znać, gdy wydzielana moc ciepl−
na  jest  większa  niż  1W.  Tranzystory  mocy
umieszczane są w odpowiednich obudowach,
niemniej  do  skutecznego  odprowadzenia
i rozproszenia do otoczenia większych ilości
ciepła konieczny jest radiator. Dobór wielko−
ści  radiatora  jest  obszernym  zagadnieniem,
wykraczającym  poza  ramy  artykułu.  Temat
ten był szerzej omawiany w artykułach z cy−
klu  Tranzystory  dla  początkujących:  Radia−
tor EdW 8−9/98  oraz  Radiatory  w sprzęcie
elektronicznym EdW 12/1999  str.  34,  Prosty
miernik radiatorów EdW 1/2000 str. 15.

Niniejszy materiał dotyczy jedynie pro−

blemu smaru i podkładek.

Zawsze należy zapewnić jak najlepszy

kontakt termiczny między tranzystorem a ra−
diatorem.  Pasta  przewodząca  ciepło  znaczą−
co  polepsza  przewodzenie  ciepła.  Od  wielu
lat wykorzystuje się do tego pasty oparte na
bazie  silikonów  (specyficznych  związków
krzemu).  Ze  względu  na  pewne  wady  (po−
wolne parowanie półpłynnego silikonu), spo−
tyka się też inne rodzaje smarów termoprze−
wodzących.  Fotografia  wstępna  pokazuje
pojemnik  z klasyczną  pastą  silikonową  i to−
rebkę  ze  smarem  do  radiatorów  (Heatsink
compound),  pochodzącą  z zestawu  wentyla−
torka komputerowego.

Uwaga! W elektronice należy wykorzysty−

wać specjalne silikony przeznaczone do oma−
wianych celów. Popularne silikony budowla−
ne mają inne właściwości i nie są zalecane.

Odpowiednia pasta silikonowa (smar) po−

lepsza przewodnictwo cieplne, ale nie izolu−
je  tranzystora  od  radiatora.  Tymczasem
w wielu  wypadkach  konieczne  jest  odizolo−
wanie  elektryczne  tranzystora  od  radiatora
przy zachowaniu możliwie dobrego przewo−
dnictwa cieplnego. Wtedy konieczne są prze−
kładki  izolacyjne.  Od  dawna  stosowano

w tym  celu  mikę,  która  ma  dobre  przewo−
dnictwo  cieplne,  a jednocześnie  jest  dosko−
nałym  izolatorem  pod  względem  elektrycz−
nym.  Fotografia  1 pokazuje  kilka  płatków
miki  różnej  grubości  (odzyskanych  ze  sta−
rych  grzałek  przemysłowych).  Mika  ma  do−
bre  właściwości  mechaniczne,  grubszy  pła−
tek  łatwo  jest  rozłupać  nożem  na  dwa  cień−
sze,  a przy  odrobinie  ostrożności  wywierce−
nie  czy  wycięcie  niezbędnych  otworów  też
nie stanowi problemu. Nawet cieniutki płatek
miki  zapewnia  skuteczną  izolację  elektrycz−
ną między tranzystorem a radiatorem dla na−
pięć do kilkuset woltów.

W układach profesjonalnych zamiast miki

czasem  stosuje  się  izolację  w postaci  tlenku
glinu  lub  (bardzo  trującego)  tlenku  berylu.
Oba te związki chemiczne mają bardzo dobre
współczynniki  przewodnictwa  cieplnego
i jednocześnie bardzo dobrą wytrzymałość na
przebicie elektryczne. Fotografia 2 pokazuje
moduł  Peltiera,  którego  zewnętrzne  płytki
wykonane są właśnie z tlenku glinu.

Od kilku lat popularne są też miękkie,

cienkie  podkładki  (zwykle  białe  lub  jasno−
szare), również wykonywane w oparciu o si−
likony.  Często  nazywa  się  je  podkładkami
z gumy  silikonowej.  Takie  podkładki  prze−
znaczone do konkretnych obudów dużej mo−
cy można zobaczyć na fotografii 3. Na foto−
grafii tej widać także ciemniejszy arkusz gu−
my silikonowej, z którego można wyciąć no−
życzkami podkładkę o dowolnym kształcie.

Smar silikonowy (pasta) ma za zadanie je−

dynie polepszyć przewodnictwo cieplne mie−
dzy obudową tranzystora a radiatorem przez
wypełnienie mikronierówności i tym samym
zwiększenie aktywnej powierzchni styku.

Ogólna zasada jest prosta: jeśli izolacja

galwaniczna nie jest konieczna, należy stoso−
wać  tylko  smar  polepszający  przewodzenie
ciepła.  Cieniutka  warstewka  smaru  zapewni
optymalne przewodnictwo cieplne. Podkład−
ka mikowa, mimo stosunkowo dobrych wła−
ściwości  cieplnych,  nie  polepsza  przewo−
dnictwa  cieplnego,  wprost  przeciwnie
zawsze  pogarsza  je.  Każda,  nawet  bardzo
cienka  (0,05mm)  warstwa  miki  pogarsza
przewodzenie ciepła. Zapewnia za to wyma−
ganą  izolację  elektryczną  tranzystora  od  ra−
diatora.  Podkładki  mikowe  należy  więc  sto−
sować tylko wtedy, gdy konieczne jest odizo−
lowanie  elektryczne  tranzystora  lub  układu
scalonego od radiatora.

Ciąg dalszy na stronie 25.

łł

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

Czerwiec 2002

Ciąg dalszy ze strony 23.

W przypadku stosowania przekładek mi−

kowych należy koniecznie zastosować też
pastę: podkładkę mikową przed zmontowa−
niem należy z obu stron posmarować cienką
warstwą smaru.

Niektóre podkładki silikonowe łączą oba

te  zadania:  zapewniają  izolację  elektryczną,
a dzięki  elastyczności  tworzywa  wypełniają
mikronierówności  i polepszają  przewodnic−
two cieplne (białe przekładki na fotografii 3).
Stosując taką podkładkę z gumy silikonowej
nie należy stosować ani smaru, ani miki.

Czym cieńsza podkładka, tym lepsze prze−

wodnictwo  cieplne,  ale  mniejsza  wytrzyma−
łość  elektryczna.  Według  niektórych  źródeł
najcieńsze  podkładki  silikonowe  zapewniają
kontakt termiczny tak dobry, jak smar. Gene−
ralnie jednak należy się liczyć z tym, że pod−
kładki z gumy silikonowej będą mieć właści−
wości trochę gorsze, niż smar. Grubość pod−
kładki należy dobrać stosownie do roboczych
napięć  między  tranzystorem  a radiatorem.
Przy  dużych  napięciach  pracy,  rzędu
1000V i więcej,  należy  stosować  odpowie−

dnio  grube  przekładki.  W przypadku  stoso−
wania przekładek izolacyjnych, zarówno mi−
kowych jak i silikonowych, konieczne jest za−
stosowanie  dodatkowych  tulejek  izolacyj−
nych,  żeby  również  oddzielić  obudowę  tran−
zystora od śruby. Takie tulejki izolacyjne po−
kazane są na fotografii 4. Dodatkowo trzeba
zatroszczyć  się  o skuteczne  odizolowanie
wszelkich  elementów  przewodzących  i pod−
jąć środki uniemożliwiające przebicie między
elementami o dużej różnicy potencjałów. Ten
temat wykracza jednak poza ramy artykułu.

Konstruując zasilacz, o ile to możliwe,

warto  stosować  połączenie  tylko  z pastą
przewodzącą,  a w razie  konieczności  izolo−
wać radiator od obudowy. Nieco inaczej jest
ze  wzmacniaczami  audio.  Metalowe  obudo−

wy tranzystorów mocy mają różne potencja−
ły – tu z reguły stosuje się przekładki izola−
cyjne, a radiator ma potencjał masy. Scalone
wzmacniacze mocy mają wkładkę radiatoro−
wą swej obudowy połączoną z ujemną szyną
zasilania. Tymczasem cała metalowa obudo−
wa  wzmacniacza  połączona  jest  obwodem
masy. W przypadku wzmacniacza samocho−
dowego nie ma problemu − przekładek izola−
cyjnych nie trzeba, bo ujemna szyna zasilają−
ca to masa. Natomiast w przypadku wzmac−
niaczy  zasilanych  napięciem  symetrycznym
(np.  TDA2030,  TDA2040,  TDA7294,
LM3886)  albo  trzeba  oddzielić  przekładką
układ scalony od radiatora godząc się na gor−
sze przewodnictwo cieplne, albo odizolować
radiator od obudowy godząc się, by radiator
pozostawał na potencjale ujemnego napięcia
zasilania. W praktyce we wzmacniaczach au−
dio  najczęściej  stosuje  się  wersję  pierwszą:
przekładki izolacyjne między układem scalo−
nym a radiatorem, by uniknąć kłopotów pod−
czas  przypadkowego  zwarcia  radiatora  do
blaszanej obudowy urządzenia.

Zbigniew Orłowski

Listy od Piotra

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

Czerwiec 2002

W tym odcinku zajmiemy się filtrami

dolnoprzepustowymi

Sallen−Keya.

Z filtrami dolnoprzepustowymi tego

typu jest pewien kłopot. Przy wzmoc−

nieniu równym 1 trudno jest uzyskać

dobroć większą niż 0,5. Aby nie zrazić

Cię do tych filtrów podaję dwie proce−

dury projektowe. W dalszej części bar−

dziej zaawansowani znajdą ogólne

wzory, nieco bardziej skomplikowane,

ale za to pozwalające dobrać dodatko−

we parametry.

Aby w pełni i z sukcesem skorzy−

stać z tego i następnych odcinków,

konieczne jest przyswojenie sobie in−

formacji wstępnych, podanych w EdW,

począwszy od numeru 9/2001.

4. Filtr dolnoprzepustowy
Sallen−Keya. Wersja 1

Filtr dolnoprzepustowy zrealizujesz także
według rysunku 37. Jak zwykle, najpierw
wybierasz sensowną wartość pojemności. Je−
śli filtr ma mieć dobroć 0,707, korzystasz ze
wzoru:

C[nF] = 3000[nFHz] / f [Hz]
i wybierasz najbliższą wartość z szeregu E6.

Obliczyłeś tym sposobem wartość C2.
Teraz obliczasz reaktancję C2 przy czę−

stotliwości granicznej fg:
Xc[k

Ω

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

nie zapominając, że oporność uzyskasz
w kiloomach, jeśli częstotliwość będzie
w hercach, a pojemność w nanofaradach.

Następnie obliczasz wartości R2 i R1:

Dla Q=0,707
R1 = 0,088 * Xc
R2 = 1,32 * Xc
Dla Q=1,35 (podbicie +3dB)
R1 = 0,225 Xc
R2 = 0,845 Xc

Pojemność C1 jest dla obu filtrów dziesię−

ciokrotnie większa od C2:
C1=10 * C2

I to wszystko!

Dla Q=0,5, zadanie jest jeszcze łatwiejsze:
C[nF] = 10000[nFHz] / f [Hz]

Wybierasz najbliższą wartość z szeregu.

Masz już wartości C1, C2.
C=C1=C2

Obliczasz reaktancję przy częstotliwości

granicznej:
Xc[k

Ω

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

i jednakowe wartości R1 i R2:
R1=0,65 * Xc
R2= 0,65 * Xc
Koniec!

Rysunek 38 pokazuje charakterystyki ta−

kich  filtrów  o częstotliwości  granicznej
1kHz, obliczonych według podanych właśnie
wzorów  z rezystorami  o dokładnych  warto−
ściach  obliczonych  ze  wzoru.  Wartości  ele−
mentów wynoszą:
Q=0,5: R1=R2=10,4k

Ω

, C1=C2=10nF

Q=0,707: R1=4,24k

Ω

, R2=63,7k

Ω

C1=33nF, C2=3,3nF
Q=1,35: R1=10,9k

Ω

, R2=40,7k

Ω

, C1=33nF,

C2=3,3nF

Przykład

Obliczmy elementy filtru do subwoofera,
dolnoprzepustowego, Sallena−Keya o często−
tliwości granicznej 120Hz i dobroci 0,5. De−
cydujemy się na dobroć 0,5, by uzyskać do−
brą charakterystykę fazową, potrzebną do
w miarę wiernego przenoszenia impulsów.
C[nF] = 10000[nFHz] / 120[Hz]
C=83nF

Wybieramy najbliższą popularną wartość

z szeregu − 100nF. Masz już wartości C1, C2.
C=C1=C2=100nF
Xc[k

Ω

] = 160000 / 120[Hz]*100[nF]

Xc=13,3k

Ω

stąd
R1=R2=0,65*13,3=8,66k

Ω

Stosujemy 5−procentowy rezystor 8,2k

Ω

Układ i charakterystykę pokazuje rysunek 39.
Ze względu na nieco mniejszą wartość
rezystorów (8,2k

Ω

, zamiast 8,66k

Ω

), często−

tliwość graniczna jest nieco wyższa od zało−
żonej i wynosi około 126Hz.

5 Filtr dolnoprzepustowy
Sallen−Keya. Wersja 2

Schemat z rysunku 40 pozwala w prosty
sposób zrealizować filtr o dowolnej dobroci.

część 8

Rys. 37

Rys. 38

Rys. 39

Listy od Piotra

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

Czerwiec 2002

Zaletą jest to, że rezystory R1, R2 i konden−
satory C1, C2 są jednakowe. Dobroć zwięk−
szamy powyżej 0,5, zwiększając wzmocnie−
nie wzmacniacza za pomocą dodatkowych
rezystorów R3, R4.

Procedura jest typowa:

Mając fg obliczamy
C[nF] = 10000[nFHz] / f [Hz]
Dobieramy C=C1=C2 jako najbliższą war−
tość z szeregu.
Następnie obliczamy:
Xc = 160000 / fg[Hz]*C[nF]
Dla Q=0,5 jak poprzednio:
R1= 0,65 * Xc
R2= 0,65 * Xc
R3 − zwora
R4 − nie stosować
Dla Q=0,707
R1= Xc
R2= Xc
R3 = 0,59 * R4 (np. 5,9k

Ω

)

R4 − np. 10k

Ω

Dla Q=1,35

R1= 1,37 * Xc
R2= 1,37 * Xc
R3 = 1,2 * R4 (np. 12k

Ω

)

R4 − np. 10k

Ω

Wartość R4 nie musi być taka, jak poda−

no  wyżej,  ale  należy  zachować  podane
wartości  wzmocnienia.  Oczywiście  filtr
o dobroci powyżej 0,5 przy okazji wzmoc−
ni sygnały w paśmie przepustowym:
Q=0,707  −  wzmocnienie  1,59x czyli
o 4dB,
Q=1,35  −  wzmocnienie  2,2x

czyli

o 6,85dB.

Rysunek 41 pokazuje charakterystyki

takich filtrów. Jak widać, filtr o dobroci 1,35
najbardziej  wzmacnia  sygnały  użyteczne,
a jednocześnie najlepiej tłumi sygnały spoza
pasma  przenoszenia.  Nie  znaczy  to  jednak,
że we wszystkich przypadkach okaże się naj−
lepszy.  Na  przykład  tam,  gdzie  istotna  jest

odpowiedź na sygnały impulsowe, korzyst−
niejszy będzie filtr o mniejszej dobroci, bo
ma liniową charakterystykę fazową.

Dla zaawansowanych
i dociekliwych

Filtr z rysunku 40 można projektować stosu−
jąc następującą procedurę.

Do obliczeń potrzebne są wartości:

− częstotliwości granicznej f
− dobroci Q
− wzmocnienia G (G = + 1),

przy czym wzmocnienie ma być większe niż
2. Jak zawsze, na początek dobieramy sen−
sowną pojemność z szeregu E6 zbliżoną do
wartości
C[nF] = 10000[nFHz] / f [Hz]
Potem Xc
Xc[k

Ω

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

Następnie:

R2 = {1+ 1+Q

[4(G−2)] }

R1 = Xc

C = C1 =C2

Tyle na temat filtrów dolnoprzepusto−

wych. W następnym odcinku weźmiemy na
warsztat filtry pasmowe.

Piotr Górecki

Czerwiec 2002

Rys. 40

Rys. 41

Xc
R2

Xc
2Q

R3
R4

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

Czerwiec 2002

Gotowy,  zmontowany  i uruchomiony  uni−
wersalny  przyrząd  pomiarowy  PCS500  jest
przystawką  do  komputera,  pełniącą  rolę
dwukanałowego  oscyloskopu  cyfrowego
z pamięcią,  rekordera  oraz  analizatora  wid−
ma. Ważną zaletą jest wykorzystanie kompu−
tera  PC  ze  specjalizowanym  oprogramowa−
niem oraz monitora w roli wyświetlacza, co
przy umiarkowanych kosztach daje ogromne
możliwości pomiarowe.

Pasmo przenoszenia obejmuje 0...50MHz

(±3dB), przez co przyrząd zaspokoi potrzeby
zarówno profesjonalistów, jak i zaawansowa−
nych hobbystów. Impedancja wejściowa jest
typowa dla oscyloskopów − 1M

Ω

/ 30pF, co

pozwala na współpracę z typowymi sondami
oscyloskopowymi 1:10. Maksymalne napię−
cie wejściowe: 100V (DC+AC).

Zakresy

podstawy

czasu

obejmują

100ms/działkę do 20ns/działkę, co odpowiada
częstotliwości próbkowania 1,25kHz...50MHz.
Dodatkowo przebiegi powtarzalne można
próbkować w trybie pseudoprzypadkowym, co
odpowiada częstotliwości próbkowania 1GHz
(Equivalent Sampling Rate). Czułość wejścio−
wą można regulować w zakresie 5mV/działkę
... 15V/działkę, przy czym można wykorzystać
funkcję auto setup.

Obraz jest synchronizowany albo jed−

nym z przebiegów wejściowych, albo sy−
gnałem podawanym na gniazdo wyzwalania
zewnętrznego (EXT. TRIG). Funkcja pretrigger

pozwala obserwować kompletny obraz impul−
su, łącznie ze zboczem wyzwalającym. Istnie−
je możliwość wygładzenia przebiegu (smoo−
thing), co odpowiada usunięciu szumów.

Przyrząd

mierzy

także wartość skutecz−
ną (True RMS) składo−
wej  zmiennej  przebie−
gu. Kursory pozwalają
mierzyć  czas  i często−
tliwość  oraz  napięcia
i poziomy sygnałów.

Badane przebiegi

można zapamiętać i za−
pisać na dysk − jeden
rekord zawiera 4096
próbek.

Przyrząd pracując

w trybie rekordera po−
zwala rejestrować bar−
dzo  wolne  przebiegi
20ms/dz  do  2000s/dz,
co  daje  maksymalny
czas  rejestracji  ponad
9  godzin.  Przebieg
może  być  rejestrowa−
ny w postaci pliku te−
kstowego

ASCII

i analizowany według
potrzeb.

W roli analizatora

widma przyrząd pra−

cuje w

zakresach od 0...1,2kHz do

0...25MHz,  wykorzystując  algorytmy  FFT
(szybkiej  transformaty  Fouriera)  z rozdziel−
czością  2048  linii.  Skala  może  być  liniowa

−

łł

Najciekawsze kity

Belgijska firma Velleman jest światowym liderem w produkcji kitów elektronicznych

Kity Vellemana

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

Czerwiec 2002

albo logarytmiczna.
Pomiary

ułatwiają

markery  częstotliwo−
ści  i amplitudy  oraz
funkcja  zoom.  Układ
oscyloskopu  jest  odi−
zolowany  galwanicz−
nie  od  komputera  za
pomocą

transopto−

rów,  co  w praktyce
ma  duże  znaczenie,
zmniejszając  ryzyko
zakłóceń,  zwiększa−
jąc  bezpieczeństwo
użytkowania  i umoż−
liwiając  nietypowe
pomiary.

Przyrząd PCS500 zasilany jest z dołączo−

nego  zasilacza  (9V,  1A).  Z przyrządem  do−
starczony  jest  kabel  połączeniowy  do  kom−
putera  oraz  dwie  proste  sondy  (1:1).  Aby
w pełni  wykorzystać  możliwości  przyrządu
przy  wysokich  częstotliwościach,  należy  we
własnym  zakresie  zakupić  klasyczne  sondy
oscyloskopowe z dzielnikiem 1:10.

Przyrząd nie wymaga uruchamiania czy

kalibracji. Użytkownik musi tylko zainstalo−
wać  program  PC−Lab2000,  dostarczony  na
dołączonym CD−ROM−ie. Instalacja jest bły−
skawiczna  i nie  sprawia  żadnych  trudności.
Po  wstępnym  zapoznaniu  się  z przyrządem
warto zapoznać się z dodatkowymi możliwo−
ściami,  dostępnymi  w menu  programu  PC−
Lab2000.

Obsługa przyrządu jest bardzo prosta,

trzeba się tylko trochę przyzwyczaić do regu−
latorów  innych,  niż  w klasycznym  analogo−
wym  oscyloskopie.  Zamieszczone  zrzuty
z ekranu pokazują przebiegi zdjęte w labora−
torium AVT podczas testów przyrządu. Jeden
zrzut  pokazuje  przebieg  prostokątny  o czę−
stotliwości  ponad  10MHz  na  zakresie  naj−
szybszej podstawy czasu. Drugi przedstawia
zawartość widmową przebiegu sinusoidalne−
go  1kHz  (pokazanego  na  tym  samym  zdję−
ciu).  Trzeci  pokazuje  przebieg  impulsowy
ok. 1,5MHz z markerami i dodatkowym „re−
dakcyjnym” napisem.

Przyrząd PCS500 w postaci kompletnie

zmontowanego urządzenia dostępny jest
w AVT w cenie 1900 zł brutto.

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

Czerwiec 2002

Prostownik liniowy

Poważną wadą zwykłych prostowników dio−
dowych jest to, że nie przepuszczają one sy−
gnałów o amplitudach 0...0,5V. Wzmacniacz
operacyjny  doskonale  nadaje  się  do  budowy
precyzyjnego prostownika – prostownika ak−
tywnego, który dobrze radzi sobie także z ma−
leńkimi sygnałami rzędu miliwoltów, a na do−
datek  może  wzmacniać  sygnał.  Podstawowy
schemat  aktywnego  prostownika  jednopo−
łówkowego  pokazany  jest  na  rysunku  25.
Jest to kolejna odmiana wzmacniacza odwra−
cającego,  tylko  zamiast  jednego  rezystora
w obwodzie  sprzężenia  zwrotnego  mamy
dwa,  a do  tego  dwie  diody.  Gdy  na  wejściu
pojawi  się  napięcie  dodatnie,  przez  rezystor
R3 płynie prąd (zaznaczony na rysunku kolo−
rem  czerwonym).  Prąd  ten  popłynie  dalej
przez  rezystor  R2  i diodę  D2  do  wyjścia
wzmacniacza  operacyjnego.  Prąd  będzie
wpływał  do  wyjścia  wzmacniacza.  Na  rezy−
storze  R2  i na  wyjściu  2  wystąpi  napięcie
ujemne  o wartości  zależnej  od  stosunku
R2/R3. Analogicznie przy ujemnym napięciu

wejściowym prąd (zaznaczony na niebiesko)
popłynie przez rezystor R3, R1, D1. Prąd bę−
dzie  wypływał  z wyjścia  wzmacniacza.  Na
R1 i na wyjściu 1 pojawi się napięcie dodat−
nie o wielkości zależnej od stosunku R1/R3.
Jak  widać,  mamy  dwa  niezależne  wyjścia,
a wielkość sygnału wyjściowego możemy re−
gulować  przez  zmianę  wartości  rezystorów.
Układ odwraca biegunowość napięcia.

W praktyce nie wykorzystuje się obu

wyjść, a wtedy można usunąć jeden z rezysto−
rów, uzyskując jeden z praktycznych układów
według rysunku 26. Na wejściu warto dodać
kondensator C

, który odetnie ewentualną

składową stałą sygnału wejściowego. Nie nale−
ży  jednak  usuwać  na  pozór  zbędnej  drugiej
diody – zapewnia ona właściwą pracę wzmac−
niacza przy nieaktywnych połówkach sygnału.
Wartość rezystorów nie jest krytyczna i można
ją  zmieniać  w szerokim  zakresie.  Zazwyczaj
najpierw  ustala  się  wartość  R

w zakresie

22k

Ω

...100k

Ω

, a potem dobiera R

, żeby uzy−

skać potrzebne wzmocnienie (które nie powin−
no przekraczać 25x). Należy pamiętać, że re−
zystancja wejściowa prostownika jest równa
R

, więc kondensator wejściowy musi mieć

odpowiednią pojemność, by nie obcinał naj−
niższych częstotliwości

Prostownik taki może prostować dowolnie

małe  przebiegi.  Parametry  diod  (wartość  na−
pięcia przewodzenia) nie mają znaczenia, by−
le prąd wsteczny był znikomo mały, co w dio−
dach krzemowych jest normą. Dolną granicę
napięć użytecznych wyznacza wejściowe na−
pięcie  niezrównoważenia  wzmacniacza  ope−
racyjnego. Zastosowanie wzmacniacza precy−
zyjnego  (lub  potencjometru  korekcyjnego)

pozwoli pracować z napięciami wejściowymi
rzędu pojedynczych miliwoltów. Pasmo uży−
tecznych częstotliwości zależy od szybkości
wzmacniacza. Do zastosowań audio wystar−
czą popularne układy TL08x, TL07x.

Jeśli potrzebny jest prostownik pełnookre−

sowy, to w rzadkich przypadkach, gdy obcią−
żenie jest „pływające”, na przykład jest to
miernik wskazówkowy, można wykorzystać
prosty układ według rysunku 27 z ewentual−
nym dodatkowym kondensatorem.

Częściej wykorzystujemy prostownik

dwupołówkowy według rysunku 28. Do pra−
widłowej pracy kluczowe znaczenie ma war−
tość  rezystorów  R1...R5,  które  powinny  być
jednakowe  –  warto  zastosować  rezystory  1−
procentowe. Zasada działania tylko na pozór
jest dziwna. Elementy U1A, R1, R2, D1, D2
tworzą prostownik półokresowy jak na rysun−
ku 26b. W punkcie B występują „odwrócone”
połówki  sygnału  dodatniego.  Wzmacniacz

operacyjny  U1B jest  su−
matorem,  sumującym  prą−
dy  płynące  przez  R3,  R4,
R5. Jeśli na wejściu pojawi
się  napięcie  dodatnie,  to
w postaci  „odwróconej”
wystąpi  ono  w punkcie
B i wywoła przepływ prą−
dów  przez  rezystory  R4,
R5. Ponieważ rezystory są

jednakowe, przez R3 popłynie prąd o takiej
samej wartości jak przez R4, ale przeciwnym
kierunku, więc prądy płynące przez R3 i R4
niejako się zniosą. Pozostanie „ujemny” prąd
płynący przez R5. Prąd ten płynąc także przez
R6 da na wyjściu C dodatnie napięcie.

Gdy na wejściu pojawi się napięcie ujemne,

prostownik ze wzmacniaczem U1A pozostanie
nieaktywny, w punkcie B napięcie będzie rów−

śś

−

Wy1

Wy2

1...100k

−

TL08x
TL07x

Rys. 25

Rys. 26

Rys. 27

0,16

*fmin

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

Czerwiec 2002

ne zeru, a przez R4 nie będzie płynął prąd.
Wtedy „ujemny” prąd płynący przez R3 i R6
da na wyjściu C napięcie dodatnie.

Wartość R6 nie musi być równa wartości

R1...R5. Zmieniając R6 można regulować
wzmocnienie. Jeśli potrzebne jest jak najwięk−
sze wzmocnienie, należy zastosować R6 o war−
tości 100k

Ω

i R1...R5 o wartości co najmniej

4,7k

Ω

. Należy pamiętać, że oporność wejścio−

wa takiego prostownika wynosi tylko 0,5*R1,
więc R1...R5 powinny mieć wartość, która nie
obciąży nadmiernie poprzedniego stopnia.

Układ daje na wyjściu przebieg tętniący.

W wielu wypadkach trzeba go jeszcze odfil−
trować,  by  pozbyć  się  tętnień,  a pozostawić
składową  stałą.  Dwa  przykłady  pokazane  są
na rysunku 29. W praktyce warto oprócz ob−
wodu  uśredniającego  RC  dodać  bufor−
wzmacniacz.  Napięcie  stałe  na  wyjściu
odwzorowuje  tu  średnią  wartość  wyprosto−
wanego przebiegu zmiennego.

W wielu wypadkach, na przykład przy po−

miarach sygnałów audio, potrzebna jest infor−
macja nie o wartości średniej, tylko o wartości
szczytowej albo o wartości pośredniej między
średnią  a szczytową.  W takich  przypadkach
należy zróżnicować szybkość ładowania i roz−
ładowania  kondensatora  uśredniającego.
W przypadku prostownika jednopołówkowego
jest to bardzo proste – wystarczy dodać jeden
rezystor  i kondensator  według  rysunku  30.
Kondensator C

jest szybko ładowany z wyj−

ścia wzmacniacza operacyjnego przez diodę
D2 i rezystor R

, a powoli rozładowywany

przez R

i R

. W skrajnym przypadku R

można zastąpić zworą, co da miernik wartości
szczytowej. Rezystor R

wyznaczy wtedy

czas rozładowywania. W razie potrzeby R

można zwiększyć nawet do 1M

Ω

, a w roli C

zastosować kondensator tantalowy.

Analogiczna modyfikacja układu z rysunku

28 pokazana jest na rysunku 31, przy czym do−

datkowo dodałem
bufor wyjściowy.

Znacznie prost−

szy prostownik do
zastosowań audio
z dobieranymi cza−
sami

ładowania

i rozładowywania
kondensatora fil−
trującego możesz
zobaczyć na rysun−

ku  32.  Zamieszczam  go,  choć  nie  zawiera
wzmacniacza  operacyjnego,  bo  pokazuje  on
nietypowy, ale bardzo prosty i przydatny spo−
sób  realizacji  prostownika  jednopołówkowe−
go.  Ten  prościutki  układ  pracuje  nawet  przy
małych  sygnałach  wejściowych,  ponieważ
spadek  napięcia  na  diodzie  (zwykła  dioda

krzemowa) jest skompensowany przez spadek
napięcia    na  złączu  emiter−baza  tranzystora.
Czas ładowania wyznacza R3, a rozładowania
–  R4.  Kilka  dalszych  interesujących  schema−
tów  i wskazówek  dotyczących  prostowników
audio,  w tym  o charakterystyce  VU  (volume
unit)  można  znaleźć  w karcie  katalogowej
układu LM3916, którą można ściągnąć ze stro−
ny firmy National Semiconductor spod adresu:
h t t p : / / w w w . n a t i o n a l . c o m / p f / L M /
LM3916.html#Datasheet
albo od razu:
http://www.national.com/ds/LM/LM3916.pdf

Pokazane wcześniej rozwiązania

prostowników  wymagają  zasilania
wzmacniaczy  operacyjnych  napię−
ciem  symetrycznym.  Przy  napięciu
pojedynczym można spróbować wy−
korzystać nietypowe prostowniki ze
wzmacniaczami,  które  mogą  praco−
wać  przy  napięciach  wejściowych
równych ujemnemu napięciu zasila−
nia  (np.  LM358,  LM324,  TLC271,
TLC272).  Trzy  propozycje  pokaza−
ne są na rysunku 33. Nie ma tu żad−
nej  diody  –  po  prostu  wzmacniacz
wzmacnia  (przepuszcza)  tylko  do−

datnie połówki sygnału. Dodatkowa dioda
Schottky’ego i rezystor na wejściu mogą być
potrzebne, jeśli wzmacniacz przy większych
sygnałach ujemnych zachowywałby się
w dziwny sposób (przepływ znacznego prądu
wejściowego, zjawisko inwersji).

Stosując dowolny z przedstawionych

układów trzeba dodatkowo rozważyć kwestie
zasilania oraz kondensatora wejściowego od−
cinającego składową stałą. Należy też pamię−
tać,  że  w takich  specyficznych  zastosowa−
niach jak prostowniki aktywne niektóre typy
wzmacniaczy  operacyjnych  zachowują  się
dobrze,  a inne  mają  tendencję  do  oscylacji
i podobnych niespodzianek.

Piotr Górecki

I=0

U1B

U1A

R1=R2=R3=R4=R5=1k ...100k 1%

R6=1k ...100k

10...100k

0...10k

Cwe

R2 1k

100k

558

V+

1...10k

1N4148

100k...

10M

100k...

10M

V+

Rys. 28

Rys. 30

Rys. 31

Rys. 32

Rys. 33

U1B

100k...10M

10nF

...1 F

ewentualne

wzmocnienie

ewentualne

wzmocnienie

Rys. 29

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

Czerwiec 2002

Czerwiec to znakomity okres, by zmierzyć
się z kolejnym zadaniem, które zapropono−
wał dobrze znany sympatykom Szkoły Krzy−
sztof Kraska z Przemyśla. Oto fragment li−
stu: zadanie polega na zaprojektowaniu licz−
nika kilometrów przebytych na piechotę. Czę−
sto zastanawialiśmy się z kolegą z pracy, ile
kilometrów możemy „zrobić” podczas jednej
dniówki. Praca nie jest ciężka, ale trzeba się
nachodzić.

Myślę, że wiele osób zadaje sobie podob−

ne pytanie, ile w ciągu dnia czy tygodnia
człowiek może przebyć na piechotę.

Krzysztof napisał też, że ostatnio mało

udziela się w Szkole, bo konstruuje elektro−
wnię wiatrową. Mam nadzieję, że za jakiś czas
doniesie o sukcesach czy przynajmniej o eks−
perymentach i pomysłach z tym związanych.

A przedstawione zadanie chyba nie wymaga
komentarza. Oto oficjalny temat:

Zaprojektować urządzenie

mierzące drogę

przebytą na piechotę.

Oczywiście czekam na najróżniejsze pro−

pozycje.  Spodziewam  się,  że  większość
uczestników pomyśli o zaprojektowaniu kro−
komierza.  Wystarczy,  że  będzie  to  licznik
kroków  –  użytkownik  obliczy  potem  drogę,
mnożąc  wskazanie  urządzenia  przez  średnią
długość kroku. A może ktoś wpadnie na inny
pomysł?

Urządzenie nie musi być skomplikowane.

Przypuszczam,  że  najtrudniejszym  proble−
mem  będzie  zaprojektowanie  czujnika.
Z licznikiem  kłopotów  będzie  zapewne
mniej. Zwróćcie uwagę, że przyrząd nie mu−

si pokazywać wyniku na bieżąco. Może wy−
starczy sam licznik, bez wyświetlacza, a da−
ne byłyby przekazywane do wyświetlacza
lub np. komputera co jakiś czas.

Dopilnujcie, żeby zaproponowany układ

pobierał mało prądu. Niewątpliwie bateryjka
powinna być mała i musi wystarczyć na co
najmniej tydzień pracy.

Kolejną ważną sprawą jest niezawodność.
Uwagi te dotyczą nie tylko modeli,

których  się  spodziewam,  ale  też  propozycji
teoretycznych. Jak zawsze, szanse na nagro−
dy i liczne punkty mają nie tylko modele, ale
i dobre pomysły teoretyczne, niezrealizowa−
ne  w praktyce.  Jak  zawsze  jeden  lub  dwa
najlepsze  modele  mają  szansę  na  publikację
w dziale E−2000 lub w Forum. Czekam też na
propozycje kolejnych zadań. Pomysłodawcy
wykorzystanych  zadań  otrzymują  nagrody
rzeczowe.

Temat zadania 72 brzmiał:

Zaprojektować urządzenie elektroniczne,

przydatne w ogródku lub na działce.

Choć tematy „działkowe” i „ogrodniczo−

rolnicze” dotyczą szerokiego grona Czytelni−
ków, obawiałem się, czy aby nie uznacie, że
ostatnio za dużo zajmujemy się tym tematem.
Tym bardziej byłem zadowolony, gdy okaza−
ło się, iż nadesłaliście aż dziesięć modeli. Za−
nim je omówię, zajmijmy się propozycjami
teoretycznymi. Przypominam, że nie wszyst−
kie schematy mieszczą się w artykule – nie−
które można znaleźć na naszej stronie inter−
netowej (www.edw.com.pl) w postaci pliku
graficznego Nazwisko.gif.

Prace teoretyczne

Marcin  Rekowski z Brusów  podał  ogólne
propozycje wykorzystania pH−metru, wilgot−
nościomierza, termometru i różnego rodzaju
odstraszaczy,  w tym  odstraszacza  złodziei.
Podobnie  Marcin  Dyoniziak z Brwinowa
podał kilka ogólnych propozycji w tym... sy−
gnalizator  podkradania  ciepłej  wody  ze
zbiornika na działce. Andrzej Szymczak ze
Środy  Wlkp.  proponuje  wykorzystanie  „sy−
gnalizatora suchego kwiatka” i termometru.

(Prawie) 12−letni Karol Sikora z Koszali−

na  przysłał  schemat  sygnalizatora  wilgotno−
ści  gleby,  wykorzystującego  moduły  radio−
we.  W liście  napisał:  chciałbym  także  ser−
decznie podziękować za moje wyróżnienie w
Szkole  Konstruktorów.  Gdy  pokazałem  to

w szkole wszyscy mi zazdrościli, a ksero tego
artykułu wywieszono w szkolnej gablocie.

Piotr Bechcicki z Sochaczewa zapropo−

nował  wykorzystanie  na  działce  kilkunastu
projektów publikowanych wcześniej w EdW.
Przysłał  też  schemat  prostego  systemu  alar−
mowego z kostkami 555 (zbyt duży pobór prą−
du  w spoczynku).  Jako  jeden  z nielicznych,
zaproponował wykorzystanie wskaźnika lase−
rowego  do  powiadamiania  o włamaniu.  Rze−
czywiście idea jest godna rozważenia, bo za−
sięg lasera może być dużo większy (!), niż za−
sięg toru z modułami radiowymi, trzeba tyl−
ko  zastosować  modulację  światła.  Kamil
Urbanowicz z Ełku  przysłał  schematy  od−
straszacza kretów (Urbanowicz.gif), dwuka−
nałowego  termometru  i...  światłomierza.

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 76

Rozwiązanie zadania nr 72

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

Czerwiec 2002

Paweł  Szwed z Grodźca  Śl.  uznał,  że  naj−
większym problemem są szkodniki i przysłał
schemat  uniwersalnego  odstraszacza.  Sche−
mat pokazany jest na rysunku 1a. Rafał Ko−
bylecki z Czarnowa  przysłał  schemat  auto−
matu  do  podlewania  z czujnikiem  wilgoci
i czujnikiem  światła  (Kobylecki.gif).  Choć
układ  jest  trochę  za  bardzo  skomplikowany
i zawiera  kilka  niedoróbek,  warto  zapoznać
się z rozwiązaniem. Prostszy układ zapropo−
nowany przez Szymona Janka z Lublina po−
kazany jest na rysunku 1b.

Szymon przysłał też schemat „alarmu

działkowego”  (Janek.gif),  reagującego  na
przerwanie  cienkiego  drucika.  Krzysztof
Żmuda z Chrzanowa przysłał schemat ukła−
du  alarmowego  z kostką  555  (pobór  prądu)
oraz zamka szyfrowego (Zmuda.gif).

Jacek Konieczny z Poznania ma propo−

zycję  wykonania  automatu  do  podlewania.
W drugim liście podał ideę automatu do wy−
krywania  chwastów  (!?).  Działanie  miałoby
się opierać na porównywaniu negatywowego
obrazu  „wzorcowego”  roślin  użytecznych
z obrazem aktualnym.  Pojawienie  się  chwa−
stów zmieniałoby obraz i włączało sygnaliza−
tor.  Pomijając  przydatność  takiego  przyrzą−
du, Jacek nie rozwiązał problemu poruszania
się i wzrostu roślin użytecznych – to również
zmieni obraz „wzorcowy”.

Jacek Kowański ze Świecia wśród roz−

wiązań zadań z numeru lutowego nadesłał

krótką wzmiankę o możliwościach rozwiąza−
nia zadania 71.

Przy okazji kolejny raz apeluję, żebyście

poszczególne  rozwiązania  nadsyłali  na  od−
dzielnych kartkach. Ponieważ poszczególne
konkursy  są  rozwiązywane  oddzielnie
i przez różne osoby, na każdej kartce powi−
nien być adres, imię i nazwisko. Umieszcze−
nie wszystkiego na jednym arkuszu i do te−
go  zapisanym  z obu  stron,  uniemożliwi
wzięcie  udziału  we  wszystkich  konkursach
i zmniejszy szansę na nagrody.

Rozwiązania praktyczne

Fotografia 1 pokazuje model czujnika de−
szczu, wykonany przez 12−letniego Radosła−
wa Krawczyka z Rudy Śl. Radek wykorzy−
stał fabryczną syrenę alarmową piezo.

Stały uczestnik Szkoły, Dariusz Dreli−

charz z Przemyśla  przyznał  lojalnie,  że  nie
ma  ogródka  ani  działki,  nigdy  nie  pociągały
go te sprawy, a praktyczna znajomość tematu
jest bliska zeru. Zaproponował budowę mier−
nika opadów deszczu. Wykonał model, poka−
zany  na  fotografii  2.  Schemat  i opis  można
znaleźć  na  stronie  internetowej  (Dreli−
charz.zip). Warto je przeanalizować i zastano−
wić się nad zaproponowaną koncepcją. Układ
należałoby  raczej  nazwać  miernikiem  pozio−
mu wody, a nie opadów deszczu, a to nie jest
to  samo.  W układach  mierzących  wielkość
opadów  mierzy  się  raczej  ilość  albo  liczbę
elementarnych porcji wody, ale nie wody po−
zostającej  w zbiorniku,  tylko  przepływającej
przez odpowiedni system pomiarowy.

Robert Jaworowski z Augustowa przysłał

prototyp układu alarmowego (Jaworowski.gif).
Model jest pokazany na fotografii 3. Jarosław
Tarnawa z Godziszki wykonał czujnik wilgot−
ności  gleby,  pokazany  na  fotografii  4.  Chcąc
uniknąć  elektrolizy,  wykorzystał  przebieg
zmienny  (Tarnawa.gif).  Mariusz  Chilmon
z Augustowa zaproponował trzy schematy. Je−
den to wyłącznik zmierzchowy (Chilmon1.gif)
zrealizowany w postaci modelu, pokazanego na
fotografii 5. Drugi to sterownik pompy z kost−
ką 4541 (Chilmon2.gif). Układ co kilka godzin
włącza pompę i podlewa ogródek, a dodatkowy
fotorezystor wyłącza układ na noc. Trzeci układ
to  schemat  sterownika  półautomatycznego,
który być może trafi do Co tu nie gra?.

Fot. 1 Model Radosława Krawczyka

CLK

RST

4017

3 14 16

9
6

4
5

VCO

4046

B1
4093

R11

470k

R11

470k

2,2 F

R12

470k

R12

470k

B2
4093

4093

B4
4093

R10

D10

D1...D10 1N4148

47k

10k

10n

R13

6M8

R14

10k

100n

4700 F/25V

+12V

−

Głośnik

8 ,10W

nadajnik

ultradźwiękowy

R15

3 5W

R15

3 5W

BUZ11

100

100n

10n

10M

VCC+
n.14

VDD
n.7

R4 100k

R3 10M

150nF

US1D

10k

PR1

100

US1A

US1B

US1C

DC=12V

−

Fot. 2 Układ Dariusza Drelicharza

Fot. 3 Alarm Roberta Jaworowskiego

Rys. 1a

Rys. 1b

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

Czerwiec 2002

Dawid Kozioł z Elbląga oprócz czujnika

wilgoci  i światła  przewidział  akustyczny
„ostrzegacz  przed  niespodziewaną  kąpielą”,
co w praktyce może okazać się dość istotne.
Model  pokazany  jest  na  fotografii  6,  a
schemat na rysunku 2.

Michał Stach z Kamionki Małej opisał

problemy swojego sąsiada, ogrodnika, mają−
cego uprawy ogórków i pomidorów pod folią.

Każda roślina ma kapilarę , a centralna pompa
jest włączana co jakiś czas przez „komputer”.
Ten „komputer” to układ czasowy, włączają−
cy    pompę  w regularnych  odstępach  czasu,
zupełnie  nie  uwzględniający  temperatury
i stopnia nasłonecznienia. Problem w tym, że
pompa jest włączana regularnie także i w no−
cy.  A po  wyłączeniu  i włączeniu  zasilania
„komputer”  nie  podejmuje  pracy  i trzeba  go
ręcznie wyzerować.  Michał chciałby uzależ−
nić ilość dawkowanej wody od warunków, na
przykład  nasłonecznienia  i temperatury.  Za−
planował też sterownik mikroprocesorowy za−
programowany z pomocą BASCOM−a. Na ra−
zie  w ramach  zadania  72  zrealizował  dużo
prostsze urządzenie o schemacie z rysunku 3.
Jak widać na fotografii 7, w modelu pracuje
transoptor  szczelinowy.  Ma  on  współpraco−
wać z pływakiem i przesłoną. Pływak umie−
szczony  byłby  w dużym  płaskim  naczyniu
i „podlewany” tak jak roślinki. Powierzchnia
tego płaskiego naczynia musiałaby zapewniać
parowanie  takie,  jak  typowa  roślina.  Wtedy

ubywanie  wody  z naczynia  włączałoby
pompę, ale tylko w dzień. Jeśliby taki czujnik
pływakowy  się  nie  sprawdził,  należałoby  ja−
koś inaczej kontrolować zużycie wody przez
rośliny.  Może  sprawdzać  rezystancję  gleby?
Czy wymyślicie lepszy sposób?

Marcin Wiązania z Gacek tym razem

wykonał aż trzy modele. Fotografia 8 poka−
zuje odstraszacz kretów. Układ można jeszcze
uprościć,  stosując  jeden  układ  scalony,  na
przykład  4049,  4001,  4011  czy  4093  (przy−
kład  prostego  odstraszacza  kretów  z jednym
układem scalonym opublikowany był w EdW
5/97 na str. 57). Fotografia 9 pokazuje model
„Automatycznego  podlewacza”.  Oryginalny
schemat  pokazany  jest  na  rysunku  4.  Ten
estetycznie  wykonany  układ  mógł  trafić  do
publikacji,  jednak  przyjęte  założenia  nie  są
zbyt realistyczne: podlewanie tylko po zmro−
ku,  przy  niewysokiej  (!?)  temperaturze.  Na
pewno  należy  usunąć  obwód  z termistorem,
ewentualnie zamiast niego zastosować obwód

47k

100k

RPP

131

RPP

131

100n

CZUJNIK

R2 220k

U1A

+9...11V

100n

100k

BC558

LED

1N4148

BUZZER

ZRASZACZ

BC548

R6 1k

100k

U1B

U1C

CD4093

470k

U1D

100n

1000

100n

130

2,2k

100

47k

US1

1N4148

10k

1N4148

7812

TS2

/034

TS2

/034

~ 220V

1N4148

10 ...470

10k

337

7
US1

US1=4093

2,2k

10k

TRANSOPTOR

np.TK19

Fot. 4 Czujnik Jarosława Tarnawy

Fot. 5 Model Mariusza Chilmona

Fot. 7 Układ Michała Stacha

Rys. 2

Fot. 6 Model Dawida Kozioła

Rys. 3

Fot. 8 Model 1 Marcina Wiązani

Fot. 9 Model 2 Marcina Wiązani

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

Czerwiec 2002

pomiaru  wilgotności  gleby.  Również  bardzo
ładnie wykonany układ minicentralki alarmo−
wej warto byłoby uprościć, co w istotnej mie−
rze  obniżyłoby  też  koszt  wykonania.  Orygi−
nalny  schemat  pokazany  jest  na  rysunku  5,
a model na fotografii 10. Na stronie interne−
towej można znaleźć garść dalszych informa−
cji o tych trzech układach (Wiazania.zip).

Podsumowanie

Nietrudno się zorientować, że za najważniej−
sze dla działkowca/ogrodnika układy elektro−
niczne  uznaliście  sterowniki  umożliwiające
automatyczne  podlewanie.  Taki  sterownik
zaprezentowałbym  chętnie  na  łamach  EdW.
Ale mam prośbę: jeśli ktoś zdecyduje się na
budowę takiego układu, niech przed przysła−
niem do Redakcji sprawdzi go w warunkach
rzeczywistej  pracy.  Osobiście  uważam,  że
prosty sterownik mógłby włączać pompę lub
elektrozawór raz dziennie, o zmroku na okre−
ślony  czas.  Czy  wystarczy  do  tego  fotoele−
ment  i jedna  jedyna  kostka  4541  pracująca
w trybie uniwibratora? A może trzeba dodać
obwody zapewniające dobraną histerezę?

Czy taki układ powinien mieć czujnik

wilgotności,  by  nie  podlewać  ogródka  na
przykład  tuż  po  ulewnym  deszczu?  A może
warto  wykorzystać  dwa  czujniki:  jeden  tuż

pod powierzchnią, drugi na głębokości kilku−
nastu centymetrów?

Nieco bardziej rozbudowany układ mu−

siałby być zastosowany w przypadku, gdyby
do  podlewania  była  wykorzystywana  pod−
grzana  słońcem  woda  ze  zbiornika  (kiedyś
już  zajmowaliśmy  się  takim  tematem,  ale
warto do niego wrócić). Układ musiałby ste−
rować  najpierw  podlewaniem,  a potem  na−
pełnianiem beczki zimną wodą.

Odmienny temat to sterownik podlewa−

nia do szklarni, gdzie dodatkowo można
uwzględnić dalsze czynniki, jak zasugerował
Michał Stach.

W każdym przypadku wykorzystanie mi−

kroprocesora  dałoby  wręcz  nieograniczone
możliwości,  jak  uwzględnienie  wilgotności
gleby, nasłonecznienia czy szybkości parowa−
nia.  Ale  trzeba  przewidzieć  szereg  pułapek
i problemów, jak na przykład brak prądu, który
może  wystąpić  w dowolnej  chwili.  Chodzi
o to, żeby układ nie „zgłupiał” w takiej sytua−
cji, tylko zawsze poradził sobie z problemem.

Drugim istotnym urządzeniem dla dział−

kowicza/ogrodnika  jest  według  Was  alarm.
Choć  wielu  wypowiadało  się  negatywnie
o celowości zastosowania alarmu na działce
za miastem, ja jestem innego zdania. Rzeczy−
wiście  występuje  wtedy  trudny  problem  po−
wiadomienia i wątpliwej skuteczności ewen−
tualnej (spóźnionej) reakcji właściciela.

To wszystko prawda, ale czy nie warto

czymś  zaskoczyć  ewentualnego  złodzieja?
Aby go odstraszyć zazwyczaj wystarczy coś
nowego, nieoczekiwanego i nieznanego. Mo−
że już otwarcie furtki zaświeci światło przed
altanką? Będzie to sygnał, że na działce jest
jakiś system ochronny. Warto przewidzieć ja−
kieś zupełnie nieoczekiwane „powitanie”, na
przykład  komunikat  głosowy  z kostki  ISD
o powiadomieniu  domowników  i Policji.
Złodzieje, mam nadzieję, nie są elektronika−
mi i nie orientują się w trudnościach powia−

damiania  radiowego  czy  innego.  Każda  za−
skakująca reakcja w domku na działce znie−
chęci  wielu  przypadkowych  amatorów  cu−
dzego  mienia.  Owszem,  być  może  wzbudzi
ciekawość, ale moim zdaniem raczej odstra−
szy.  Dlatego  jestem  za  zainstalowaniem  na
działce  jakiegoś  systemu  sygnalizacyjnego
czy  alarmowego.  Ze  względu  na  specyfikę
i mimo  wszystko  realną  groźbę  kradzieży,
powinno to być albo urządzenie bardzo tanie,
albo wyjątkowo dobrze ukryte. Zamiast kla−
sycznych  systemów  alarmowych  i zamków
szyfrowych  widziałbym  potrzebę  zainstalo−
wania  czegoś  nietypowego,  oryginalnego
i zaskakującego. Tylko uważajcie na bezpie−
czeństwo – nie mogą to być w żadnym przy−
padku układy niebezpieczne dla życia i zdro−
wia, zasilane wprost z sieci. Polecam Waszej
uwadze temat: pomyślcie, wykonajcie i prze−
testujcie  w praktyce  coś  takiego,  co  zasko−
czy, onieśmieli i zniechęci złodzieja−amatora.
Polska jest długa i szeroka, więc nawet publi−
kacja w EdW nie będzie odkryciem wszyst−
kich kart, a poza tym jestem przekonany, że
ogródkowi złodzieje nie czytają naszego cza−
sopisma.

Podsumowując wyniki, chciałbym zwrócić

uwagę niektórych z Was na problem kosztów.
Trzech uczestników napisało wprost, a z kil−
ku innych prac można się domyślić, że bar−
dzo często ograniczeniem jest brak funduszy.
Do tego często dochodzą duże trudności z za−
kupem w lokalnych sklepach nawet, wyda−
wałoby się, podstawowych elementów.

Poza tym obecna sytuacja w kraju na

pewno nie sprzyja rozrzutności. Dlatego kon−
struując  układ  zastanówcie  się  zawsze,  czy
nie  można  go  „odchudzić”,  nie  tracąc  przy
tym  żadnych  funkcji  i zalet.  To  jest  szkoła,
więc jeśli już teraz nauczycie się właściwego
podejścia; przyda się to w przyszłości, nieza−
leżnie, czy zostaniecie zawodowymi elektro−
nikami, czy też nie.

Kończąc, kolejny raz proszę, żebyście po−

dawali na kopercie nie tylko adres, ale też ty−
tuł czasopisma i dział, gdzie przesyłka ma tra−
fić. Nie przysyłajcie paczek na adres skrytki
pocztowej. Przypominam prawidłowy adres:
AVT − EdW
Szkoła konstruktorów zadanie XX
ul. Burleska 9
01−939 Warszawa

Prawie wszyscy uczestnicy wymienieni

z nazwiska otrzymują punkty (1...6). Aktual−
na punktacja podana jest w tabeli. Upominki
otrzymują: Szymon Janek, Robert Jawo−
rowski, Mariusz Chilmon, Jarosław Tana−
wa, Radosław Krawczyk i Dariusz Dreli−
charz. Nagrody dostaną: Marcin Wiązania,
Michał Stach i Dawid Kozioł.

Zachęcam serdecznie do udziału w bieżą−

cym i następnych zadaniach.

Wasz Instruktor

Piotr Górecki

Rys. 4

Rys. 5

Fot. 10 Model 3 Marcina Wiązani

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

Czerwiec 2002

Rozwiązanie zadania 72

W EdW 2/2002  zamieszczony  był  fragment
schematu  samochodowego  regulatora  głoś−
ności, nadesłanego jako rozwiązanie jednego
z poprzednich  zadań  Szkoły.  Pokazany  jest
on na rysunku A. Podstawowa idea jest inte−
resująca, a jej Autorowi niewątpliwie należy
się  pochwała,  niemniej  orzekliście  stanow−
czo,  że  układ  nie  będzie  działał  zgodnie
z oczekiwaniami.

Istotnie, koncepcji skokowej, logaryt−

micznej regulacji głośności nie da się zreali−
zować  z pomocą  tak  włączonych  tranzysto−
rów bipolarnych. Zgodnie stwierdziliście, że
„tranzystory będą przepuszczać tylko dodat−
nie połówki sygnału”. Takie stwierdzenie jest
na pewno zbyt uproszczone, ale jego główny
sens  jest  prawidłowy  –  zwykłe  tranzystory
bipolarne nie czują się zbyt dobrze w obwo−
dach  regulacji  przebiegów  zmiennych.  Nie−
którzy  przekonywali,  ze  sygnały  o amplitu−
dach mniejszych niż 0,6V w ogóle przez taki
regulator  nie  przejdą,  co  jest  już  stwierdze−
niem  ryzykownym,  choć  na  pozór  dobrze
uzasadnionym.

Trzeba lojalnie przypomnieć, bo młodsi

Czytelnicy  o tym  wiedzieć  nie  mogą,  że
w niektórych starych magnetofonach najzwy−
klejszy  tranzystor  bipolarny  pracował  w ob−
wodzie  automatycznej  regulacji  poziomu  –
jako regulator, a nie przełącznik. Nie będę też
tłumaczył, że nawet w profesjonalnych przy−
rządach pomiarowych germanowe tranzysto−
ry TG50 czy ASY... pracowały w roli regula−
torów i kluczy analogowych (sam chyba z raz
popełniłem  układ  z tranzystorami,  o ile  do−
brze  pamiętam,  ASY36  pracującymi  w roli
kluczy analogowych). W EdW nigdy nie zaj−
mowaliśmy  się  tym  tematem,  bo  dziś  są
o wiele  lepsze  sposoby  regulacji,  niemniej
tranzystor  bipolarny  może  pracować  w tak
zwanym trybie inwersyjnym, kiedy jest pola−
ryzowany  napięciem  „odwrotnym”  niż  nor−
malnie. Oznacza to, że odpowiednio włączo−
ny  i spolaryzowany,  może  być  regulatorem
przebiegu zmiennego. Jednak dotyczy to tyl−

ko małych amplitud sygnału, rzędu kilkuna−
stu miliwoltów, a i tak poziom zniekształceń
pozostawia wiele do życzenia.

W proponowanym układzie rzeczywiście

tranzystory bipolarne się nie sprawdzą. Przede
wszystkim należałoby zastanowić się nad za−
sadą  działania  układu  regulacji.  W praktyce
będzie  on  włączony  między  wyjście
przedwzmacniacza,  a wejście  wzmacniacza
mocy, gdzie poziom sygnałów jest rzędu setek
miliwoltów.  Trzeba  wziąć  pod  uwagę,  jakie
napięcia  stałe  będą  występować  na  elemen−
tach układu, jaka będzie oporność wyjściowa
współpracującego  przedwzmacniacza  i wej−
ściowa  wzmacniacza,  oraz  czy  z obu  stron
omawianego  regulatora  będą  umieszczone
kondensatory? Ilustruje to rysunek B.

Po uproszczeniu i pomi−
nięciu

niedoskonałości

tranzystorów zasada regu−
lacji  pokazana  jest  na  ry−
sunku  C.  Nawet  gdyby
tranzystory spełniły swoją
role  przełączników,  taki
sposób regulacji jest niedobry. Wpływ rezy−
stancji

wyjściowej

przedwzmacniacza

(Rwy)  możemy  pominąć,  bo  rezystancja  ta
jest  zwykle  mała,  rzędu  omów.  Nie  można
natomiast  zapomnieć  o rezystancji  wejścio−
wej wzmacniacza mocy (Rwe). Przecież od−
grywa  ona  kluczową  rolę  i to  właśnie  ona
tworzyłaby  dzielnik  ze  zmienną  rezystancją
omawianego  regulatora,  co  ilustruje  rysu−
nek  D.  W takim  razie  właśnie  rezystancja
Rwe decydowałaby o zakresie i charaktery−
styce regulacji systemu. A rezystancja ta mo−
że być różna – zakres spodziewanych warto−
ści  wynosi  4,7k

Ω

...100k

Ω

. Już tu widać, że

w układzie powinien być dodatkowy rezystor,
uniezależniający od rezystancji Rwe.

To jeden pro−

blem. Teraz ko−
lejny. Rysunek B
wskazuje,

że

tranzystory  mają
pełnić jedynie ro−
lę  kluczy:  tylko
jeden  z nich  bę−
dzie

otwarty,

wszystkie  pozo−
stałe  –  zamknię−
te. Aby otworzyć
tranzystor  bipolarny,  trzeba  umożliwić  prze−
pływ prądu bazy. W pokazanym układzie prąd
bazy... nie ma którędy popłynąć do masy. Roz−
wiązaniem  obu  wspomnianych  problemów
byłoby dodanie rezystora Rx o niedużej war−
tości (330

Ω

...1k

Ω

) według rysunku E.

Ale rozwiązanie

to  nie  rozwiązuje
problemu.  Zawsze
na  jednym  z wyjść
układu

scalonego

U3  (patrz  rysunek
A)  pojawi  się  pełne
napięcie  zasilania.
Patrząc z punktu wi−
dzenia  prądów  i napięć  stałych  sytuacja  bę−
dzie wyglądać, jak na rysunku F, gdzie po−
minąłem  pozostałe  (wyłączone)  tranzystory.
Czy już widzisz, że kolektor tranzystora nie
jest zasilany napięciem/prądem stałym? Wo−
bec  tego  tranzystor  pracuje  co  najwyżej  ja−
ko...  dioda.  Oile  dobrze  pamiętam,  w kon−
kursie  Jak  to  działa? w tym  numerze  oma−
wiany jest układ przełącznika diodowego. Tu
sytuacja jest nieco inna, bo zamiast diody jest
tranzystor pracujący w zupełnie nietypowym
układzie. Czy taki układ będzie działał?

Jeśli chcesz – sprawdź.
Ja nie będę sprawdzał. Zwrócę natomiast

uwagę na kolejny problem: jakie wartości będą
mieć rezystory umieszczone w obwodach baz
poszczególnych tranzystorów?

Czy mają być jednakowe, czy może mają

być  w jakiś  sposób  związane  z wartością
oporności umieszczonej w emiterze? Czy już
widzisz,  że  różne  wartości  sumy  rezystancji
w obwodach bazy i emitera poszczególnych
tranzystorów,  dadzą  różne  napięcia  stałe  na
rezystorze  Rx?  A jeśli  tak,  to  przełączanie
spowoduje  gwałtowne  skoki  tego  napięcia
i tym samym głośne stuki w głośnikach. I to
jest ostateczny powód, dla którego układ nie
sprawdzi się w praktyce.

Przy jeszcze głębszej analizie układu nale−

żałoby jeszcze wziąć pod uwagę, że złącze
emiter baza spolaryzowane wstecznie zacho−

− S

Szzkkoołłaa K

Koonnssttrruukkttoorróów

w kkllaassaa IIII

330

3,3k
10k

33k

100k

330k

1M
3,3M

10M

PRZEDWZMACNIACZ

WZMACNIACZ MOCY

Rwy

Cwy

Cwe

Rwe

reg

330

330 ...

...10M

330 ...

...10M

zas

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

Czerwiec 2002

wuje się jak dioda Zenera o napięciu około 6V.
W układzie z rysunku E szansa na ujawnienie
się tych ukrytych diod Zenera jest znikoma,
niemniej w oryginalnym układzie z rysunku
A niewątpliwie dałyby o sobie znać przy na−
pięciach zasilania większych niż 7...8V.

Omawiając ten niecodzienny układ regu−

lacyjny, chciałbym zwrócić szczególną uwa−
gę właśnie na problem napięć stałych i stu−

ków wynikających ze zmiany stałych napięć
polaryzacji. Nie tylko hobbyści popełniają tu
błędy.  Widać  to  było  także  po  nadesłanych
propozycjach wykorzystania kluczy analogo−
wych.  Stosując  takie  klucze,  na  przykład
w postaci kostek 4066 czy lepiej 4051, nale−
ży zastosować odpowiednie obwody polary−
zujące,  na  przykład  według  rysunku  G,  bo
wtedy  taki  regulator  może  pracować  nawet
z bardzo  dużymi  sygnałami  (byle  zmieściły
się  w zakresie  napięć  zasilania)  i na  pewno
nie wystąpią niepotrzebne stuki.

Na koniec muszę wspo−

mnieć,  że  większość  uczest−
ników nie dotarła w analizie
do sedna problemu, choć ge−
neralnie wnioski były prawi−
dłowe.  Często  powtarzana
propozycja  włączenia  rezy−
storów nie w obwodach emi−
terów,  tylko  kolektorów  też
nie jest do końca przemyśla−
na, bo właśnie wtedy na tranzystorach kolekto−
rach  tranzystorów  wystąpi  zmienne  napięcie
(gdy emitery będą dołączone do masy).
Trzeba  wtedy  też  dodać  „od  góry”  rezystor
Rx  o dużej  wartości  –  zobacz  rysunek  H.
Wtedy  wartości  rezystorów  „dolnych”  będą
małe,  co  w sumie  nie  jest  korzystne.  Jedna

z pozostałych
p r o p o z y c j i
prawdopodob−
nie  niedługo
trafi  do  tej  ru−
bryki.
Drobne  nagro−
dy  za  najlep−
sze  odpowie−
dzi otrzymują:

Marcin Ataman − Kletno
Maciej Kaczmarek – Drzewce

Jerzy Czereśniewicz – Szczecin.

Zadanie numer 76

Na rysunku J pokazany jest fragment
rozwiązania jednego z wcześniej−
szych zadań Szkoły (detektor burzy).
Jak zwykle pytanie brzmi:

Co tu nie gra?

Wyjaśnienia mogą i powinny być

jak najkrótsze, co znacznie ułatwi mi

analizę nadesłanych odpowiedzi. Kartki opa−
trzcie dopiskiem NieGra76 i nadeślijcie
w terminie 45 dni od ukazania się tego nume−
ru EdW. Nagrodami będą drobne kity AVT
lub inne przydatne nagrody rzeczowe.

Piotr Górecki

Marcin Wiązania Gacki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Mariusz Chilmon Augustów. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Krzysztof Kraska Przemyśl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Bartłomiej Radzik Ostrowiec Św.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Dariusz Drelicharz Przemyśl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Marcin Malich Wodzisław Śl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Dariusz Knull Zabrze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Piotr Romysz Koszalin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Piotr Wójtowicz Wólka Bodzechowska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Roman Biadalski Zielona Góra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Rafał Stępień Rudy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Jarosław Tarnawa Godziszka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Filip Rus Zawiercie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Szymon Janek Lublin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Michał Stach Kamionka Mała. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Mariusz Ciołek Kownaciska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Jakub Kallas Gdynia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Jacek Konieczny Poznań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Michał Pasiecznik Zawiszów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Radosław Koppel Gliwice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Łukasz Cyga Chełmek. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Radosław Ciosk Trzebnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Piotr Dereszowski Chrzanów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Maciej Jurzak Rabka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Michał Koziak Sosnowiec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Ryszard Milewicz Wrocław . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Emil Ulanowski Skierniewice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Artur Filip Legionowo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Aleksander Drab Zdziechowice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Arkadiusz Zieliński Częstochowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Robert Jaworowski Augustów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Dawid Lichosyt Gorenice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Wojciech Macek Nowy Sącz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Sebastian Mankiewicz Poznań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Paweł Szwed Grodziec Śl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Maciej Ciechowski Gdynia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Mariusz Ciszewski Polanica Zdr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Filip Karbowski Warszawa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Witold Krzak Żywiec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Piotr Kuśmierczuk Gościno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Kamil Urbanowicz Ełk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Michał Waśkiewicz Białystok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Piotr Wilk Suchedniów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Punktacja Szkoły Konstruktorów

+ zas

klucze

analogowe

klucze

analogowe

10k

22k

47k

10k

100

10k

100pF

6,8

470

C2 220nF

R4 4,6k

U1A

U1=LM358

220uF

/16V

220uF

/16V

+12V

przekaźnik
12V

680

R6 100k

R7 330k

U1B

1N4148

10uF

/16V

BC414

BC338

1N401

Kondensator elektrolityczny

Przeróbmy wygląd kolejnego popularnego
elementu.

Uruchom Protela. Zapewne automatycz−

nie otworzy się w nim projekt MojaBibliote−
ka.ddb i plik biblioteczny o tej samej nazwie
(MojaBiblioteka.lib).

I bardzo dobrze!
Poleceniem F − O (File, Open) otwórz do−

datkowo projekt Sim.ddb z katalogu, gdzie są
biblioteki (...\Design Explorer 99 SE\Libra−
ry\Sch\Sim.ddb).

Ach, cóż za bogactwo bibliotek! W folde−

rze  Documents  zaznacz  i otwórz  bibliotekę
Simulation  Symbols.lib.  W prawym  dużym
oknie  masz  teraz  jedno  na  drugim  dwa  od−
dzielne  okna:  jedno  z prywatną  biblioteką
MojaBiblioteka.lib  i drugie  z Simulation
Symbols.lib. Kliknij zakładkę Browse i ustaw
okna, jak pokazuje rysunek 1. Ja przy okazji
musiałem zwiększyć rozdzielczość ekranu na
1280x1024, bo nawet przy  1152x864 ważna
dla  nas  dolna  część  lewego  panelu  była  ob−
cięta.

Teraz skopiujemy z biblioteki Simula−

tion  Symbols.lib  do  naszej  element  ozna−
czony  CAP2.  Zapamiętaj  −  chodzi  tu  o ko−
piowanie  kompletnego  elementu.  W le−
wym panelu kliknij prawym klawiszem my−
szy  element  CAP2.  W otwartym  okienku
wybierz Copy, jak pokazuje rysunek 2. Po−
tem  kliknij  gdziekolwiek  w górnym  pra−
wym  oknie,  by  uaktywnić  MojaBibliote−
ka.lib. Następnie kliknij gdziekolwiek w le−
wym górnym okienku „prawą myszą” i wy−
bierz  polecenie  Paste,  czyli  wklej,  jak  po−
kazuje rysunek 3. Po tej operacji w naszej
bibliotece  pojawi  się  skopiowany  element
CAP2 − patrz rysunek 4.

Zwróć teraz uwagę, że każdy element bi−

blioteczny może mieć trzy równorzędne po−
stacie graficzne. W lewym panelu w okienku
Mode masz trzy opcje: Normal, De−Morgan

i IEEE.  Jeśli  ich  nie  widzisz  w lewym  dol−
nym  rogu,  zwiększ  rozdzielczość  ekranu  do
1280x1024,  ewentualnie  usuń  pasek  narzę−
dziowy  poleceniem  V −  B −  M (View,  Tool−
bars, Main). Zaznacz opcję De−Morgan. Zo−
baczysz  drugą  postać  naszego  „elektrolita”
pokazaną na rysunku 5. Sprawdź, że trzeciej
postaci (IEEE) w tym i w ogromnej większo−
ści  elementów  nie  ma.  Na  razie  nie  musisz
wiedzieć, skąd wziął się ten De−Morgan i IE−
EE, ogólnie biorąc, chodzi o inne standardo−
we postacie graficzne elementów logicznych.
My  możemy  te  dostępne  trzy  możliwości
wykorzystać dowolnie.

Żeby bliżej zapo−

znać się z progra−
mem,

skopiujemy

oryginalną

postać

(Normal)

naszego

elementu do opcji
trzeciej

(IEEE),

a oryginał przerobi−
my według własnego
upodobania.

Uważaj − wcze−

śniej  kopiowaliśmy
kompletny  element
„z całym  dobrodziej−
stwem  inwentarza”,
czyli z wszystkimi je−
go atrybutami, w tym
z zawartością  pól  te−
kstowych,

opisem,

ewentualnymi nazwa−
mi obudów, itd. Teraz
będziemy  kopiować
część  jego  właściwo−
ści  −  tylko  jedną  po−
stać graficzną.

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

Czerwiec 2002

Rys. 2

Rys. 3

Rys. 1

Spotkanie 4

Na  poprzednim  spotkaniu  założyliśmy  nową
bibliotekę  i mozolnie  zbudowaliśmy  od  pod−
staw  pierwszy  element  biblioteczny.  Może  nie
jest to element szczególnie szlachetny, ale za to
niezmiernie  często  wykorzystywany.  Obieca−
łem,  że  z kolejnymi  pójdzie  dużo  łatwiej.  Jak
się  domyślasz,  przerobimy  gotowe  elementy
biblioteczne  Protela.  W projekcie  .../Libra−
ry/Sch/Sim.ddb jest  wiele  oddzielnych  biblio−
tek  z symbolami  tysięcy  elementów  gotowych
do  symulacji.  Mozolne  ćwiczenia  z poprze−

dniego spotkania nie pójdą jednak na marne −
teraz wiesz, co jest najważniejsze i w razie po−
trzeby potrafisz stworzyć dowolne „ciało” ele−
mentu czy nawet kompletny element.
Przypomnę,  że  mamy  trzy  możliwości:  albo
decydujemy  się  na  przerabianie  wyglądu  ele−
mentów w oryginalnej bibliotece Sim.ddb, albo
kontynuujemy  tworzenie  własnej  biblioteki,
albo  będziemy  korzystać  z oryginalnych  ele−
mentów  godząc  się  na  ich  wygląd.  Zdecyduj
sam, jaką drogą chcesz pójść.

Ja w ramach niezbędnych ćwiczeń proponuję
dodanie  do  projektu  MojaBiblioteka.ddb naj−
popularniejszych elementów. Kolejne będziesz
dodawać stopniowo, w razie potrzeby.
W przyszłości  wypracujesz  sobie  własny  spo−
sób  pracy  i wtedy  skopiujesz  całe  biblioteki,
elementy,  czy  tylko  ich  postacie  graficzne,  by
mieć je „pod ręką”.
A na razie, podczas pracy nad następnymi ele−
mentami,  zapoznajmy  się  z kolejnymi  bardzo
ważnymi zagadnieniami.

S k ł a d n i k i

do  skopiowa−
nia trzeba wy−
brać  (zazna−
czyć).  Można
to zrobić prze−
ciągając  my−
szką, ale w tym
przypadku pro−
ściej będzie za−
znaczyć całość,
wykonując  po−
lecenie E − S −
A (Edit, Select,
All).  Element  zostanie  pod−
świetlony na żółto, jak poka−
zuje rysunek 6.

Uwaga! Polecenie „lite−

rowe”, np. E − S − A nie dzia−
ła, jeśli wcześniej zaznacza−
łeś  coś  w lewym  panelu.
Aby  edytować  elementy
graficzne  musisz  uaktywnić
okno robocze z naszym ele−
mentem, klikając je myszką.

Polecenie kopiuj (E − C albo

klasyczne Ctrl+C) nie spowodu−
je od razu skopiowania do schow−
ka, pojawi się natomiast kursor
w formie krzyżyka. Dopiero klik−
nięcie tym krzyżykiem na podświetlonym żółtym
elemencie spowoduje jego skopiowanie.

Teraz w lewym panelu na dole zaznacz

opcję IEEE i wykonaj polecenie wklej: E − P
albo  klasyczne  Ctrl+V.  Pojawi  się  krzyżyk
z „przyklejonym”  elementem,  który  trzeba
kliknąć,  najlepiej  w samym  środku  arkusza.
Po  powiększeniu  obrazu  poleceniem  Z −  A
można  jeszcze  myszką  dowolnie  przesuwać
cały  zaznaczony  element.  Na  koniec  trzeba
odznaczyć  wszystko  poleceniem  E −  E−  A
(Edit, DeSelect, All). Mamy teraz trzy posta−
cie naszego kondensatora. Powróć do postaci
Normal, odznacz ją (E−E−A) i zmodyfikuj.

W tym celu narysuj jakikolwiek prostokąt

poleceniem P − R (Place, Rectangle) i po
podwójnym kliknięciu zmodyfikuj jego wła−
ściwości dokładnie według rysunku 7. Wpi−
sując wartości w cztery górne kratki podajesz
położenie i rozmiary. Po zatwierdzeniu otrzy−
masz obraz, jak na rysunku 8.

Narysuj drugi, podobny prostokąt z czar−

nym  wypełnieniem,  najlepiej  rysując  jakikol−
wiek  i przerabiając go według  rysunku 9, by
uzyskać postać, jak na rysunku 10. Teraz usuń
wszystkie  niebieskie  elementy  klikając  je  raz
i naciskając klawisz Delete. Przesuń też wypro−
wadzenia, by uzyskać obraz jak na rysunku 11.
Podwójnie kliknij górne wyprowadzenie i zmo−
dyfikuj niektóre właściwości, a konkretnie po−
łożenie  „zimnego”  końca  (Y−Location  =  5)
i długość (Pin Length = 5). Podobnie dla dolne−
go wyprowadzenia zmień położenie „zimnego”
końca  (Y−Location  =  −5)  i długość  (Pin
Length = 5). Uzyskaj obraz jak na rysunku 12.

Teraz dodaj znak

plus. Mógłbyś umie−
ścić  znak  plus  jako
napis poleceniem P −
T (Place,  Text),  ale
niech  to  będą  po
prostu  dwie  skrzy−
żowane  linie.  Celo−
wo  poprosiłem  Cię
o skasowanie,  a nie
o modyfikację  ory−
ginalnego  krzyżyka,
żeby  pokazać  Ci
bardzo  ważne  zaga−
dnienie.  Mianowicie
jeśli  zaczniesz  ryso−
wać  linię  polece−
niem  P −  L (Place,
Line), będzie to linia
niebieska o grubości
Small.  Wcale  nie
musi  tak  być.  Tak
samo rysowany pro−
stokąt nie musi mieć
cieniutkiego  brązo−
wego obrysu i żółte−
go

wypełnienia.

Można to zmienić
na stałe. Zróbmy to!

Polecenie O −

P (Option, Preferen−
ces)  otworzy  okno
z trzema zakładkami.
Kliknij  trzecią  za−
kładkę  Default  Pri−
mitives,  gdzie  mo−
żesz zmieniać domy−
ślne

właściwości

składników. Znajdź
w większym białym
oknie

Rectangle

(prostokąt) i podwój−
nie na niej kliknij.
Otworzy się okno
z

właściwościami.

Zmień Border Width
na  Medium,  a kolory
obrysu  i wypełnienia  na
jakiekolwiek. Rysunek 13
pokazuje  przykład.  Po
dwukrotnym  kliknięciu
OK  możesz  rysować  pro−
stokąty o takich właściwo−
ściach − patrz rysunek 14.
Wszystko jasne!

Podobna operacja do−

tycząca  linii  najprawdo−
podobniej  nie  da  jednak
spodziewanego  efektu.
Pomimo zmiany grubości
linii  na  Medium i koloru
na czarny według rysun−
ku 15, nadal rysowane li−
nie będą niebieskie i cien−
kie  −  patrz  rysunek  16.

(Na  marginesie  wspomnę,  że  to  samo  jest
przy rysowaniu schematów, a nie elementów
bibliotecznych, gdzie linie rysujemy polece−
niem  P−D−L,  a te  same  opcje  domyślne
zmieniamy  po  poleceniu  T−P.)  Wszystko
wskazuje, że mamy tu do czynienia z niedo−
róbką  twórców  Protela.  Na  marginesie
wspomnę, że Protel, przynajmniej w tej we−
rsji  30−dniowej,  ma  wiele  drobnych  niedo−
róbek.  Sam  się  jeszcze  o tym  przekonasz,
o ile  już  czegoś  nie  zauważyłeś.  Świadczą
o tym także proponowane przez producenta
„łatki”  i ich  objętość  −  Service  Pack  6 ma
nieprawdopodobnie  wielką  objętość  −
12MB,  porównywalną  z objętością  plików
systemowych Protela.

O m a w i a n ą

drobną

niedo−

godność może−
my łatwo obejść.
Oto recepta: za−
cznij

rysować

w elemencie  bi−
bliotecznym  li−
nię,  ale  po  pole−
ceniu  P−L nie
klikaj  myszką,
tylko

naciśnij

klawisz  Tab.  Po−
każe się okienko właściwości linii i tam zmień
kolor na czarny, jak na rysunku 17. Po klik−
nięciu  OK  zaczniesz  rysować  czarne  linie.
Przy okazji zwracam uwagę, że małe okienko
Permanent, widoczne na rysunku 15 powinno
pozostać  puste  (zaznaczenie  go  spowoduje,

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

Czerwiec 2002

Rys. 5

Rys. 6

Rys. 7

Rys. 8

Rys. 9

Rys. 10

Rys. 13

Rys. 14

Rys. 15

Rys. 11

Rys. 12

Rys. 4

że  kolejne  takie
zmiany  z pomo−
cą  klawisza  Tab
będą  się  odnosić
tylko do jednego
r y s o w a n e g o
składnika  i nie
zostaną zapamię−
tane, ale to drob−
ny szczegół).

Dodaj więc

naszego

„elektrolita” zna−
czek plus polece−
niem P−L, nie
z a p o m i n a j ą c
o klawiszu Ctrl.

Gotowy kon−

densator  masz
na  rysunku  18.
Koniecznie  wy−
konaj  polecenie
T −  D (Tools,
Description)  albo  kliknij  przycisk  Descrip−
tion w lewym panelu. Obejrzyj, ale absolut−
nie  nic  nie  zmieniaj  w zakładkach  Library
Fields oraz Part Fields Names. jak już wiesz,
są  tu  informacje  niezbędne  do  symulacji.
Możesz  natomiast  w zakładce  Designator
zmienić opis. Jak pokazuje
rysunek 19, ja na razie do−
myślnych  obudów  (Foot−
prints)  nie  podawałem,  bo
w przyszłości zaprojektuje−
my własne biblioteki „płyt−
kowe”  i wtedy  dopiszemy
tu  odpowiednie  nazwy
(EL6, EL5, EL8, EL10).

Na koniec poleceniem T − E (Tools, Rena−

me Component) zmień nazwę z CAP2 na EL.

I to jest koniec zabawy z „elektrolitem”.

Aby nabrać wprawy, skopiuj i przerób
podobnie zwykły kondensator (CAP), zmie−
niając jego nazwę na C.

Serdecznie proponuję Ci też skopiowanie

do naszej biblioteki i przeróbkę cewki (z IN−
DUCTOR na L) oraz potencjometru
(z RPOT na P lub POT).

Tranzystor

Zauważ,  że  w bibliotece  Simulation  Sym−
bols.lib w projekcie Sim.ddb nie ma żadnych
przyrządów  półprzewodnikowych.  Ma  to
sens,  bo  poszczególne  elementy  półprzewo−
dnikowe zawarte są tu w oddzielnych biblio−

tekach.  W lewym  panelu  pod  zakładką
Explorer znajdź i otwórz bibliotekę BJT.LIB.
BJT to  Bipolar  Junction  Transistors,  czyli
„zwykłe”  tranzystory  bipolarne.  Po  kliknię−
ciu  zakładki  Browse możesz  przekonać  się,
że  zawiera  ona  setki,  a może  nawet  tysiące
typów tranzystorów.

Praktyka pokazuje, że w ogromnej więk−

szości  przypadków  konstruktor  używa  tyl−
ko  kilku  typów  tranzystorów  małej  mocy.
W Europie  najczęściej  wykorzystujemy
BC54x i BC55x. My chcemy mieć w swo−
jej

podręcznej

bibliotece

tranzystor

BC548B i BC558B, ewentualnie także
„uniwersalne” NPN i PNP.

Znajdź w bibliotece BJT.LIB tranzystor

BC548B. W lewym panelu kliknij go „prawą
myszą”, wybierz Copy, przełącz się na plik
MojaBiblioteka i w lewym panelu po kliknię−
ciu „prawą myszą” wybierz Paste.

??? Katastrofa!
Zamiast jednego BC548B przekopiowałeś

449 różnych tranzystorów NPN!

A nam zupełnie nie o to chodzi! My chce−

my mieć w podręcznej bibliotece co najwy−
żej dwa elementy: BC548B i NPN.

Nie martw się na zapas! Przy okazji do−

wiedzieliśmy się dwóch ważnych rzeczy. Po
pierwsze okazuje się, że ten sam element mo−
że  występować  „w różnych  wcieleniach”.
Uważaj − jeden element biblioteczny, tranzy−
stor NPN występuje tu w postaci 449 tranzy−
storów o identycznych właściwościach i róż−
nych  nazwach.  Tak  jest!  Ściślej  biorąc,  ma−
my  tu  grupę  elementów.  Zwróć  uwagę  na
ramkę Group w lewym panelu. Jeśli w górnej
ramce  Components  zaznaczysz  w okienku
nasze wcześniejsze elementy, na przykład R,
EL,  to  w ramce  Group  zobaczysz  tylko  na−
zwę  jednego,  zaznaczonego  elementu.  Jeśli
jednak zaznaczysz jeden z przekopiowanych
właśnie  tranzystorów,  w ramce  Group  poja−
wią się wszystkie, bo należą one do tej samej
grupy.

Na wszelki wypadek skasuj wszystkie

przekopiowane właśnie tranzystory − nie mu−
sisz zaznaczać wszystkich − kliknij prawym
klawiszem jeden, którykolwiek, choćby
pierwszy z brzegu, wybierz opcję Delete, jak
pokazuje rysunek 20 i jeszcze raz potwierdź
chęć usunięcia.

Powróć do biblioteki BJT.LIB z projektu

Sim.ddb.  Jeśli  poświęcisz  trochę  czasu  na
sprawdzenie, przekonasz się, że w istocie za−
wiera  ona  tylko  8  głównych
grup.  Sprawdź  wygląd  ele−
mentów  o nazwach:  PNP,
PNP1,  PNP2,  PNP3,  NPN,
NPN1,  NPN2,  NPN3. Wyjąt−
kiem są pojedyncze elementy
BFS17 i D45H8.

To dobra wiadomość −

wystarczy przerobić wygląd
co najwyżej ośmiu elemen−
tów. Proponuję jednak, żebyś

nie eksperymentował „na
żywym organiźmie”, czyli
oryginalnej

bibliotece

BJT.LIB. Skopiuj ją. W pa−
nelu  Explorer  przeciągnij
„prawą  myszą”    bibliotekę
BJT.LIB  do  folderu  Docu−
ments projektu MojaBiblio−
teka.ddb według  rysunku
21 i wybierz opcję Copy he−
re.  Po  skopiowaniu  ekran
będzie  wyglądał  jak  na
rysunku  22.  Po  klik−
nięciu  zakładki  Browse
odnajdź i zmień wygląd
elementu NPN.

Nie będę Cię zanu−

dzał

szczegółami.

Z pewnością  poradzisz
sobie  sam  z przeróbką.
Podpowiem  tylko,  że
strzałka  emitera  to  wie−
lokąt  (Polygon),  a kółko
w trzeciej  postaci  to  eli−
psa (P, E), którą po zmia−
nie właściwości „wsuną−
łem  pod  spód”  polece−
niem  E−M−B,  Enter.  Na
rysunku  23  znajdziesz
trzy  wykonane  przeze
mnie  postacie  (Normal,
De−Morgan, IEEE) tran−
zystora  NPN  i wszyst−
kich  tranzystorów  z tej
grupy. W pierwszym przypadku celowo dałem
króciutkie  końcówki,  żeby  w razie  potrzeby
móc gęściej „upakować” schemat.

Tylko dla dociekliwych

Z wcześniejszych  rozważań  wynika,  że
wszystkie  elementy  w obrębie  grupy  mają
identyczne  właściwości,  a różnią  się  tylko
nazwą. Coś tu nie gra − przecież miały to być
elementy gotowe do symulacji, a przecież ta−
ki BC548 znacznie różni się parametrami od
np. BC338!

Słusznie! Różni się!
Wszystko jest jednak w porządku. Wpraw−

dzie definicja elementu z biblioteki schemato−
wej  jest  taka  sama  dla  wszystkich  (!)  „zwy−
kłych”  tranzystorów  NPN  i bardzo  podobna
dla  PNP.  Popatrz  jednak  na  rysunek  24

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

Czerwiec 2002

Rys. 16

Rys. 17

Rys. 20

Rys. 21

Rys. 22

Rys. 23

Rys. 18

Rys. 19

i zwróć uwagę na zawartość pól Text Field 2
i Text Field 3. Okazuje się, że nasz pieczoło−
wicie  zmodyfikowany  element  biblioteczny
nie ma kompletu informacji dla celów symu−
lacji.  We  wspomnianych  polach  podana  jest
informacja,  skąd  mają  być  do  symulacji
wzięte  dane  konkretnego  typu  tranzystora.
Nie będziemy wchodzić w szczegóły progra−
mu SPICE i modelu tranzystora. Przyjmij do
wiadomości,  że  zgodnie  z zawartością  pola
Text Field 3 szczegóły zostaną pobrane z pli−
ku  (file)  wyznaczonym  przez  ścieżkę  (Mo−
del_Path) i że plik ten ma rozszerzenie .mdl.
Ta ścieżka do modeli podana jest w systemo−
wym pliku
C:\Windows\AdvSIM99SE.INI

Jeśli otworzysz ten plik w Notatniku,

przekonasz się, że chodzi o ścieżkę ...\Libra−
ry\Sim. Sprawdź, co tam znajdziesz!

Jest tam tylko jeden projekt Simulation

Models.ddb. Otwórz go z Protela poleceniem
F−O (File, Open). Masz tu foldery z różnymi
rodzajami  elementów.  Nazwy  folderów
z projektu  ...\Library\Sim\Simulation  Mo−
dels.ddb  niemal  w komplecie  odpowiadają
bibliotekom z Projektu
...\Library\Sch\Sim.ddb.  Otwórz  „modelo−
wy”  plik  BJT z projektu  Simulation  Mo−
dels.ddb.

Oczywiście! Znaleźliśmy nic innego, tyl−

ko właśnie modele setek tranzystorów według
standardów programu symulacyjnego SPICE.
Okazuje się, iż ten model to króciutki plik te−
kstowy  z pewnymi  tajemniczymi  parametra−
mi i kilkoma liniami komentarza. Rysunek 24
wskazuje  też,  że  zgodnie  z zawartością  pola
Text  Field  2 do  symulacji  będzie  wzięta  za−
wartość  pola  parttype,  czyli  po  prostu  typ
tranzystora zaznaczony na schemacie. Zwróć
uwagę,  jakie  to  jest  sprytne:  jeśli  po  naryso−
waniu schematu zechcesz zmienić typ tranzy−
stora, nie musisz go kasować i brać z biblio−
teki nowego; wystarczy zmiana jednego jedy−
nego napisu w gotowym schemacie!

Jeśli chcesz się w to wgłębić, sprawdź jak

jest  z „darlingtonami”.  Są  one  złożeniem
dwóch tranzystorów, dlatego pole Part Field
3 zawiera odniesienie nie do modelu (.mdl),
tylko  to  bardziej  złożonego  tworu  −  podo−
bwodu,  zwanego  subcircuit,  mającego  roz−
szerzenie  .ckt.  Podobnie  będzie  z innymi,
bardziej  złożonymi  podzespołami  elektro−
nicznymi,  na  przykład  ze  wzmacniaczami
operacyjnymi.

Głębiej w sprawy modeli

i podobwodów  nie  będzie−
my  wchodzić.  Jeśli  znasz,
lub  w przyszłości  poznasz
choćby  podstawy  programu
SPICE,  poradzisz  sobie
z dalszymi  szczegółami  sa−
modzielnie. Jeśli chcesz, że−
byśmy  jeszcze  do  tego
wrócili,  napisz  do  mnie,
wtedy jedno ze spotkań po−
święcimy  dalszym  szcze−
gółom  dotyczącym  modeli
i symulacji.

A na razie wracamy do

naszych baranów, czyli
świeżo zmodyfikowanej ko−
pii biblioteki BJT.lib.

Kasowanie

Jeśli  chcesz  pozostawić
skopiowaną  bibliotekę  ze
wszystkimi  elementami,
nie ma problemu. Jeśli jed−
nak  chcesz  pozostawić  po
jednym  lub  po  dwa  ele−
menty  z każdej  grupy,
masz kłopot: trzeba skaso−
wać setki nazw. Możesz to
zrobić w środkowym okie−
nku  Group,  klikając  przy−
cisk  Delete,  zaznaczony
czerwono  na  rysunku  25.
Zarezerwuj  sobie  na  to

sporo czasu.

Ja zrobi−

łem inaczej.

Skopiowałem
naszą  kopię
BJT.lib do po−
staci  pliku  te−
k s t o w e g o .
W tym  celu

po poleceniu F − Y (File, Save Copy as) ko−
niecznie  należy  zmienić  format  z binary  na
ascii,  jak  pokazuje  rysunek  26,  by  uzyskać
plik  tekstowy,  który  za  chwilę  zmienimy  za
pomocą Notatnika Windows lub jakiegokol−
wiek  podobnego  edytora.  Aby  uzyskać  od−
dzielny  plik,  wyeksportujemy  go  poza  pro−
jekt poleceniem Export, klikając „prawą my−
szą”  na  pliku  Copy  of  BJT.LIB  według  ry−
sunku  27.  Ja  wyeksportowaną  bibliotekę
umieściłem  po
prostu  na  dysku
C (C:\Copy  of
BJT.LIB).

wysłaniu jej do
Notatnika

od−

szukałem  frag−
ment  biblioteki
definiujący  ele−
menty

grupy

NPN, pokazany
z lewej strony

rysunku 28. Z 449 elementów tej grupy po−
zostawiłem  tylko  dwa  (BC548B i NPN),
więc musiałem też zmienić linię określającą
liczebność  grupy  z 449  na  2.  Treść  po  mo−
dyfikacji  pokazana  jest  z prawej  strony  ry−
sunku 28. Po zapisaniu zmian w pliku trze−
ba najpierw usunąć z projektu pierwotną ko−
pię  i w to  miejsce  zaimportować  plik  zmo−
dyfikowany właśnie w Notatniku. W Prote−
lu  trzeba  kliknąć  folder  Documents,  a na−
stępnie w dużym oknie kliknąć „prawą my−
szą”  i wybrać  polecenie  Import,  jak  zazna−
czyłem czerwoną obwódką na rysunku 29.
Teraz po otwarciu zmodyfikowanej bibliote−
ki i kliknięciu zakładki Browse można sko−
piować  nowy  tranzystor  NPN  do  naszej
podręcznej    biblioteki  MojaBiblioteka.lib.
To tuż umiesz robić. Po tej operacji moja za−
wierała  elementy  pokazane  na  rysunku  30
(wcześniej usunąłem „pusty” Component_1,
a z pewnych  względów  chwilowo  pozosta−
wiłem dwa identyczne elementy o nazwach
CAP_2 i EL).

Analogicz−

nie, według wła−
snego  uznania
przerób  tranzy−
stor  PNP oraz
„darlingtony”
NPN1  i PNP1.
Pozostałe  grupy
(PNP2,  PNP3,
NPN2,

NPN3,

BFS17, D45H8),
mniej popularne, na razie mo−
żesz sobie spokojnie odpu−
ścić. W projekcie MojaBiblio−
teka.ddb na naszej stronie in−
ternetowej znajdziesz kilka
tak przerobionych elementów.

Do następnego spotkania!

Piotr Górecki

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

Czerwiec 2002

Rys. 24

Rys. 25

Rys. 26

Rys. 27

Rys. 28

Rys. 29

Rys. 30

Jak oni to zrobili?

Na  poprzedniej  wyprawie  wykonaliśmy  przerzut−
nik  Schmitta  z  dwóch  inwerterów  (bramek)
i  dwóch  rezystorów.  Teraz  w  ćwiczeniach  wyko−
rzystujemy  gotowe  bramki  z  wejściem  Schmitta
(4093, 40106). Znajomość ich budowy wewnętrz−
nej nie jest dla Ciebie ważna. Zapamiętaj tylko, że
nie są to dwie „zwykłe” bramki plus dwa rezysto−
ry. Histerezę (i dodatnie sprzężenie zwrotne) reali−
zuje się w inny sposób.

Niektóre bardziej złożone układy CMOS też

mają niektóre wejścia wyposażone w obwody rea−
lizujące histerezę. Przykładem może być używany
w tej wyprawie układ 4538, gdzie wejście wyzwa−
lające Ama obwód histerezy. Za pomocą tego wej−

ścia można wyzwalać uniwibrator przebiegami o
dowolnie łagodnych zboczach.

Co to znaczy „jak najszybciej”?

Bramki i w ogóle wszelkie układy cyfrowe są ele−
mentami bardzo szybkimi, ale ich szybkość też jest
ograniczona. Gdyby na wejściu bramki wystąpiła
nieskończenie szybka zmiana stanu, zmiana na
wyjściu pojawi się z pewnym niewielkim opóźnie−
niem. Poza tym napięcie na wyjściu nie może zmie−
niać się nieskończenie szybko. Przebieg wyjściowy
ma więc zbocza o ograniczonej stromości. Ilustruje
to rysunek A, pokazujący idealny przebieg na wej−
ściu (zielony) i nieco opóźniony wyjściu odwraca−
jacej bramki (fioletowy). Czas, w którym napięcie

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

Czerwiec 2002

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

TECHNIKALIA

Napięcia progowe
wejścia „ze szmitem”

W przypadku wejścia „ze szmitem” sprawa
napięć progowych jest bardziej złożona. Jeśli
napięcie wejściowe inwertera z wejściem
Schmitta z kostki 40106 przy napięciu zasila−
nia 15V rośnie, charakterystyka wygląda jak na
rysunku V. Wygląda na to, że napięcie progo−
we wynosi 8,5V, a charakterystyka jest piono−

wa,  co  świadczy  o  bardzo  dużym  wzmocnie−
niu. Jeśli jednak napięcie wejściowe zmniejsza
się,  charakterystyka  przebiega  nieco  inaczej,
jak na rysunku VI i napięcie progowe wynosi
6,5V.  Rysunek  VII  pokazuje  kompletną  cha−
rakterystykę przejściową. Niewątpliwie mamy
tu dwa progi przełączania: dolny i górny. Rysu−
nek VIII pokazuje, jak taki inwerter reaguje na
wolnozmienny i na „zaśmiecony” sygnał wej−
ściowy. Jak widać, jeśli tylko zakłócenia nie są
zbyt  duże,  mniejsze  niż  wielkość  histerezy,
wejście  Schmitta  dosłownie  czyści  sygnał  ze
„śmieci”. Sygnał wolnozmienny jest zamienia−
ny na prostokątny o bardzo ostrych zboczach.
I to są najważniejsze zalety takich wejść.

Generatory sterowane z bramkami NA−
ND  z  kostki  4093  są  wykorzystywane
bardzo często, o ile tylko nie jest wyma−
gana dobra stałość częstotliwości. Chęt−
nie  wykorzystywane  są  też  układy  z
dwoma  generatorami,  z  których  jeden
steruje pracą drugiego. Rysunek 8 poka−
zuje schemat i przebiegi. Oczywiście w
spoczynku  układ  w  ogóle  nie  pobiera
prądu.  Konieczna  jest  tu  dodatkowa
bramka  pośrednicząca  U1B  (inwerter).
Układ uproszczony według rysunku 8c
jest błędny. Czy wiesz, dlaczego?

Jeśli nie, zbuduj taki układ i zbadaj je−

go zachowanie.

Czasem, bardzo rzadko, wykorzysty−

wany  jest  układ  według  rysunku  9.  Nie
polecam  go,  ma  istotną  wadę  –  w  stanie
spoczynku  na  wyjściu  B  występuje  stan
niski, natomiast później, w czasie pracy w
przerwach między impulsami pojawia się tam
stan  wysoki,  co  w  niektórych  przypadkach
spowoduje błędną pracę następnych stopni.

Ośla łączka

113

Napięcie wejściowe [V]

Napięcie wyjściowe [V]

Rys. V

czas

(nanosekundy)

czas

(nanosekundy)

czas

(nanosekundy)

czas

(nanosekundy)

PHL

PLH

10ns

100ns

10% U

zas

10% U

zas

50% U

zas

50% U

zas

100% U

zas

100% U

zas

90% U

zas

90% U

zas

U1A

U1B

U1C

U1D

Rys. 8

Napięcie wejściowe [V]

Napięcie wyjściowe [V]

Rys. VI

Rys. A

Ćwiczenie 4

o−a

ulla

r a

alla

−

12V

+12V

100

10 F

1 F

470nF

piezo

z gen.

12V

piezo

z gen.

12V

470

2,2k

40106

+12V

Nieco inny przykład wykorzystania bufo−
rów masz na rysunku 12. Pracują tu trzy
generatory i trzy bufory, sterujące w niety−

powy sposób pracą sześciu diod LED, a
całość jest zasilana z baterii 9V. Diody po−
winny być ustawione w jednym rządku,

wyjściowe rośnie z 10% do 90% końcowej warto−
ści nazywany czasem narastania (ang. rise time)i
oznaczamy t

. Czas, w którym napięcie wyjściowe

opada z 90% do 10% nazywamy czasem opadania
(ang. fall time) i oznaczamy t

. Przebieg wyjścio−

wy jest „odwrócony” i opóźniony względem wej−
ściowego. To opóźnienie, mierzone na poziomie
50% napięcia zasilania, nazywany czasem propa−
gacji i oznaczamy t

PHL

oraz T

PLH

. Zwróć uwagę, że

są to czasy rzędu nanosekund. W układach CMOS
czym wyższe napięcie zasilające, tym krótsze są te
czasy.

W układach „czysto cyfrowych” bardzo rzadko

zwracamy uwagę na stromość zboczy. Nie mamy
zresztą na to wpływu. Może uważasz, że czasy rzę−

du kilkunastu czy kilkudziesięciu nanosekund (mi−
liardowych części sekundy) są pomijalnie małe. Jak
więc przyjmiesz wiadomość, że układy rodziny
CMOS4000 słusznie uważane są za.... najwolniejsze
ze wszystkich współczesnych układów cyfrowych?

Tak jest, ale niech Ci to nie przeszkadza. Układy

CMOS  rodziny  4000  śmiało  mogą  pracować  przy
częstotliwościach sygnałów do 1MHz (milion drgań
na sekundę). W zasadzie mogłyby pracować przy je−
szcze  większych  częstotliwościach,  ale  ze  względu
na rosnący pobór prądu warto wtedy wykorzystać in−
ne,  szybsze  i  nowocześniejsze  rodziny  układów
cyfrowych, na przykład 74HCXX oraz 74HCTXX
czy  jeszcze  szybsze  74ACXX  i  74ACTXX,  które
też są układami CMOS, ale należą do rodziny wy−

wodzącej się z serii TTL 74XX. Są też jeszcze now−
sze rodziny. Ale to już historia z zupełnie innej bajki.

W zależności od okoliczności...

Szybkość  wszelkich  układów  CMOS  zależy  od  na−
pięcia  zasilającego  –  czym  wyższe  napięcie,  tym
szybciej  zmieniają  się  stany  na  wyjściach.  Tabela
poniżej,  zawiera  informacje  o  czasach  propagacji,

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

Czerwiec 2002

ELEMENT

arz

LEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

TECHNIKALIA

Czyszczenie sygnałów

Początkujący  elektronicy  nie  doceniają  pro−
blemu  zbyt  małej  szybkości  zmian  napięcia
na  wejściach.  W rezultacie  pojawiają  się
trudne  do  wykrycia  błędy  w  działaniu  ich
układów. Tymczasem trzeba brać pod uwagę,
że  w  niektórych  przypadkach  napięcia  na
wejściach będą się zmieniać wyjątkowo wol−
no.  Na  poprzedniej  wyprawie  przy  analizie
podstawowych właściwości bramek zupełnie
pominęliśmy tę sprawę i rozważaliśmy stany
ustalone.  Tymczasem  napięcia  na  wejściach
w niektórych zastosowaniach będą zmieniać
się  bardzo  powoli,  a  do    tego  wystąpią  tam
przebiegi zakłócające.

Problem w tym, iż każda bramka tak na−

prawdę jest wzmacniaczem o dużym wzmoc−
nieniu  i  na  dodatek  bardzo  szybkim.  Ten
wzmacniacz  normalnie  pracuje  w  jednym
z dwóch stanów nasycenia, czyli w „czystych”
stanach  logicznych.  Wtedy  praktycznie  nie
pobiera  prądu  i  nie  ma  z  nią  kłopotów.  Nie−
trudno się jednak domyślić, że w „okolicach”

Generatory bramkowane możesz też

zrealizować z pomocą inwerterów i diod
według rysunku 10. Mogą być urucha−
miane poziomem wysokim (10a) lub ni−
skim  (10b),  zależnie  od  kierunku  włą−
czenia diody. Drobną wadą jest fakt, że
w  spoczynku  pobierają  niewielki  prąd,
płynący  przez  diodę  i  rezystor.  Czym
większa wartość rezystora, tym mniejszy
ten prąd spoczynkowy.

Rysunek 11 pokazuje schemat zaa−

wansowanego symulatora alarmu samo−

chodowego. Jeśli masz brzęczyk
piezo  z  generatorem  i  diodę
dwukolorową z poprzednich wy−
praw,  wykonaj  taki  symulator.
Układ  nie  tylko  zmienia  kolor
świecenia  dwukolorowej  diody
LED,  ale  też  wydaje  w  odstę−
pach  kilkunastosekun−
dowych  krótkie  piski
świadczące, że „alarm”
czuwa.

Fotografia 3 poka−

zuje model zbudowany
na płytce stykowej.

Korzystając ze
zdobytych  in−
formacji  mo−
żesz  zmodyfi−
kować  układ
połączeń

uzyskać  do−
wolny,  odpo−
wiadający  Ci
efekt.  Zachę−
cam  do  eksperymentów.  Po  uzyskaniu
odpowiadającego  Ci  działania  możesz
zmontować taki układ na płytce uniwer−
salnej albo nawet jako solidny „pająk” i
wykorzystać  w  samochodzie.  Wtedy  ze
względu  na  wilgoć  musisz  go  starannie
zaizolować,  na  przykład  zalać  siliko−
nem.

114

Ośla łączka

Napięcie wejściowe

Napięcie wyjściowe

czas

Rys. VIII

Czas propagacji

4011

typ.

max

125ns

250ns

10V

50ns

100ns

15V

40ns

80ns

R − 4,7k ...10M

C − 1nF...1000 F

Rys. 10

Rys. 11

Rys. 9

Ćwiczenie 5

Patchwork, czyli

(widmowa) makatka

Napięcie wejściowe [V]

Napięcie wyjściowe [V]

Rys. VII

Ośla łączka

115

narastania i opadania bramek układu CMOS 4011
przy różnych wartościach napięcia zasilającego.

Związane jest to z wydajnością prądową wyjść

(rezystancjami  wyjściowymi).  Na  wyprawie  A05
sprawdziliśmy,  że  rezystancja  wyjściowa  bramki,
a tym samym maksymalny prąd wyjściowy zależą
także od napięcia zasilającego. Wartość rezystancji
wyjściowej  przy  napięciach  zasilających  3...5V
wynosi kilkaset omów do nawet dwóch kiloomów.
Przy napięciach zasilających 15...18V spada nawet
do  50  omów.  Tym  samym  pojemności  struktur
i  pojemności  montażowe  są  szybciej  przeładowy−
wane, stąd wzrost szybkości. Nie będziemy wgłę−
biać się w szczegóły, na przykład w sprawy obcią−
żenia pojemnościowego wyjść. To, co jest najważ−
niejsze dla praktyka już wiesz, a na razie nie jest Ci
potrzebna  szersza  wiedza  dotyczący  szybkości
układów.

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

Czerwiec 2002

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

TECHNIKALIA

progu  przełączania  zachowuje  się  jak  naj−
prawdziwszy  liniowy  wzmacniacz  o dużym
wzmocnieniu  –  patrz  rysunek  I.  Chętnie
wzmacnia  wtedy  wszelkie  „elektroniczne
śmieci” – w tym wszechobecne szumy i za−
kłócenia.  Przekonaliśmy  się  o tym  na  po−
przedniej wyprawie. Przy powolnej zmianie
napięcia  w „okolicach”  progu  przełączania
pod  wpływem  nawet  bardzo  niewielkich
„śmieci”,  na  przykład  przydźwięku  sieci
i zakłóceń  radiowych,  wyjście  zwykłej
bramki nie zostanie jednoznacznie i natych−
miastowo  przełączone  z jednego  stanu  do
drugiego,  tylko  mogą  się  pojawić  i często
pojawiają się drgania.

Trzeba też pamiętać, że wzmacniacze

o dużym  wzmocnieniu  często  wykazują
chęć do samowzbudzenia, czyli stają się ge−
neratorami.  Podobnie  może  być  ze  „zwy−
kłą” bramką – gdy na wejściu pojawi się na−
pięcie  bliskie  napięciu  progowemu,  to  na−
wet  przy  braku  jakichkolwiek  przychodzą−
cych  z zewnątrz  „śmieci”,  ze  względu  na
pasożytnicze  pojemności  montażowe,  in−
dukcyjności  i rezystancje  ścieżek,  na  wyj−
ściu  samorzutnie  mogą  pojawić  się  drgania
o wysokiej częstotliwości.

Lojalnie przyznaję, że takie szkodliwe

zjawiska nie zawsze dają o sobie znać. Zale−
ży  to  między  innymi  od  właściwości  obwo−
dów zasilania, zwłaszcza obecności konden−
satorów  odsprzęgających.  Niestety,  trzeba
brać pod uwagę najgorszy przypadek, że ta−
kie  drgania  zakłócą,  a nawet  uniemożliwią
pracę układu.

Dlatego, nie zważając na poglądy wielu

amatorów, nie dbających o takie „drobiazgi”,
nigdy nie podawaj przebiegów wolnozmien−
nych na wejścia „zwykłych” układów cyfro−
wych. Aby pozbyć się wszelkich śmieci i za−
pobiec  powstawaniu  drgań  w.cz.,  stosuj
bramki  z histerezą  z obwodem  RC  na  wej−
ściu. Typowe przykłady omawialiśmy w ćwi−
czeniu 2. Zapamiętaj raz na zawsze, że bram−
ki  z wejściami  Schmitta  służą  nie  tylko  do
budowy prostych (i niezbyt doskonałych) ge−
neratorów,  ale  przede  wszystkim  pozwalają
„wyczyścić”  sygnały  podawane  do  układu
z zewnątrz.

a  ich  kolory  nie  są  istotne.
Gdy  model  jest  nieruchomy,
nie widać nic szczególnego –
świecą  wszystkie  diody.  Po−
machaj  jednak  nim  energicz−
nie w ciemności, a przekonasz
się, dlaczego w tytule jest sło−
wo makatka. Nie muszę chy−
ba  dodawać,  że  „długość  pa−
sków”  możesz  zmieniać  w
szerokim  zakresie  zmieniając
wartości  rezystorów  R7...R9
w zakresie 47k

Ω

...1M

Ω

Widok w ciemności jest

naprawdę fantastyczny i war−
to wypróbować ten atrakcyj−
ny  efekt  świetlny.  Na  foto−
grafii  pokazany  jest  model
próbny  na  płytce  stykowej.
W ciemności  diody  będą
znakomicie widoczne nawet
gdybyś  znacznie  zwiększył
wartość rezystorów R1...R6.
W ramach  eksperymentów,
przy

napięciu

zasilania

9V możesz  zmniejszyć  war−
tość  tych  rezystorów  i prze−
konać  się,  przy  jakiej  ich
wartości  diody  nie  są  całko−
wicie wygaszane.

Jeśli podoba Ci się nasza

makatka,  możesz  zbudować
wersję  Jumbo  z  dwunastoma,
czy osiemnastoma różnokolo−
rowymi diodami sterowanymi
przez  kilka  generatorów,  nie−
zależnych lub sprzężonych jak
choćby  na  rysunkach  8a,  10,
11.  Możesz  też  wykorzystać
diody  dwukolorowe.  W ra−
mach  ćwiczeń  samodzielnie  zaprojektuj
układ z bramkowanymi generatorami, co
da specyficzny wzór makatki. Diody LED
powinny  być  ustawione  jedna  obok  dru−
giej, w jednej linii. W takim wypadku ko−

niecznie użyj baterii alkalicznej, która
może być obciążona większym prądem.

Zbuduj też układ według rysunku 13a.

Wprost do wyjścia generatora dołącz na
razie  tylko  brzęczyk  piezo.  Jego  terkot
świadczy,  że  generator  z  bramką
Schmitta pracuje prawidłowo. Gdy zbyt
silnie  obciążysz  wyjście  generatora,
przestanie  on  pracować.  Jeśli  na  przy−
kład  do  wyjścia  generatora  dołączysz
„na  żywca”  diodę  LED  według  rysun−
ku  13b,  generator  na  pewno  przestanie
pracować.  Jeśli  w  szereg  z  diodą  włą−
czysz  rezystor  według  rysunku  13c,
działanie układu będzie zależeć od war−

tości  tego  rezystora  i  od
wielkości napięcia zasila−
nia. Sprawdź, przy jakich
wartościach  rezystancji
Rx układ jeszcze pracuje.
Sprawdź  to  przy  różnych
wartościach  napięcia  za−
silania. Czy częstotliwość
zależy  od  wartości  Rx?

100n

−

+9V

100

+9V

40106

VDD

VSS

−

12V

VDD

VSS

n.14

n.7

membrana

PCA−100

membrana

PCA−100

VDD

Rys. 12

Rys. 13

Rys. 14

116

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

Czerwiec 2002

Możesz przeprowadzić takie testy przy
różnych napięciach zasilania.

Wnioski są oczywiste: nigdy nie dołą−

czaj znacznego obciążenia wprost do
wyjścia generatora. W ostateczności do−
bierz wartość rezystora ograniczającego
Rx, stosownie do napięcia zasilania. Je−

śli  to  możliwe,  stosuj  bufory  w  postaci
bramek lub inwerterów, jak robiliśmy to
w  poprzednich  układach.  Oczywiście
kluczowym  czynnikiem  jest  tu  wydaj−
ność prądowa wyjścia, inaczej mówiąc −
rezystancja wyjściowa bramki, która jak
wiesz,  silnie  zależy  od  napięcia  zasila−

nia. Jak pokazuje rysunek 14, rezystan−
cja wyjściowa bramki Rw tworzy z ze−
wnętrzną rezystancją obciążenia R

dzielnik napięcia, przez co napięcia na
wyjściu nie są już „czystymi” stanami
logicznymi. Pamiętaj o tym i nie obcią−
żaj wyjść generatorów.

Są osoby, które z różnych powodów ma−
ją duże kłopoty z porannym wstawaniem
z  łóżka.  Niektórzy  po  prostu  nie  słyszą
budzika. Dawniej, gdy królowały zegary
mechaniczne, niektórzy mieli głośne bu−
dziki  z  dwiema  metalowymi  czaszami
i  dodatkowo  dla  zwiększenia  głośności
stawiali  je  na  noc  na  talerzu  lub  misce.
Gorzej  z  budzikami  kwarcowymi.  Sy−
gnały  elektronicznych  brzęczyków  we
współczesnych  budzikach  niewątpliwie
do najgłośniejszych nie należą.

Jeśli Ty, lub ktoś z bliskich ma kłopo−

ty z usłyszeniem budzika, spróbuj wyko−
nać rewelacyjny układ „turbodopalacza”
według  rysunku  15.  Nawet  jeżeli  nie
masz kłopotów z budzeniem się, wyko−
naj  ten  interesujący  układ.  Znajdzie  on
inne  ciekawe  zastosowania.  Zauważ,  że
taki  turbodopalacz  nie  wymaga  żadnej
ingerencji  we  wnętrze  budzika.  Zasada
działania  jest  w  sumie  łatwe  do  zrozu−
mienia.  Układ  scalony  U1  jest  zasilany
przez  cały  czas,  natomiast  U2  pracuje
tylko  wtedy,  gdy  przewodzi  tranzystor
T3.  Membrana  piezo  Y1  (PCA−100)  w
spoczynku  pełni  rolę  mikrofonu.  Tran−
zystor  T1  jest  polaryzowany  przez  ob−
wód D1, R1 i przewodzi, ale ze względu
na ogromne wartości rezystorów R1, R5
pobór prądu jest znikomy, rzędu 1,7...1,8
mikroampera. Spadek napięcia na R4 jest
mały i T2 nie przewodzi. Duża rezystan−
cja wejściowa T1 i duża wartość R2 za−
pewniają potrzebną czułość. Gdy pojawi
się  dźwięk  o  odpowiedniej  głośności,
przetwornik Y1 zamieni go na zmienny
sygnał elektryczny (w przybliżeniu sinu−
soidalny).  Szczyty  tego  przebiegu
zmiennego będą na króciutki czas otwie−
rać  tranzystor  T1,  a  także  T2.  Naładują

one    kondensator  C1  i  rozpoczną  cykl
pracy.  Obwód  opóźniający  R7C3  gwa−
rantuje  między  innymi,  że  krótki  przy−
padkowy sygnał dźwiękowy nie wywoła
reakcji  urządzenia.  Dopiero  dłuższy  sy−
gnał z budzika poda na generator U2 za−
silanie  przez  tranzystor  T3  i  membrana
stanie  się  źródłem  bardzo  głośnego
dźwięku  na  czas  wyznaczony  przez
R8C4.

Co bardzo ważne, układ w spoczynku

prawie nie pobiera prądu (poniżej 2

przy 9V zasilania), nie wymaga więc
żadnego wyłącznika i cały czas jest go−
towy do pracy. Po umieszczeniu go wraz
z 9−woltową baterią w jakiejś obudowie
jak najbardziej nadaje się do praktyczne−
go wykorzystania. Tak wykonany turbo−
dopalacz powinien być umieszczony jak
najbliżej budzika. Przetwornik Y1 nie
powinien być oddalony więcej niż o 5cm
od budzika.

Fotografia 5 pokazuje model zmonto−

wany prowizorycznie na płytce stykowej.
Natomiast  fotografia  6 pokazuje  model
zbudowany  na  płytce  drukowanej.  Pro−
jekt płytki znajdziesz na rysunku 16 oraz
na wkładce w środku numeru. Układ ten
został  też  bliżej  opisany  w  artykule  na
stronie 54 niniejszego wydania EdW.

Piotr Górecki

Ciąg dalszy w kolejnym numerze EdW.

Ćwiczenie 6

Turbodopalacz do budzika

(dla śpiochów)

R14

U1C

U1B

U1A

U2B

U2A

U2D

U2C

U2 4049

U1 40106

U2F

U2E

10M

R2 1M

10k...22k

4,7M

330k...470k

R7 1M

10k

R10

R11

100k

R12

100k

R13

470k

470n

100n

10u

100u

10...100u

LED G

1N4148

PCA100

100k

czas

alarmu

opóźnienia

100n

U1D

U1E

U1F

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

Czerwiec 2002

Do czego to służy?

Jak sama nazwa wskazuje, układ służy do sy−
gnalizacji przepalonego bezpiecznika w in−
stalacji domowego urządzenia.

Czasem zdarzają się sytuacje, że urządze−

nie nagle milknie, choć na pierwszy rzut oka
wszystko jest w porządku. Zamiast nim szar−
pać,  rzucać  i „rozbebeszać”  −  należy  spraw−
dzić bezpieczniki. Czasem jest to trudne, po−
nieważ  nie  zawsze  gniazdo  bezpiecznikowe
jest  na  zewnątrz  obudowy.  Najlepszym  spo−
sobem na sprawdzenie takiego bezpiecznika
jest  włączenie  równolegle  np.  diody  LED
i rezystora.  W urządzeniach  o wysokim
współczynniku  bezpieczeństwa,  takie  roz−
wiązanie  mogłoby  bardziej  zaszkodzić  niż
pomóc. Dlaczego?

Jak wiadomo przez diodę LED przepływa

prąd  rzędu  20mA,  aby  świeciła  (a nie  tylko
przewodziła  prąd).  W wypadku  zwarcia  (przy
elementach  indukcyjnych  np.  transformatora)
napięcie  jakie  powstaje  na  przepalającym  się
bezpieczniku może być kilkadziesiąt razy więk−
sze od zasilającego. Taki skok napięcia może
łatwo  przebić  delikatną  strukturę  diody  LED,

która zamiast zasygnalizować przerwę w ob−
wodzie, będzie przewodziła prąd dalej (za−
chowa się jak kawałek przewodu).

Jak to działa?

Na rysunku 1 przedstawiony został schemat
ideowy. Układ odporny jest na skoki napięć.
Elementem kontrolującym stan bezpiecznika
(sprawny/przepalony) jest transoptor, które−
go odporność na przebicie wynosi około
2,5kV.

Działanie układu jest dość proste. Dioda

LED  D2  jest  zasilana  bezpośrednio  z sieci.
Dioda  wewnętrzna  transoptora  zasilana  jest
za bezpiecznikiem. Przepalenie bezpiecznika
spowoduje  zgaszenie  diody  wewnętrznej
transoptora.  Tranzystor  T1  pełni  rolę  inwer−
tera  napięcia  sterującego  sygnalizatorem
(dioda LED).

Gdy optotranzysor jest w stanie przewo−

dzenia (bezpiecznik sprawny) dioda LED nie
świeci. Przepalenie bezpiecznika, a więc zga−
szenie diody wewnętrznej transoptora, wy−
steruje tranzystor T1 i dioda sygnalizacyjna
D2 zaświeci.

Dioda Zenera D3 zabezpiecza elementy

sygnalizatora przed nadmiernym wzrostem

napięcia.  Dioda  ta  powinna  być  na  napięcie
od  5  do  16V.  Ponieważ  ta  część  układu  jest
nie obciążona, to LED D2 do czasu przepale−
nia bezpiecznika − nie świeci. Po drugiej stro−
nie  układu  nie  trzeba  stosować  takiego  za−
bezpieczenia,  ponieważ  układ  jest  cały  czas
obciążony diodą z transoptora.

Pobór prądu przez układ nie jest większy

niż 6mA, a więc rezystory ogranicznika mo−
gą mieć obciążalność 0,125W.

Montaż i uruchomienie

Układ montujemy na płytce drukowanej zgo−
dnie z rysunkiem 2.

Pod  transoptor  najlepiej  jest  wlutować  pod−
stawkę. Następnie na płytce montujemy dio−
dy  prostownicze  D1  i D5,  rezystory  i inne
większe  elementy.  Połączenie  z bezpieczni−
kiem należy wykonać w taki sam sposób jak
połączenie bocznika w amperomierzu. Zapo−
biegnie to przypadkowej przerwie obwodów
zasilających urządzenie.

Paweł Korejwo

UWAGA!
W układzie występują napięcia szkodliwe
dla zdrowia i życia, montować przy odłą−
czonym napięciu i rozładowanych kon−
densatorach sieciowych.

źź

30k 0,5W

180R

820R

4,7k

820R

330R

2,2k

22u/

25V

22u/

25V

22u/

25V

1N4001

9V1

OP1

CNY17

Bezpiecznik w urządzeniu

BC557

220VAC

Obciążenie

Rys. 1 Schemat ideowy

Rys. 2 Schemat montażowy

Wykaz elementów

Rezystory

R11,,R

R66 .. ..3300kk

Ω

11W

W lluubb 00,,55W

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..882200

Ω

R33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..333300

Ω

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22kk

Ω

R55,,R

R77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..882200

Ω

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..118800

Ω

Kondensatory

C11,,C

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222

µµ

Półprzewodniki

D11,,D

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

N44000011

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

D cczzeerrw

woonnaa

D33 .. .. .. .. .. ..ddiiooddaa ZZeenneerraa 99V

V11

P11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..C

Y1177

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

C555577

Do czego to służy?

Kable w systemach alarmowych czy w syste−
mach przesyłania informacji zazwyczaj cha−
rakteryzują się dużą liczbą przewodów. Zre−
guły przewody te muszą być połączone
w określony sposób, dlatego niekiedy dużym
utrudnieniem jest poprawna identyfikacja od−
powiedniego przewodu. Problem jest jeszcze
bardziej poważny, gdy końce przewodów są
od siebie w znacznej odległości i jednakowe−
go koloru. Proponowane rozwiązanie „Teste−
ra kabli” rozwiąże ten, niekiedy, czasochłon−
ny problem.

Tester składa się z nadajnika kodu oraz

odbiornika tego kodu. Nadajnik nadaje jedno−

cześnie  dwanaście  kodów,  które  odbiornik
identyfikuje  na  7−segmentowym  wyświetla−
czu LED. Odbiornik dodatkowo wyposażony
został w akustyczny tester ciągłości, który mo−
że  pomóc  w poszukiwaniu  zwarć  lub  przerw
np.  w uszkodzonym  przewodzie.  Nadajnik
(i odbiornik)  zawiera  prosty  wskaźnik  wyła−
dowania baterii zrealizowany na specjalnie do
tego celu przeznaczonym scalaku.

Jak to działa?

Schemat  ideowy  nadajnika  testera  znajduje
się na rysunku 1. Na mikrokontroler realizu−
jący  zadania  nadajnika  jak  i odbiornika  wy−
brano  tani  MC68HC705J1A,  który  w obu

układach  taktowany  jest  z częstotliwością
4MHz. Na schemacie nadajnika wyjścia PB0
– PB5 oraz PA0, PA1, PA3 – PA7 procesora
sterują  buforami  U2,  U3,  które  zwiększają
niewielką wydajność prądową linii procesora.
Bufory te zapewnią wystarczający prąd stero−
wania  nawet  przy  długich  kablach.  Na  wyj−
ściach dwunastu buforów jednocześnie poja−
wia  się  nadawany  kod,  przy  czym  trzynasty
przewód jest masą dla odbiornika. U5 stabili−
zuje  napięcie  zasilające  na  poziomie  5V,
przy  czym  układ  wykrywania  wyładowania
baterii U4 zasilany jest bezpośrednio z baterii.

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

Czerwiec 2002

U2E

4049

U2D
4049

U2C
4049

U2B
4049

U3B
4049

U3D
4049

U3A
4049

U2A
4049

U3C
4049

U4
ICL8212

MC68HC705J1A

Vin

GND

Vout

U5
78L05

27p

X1 4MHz

R5 120k

22k

R1 510

750k

LED

100n

47u

R3(*) 10M

100u

100n

BT1

ON/OFF

C3
4,7u

U3E
4049

HEADER 13

U3F
4049

U2F
4049

OSC1

OSC2

PB5
PB4
PB3
PB2
PB1
PB0

Vdd

Vss

RESET

IRQ/Vpp

PA7

PA0

PA1

PA2
PA3
PA4
PA5
PA6

HYST

THR

OUT

V+

GND

Rys. 1 Schemat nadajnika

Jako  układ  wykrywający  zbyt  małe  napięcie
baterii  zastosowano  ICL8212,  którego  wyj−
ście przy zbyt małym napięciu przyjmuje stan
wysoki.  Alternatywnie  można  zastosować
ICL8211, którego wyjście przyjmuje stan od−
wrotny  do  wyjścia  ICL8212.  Jeżeli  napięcie
na wejściu 3 układu U4 spadnie poniżej war−
tości 1,15V stan wyjścia 4 zmienia się na wy−
soki. Dzielnik R4, R5 został tak dobrany, by
na  wyjściu  4  stan  wysoki  pojawiał  się  przy
napięciu baterii ok. 8V, co świadczy o jej wy−
ładowaniu. Rezystor R3 wprowadza niewiel−
ką  histerezę.  Ponieważ  wyjście  4  jest  typu
otwarty kolektor, rezystor R2 podciąga go do
dodatniego  bieguna  zasilania.  Pracę  nadajni−
ka sygnalizuje dioda D1. Realizuje ona także
funkcję wskaźnika wyładowania baterii. Jeże−
li bateria jest dobra, dioda miga szybko nato−
miast jeżeli jest rozładowana miga wolno. Re−
zystor R1 ogranicza prąd tej diody, natomiast
kondensatory C4 − C7 filtrują napięcie zasila−
jące nadajnik. Kondensator C3 zeruje proce−
sor przy włączaniu napięcia zasilania. Na ry−
sunku 2 przedstawione zostały przebiegi ko−
dów  jakie  pojawiają  się  na  czterech  wybra−
nych liniach nadajnika. Są to linie oznaczone
jako  „1”,  „2”,  „B”,  oraz  „C”.  Główną  pracą
jaką  zajmuje  się  nadajnik  jest  ciągłe  realizo−
wanie  nadawania  kodów  na  12  liniach  wyj−

ściowych.  Cały  pojedynczy  transmitowany
kod  zajmuje  ok.  32ms,  przy  czym  odbiornik
reaguje na niskie stany transmitowanego ko−
du.  Pierwszy  impuls  jest  impulsem  startu,
który jednocześnie informuje odbiornik o po−
czątku  nadawanego  kodu.  Następna  liczba
impulsów wskazuje na numer wyjścia jaki bę−
dzie pojawiał się na wyświetlaczu odbiornika.
I tak dla wyjścia „1” jest to jeden impuls, na−
tomiast dla wyjścia „B” jest transmitowanych
11 impulsów. Ostatni impuls, który trwa 4ms,
jest  znacznikiem  końca  transmisji  kodu.  Na
jego podstawie odbiornik wie, że zakończona
została transmisja kodu. Jak widać każdy im−
puls trwa 1ms. Na rysunku 3 przedstawiony
został  schemat  ideowy  układu  odbiornika.
Funkcje jakie realizują układy U2 oraz U3 są
takie samie jak w przypadku układu nadajni−
ka, przy czym praca odbiornika sygnalizowa−
na jest kropką wyświetlacza W1. I tak, jak dla
nadajnika, miganie wolnej kropki wyświetla−
cza  wskazuje  na  rozładowaną  baterię.  Przy
zastosowaniu detektora ICL8211 sygnalizacja
będzie  odwrotna.  Wyjścia  procesora  PA0−
PA7  bezpośrednio  sterują  wyświetlaczem
W1, przy czym rezystory R1− R8 ograniczają
prąd  segmentów  tego  wyświetlacza.  Jak
wspomniałem odbiornik dodatkowo wyposa−
żony został w akustyczny sygnalizator ciągło−

ści  obwodu,  sterowany
przez procesor, który steruje
tranzystorem  T1.  Wejściem
sygnału  nadawanego  jest
pin PB0 procesora. Elemen−
ty  R15,  D1,  D2  zabezpie−
czają  to  wejście  przed  za−
kłóceniami oraz przepięcia−
mi.  Rezystor  podciąga  to
wejście  do  plusa  zasilania.
Ponieważ  nadawanych  ko−

dów jest 12, wyświetlacz
pozostałe 3 pokazuje w po−
staci liter „a”, „b” oraz „c”.

Odbiornik  akceptuje  dopiero  nadany  kod  po
jego dwukrotnym poprawnym odebraniu. Tak
więc  odbiornik  wyświetla  numer  nadanego
kodu  dopiero  po  ok.  70ms.  Po  odłączeniu
nadawanego  sygnału  od  odbiornika  wyświe−
tlacz automatycznie zostaje wyłączony po ok.
3 sekundach, co przyczynia się do oszczędno−
ści  baterii.  Jeżeli  wejście  odbiornika  zostaje
zwarte do masy na dłużej niż ok. 100ms włą−
cza się sygnalizator akustyczny, dzięki czemu
odbiornik  może  być  wykorzystany  do  bada−
nia ciągłości obwodów. Kondensatory C4−C7
filtrują  napięcie  zasilające  odbiornik.  Pro−
gram  realizujący  funkcje  nadajnika,  jak
i odbiornika, został napisany w asemblerze.

Montaż i uruchomienie

Nadajnik oraz odbiornik testera należy zmon−
tować na płytkach drukowanych przedstawio−
nych na rysunkach 4 i 5. Montaż należy roz−
począć  od  wlutowania  elementów  najmniej−
szych  kończąc  na  włożeniu  układów  scalo−
nych do podstawek. Na płytce nadajnika, do−
datkowo od strony druku, należy połączyć ze
sobą  punkty  A’  –  A’  oraz  B’  –  B’.  Wyjścia
oznaczone jako 11, 12 od strony druku są wyj−
ściami  „B”,  „C”  nadajnika.  Po  poprawnym
zmontowaniu  nadajnika  jak  i odbiornika,
przed  włożeniem  układów  scalonych  należy
sprawdzić ich napięcie zasilania, które powin−
no  wynosić  5V.  Do  układu  nadajnika  należy
przylutować trzynaście przewodów z których
jeden będzie masą. Odbiornik trzeba wyposa−
żyć w przewód dwużyłowy, którego linie będą
masą oraz wejściem sygnałowym odbiornika.
Przewody najlepiej będzie zakończyć miniatu−
rowymi krokodylkami. Należy pamiętać, aby
krokodylki przewodów masy były innego ko−
loru. Przewody sygnałów wyjściowych należy
ponumerować  zgodnie  z informacją  jaką  bę−
dzie pokazywał wyświetlacz odbiornika. Jeże−
li wyświetlacz po dołączeniu danego kodu do
wejścia  odbiornika  pokaże  np.  „2”  to  kroko−

dylek  ten  należy  ozna−
czyć  taką  właśnie  cyfrą.
Po odłączeniu danej linii
nadajnika  od  odbiornika
wyświetlacz po ok. 3 se−
kundach  powinien  zo−
stać wygaszony.

Do zasilenia testera

należy  użyć  baterii  9V,
przy  czym  może  być
każda  inna  o napięciu
z zakresu 7−12V. Po włą−
czeniu  nadajnika  jak
i odbiornika  powinna
migać dioda oraz kropka
wyświetlacza.  Brak  mi−
gania  diod  może  świad−
czyć o błędzie w monta−
żu  lub  zwarciu.  Aby
sprawdzić  działanie  ob−
wodu  wykrywającego
rozładowanie

baterii

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

Czerwiec 2002

32ms

1ms

4ms

GND

1N4148

R15 10k

R14 22k

R13 10k

BC548

BUZZER

Z1
CON2

1 2

MC68HC705J1A

OSC1

OSC2

PB5
PB4
PB3
PB2
PB1
PB0

Vdd

Vss

RESET

IRQ/Vpp

PA7

PA0

PA1

PA2
PA3
PA4
PA5
PA6

27p

4MHz

C3
4,7u

22k

−R8

U4
ICL8212

Vin

GND

Vout

U5
78L05

R10 120k

R11

750k

100n

47u

R12(*) 10M

100u

100n

BT1

ON/OFF

HYST

THR

OUT

V+

GND

Rys. 2 Przebiegi

Rys. 3 Schemat odbiornika

można użyć zasilacza laboratoryjnego. Zasi−
lenie układu napięciem niższym niż 8V po−
winno spowodować wolniejsze miganie diod.
Przy zastosowaniu innego napięcia zasilania
niż 9V, należy odpowiednio zmienić dzielnik
detektora napięcia. Sprawdzenie testera cią−
głości obwodu polegać będzie na zwarciu li−

nii wejściowej odbiornika z jego masą. Jeże−
li  montaż  jest  poprawny  powinien  odezwać
się sygnalizator akustyczny. Po poprawnym
sprawdzeniu  działania  testera  należy  umie−
ścić  jego  płytki  w obudowach.  Najlepszą
obudową będzie obudowa z pojemnikiem na
baterię  9V.  W obudowie  nadajnika  należy
wywiercić otwór na diodę D1 oraz przełącz−
nik zasilania, natomiast w obudowie odbior−
nika należy oprócz otworu na przełącznik S1
wyciąć  otwór  na  wyświetlacz  LED.  Aby
dźwięk  z generatorka  piezo  był  głośniejszy
można  wywiercić  dodatkowy  otwór  blisko
jego umieszczenia.

Marcin Wiązania

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

Czerwiec 2002

Wykaz elementów

Nadajnik

Rezystory
R

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..551100

Ω

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

Ω

R33((**)) .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100M

Ω

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..775500kk

Ω

R55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..112200kk

Ω

Kondensatory
C

C11,,C

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

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77µµFF//1166V

C44,,C

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

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477µµFF//1166V

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000µµFF//1166V

Półprzewodniki
U

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..M

C6688H

C770055JJ11A

U22,,U

U33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44004499

U44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..IIC

CLL88221122 lluubb IIC

CLL88221111

U55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..7788LL0055
D

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

D zziieelloonnaa 33m

X11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44M

Hzz

Inne
O

Obbuuddoow

waa

S11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..pprrzzeełłąącczznniikk hheebbeellkkoow

wyy

BTT11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..zzłłąącczzkkaa nnaa bbaatteerriięę 99V

Krrookkooddyyllkkii .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11 xx cczzaarrnnyy,, 1122 xx cczzeerrw

woonnyy

Prrzzeew

wóódd ttrrzzyynnaassttoożżyyłłoow

wyy 1100ccm

Odbiornik

Rezystory
R

R11 − R

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

R99,,R

R1144 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222kk

Ω

R1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..112200kk

Ω

R1111 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..775500kk

Ω

R1122((**)) .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100M

Ω

R1133,,R

R1155 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Kondensatory
C

C11,,C

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

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77µµFF//1166V

C44,,C

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

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477µµFF//1166V

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000µµFF//1166V

Półprzewodniki
U

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..M

C6688H

C770055JJ11A

U22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..IIC

CLL88221122 lluubb IIC

CLL88221111

U33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..7788LL0055
D

D11,,D

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

X11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44M

Hzz

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

C554488

W11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..W

Wyyśśw

wiieettllaacczz zzee w

wssppóóllnnąą aannooddąą

Inne
O

Obbuuddoow

waa

Q11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..P

Piieezzoo zz ggeenneerraattoorrkkiieem

S11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..pprrzzeełłąącczznniikk hheebbeellkkoow

wyy

BTT11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..zzłłąącczzkkaa nnaa bbaatteerriięę 99V

Krrookkooddyyllkkii .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11 xx cczzaarrnnyy,, 11 xx cczzeerrw

woonnyy

Prrzzeew

wóódd ddw

wuużżyyłłoow

wyy .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100ccm

Płytki drukowane są dostępne w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT−2620A

Uwaga! Program napisany w asemblerze
można znaleźć na stronie internetowej EdW w dziale FTP.

Rys. 4 i 5 Schematy montażowe

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

Czerwiec 2002

Do czego to służy?

Prezentowany  układ  przeznaczony  jest  dla
osób, które mają kłopoty z usłyszeniem rano
budzika.  Opisana  przystawka  reaguje  na
dźwięk budzika i po około dziesięciu sekun−
dach  dzwonienia  budzika  włącza  dużo  sil−
niejszy  dźwięk,  który  nie  obudzi  tylko  cał−
kiem głuchego. Co bardzo ważne, układ nie
wymaga żadnej ingerencji we wnętrze budzi−
ka, a obsługa jest niezmiernie prosta.

W cyklu Ośla łączka (na stronie 46 tego

wydania  EdW)  zaprezentowano  ten  układ,
ale ramy tego cyklu nie pozwalają na szerszy
opis.  Ponieważ  takie  urządzenie  niewątpli−
wie wzbudzi zainteresowanie wielu Czytelni−
ków,  niniejszy  artykuł  zawiera  dodatkowe
istotne szczegóły, które pozwolą w pełni zro−
zumieć  działanie  i z powodzeniem  zrealizo−
wać przystawkę nadającą się do praktyczne−
go wykorzystania.

Jak to działa?

Schemat  „turbodopalacza”  pokazany  jest  na
rysunku 1. Membrana piezo Y1 (PCA−100)
pełni podwójną rolę. W roli bardzo głośnego
sygnalizatora sterowana jest przez generator
z inwerterami  U2A,  U2C,  pracujący  z czę−
stotliwością około 3,5kHz. Celowo wykorzy−
stano tu klasyczny generator dwubramkowy,
który  ma  dobrą  stabilność  częstotliwości.
Przy podanych wartościach elementów R11,
C5  częstotliwość  powinna  wynosić  około
3,5kHz, czyli będzie bliska częstotliwości re−
zonansowej  przetwornika  piezo,  co  zapewni
wyjątkowo  głośny  dźwięk.  Generalnie  nie
ma potrzeby dostrajania częstotliwości gene−
ratora, ale kto chce, może dokładniej dobrać
wartość  R11,  albo  też  zamiast  R11  zastoso−
wać potencjometr, by dokładnie dostroić się
do  częstotliwości  rezonansowej  przetworni−
ka. Dźwięk jest przerywany dzięki generato−
rowi taktującemu U2E, U2F. Inwertery U2B,
U2D zapewniają wysterowanie przetwornika

sygnałami będącymi w przeciwfazie. Celowo
zastosowano tu inwertery kostki 4049, mają−
ce zwiększoną wydajność prądową. Taki
układ mostkowy zapewnia wyjątkowo dużą
głośność dźwięku.

Przy pracy w roli sygnalizatora rezystory

R3, R10 o stosunkowo dużej wartości nie od−
grywają żadnej roli.

Jeśli układ jest w stanie czuwania, tranzy−

stor T3 nie przewodzi i układ U2 nie jest za−
silany;  stale  zasilany  jest  tylko  układ  U1.
Przetwornik Y1 pełni w spoczynku rolę mi−
krofonu.  Okazuje  się  mikrofonem  o dobrej
skuteczności i wytwarza sygnały elektryczne
o amplitudach  rzędu  dziesiątek  i setek  mili−
woltów. Ponieważ kostka U2 nie jest zasila−
na,  tranzystory  w niej  zawarte  nie  przewo−
dzą.  Można  powiedzieć,  że  przy  takich  sy−
gnałach z „mikrofonu”, struktury kostki U2,
zarówno  tranzystory,  jak  i diody,  nie  są  ak−
tywne,  więc  nie  obciążają    mikrofonu  –  za−
chowują  się,  jakby  ich  nie  było.  Oporność
wewnętrzna takiego piezoelektrycznego „mi−
krofonu” jest bardzo duża. Bardzo duża jest
też oporność wejściowa wzmacniacza z tran−

zystorem T1 (prawie 1M

Ω

). W rezultacie

obecność dwóch rezystorów R3, R10 prak−
tycznie nie zmniejsza poziomu sygnału poda−
wanego na T1 – cały sygnał z przetwornika
Y1 jest podawany na bazę T1.

Tranzystor T1 jest jedynym elementem

czynnym w stanie spoczynku. Polaryzowany
jest on przez obwód D1, R1 i przewodzi. Ze
względu na ogromne wartości rezystorów R1,
R5 pobór prądu jest znikomy, około 1,7...1,8
mikroampera  przy  zasilaniu  9V.  Spadek  na−
pięcia  na  R4  jest  mały  i T2  nie  przewodzi.
Wzmocnienie  sygnałów  zmiennych  jest
znaczne ze względu na obecność kondensato−
ra  C8.  Ciche  dźwięki  zostaną,  co  prawda,
wzmocnione, ale nie otworzą tranzystora T2.
Dopiero  gdy  pojawi  się  odpowiednio  głośny
dźwięk,  szczyty  wzmocnionego  przebiegu
zmiennego  będą  na  króciutki  czas  otwierać
tranzystor T2. W tym czasie szybko zdąży się
naładować kondensator C1. Kondensator ten
będzie  się  pomału  rozładowywał  przez  R6.
W rezultacie  silniejsze  dźwięki  spowodują

R14

U1C

U1B

U1A

U2B

U2A

U2D

U2C

U2 4049

U1 40106

U2F

U2E

10M

R2 1M

22k

4,7M

330k

R7 1M

10k

R10

22k

R11

56...62k

R12

100k

R13

470k

470n

2,2n

470n

100n

10u

tantal

100u

47u

tantal

LED

1N4148

PCA100

100k

czas

alarmu

opóźnienia

100n

U1D

U1E

U1F

Rys. 1 Schemat ideowy

pojawienie  się  stanu  wysokiego  na  wejściu
inwertera  U1A.  Dzięki  obecności  obwodu
opóźniającego  R7C3,  krótkie,  przypadkowy
sygnały dźwiękowe nie wywołają reakcji tur−
bodopalacza.  W układzie  celowo  dołączono
C3 do plusa zasilania, choć w spoczynku po−
zostaje on rozładowany i dlatego powinien to
być kondensator tantalowy (można też zasto−
sować R7=10M

Ω

i C3=1

F stały). Dołącze−

nie kondensatora C3 między masę a wejście
bramki U1B pozwoliłoby, co prawda, zasto−
sować zwykły, aluminiowy „elektrolit”, jed−
nak po włączeniu zasilania układ generował−
by przeraźliwie głośny dźwięk.

Dzięki obecności obwodu C3R7 dopiero

dłuższy sygnał z budzika spowoduje nałado−
wanie C3 i pojawienie się stanu niskiego na
wejściu  U1B.  Spowoduje  to  pojawienie  się
stanu  wysokiego  na  wyjściu  U1B,  pojawie−
nie  się  stanu  wysokiego  na  wejściu  U1C,
otwarcie  tranzystora  T3  i rozpoczęcie  cyklu
pracy. Obwód różniczkujący R8C2 decyduje
o długości  czasu  alarmu  −  przy  wartości
1M

Ω

czas przeraźliwego alarmu wyniesie

kilkadziesiąt sekund.

Jak widać, w stanie spoczynku T3 nie

przewodzi, a tranzystor T1 pobiera poniżej
2

A prądu. Dzięki obecności

obwodu  R7C3  układ  nie  rea−
guje  na  przypadkowe  hałasy,
więc w zasadzie turbodopalacz
nie  wymaga  żadnego  wyłącz−
nika i cały czas jest gotowy do
pracy. Ma to dodatkową zaletę
– roztargniony użytkownik nie
zapomni go włączyć.

Trzeba jednak wziąć pod

uwagę, że takiej wersji układu
przeraźliwie wyjącego nad ra−
nem  przez  kilkadziesiąt  se−
kund,  nie  można  wyłączyć.
Użytkownik  powinien  sam
zdecydować,  na  jaką  wersję
się zdecyduje. Ma co najmniej
trzy możliwości:
1. Skrócić czas alarmu do kil−

ku sekund (byle w tym
czasie śpioch został sku−
tecznie

obudzony)

–

w tym celu można zmienić
wartość

rezystora

(47k

Ω

...10M

Ω

) i konden−

satora C2 (1...100

F, stały

lub tantalowy).

2. Dodać przycisk skracający

czas  alarmu  (równolegle
do  R8  –  na  płytce  przewi−
dziano  otwory  X,  Y na
przewody).

3. Dodać wyłącznik zasilania

układu.
Każda z metod ma swoje

wady i zalety, najbardziej god−
na polecenia wydaje się
wersja druga.

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na niewielkiej płyt−
ce  drukowanej,  pokazanej  na  rysunku  2.
Montaż  jest  prosty  i nie  powinien  sprawić
trudności  nawet  mniej  zaawansowanym.
Układy scalone należy włożyć do podstawek
na  samym  końcu.  Ponieważ  w układzie  nie
przewidziano żadnych elementów regulacyj−
nych, turbodopalacz bezbłędnie zmontowany
ze  sprawnych  elementów  będzie  od  razu
działał poprawnie.

Przetwornik Y1 nie powinien być oddalo−

ny więcej niż o 5cm od budzika (dwa zbudo−
wane modele pracowały nawet przy odległo−

ści 8...9cm od tylnej ścianki budzika). W cza−
sie użytkowania turbodopalacza konieczne
jest więc umieszczenie budzika blisko prze−

twornika  Y1.  Warto  sprawdzić  czułość
swojego  układu,  żeby  nie  natknąć  się  na
niespodzianki.  Dobrym  rozwiązaniem  bę−
dzie wykorzystanie płaskiej obudowy, np.
KM−33  (która  ma  miejsce  na  baterię  9V)
i umieszczenie przetwornika na zewnątrz,
jak pokazuje rysunek 3. Wtedy postawie−
nie  budzika  na  turbodopalaczu  zagwaran−
tuje jego zadziałanie.

Piotr Górecki

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

Czerwiec 2002

Wykaz elementów

Rezystory
R

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100M

Ω

R22,,R

R55,,R

R77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

Ω

R33 R

R1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222kk

Ω

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..333300kk

Ω

R66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77M

Ω

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

Ω

** ppaattrrzz tteekksstt

R99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

R1111 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..5566kk

Ω

((5566......6622kk))

R1122,,R

R1144 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

R1133 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700kk

Ω

Kondensatory
C

C11,,C

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700nnFF

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477µµFF//1166V

V ttaannttaall

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100uu//1166V

V ttaannttaall

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000µµFF//1166V

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22nnFF
C

C77,, C

C88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF cceerraam

m..

Półprzewodniki
D

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

D zziieelloonnaa

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

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

C554488

TT22 TT33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

C555588

Inne
Y

Y11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..P

A110000

oobbuuddoow

waa K

M−3333

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT

jako kit szkolny AVT−2634

PCA−100

KM−33

Budzik

Rys. 3

Rys. 2 Schemat montażowy

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

Czerwiec 2002

Do czego to służy?

Układ  znajdzie  zastosowanie
wszędzie  tam,  gdzie  koniecznie
trzeba  sprawdzać  na  bieżąco  stan
baterii, głównie w przyrządach po−
miarowych  oraz  w układach  sy−
gnalizacyjnych i alarmowych.

W EdW 1/2002 opisany był

prosty  monitor  baterii  z trzema
tranzystorami  i migającą  diodą
LED. W tamtym prostym układzie
obniżenie  się  napięcia  poniżej
określonej  granicy  powodowało
włączenie  sygnalizatora  na  stałe.
W niniejszym artykule zaprezento−
wana  jest  inna  wersja  monitora.
W tej  drugiej  wersji,  przy  powol−
nym obniżaniu się napięcia baterii układ daje
krótkie sygnały dźwiękowe w długich odcin−
kach  czasu,  wskazując,  że  napięcie  baterii
zbliża się do ustawionej granicy, a przy dal−
szym  spadku  napięcia  baterii  sygnały  stają
się coraz częstsze, sygnalizując konieczność
wymiany  baterii.  Dzięki  temu,  gdy  monitor
zacznie  dawać  wstępne  sygnały,  można  je−
szcze  jakiś  czas  wykorzystywać  przyrząd
i jest czas, by postarać się o nową baterię.

Dodatkową zaletą jest fakt, że układ zo−

stał zrealizowany w wersji SMD, choć oczy−
wiście można go zrealizować z klasycznymi
elementami.

Jak to działa

Schemat ideowy pokazany jest na rysunku 1.
Tranzystor  T2  pełni  rolę  komparatora.  Po−
równuje  „napięcie  odniesienia”  z diody  D1
z napięciem  z dzielnika  R1/R9R10.  Dioda
D1 jest źródłem napięcia odniesienia. Napię−
cie na niej wynosi około 1,5...1,8V. W stanie
czuwania wszystkie tranzystory w tym T1, są
zatkane, więc R2 nie odgrywa żadnej roli.

Przez diodę D1 i R8 płynie znikomy prąd,

mniejszy niż 1

A, więc spadek napięcia na

R8 jest pomijalnie mały.

Jeśli napięcie zasilania i tym samym na−

pięcie na bazie T2 zmniejsza się, T2 zaczyna

przewodzić. Otwiera się też T3 i T4. Otwar−
cie T3, T4 spowoduje w pierwszej kolejności
przepływ prądu w obwodzie R11,Y1, T4, R8.
Ten prąd, rzędu 0,5mA włącza brzęczyk pie−
zo z generatorem Y1. Płynący prąd wywołu−
je też niewielki spadek napięcia na rezystorze
R8,  co  zwiększa  napięcie  na  emiterze  T2
i jest sygnałem dodatniego sprzężenia zwrot−
nego, a w efekcie powoduje powstanie histe−
rezy. Dzięki temu T2, T3, T4 zostaną nasyco−
ne. Pojawienie się napięcia na R11 i Y1 spo−
woduje  też  otwarcie  tranzystora  T1.  Dołą−
czony przez niego rezystor R2 zacznie rozła−
dowywać kondensator C1 i napięcie na bazie
T2 zacznie pomału rosnąć. Nie spowoduje to
od  razu  zatkania  T2,  T3,  T4  ze  względu  na
histerezę,  wynikającą  z napięcia,  jakie  pod−
czas pracy brzęczyka panuje na R8. Po chwi−
li  wszystkie  tranzystory  zostaną  jednak  za−
tkane, gdy napięcie na C1 zmieni się więcej,
niż wynosi napięcie na R8. Rezystor R3 jest
niezbędny właśnie ze względu na histerezę.

Jak z tego widać, po zmniejszeniu napię−

cia zasilającego poniżej napięcia progowego,
wyznaczonego  przez  dzielnik  R1,  R9,  R10,
układ  staje  się  generatorem  o częstotliwości
wyznaczonej  zależnej  od  pojemności  C1,

przy czym czas trwania krótkiego sygnału
dźwiękowego zależy od R2.

Przy powolnym obniżaniu się napięcia

baterii układ najpierw daje sygnały w długich
odcinkach czasu, a przy dalszym spadku na−
pięcia baterii sygnały stają się coraz częstsze.

Uwaga! Do poprawnej pracy układu wy−

magane  jest,  by  kondensator  C1  był  dobrze
zaformowany  i miał  znikomą  upływność.
W przeciwnym wypadku prądy upływu kon−
densatora  uniemożliwią  zadziałanie  układu.
Nie będzie to żadnym problemem, gdy układ
z aluminiowym  „elektrolitem”  zostanie  na
stałe dołączony do monitorowanej baterii.

Jeśli jednak urządzenie miałoby być włą−

czane tylko na krótki czas, w roli C1 należy
zastosować kondensator tantalowy albo je−
szcze lepiej kondensator stały o pojemności
470nF...10

Montaż i uruchomienie

Montaż  nie  powinien  sprawić  większych
trudności. Układ sygnalizatora można zmon−
tować na maleńkiej płytce drukowanej, poka−
zanej na rysunku 2. Podstawowe informacje
i wskazówki  dotyczące  montażu  elementów
SMD były podane w EdW 8/1999. Na wszel−
ki  wypadek  zestaw  AVT−2635  zawiera  dwie
płytki drukowane i dwa komplety elementów
(jeden brzęczyk).

Fotografia wstępna pokazuje pierwszy

model,  zmontowany  na  nieco  innej  płytce,
przy czym układ połączeń w pełni odpowia−
da  rysunkowi  1.  W pokazanym  modelu  za−
stosowano  w roli  R10  potencjometr  monta−
żowy  1M

Ω

SMD, a R9 to rezystor 1M

Ω

W zestawie AVT−
2635 przewidziano
kilka nominałów re−
zystorów w zakresie
470k

Ω

...1M

Ω

, co

pozwoli  dobrać  na−
pięcie  progowe  dla
baterii  9V.  W razie
potrzeby

zamiast

elementów

SMD

Rys. 1 Schemat ideowy

Rys. 2

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

Czerwiec 2002

można

wlutować

zwykłe  rezystory  −
na  płytce  przewi−
dziano  w tym  celu
otwory w punktach
lutowniczych.

elementami

podanymi  na  sche−
macie  i w wykazie
napięcie  progowe,
przy  którym  odzy−
wa  się  brzęczyk
wynosi około 8,5V.
Przy

napięciu

8,45V krótkie  piski
występują  co  około
33  sekundy,  przy
8,15V − co 15s, przy
8,0V −  12s,  7,0V −
5s,  6,0V −  2,5s,
5,0V − 1,6V, 4,0V −
1s. Przy 3V słychać
terkot  o częstotli−
wości około 1,5Hz, a poniżej 2V dźwięk jest
ciągły. Układ wydaje dźwięk dopóki napięcie
zasilania nie spadnie poniżej 1,2V.

Jeśli potrzebna byłaby inna wartość na−

pięcia  progowego,  należy  we  własnym  za−
kresie  dobrać  R9,  R10.  Wartość  rezystorów
R9, R10 można zmieniać w szerokich grani−
cach.    Czym  większa  sumaryczna  wartość
R9,  R10,  tym  niższe  napięcie  progowe.  Do
współpracy z baterią 9V wartość R9+R10 bę−
dzie wynosić około 1,5M

Ω

...2M

Ω

Oczywiście układ można także zrealizować

z wykorzystaniem  klasycznych  elementów
i zmontować  na  kawałku  płytki  uniwersalnej
lub „w pająku”. Fotografia poniżej  pokazuje
pierwotny model próbny o nieco innym sche−
macie, zmontowany na płytce stykowej.

Jeśli układ ma długo i niezawodnie praco−

wać, trzeba zastosować kondensator o zniko−
mej upływności oraz obowiązkowo zabez−
pieczyć płytkę przed wpływem kurzu i wil−
goci, na przykład za pomocą lakieru izolacyj−
nego albo zalewy silikonowej.

Możliwości zmian

W układzie można śmiało zmieniać wartość
C1 w szerokich granicach 220nF...100

Należy jednak pamiętać, że prąd upływu tego
kondensatora powinien być znikomy ze
względu na duże wartości rezystorów współ−
pracujących. Można też zmieniać wartość R8
w zakresie 47

Ω

...4,7k

Ω

Jeśli ktoś chciałby we własnym zakresie

przystosować układ do monitorowania bate−
rii  o napięciu  nominalnym  3V...4,5V powi−
nien  oprócz  dobrania  R9+R10  zmniejszyć
mniej  więcej  dwu...  trzykrotnie  wartości
wszystkich rezystorów.

W trakcie opracowywania monitora baterii

9V wypróbowano wiele rozwiązań, w tym roz−
budowaną  wersję  z układami  CMOS  według
rysunków 3 i 4. Ostatecznie wybrano znacznie
prostsze  rozwiązania  tranzystorowe,  opisane
w EdW 1/2002 i w niniejszym artykule. Warto
jednak  przeanalizować  i ewentualnie  samo−
dzielnie przebadać układ z rysunku 3. Genera−
tor 4541 pobiera znikomy prąd dzięki włącze−

niu  szeregowego  rezystora  R3.
Kostka  4093  jest  zasilana  peł−
nym  napięciem.    Rezystor  R4
zmienia współczynnik podziału
licznika  4541  oraz  zapewnia...
histerezę.  Układ  pomiaru  jest
włączany  okresowo,  gdy  na
krótko  zostaje  otwarty  tranzy−
stor  T1.  PR1  i PR2  powinny
być  tak  ustawione,  żeby  naj−
pierw zaczął z rzadka odzywać
się  brzęczyk,  a by  po  dalszym
obniżeniu  napięcia  przerzutnik
U2B, U2D zwiększył częstotli−
wość  impulsów  dźwiękowych,
podając stan wysoki na wejście
programujące A kostki 4541.

Piotr Górecki

Wykaz elementów

Rezystory

R11,,R

R44,,R

R77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100M

Ω

R22,,R

R33,,R

R55,,R

R66,,R

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

Ω

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

Ω

R99A

A .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..668800kk

Ω

R99B

B .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..882200kk

Ω

R99C

C .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

Ω

R99D

D .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700kk

Ω

R1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

Ω

R1111 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Kondensatory

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100

µµ

FF//1166V

V S

Inne

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

D żżóółłttaa;; S

D,, eew

weennttuuaallnniiee zzw

wyykkłłaa 33m

TT33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..N

N S

TT11,,TT22,,TT44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..P

P S

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT−2635

Rys. 3

Rys. 4

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

Czerwiec 2002

Niestety, każdy z nas kiedyś chorował

lub będzie chorować. W takiej sytuacji

istnieje konieczność zażywania róż−

nych lekarstw, najczęściej dawkowa−

nych co pewien okres czasu. Aby jed−

nak nie męczyć się z nastawianiem

różnego rodzaju budzików dobrze jest

mieć przyrządzik, który co pewien

okres czasu, bez ciągłego nastawia−

nia, będzie nam przypominał o zażyciu

lekarstwa. Takie właśnie proste urzą−

dzenie jest opisane w tym artykule.

Opis układu

Schemat ideowy układu pokazany jest na ry−
sunku  1.  Sercem  układu  jest  kostka  CMOS
4060. Umożliwia ona uzyskanie długich cza−
sów  przy  zastosowaniu  kondensatorów  sta−
łych  w oscylatorze.  Układ  ma  możliwość  4−
stopniowej regulacji czasu: 4, 6, 8 i 12 godzin.
Są to czasy typowe dla dawkowania większości
lekarstw.  Zmiana  zakresów  odbywa  się  po−
przez przełączanie dwóch ostatnich końcówek
kostki  (Q13  i  Q14)  oraz  zmianę  pojemności
kondensatora  w oscylatorze.  Zmiana  pojem−
ności powoduje zmianę częstotliwości w sto−
sunku 2 do 3. Ma to na celu uzyskanie czasów
4,  8  oraz  6  i 12  godzin,
bardzo  typowych  dla  ku−
racji  większością  le−
karstw. Dlatego w oscyla−
torze zostały zastosowane
kondensatory 220nF oraz
330nF,  których  stosunek
jest równy 2 do 3.

Elementem sygnali−

zującym upływ czasu
jest brzęczyk z generato−
rem, umieszczony w mi−
niaturowej

obudowie,

przeznaczonej  do  druku.
Steruje  nim  tranzystor
T1.  Po  ustawionym  cza−
sie na wyjściu U1 pojawi
się  logiczna  jedynka

i spowoduje  włączenie  buzzera.  Wciśnięcie
przycisku  RESET wyłączy  brzęczyk  i zara−
zem zrestartuje układ. Każde wciśnięcie tego
przycisku  powoduje  wydanie  przez  buzzer
dźwięku. Dzięki temu łatwiej jest się zorien−
tować,  czy  przyrząd  jest  włączony,  czy  też
nie. Odpowiedzialne są za to diody D1 i D2
tworzące bramkę OR. Układ posiada wyłącz−
nik zasilania ze względu na sporadyczne ko−
rzystanie z układu.

Montaż i uruchomienie

Układ  najlepiej  jest  umieścić  w obudowie
KM−14N,  przeznaczonej  dla  pilotów  auto−
alarmów.  Ze  względu  na  małą  ilość  miejsca
we  wnętrzu  obudowy  należy  zastosować
montaż  przestrzenny.  Jako  przełączniki  za−
kresów  najlepiej  jest  zastosować  miniaturo−
we  przełączniki  hebelkowe,  umieszczone
z boku  obudowy.  Uruchomienie  poprawnie

zmontowanego układu nie powinno sprawić
trudności. Urządzenie będzie wymagało je−
dynie ustalenia okresu generatora kostki U1.
Można tego dokonać zmieniając wartość re−
zystora R1, ewentualnie zastosować rezystor
3,3M

Ω

i szeregowy peerek 1M

Ω

, za pomocą

którego będziemy mogli w pewnym zakresie
regulować częstotliwość oscylatora.

Piotr Wójtowicz

Rys. 1 Schemat ideowy

Wykaz elementów

Rezystory

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33,,33M

Ω

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..66,,88M

Ω

R33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Kondensatory

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200nnFF

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..333300nnFF

Półprzewodniki

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44006600

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

C554477

D11,, D

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

Inne

Bzz .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..bbuuzzzzeerr ddoo ddrruukkuu

S11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

miikkrroossw

wiittcchh

S22−S

S44 .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

miinniiaattuurroow

wyy pprrzzeełłąącczznniikk hheebbeellkkoow

wyy

Obbuuddoow

waa K

M−1144N

Baatteerriiaa 1122V

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

Czerwiec 2002

Kominek − wiadomo − dobra rzecz.

Oferuje ciepło, a przy okazji kilka in−

nych przyjemności. Bo to przecież ca−

ła ceremonia: czyszczenie, szykowa−

nie, rozpalanie, regulowanie ciągu, ży−

wy ogień itd. − jak z paleniem fajki.

Ale, gdy się już nacieszymy tym rytu−

ałem, to chcielibyśmy mieć po prostu

ciepło i ... święty spokój.

W związku  z powyższym  należy  zadbać  o to
aby po załadowaniu drewnem paleniska takie−
go  wkładu  kominkowego,  rozpoczął  się  jak
najdłużej trwający proces spalania − przy moż−
liwie stałej temperaturze. Jestem w dość dobrej
sytuacji,  ponieważ  posiadam  żeliwny  piecyk
wolno stojący Jotul 3TD, którego konstruktor
(ponoć  już  300  lat  temu)  zaprojektował  nad
drzwiczkami  przesuwaną  listwę  do  regulacji
ilości powietrza wpadającego do paleniska. Li−
stwa ta wymaga do przesuwania niezbyt dużej
siły − około 0,5 kG − a zatem można do tego ce−
lu  wykorzystać  serwomechanizm  modelarski.
Piecyki żeliwne i wkłady kominkowe mają to
do  siebie,  że  stosuje  się  w nich  najróżniejsze
metody regulowania dopływu powietrza, a co
za tym idzie prawie w każdej konstrukcji trze−
ba  się  najpierw  zorientować,  czy  takie  serwo
da  sobie  radę  z mechanizmem  regulacyjnym.
Musimy  wziąć  przy  tym  pod  uwagę,  że  sam
serwomechanizm nie może znajdować się zbyt
blisko obudowy pieca, aby nie stopił się zanim
zacznie swoją misję.

Jest i pewne rozwiązanie dla dużych

wkładów  kominkowych,  które  mają  ciężkie
dźwignie  regulacyjne  wymagające  zbyt  du−
żych  sił  jak  na  modelarskie  serwo.  Spora
ilość wkładów wyposażona jest w jeden lub
kilka  otworów,  którymi  za  pomocą  giętkich
rur  aluminiowych  dostarczane  ma  być  po−
wietrze z zewnątrz pomieszczenia, a przezna−
czone do procesu spalania. Z moich doświad−

czeń wynika, że wystarczy pozostawić czyn−
ny  tylko  jeden  z tych  dopływów  i na  rurze
prowadzącej do niego zamontować przepust−
nicę  powietrza,  sterowaną  serwem.  Wtedy
serwo ma  za  zadanie  jedynie  poruszać  bla−
szką  o średnicy  ok.  40−70  mm  umieszczoną
w rurze  przepustnicy,  a to  już  nie  wymaga
prawie  żadnej  siły.  Przepustnica  może  się
oczywiście  znajdować  nawet  metr  od  wlotu
powietrza do pieca, a zatem w znacznie chło−
dniejszej  okolicy.  Konstrukcję  przepustnicy
pozostawiam  Wam.  Trzeba  to  zrobić  możli−
wie  prosto,  tak  aby  jej  działanie  podobne
było  do  działania  przepustnicy  powietrza
w gaźniku  samochodowym.  A może  by
rzeczywiście użyć kawałka gaźnika...?

Opis układu

Przedmiotem artykułu miał być jednak sam re−
gulator. Jego konstrukcję rozwiązałem dość
prosto, bo i nie ma tu czego komplikować.
Działa w moim 3TD (nie mylić z turbodieslem)
już piąty sezon i nie chcę w nim nic zmieniać.

Ze źródeł dobrze poinformowanych wiado−

mo, że aby poruszyć serwem modelarskim nale−
ży podłączyć do niego zasilanie ok. 4,5−6V a na
wejście podać impulsy powtarzające się cy−

klicznie co ok. 20ms. Czas ich trwania (szero−
kość) decyduje o kącie obrotu dźwigni serwa.

Już widzę błysk w oczach Bascom’owców;

oczywiście, że można to załatwić prostym
programikiem i użyć AT89C2051. Gdy jednak
powstał mój regulator − Bascoma jeszcze nie
było na świecie, a pisać program w asemble−
rze... no, nie wiem.

Zrobiłem zatem generator na timerze 555

(rys. 1), który wytwarza impulsy o częstotli−
wości  ok.  50  Hz  (20ms).  Szerokość  impul−
sów zależy między innymi od prądu, którym
ładuje się kondensator dołączony do nóżek 6
i 7  więc  wystarczyło  ten  prąd  uzależnić  od
temperatury  i już.  Ten  fragment  może  być
zbudowany  na  jakimkolwiek  wzmacniaczu
operacyjnym  −  nawet  741.  Potencjometrem
ustawiamy  zadaną  temperaturę,  a serwo  tak
reguluje  dopływem  powietrza  do  paleniska,
aby − poprzez informację z czujnika tempera−
tury − doprowadzić  układ do równowagi.

Układ na małej płytce drukowanej i potencjo−

metr zadający mieści się wewnątrz wtyczkowe−
go zasilacza 5V/0,8A. Wychodzą z niego tylko 2
przewody: do serwa i czujnika temperatury.

Rys. 1

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

Czerwiec 2002

Do pomiaru użyłem szklanego czujnika

temperatury o ujemnym współczynniku tem−
peraturowym rezystancji. W temperaturze
pokojowej ma oporność około 47k

Ω

Kilka rad dla „zapalonych
kominkowców”

Z moich  doświadczeń  wynika  na  przykład,
że  słabym  punktem  tak  prostego  regulatora
jest  to,  że  w wypadku  zaniku  napięcia  sieci
pod nieobecność domowników pozycja regu−
latora  pozostaje  taka,  jaka  była  przed  zani−
kiem. I jeśli akurat wlot powietrza był nazbyt
otwarty, to możemy − w skrajnym przypadku
− nie mieć do czego wracać!

Dlatego kilka razy zdarzyło mi się przed

wyjściem  z domu  (jeśli  nieopatrznie  chwilę
przedtem  załadowałem  cały  piec)  rozłączyć
mechanicznie dźwignię regulacyjną od serwa
i zamknąć  ręcznie  dopływ.  Tak  na  wszelki
wypadek.

Pole do popisu dla hobbystów; na pewno

jakiś konkurs pomysłów w tej branży miałby
powodzenie.

Chodziło mi po głowie takie rozwiązanie:

akumulatorek − aby uniezależnić się od sieci −
ale o małej pojemności, aby nie był zbyt duży.
Ponieważ serwo obciążone potrafi pobrać du−
ży prąd, można byłoby włączać je powiedz−
my co minutę − na 1−2 sekundy, tylko w celu

aktualizacji położenia. Czas pracy akumula−
torka będzie wtedy wielokrotnie dłuższy.

Druga podpowiedź: zauważyłem, że regu−

lacja  lepiej  działa,  jeśli  się  operuje  stosunko−
wo  małym  zakresem  otwarcia  dopływu  po−
wietrza.  Po  prostu  trzeba  tak  ustawić  zakres
min/max.,  aby  przy  minimalnym  dopływie
powietrza temperatura pieca malała, ale powo−
li, oraz aby przy maksymalnym otwarciu do−
pływu przez serwo temperatura rosła, ale rów−
nież powoli. Do tego wystarczył w przypadku
mojego  piecyka  ruch  listwy  około  10mm,
podczas gdy sama listwa umożliwia ruch oko−
ło 40mm. Przy zmniejszonym zakresie ruchu
regulacja  odbywa  się  łagodniej,  bez  dużych
przeregulowań. Proces palenia się drewna jest
dość nieokiełznany i mało przewidywalny, za−
tem podejrzewam, że próby optymalizowania
„prawdziwego” regulatora PID nie byłyby ła−
twe i na pewno nie są tu potrzebne.

Trzecia sprawa to umieszczenie czujnika

temperatury. Metodą kilku prób doszedłem do
tego,  że  czujnik  powinien  być  umieszczony
z tyłu  za  piecem,  w odległości    ok.  10cm  od
korpusu pieca i w podobnej odległości od miej−
sca wylotu spalin do komina. Wtedy położenie
dźwigni serwa jest uzależnione od temperatury
samego pieca, ale i od temperatury spalin. Jest
to ważne np. przy rozpalaniu, gdy piec jest je−
szcze  chłodny  ale  rura  wylotowa  może  się
szybko rozgrzać do czerwoności. Odpowiednie
położenie czujnika powinno temu zapobiec.

I może jeszcze jedno. Gdyby ktoś chciał

rozwinąć  nieco  taki  regulator,  proponował−
bym  umieszczenie  np.  przycisku  powodują−
cego zamknięcie pieca bez względu na aktu−
alną  temperaturę.  Byłoby  to  przydatne  wła−
śnie przy wyjściu z domu albo przed zaśnię−

ciem. Podczas normalnej pracy mojego regu−
latora − gdy zaczyna brakować paliwa piec staje
się coraz chłodniejszy, więc dopływ powietrza
się całkiem otwiera. A nie powinien, bo wte−
dy  resztka  drewna  szybko  się  wypala  przy
dużym  dopływie  powietrza  i możemy  nie
zdążyć dołożyć drewna. Można byłoby (raczej
już z użyciem Atmela) zaprojektować układ
obserwujący czas reakcji na otwarcie dopły−
wu.  Jeśli  po  otworzeniu  dopływu  po  kilku
minutach  w dalszym  ciągu  temperatura  nie
wzrasta  do  zadanej,  to  może  to  być  sygna−
łem, że zaczyna brakować paliwa i serwo po−
winno całkiem zamknąć dopływ, aby oszczę−
dzać resztkę drewna i nie wychładzać pieca.
A może coś powinno zacząć wtedy piszczeć
(generatorek  piezo)  domagając  się  przyjścia
„palacza”? Ale przecież może się to zdarzyć
w nocy, a wtedy chcemy spać, a nie dokładać
do pieca. Warto o tym także pomyśleć.

Nowych pomysłów przy rozbudowie regu−

latora i miłego grzania przy kominku życzy.

Marek Klimczak

matik1@poczta.onet.pl

Wykaz elementów

R11,,R

R33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..334400

Ω

R44,,R

R55,,R

R77,,R

R99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

R66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222kk

Ω

R1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

Ω

P11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ppootteennccjjoom

meettrr 11kk

Ω

TTR

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..tteerrm

miissttoorr 4477kk

Ω

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF
C

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77µµFF//1166V

D11,,D

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..774411
U

U22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..N

NEE555555

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

Czerwiec 2002

Wyruszając  na  kilkunastogodzinną  wyciecz−
kę  rowerową  z reguły  myślimy  nie  tylko
o prowiancie,  jaki  powinniśmy  ze  sobą  za−
brać, ale ponadto o odpowiednim oświetleniu
naszego  pojazdu.  Gdy  rower  wyposażony
jest  w instalację  oświetleniową  korzystającą
z dynama często towarzyszą nam obawy, czy
w trakcie postoju, na przykład przed wjecha−
niem na skrzyżowanie, będziemy dobrze wi−
doczni dla kierujących pojazdami nadjeżdża−
jącymi z tyłu. W czasie postoju przecież dy−
namo nie zasila instalacji elektrycznej rowe−
ru i oczywiście zdani jesteśmy wyłącznie na
światła odblaskowe. Zatem dodatkowa lamp−
ka  może  nie  tylko  poprawić  komfort
podróżowania  rowerem,  ale  zwiększyć  real−
nie nasze bezpieczeństwo. A więc warto dla
własnego  bezpieczeństwa  wzbogacić  nasz
wehikuł o dodatkową, fabryczną lampkę lub
już istniejącą doposażyć w układ elektronicz−
ny, na przykład taki jak opisany poniżej. Ów
układ  zaprojektowano  tak,  aby  mieścił  się
wraz z baterią w obudowie lampki standardo−
wo  montowanej  w rowerach  wyposażanych
w dynamo.  Niewielka  przestrzeń  dostępna
we wspomnianej obudowie pozwala jedynie
umieścić  co  najwyżej  dwa  ogniwa  typu  LR
44  (lub  jedną  baterię  litową).  Ze  zrozumia−
łych  względów  zapotrzebowanie  układu
elektronicznego  na  energię  po−
winno być sprowadzone do mi−
nimum.  Kierując  się  tą  zasadą
zaprojektowano  układ  w miarę
oszczędny, włączający się auto−
matycznie tylko wtedy, gdy jest
to konieczne − w momencie za−
trzymania pojazdu.

Opis układu

Wymagania,  jakie  stawialiby−
śmy  dodatkowemu  układowi,
to zapewne jak najniższy pobór
prądu oraz jak najmniejszy cię−
żar. To zrozumiałe, gdyż każdy
gram  zabrany  ze  sobą  rano

w podróż  zmienia  się  w kilogram  pod  wie−
czór.  Dodatkowe  światło  może  pracować
w trybie  impulsowym.  Jeżeli  zaś  tak,  to  aż
kusi  by  sięgnąć  po  niewielki  rozmiarami
układ  scalony  LM3909N.  W zupełności  za−
dowala  się  on  napięciem  zasilania  rzędu
1.5V, a to oznacza, że wystarczy tylko jedna
bateria np. typu LR44. Jego niewielkie zapo−
trzebowanie  na  prąd  sprawia,  iż  sam  układ
może pracować zasilany z ogniwa tego typu
kilkadziesiąt  godzin.  W zupełności  może  to
wystarczyć tym bardziej, iż włącza się on je−
dynie w czasie postoju i to na krótko (średnio
na kilkadziesiąt sekund).

Gdy zatrzymujemy się przed skrzyżowa−

niem  dynamo  przestaje  się  kręcić,  napięcie
w instalacji spada do zera. Ponownie zaczy−
na  wzrastać  w momencie  jak  ruszamy.  Fakt
ten  próbowano  bezpośrednio  wykorzystać
umieszczając w obwodzie miniaturowy prze−
kaźnik, który załączał, bądź wyłączał zasila−
nie  całego  układu  elektronicznego.  Rzeczy−
wiście,  przez  pewien  czas  wydawało  się,  iż
będzie to rozwiązanie właściwe (rysunek 1).

Niestety, tylko do momentu pomiaru

prądu,  na  który  zapotrzebowanie  zgłasza
przekaźnik  mechaniczny.  Okazało  się,  że
jego  apetyt  na  moc  jest  porównywalny
z apetytem żarówki umieszczonej z tyłu po−
jazdu. Przekaźnik na napięcie 5V potrzebo−
wał  niemal  100mA.  Naturalnie  oznacza  to
tylko  dodatkowe  zwiększenie  obciążenia
rowerzysty.

Zaprzestano zatem dalszych ekspery−

mentów  z układem.  Należało  poszukać  in−
nych,  lepszych  pod  tym  względem  rozwią−
zań.  Z pierwotnego  układu  pozostała  jedy−
nie  sama  idea  wykorzystania  oszczędnego
obwodu  scalonego  LM3909N.  To  przecież
dzięki niemu możliwa stała się miniaturyza−
cja  całego  układu.  Jak  wspomniano  wcze−
śniej,  sam  układ  scalony  LM3909N zado−
wala się napięciem 1.5V. Niestety, po umie−
szczeniu  elementu  czynnego  w obwodzie
załączającym  tak  niskie  napięcie  przestaje
wystarczać. Niezbędne staje się dodanie je−
szcze  jednej  baterii  LR44.  Oczywiście
w wersji finalnej układu można zastosować
baterię  litową,  np.  CR2032.  Przetestowano
najrozmaitsze  warianty  układów  elektro−
nicznych.  Ostatecznie  zdecydowano  się  na
obwód przedstawiony na rysunku 2. Układ
ten charakteryzuje się niewielkim zużyciem
energii z dodatkowej baterii w czasie pracy
oraz  zaniedbywalnie  małym  obciążeniem
dynama w stanie czuwania.

Ciąg dalszy na stronie 68.

Rys. 1 Wersja pierwotna

Rys. 2 Schemat układu

śś

łł

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

Czerwiec 2002

Ciąg dalszy ze strony 62.

Zbudowany jest z szeroko dostępnych

elementów.  Najkosztowniejszymi  elementa−
mi są: układ scalony oraz dioda elektrolumi−
nescencyjna.  Dioda  musi  charakteryzować
się  światłością  rzędu  co  najmniej  2.5cd  (im
więcej tym oczywiście lepiej).

Sercem układu jest naturalnie LM3909N.

Jest  on  zasilany  z dwóch  baterii  LR44  (lub
jednej baterii litowej) poprzez diodę D2. Dio−
da ta znalazła się w obwodzie z prostej przy−
czyny: chodziło o ograniczenie wartości na−
pięcia  zasilającego  układ  scalony  do  mniej
więcej 1.5V. Napięcie przewodzenia samego
tranzystora  T2  okazało  się  niewystarczające
by  zrealizować  powyższe  założenie.  Powin−
no  się  zastosować  tutaj  diodę  Schottky’ego
o napięciu przewodzenia ok. 0,4V...0,7V. Je−
śli  nie  dysponujemy  diodą  Schottky’ego,
można  wstawić  dowolną  diodę,  byleby
o zbliżonym  napięciu  przewodzenia  (sam
wlutowałem  diodę  BA244A).  Kolejny  istot−
ny element obwodu to tranzystor T2. Należy
zadbać,  aby  jego  wzmocnienie  było  odpo−
wiednio  duże,  wartość  współczynnika
wzmocnienia  prądowego  (h

21E

) powinna

kształtować się na poziomie 300.

Złączowy tranzystor polowy JFET zasila

bazę tranzystora T2. O przepływie prądu po−
przez  kanał  tranzystora  T1  decyduje  szero−
kość, a tym samym jego przewodność, która
jest modulowana głębokością wnikania war−
stwy zubożonej złącza p−n bramka−kanał. Ze
wzrostem  napięcia  na  zaporowo  spolaryzo−
wanej bramce obszar zubożony rozszerza się
i szerokość  kanału  maleje.  Wartość  prądu
płynącego  przez  kanał  spada.  Dzieje  się  tak
w momencie pojawienia się napięcia w insta−

lacji  oświetleniowej  roweru.  Jeśli  przyspie−
szymy −  napięcie wzrośnie, szerokość kana−
łu zmniejszy się, a w konsekwencji prąd pły−
nący  przez  tranzystor  JFET ulegnie  obniże−
niu.  Po  przekroczeniu  pewnego  napięcia
zwanego  napięciem  odcięcia  kanału  prze−
pływ  prądu  niemal  ustanie,  wskutek  czego
i tranzystor T2 przestanie przewodzić. Układ
się  wyłączy.  Ponownie  załączy  się,  gdy  na−
pięcie  w instalacji  oświetleniowej  spadnie
poniżej  określonego  progu.  Aby  nasz  układ
wyłączał się przy odpowiednio wysokim na−
pięciu, w momencie, gdy żarówki już świecą,
w roli  tranzystora  polowego  powinno  się
użyć BF245C. Charakteryzuje się on stosun−
kowo  wysokim  napięciem  odcięcia.  W mo−
delowym  układzie  JFET o podanym  typie
przestawał  przewodzić  przy  napięciu  ok.
5.5V (wartość skuteczna).

W przypadku zastosowania baterii litowej

istotnego znaczenia nabiera kondensator C2.
Baterie tego typu cechują się względnie dużą
rezystancją  wewnętrzną.  Bardzo  niechętnie
chcą  przekazywać  energię  w stosunkowo
krótkim przedziale czasu. By pozbyć się tego
mankamentu  włączono  do  obwodu  konden−
sator  o dużej  pojemności,  w którym  groma−
dzi się potrzebna do pracy układu energia.

Montaż i uruchomienie

Prototyp  wykonano  na  niewielkiej  płytce
drukowanej.  Zespół  dwóch  baterii  zasilają−
cych  umieszczono  w rurce  plastykowej  po−
nad  układem  scalonym  LM3909N.  Całość
zamocowano  przy  pomocy  wkręta  we  wnę−
trzu  oryginalnej  lampki  rowerowej  zasilanej
z dynama. Diodę LED o średnicy 3mm umie−
szczono tuż pod żarówką.

Problem montażu miniaturowego wyłącz−

nika jest nieco bardziej skomplikowany. Na−
leży go umieścić w takim miejscu, gdzie nie
będzie narażony na działanie wody. Ewentu−
alnie należy go tak zabezpieczyć, by woda
nie wnikała przez niego do wnętrza obudowy
lampki.

Robert Buchta

Wykaz elementów

Rezystory

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100......4477kk

Ω

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

Ω

Kondensatory

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF
C

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700µµFF//66,,33V

C,, C

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200µµFF//2255V

Półprzewodniki

D** .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ppaattrrzz tteekksstt
D

D11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ddiiooddaa uunniiw

weerrssaallnnaa 11N

N44114488

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

BFF224455C

TT22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

C115577B

S .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLM

M33990099N

LLEED

D .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..cczzeerrw

woonnaa ddiiooddaa uullttrraajjaassnnaa

33 − m

miinn.. 22,,55ccdd..

Pozostałe

B11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..bbaatteerriiaa LLR

R4444 lluubb ppooddoobbnnaa ((11..55V

V))

B22 .. .. .. .. ..zzeessttaaw

w 22 xx LLR

R4444 lluubb jjeeddnnaa bbaatteerriiaa lliittoow

waa 33V

((nnpp.. C

R22003322))

W .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

miinniiaattuurroow

wyy w

wyyłłąącczznniikk

K .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

miinniiaattuurroow

wyy pprrzzeekkaaźźnniikk nnaa nnaappiięęcciiee 55V

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

Czerwiec 2002

Kompresor dynamiki

O kompresorach dynamiki, zasadzie ich działania, możliwych zasto−
sowaniach pisano parokrotnie w różnych czasopismach elektronicz−
nych. Dość dużo na ten temat można znaleźć w EdW 8/98. Konkret−
ny przykład takiego układu podaje rysunek obok. Układ taki można
podłączyć do wyjścia przedwzmacniacza (np. wzmacniającego napię−
cie indukowane w cewce z dużą ilością zwojów, która umieszczona
na obudowie telefonu domowego pozwoli odsłuchiwać i rejestrować
rozmowę) lub wzmacniacza mocy (np. na LM386). Podane wartości
elementów można zmieniać.

Nadesłał Dariusz Knull z Zabrza.

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
jako źródło inspiracji przy tworzeniu wła−
snych układów.
Przysyłajcie  do  tej  rubryki  przede  wszy−
stkim  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.

Mikrofon

Przesyłam do was dosyć ciekawy układ. Jest to prosty mikrofon bez−
przewodowy (podsłuch). Działa on na falach UKF 67 − 73MHz. Zasięg
tego nadajnika wynosi 10 − 100m w zależności od napięcia zasilającego.
„Sercem” układu jest generator w.cz. o sprzężeniu pojemnościowym

(układ Colpittsa) z tranzystorem T1
i obwodem rezonansowym L1, CT,
D1. Dioda pojemnościowa D1 jest
sterowana  sygnałem  z mikrofonu
elektretowego  M1,  co  zapewnia
duży  zakres  zmian  częstotliwości
przy  niewielkim  natężeniu  dźwię−
ku.  Częstotliwość  podstawową
nadajnika  (nośną)  ustawia  się  try−
merem  CT podczas  uruchamiania
i strojenia  mikrofonu.  Trymer  CT
jest jedynym elementem regulacyj−
nym.  Ilość  zwojów  trzeba  dobrać
eksperymentalnie.

Nadesłał

Marcin Schachtschneider

z Włocławka.

Prosta przetwornica lampy EL

Jakiś  czas  temu  miałem  przyjem−
ność  otrzymać  w ramach  „Klubu
Konstruktorów”,  lampę  EL −  świe−
cący  kondensator  wraz  z układem
scalonym  IMP528,  który  pozwala
łatwo  zbudować  przetwornicę  do
lampy. Nie każdy ma jednak szansę
zdobyć  taki  scalak.  Mając  chwilę
czasu  wykonałem  bardzo  prosty
układ przetwornicy jak na rysunku.
Zastosowałem  „jakiekolwiek”  ele−

menty − m.in. duży 50−watowy transformator toroidalny (można za−
stosować mniejszy, np. TS2/XX lub nawinąć kilkaset zwojów na ma−
łym transformatorze głośnikowym od strony uzwojenia pierwotnego
i kilkanaście ... kilkadziesiąt od strony wtórnego). Z nowej baterii al−
kalicznej 1,5V układ pobierał ok. 0,12A prądu.
Zachęcam do eksperymentów: warto zmieniać wartości elementów,
aby sprawdzić, przy jakich wartościach przetwornica będzie pobie−
rała najmniejszy prąd przy największej jasności lampy EL (zasada
działania świecących kondensatorów została podana w EdW 11/99).
Zasilanie 1,5V nie jest przesądzone − można zastosować np. 12−wol−
towe (wtedy oczywiście trzeba zwiększyć wartości rezystorów
i wymienić T2 na np. BD243 + radiator lub dołączyć transformator
za pośrednictwem MOSFET−a, np. BUZ11).

Nadesłał Dariusz Knull z Zabrza.

Wykaz elementów:

T1  . . . . . . . . . .BF414,440,441
T2  . . . . . . . . . .BF199,240,241
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1nF
C2,C3,C6  . . . . . . . . . . . .10nF
C4  . . . . . . . . . . . . .6,8...8,2pF
C5  . . . . . . . . . . . . . . 22...33pf
D1  . . . . . . . . . . . . . . . . BB105
R1,R3,R4  . . . . . . . .10...15k

Ω

R2 . . . . . . . . . . . . . 22...47k

Ω

R5 . . . . . . . . . . . . 3,3...4,7k

Ω

R6 . . . . . . . . . . . . .1,5...3,3k

Ω

CT . . . . . . . . . trymer 5...25pF
M1 . . . . . mikrofon elektretowy

W ostatnim czasie wiele mówi się i pi−

sze na temat rewelacyjnej techniki

rozprowadzania usług teleinforma−

tycznych bez użycia telefonu czy na−

wet linii. Wystarczy specjalny modem,

wtyczka do gniazdka 220V − i po pro−

blemie. A wszystko za sprawą PLC

(Power Line Communications). To roz−

wiązanie na pierwszy rzut oka jest

proste, bo nie wymaga budowy spe−

cjalnej sieci i przez to może być tań−

sze od rozwiązań proponowanych

przez TPSA i inne firmy telekomunika−

cyjne, takich jak SDI, SDX czy ISDN.

PLC nie jest nowością i po wielu

udoskonaleniach znów staje się mod−

ny. W wielu krajach, również w Polsce,

właśnie poprzez gniazdko energetycz−

ne jest oferowany zarówno szybki do−

stęp do Internetu, jak również prowa−

dzenie rozmów telefonicznych, wysyła−

nie faksów, a nawet oglądanie telewi−

zji. W rejonie Krakowa oferuje się już

usługę pod nazwą „Internet z gniazd−

ka”, umożliwiającą łatwy dostęp do In−

ternetu przy wykorzystaniu istniejącej

sieci energetycznej niskiego napięcia.

Początki
− historia rozwoju PLC
na świecie i w Polsce

Już w latach trzydziestych ubiegłego wieku
sieci elektroenergetyczne były wykorzysty−
wane do przesyłania danych i sterowania. Już

wtedy  przy  pomocy  innej
technologii,  m.in  układów
lampowych,  ale  także  po
drutach

energetycznych,

wysyłano  i odbierano  pole−
cenia  dyspozytorów  do  od−
ległych  stacji  bezobsługo−
wych i obsługowych komu−
nikaty  czy  potwierdzenia
o stanie  łączników,  warto−
ściach napięć, mocy... Rów−
nież w ten sposób załączano niezbędne bate−
rie kondensatorów kompensacyjnych do po−
prawienia  współczynnika  mocy,  a także,
w niektórych  krajach,  dokonywano  odczytu
liczników energii elektrycznej czy przełącza−
nia  taryf.  Także  dzisiaj  w kilku  krajach  za−
chodnich  firmy  energetyczne  dokonują  od−
czytu liczników i przełączania taryf za pomo−
cą systemu PLC. Warto wiedzieć, że sygnały
o częstotliwości około 100kHz wprowadzane
w linię  220V są  stosowane  także  w naszym
kraju przez Polskie Sieci Energetyczne. Wy−
korzystywane tu urządzenia PLC pracują na
niskich  częstotliwościach  i w zasadzie  nie
wywołują zakłóceń radiowych.

Czasami zakłócający sygnał PLC można

usłyszeć na falach długich w promieniu kil−
kudziesięciu metrów, np. jadąc samochodem
pod linią WN lub nad kablem zakopanym
w ziemi.

Transmisja PLC odbywa się po przewo−

dach i z tego względu do tej pory nie podle−
gała bezpośrednim przepisom o emisjach ra−

diowych (fal elektromagnetycznych), a jedy−
nie  przepisom  o zakłóceniach  wywoływa−
nych przez urządzenia elektryczne, jak silni−
ki,  wyłączniki  itd.  Dotychczasowe  przepisy
nie  uwzględniały  faktu  promieniowania
elektromagnetycznego  z nieekranowanych
linii  przesyłowych  (informacje  przesyłano
na  małej  częstotliwości  i nie  budziło  to  ni−
czyich zastrzeżeń).

Od początku lat osiemdziesiątych zaczął

się rozwój technologii pozwalających na roz−
szerzenie  możliwości  domowych  sieci  ener−
getycznych  o zdolność  przesyłania  danych.
Z chwilą wykorzystania wielkiej częstotliwo−
ści  zaczęły  się  protesty  innych  użytkowni−
ków eteru.

W PLC mogą być stosowane różne syste−

my  modulacji:  od  prostych  kodów  tono−
wych (odpowiednik DTMF) po PSK i FSK.
Jak  wiemy,  stopień  generacji  harmonicz−
nych zależy od kształtu przesyłanych sygna−
łów  (niezależnie  od  częstotliwości  podsta−
wowej). Najprościej są generowane sygnały

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

O tym się mówi

Czerwiec 2002

O tym się mówi

prostokątne, które mają bardzo szerokie wid−
mo  (zgodnie  z rozkładem  Fouriera).  Najko−
rzystniejsze są sygnały o kształcie odwróco−
nego  cosinusa  (stosowane  w PSK31),  ale  to
jest  kosztowne  w kodowaniu,  a następnie
wymaga odpowiedniego dekodowania i z te−
go względu jest niechętnie stosowane.

Z drugiej strony wiadomo, że sieci ener−

getyczne to środowisko o bardzo zmiennych
parametrach.  Mimo  że  łatwo  przewidzieć
rodzaj zakłóceń, które mogą się w nich po−
jawić, nie sposób określić momentu ich wy−
stąpienia.  Opracowanie  systemu,  który  po−
trafi  poradzić  sobie  ze  wszystkimi  typami
zakłóceń występującymi w sieci energetycz−
nej  nie  rozwiązuje  wszystkich  problemów.
Niezbędnym staje się użycie takich rozwią−
zań, które pozwalają na opłacalną produkcję
jego komercyjnej wersji: stało się to możli−
we  dopiero  dzięki  przetwornikom  cyfro−
wym  nowej  generacji,  pozwalającym  na
większą kompresję danych oraz powiększe−
nie  przepustowości  istniejących  kabli  ener−
getycznych.

W USA, a następnie w Anglii, robiono

próby  transmisji  po  sieci  sygnałów  różnymi
systemami, w tym fonii kodowanej cyfrowo,
wielokanałowej  transmisji  informacji  z roz−
działem  czasu  lub/i rozdziałem  częstotliwo−
ści.  Z przyczyn  technicznych  były  do  tego
stosowane częstotliwości w dolnym zakresie
fal krótkich. Powodowały one silne pole za−
kłócające, zdecydowanie podnoszące poziom
szumów  tła  w.cz.  Stosowano  przeróżne  sy−
stemy modulacji i częstotliwości fal nośnych.
Niektóre źródła podają, że prążki interferen−
cyjne  rejestrowano  także  powyżej  30MHz,
a więc na UKF.

Od trzech lat w kilkunastu krajach są pro−

wadzone  próby  technologii  PLC.  Pomimo
niejednoznacznej  opinii  o celowości  przed−
sięwzięcia PLC, system ten niedawno wdro−
żono  komercyjnie  na  niewielką  skalę
w Niemczech  i Szwajcarii.  Niebawem  tech−
nologia  PLC  ma  być  również  uruchomiona
w Szwecji, Finlandii i Austrii.

Prawo nie pozwala dystrybutorom energii

elektrycznej prowadzić takiej działalności je−
dynie w Japonii i Izraelu.

W Polsce od 1 stycznia 2002 r. świadcze−

nie  usług  telekomunikacyjnych  nie  wymaga
licencji. Z tego też powodu testy nowej tech−
nologii  są  prowadzone  w wielu  zakładach
energetycznych  z wykorzystywaniem  urzą−
dzeń  zachodnich  firm,  m.in.  Main.net  oraz
Ascom.  Pierwsze  komercyjne  świadczenie
usług w tej technologii w Polsce jest prowa−
dzone  przez  Pattern  Communications  w Za−
kładzie Energetycznym w Krakowie.

Pattern Communications to spółka pol−

sko−amerykańska  działająca  w Polsce  od
2000  roku.  Oprócz  współpracy  z zakładami
energetycznymi  firma  współpracuje  w kraju
również  z operatorem  sieci  światłowodowej
Tel−Energo,  działającym  na  rynku  przesyłu

danych i dzierżawy łączy. Misją firmy jest
umożliwienie korzystania z usług telekomu−
nikacyjnych oraz szybkiego dostępu do Inter−
netu wszystkim, niezależnie od miejsca,
w którym się znajdują.

Pattern Communications, w oparciu

o sprzęt  izraelskiej  firmy  Main.net,  zakoń−
czyła pierwszy w Polsce test technologii PLC
na  terenie  Zakładu  Energetycznego  Kraków
i w drugiej połowie marca rozpoczęła ofero−
wanie  usług  „Internet  z gniazdka”.  W ciągu
kilku miesięcy oferta obejmie również usługi
telefoniczne.

Z firmowych informacji prasowych wyni−

ka,  że  miesięczny  abonament  za  Internet
przez gniazdko elektryczne będzie wynosił od
80 do 120 zł. Jednorazowa opłata instalacyjna
wynosi  150  zł  oraz  50  zł  za  jednorazową
opłatę  aktywacyjną.  Dodatkowo  użytkownik
jest zobowiązany uiścić kaucję w wysokości
99  zł  za  urządzenie  udostępnione  przez  Pat−
tern Communications. Kaucja będzie zwraca−
na w przypadku rezygnacji z usług (wszystkie
powyższe  opłaty  będą
powiększone o należny
podatek VAT).

Usługi są dostępne

w dwóch taryfach: Sre−
brnej  i Złotej.  Wszy−
scy, niezależnie od wy−
branej  taryfy,  będą
mieć dostęp do prędko−
ści  nie  mniejszej  niż
256kbs. W taryfie Sre−
brnej  klienci  mogą
ściągnąć

wysłać

250MB  informacji.  Po  przekroczeniu  limitu
są  naliczane  dodatkowe  opłaty  za  ściągnięte
informacje (0,20 zł za każdy rozpoczęty MB
powyżej limitu). Warto uświadomić sobie, że
250MB  jest  równoznaczne  z około  10,000
obejrzanych stron www lub 100000 krótkich
e−mail lub 500 minut (10 CD) muzyki w for−
macie MP3 lub 25 download−ów programów
lub  gier.  Ściągnięcie  250MB  przy  wykorzy−
staniu  modemu  jest  równoznaczne  z podłą−
czeniem  przez  dial−up  24  godziny  na  dobę
w ciągu prawie całego tygodnia.

Taryfa Złota pozwala w ciągu miesiąca

ściągnąć i wysłać 750MB informacji (po prze−
kroczeniu limitu są naliczane dodatkowe opła−
ty za ściągnięte informacje 0,16 zł za każdy
rozpoczęty MB powyżej limitu).

Obecnie Pattern Communications współ−

pracuje w kraju z sześcioma innymi zakłada−
mi  energetycznymi  (górnośląski,  poznański,
warszawski, lubelski, płocki i toruński). Fir−
ma  zamierza  nawiązać  komercyjną  współ−
pracę  z innymi  zakładami  energetycznymi,
z którymi prowadzi testy, tak by usługi wdra−
żać również w pozostałych rejonach kraju.

Plan Pattern Communications na ten rok

zakłada zaoferowanie usług 3...5 tysiącom
odbiorców. W 2003 liczba ta ma wzrosnąć do
10...15 tysięcy.

Inną firmą na polskim rynku, prowadzącą

testy  podobnej  technologii,  jest  Ascom.  Fir−
ma nawiązała współpracę z warszawskim za−
kładem  energetycznym  STOEN.  Obecnie  są
prowadzone  próby  techniczne  systemu.  Jak
poinformował  STOEN,  testy  przebiegły  po−
myślnie  i niebawem  firma  ma  rozpocząć
sprzedaż usług m.in. w Warszawie.

Zasada działania Internetu
przez gniazdko
energetyczne

Dostęp do Internetu poprzez gniazdko siecio−
we jest możliwy dzięki specjalnej sieci szero−
kopasmowej wchodzącej w skład tak zwanej
komórki  PLC  (Power  Cell).  Z kolei  każda
komórka PLC składa się z dwóch systemów
pracujących  jednocześnie  i połączonych  ze
sobą przy wejściu do instalacji budynkowej:
zewnątrzbudynkowego  (outdoor)  i we−
wnątrzbudynkowego (indoor).

Schemat działania typowego systemu

PLC pokazano na rysunku poniżej.

System zewnątrzbudynkowy jest podłą−

czony do szkieletu komunikacyjnego przy
sieci transformatorowej i służy do przesyłania
sygnału po linii niskiego napięcia od transfor−
matora do punktu dostępu w budynku.

Kontroler zewnętrzny (Outdoor Master)

jest zamontowany w skrzynce lub sąsiadują−
cym pomieszczeniu stacji transformatorowej,
gdzie  jest  doprowadzony  sygnał  informa−
tyczny  za  pomocą  kabla,  światłowodu  lub
radiolinii,  czy  drogą  satelitarną.  Zadaniem
kontrolera  jest  nałożenie  na  przyłączoną  do
niego  sieć  elektryczną  niskiego  napięcia
o częstotliwości 50Hz dodatkowego sygnału
wielkiej częstotliwości, który jest dalej prze−
syłany  do  końcowego  abonenta.  Następnie
system wewnątrzbudynkowy dystrybuuje sy−
gnał z punktu dostępu w budynku do każde−
go gniazdka użytkownika systemu.

Z systemu zewnętrznego sygnał dochodzi

do kontrolera wewnętrznego (OAP/IC) umie−
szczonego w złączu elektrycznym przy bu−
dynku, skąd dalej jest przesyłany do wszyst−
kich gniazd sieciowych zainstalowanych
u użytkowników.

Użytkownik sieci − abonent końcowy przy−

łącza się ze swoim komputerem przez modem
wewnętrzny − adapter (Indoor Adapter).

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

Czerwiec 2002

łł

W taki sposób można przyłączyć do 20 abo−
nentów, a dla każdych kolejnych dwudziestu
trzeba instalować następny kontroler wewnę−
trzny przy budynku.

Podzielenie sieci PLC na dwa niezależne

systemy ma zalety techniczne i organizacyj−
ne.  W aspekcie  technicznym  umożliwia  to
uzyskanie  wyższej  przepływności  danych,
ponieważ ruch odbywający się tylko w syste−
mie wewnętrznym, jak np. korzystanie z dru−
karki sieciowej, nie obciąża systemu zewnę−
trznego. Dodatkowo dwa systemy mogą być
ustawione  optymalnie  dla  różnych  parame−
trów transmisji.

W aspekcie organizacyjnym podzielenie

systemów ułatwia podział odpowiedzialności
za łącze po sieci energetycznej. Sieć od trans−
formatora do punktu dostępu jest własnością
zakładu energetycznego, natomiast sieć od te−
goż punktu do gniazdka jest własnością wła−
ściciela budynku. Podzielenie systemu wzglę−
dem tych samych granic umożliwia wytycze−
nie przejrzystych granic odpowiedzialności
i ułatwia unikanie interferencji w systemie.

Według obliczeń usługa PLC jest opłacal−

na, jeżeli w budynku mieszkalnym na 100 ro−
dzin co najmniej 20 zdecyduje się na Internet.

Mniejsze szanse będą mieli na pewno

mieszkańcy  wolno  stojących  domków.  Do−
starczenie  sygnału  od  dostawcy  usług  inter−
netowych do stacji transformatorowej w rejo−
nie  małego  osiedla  będzie  mniej  opłacalne,
niż  w rejonie  gęsto  zamieszkałym,  z wielo−
piętrowymi  blokami.  W przypadku  jednego
abonenta, np. w wolno stojącym domku, kie−
dy nie opłaca się instalować drogiego kontro−
lera wewnętrznego, są oferowane tanie adap−
tery  zewnętrzne  (Outdoor  Adapter),  które
umożliwiają  bezpośredni  dostęp  do  systemu
zewnętrznego.  Jednak  warunkiem  koniecz−
nym  do  przyłączenia  użytkownika  jest,  aby
maksymalna  odległość  abonenta  od  stacji
transformatorowej  nie  była  większa  niż
250m, zaś odległość od kontrolera wewnętrz−
nego przy budynku nie większa niż 100m.

Nowa technologia PLC umożliwia ma−

ksymalną szybkość transmisji danych do

4,5Mb/s w obrębie jednej komórki PLC, ale
według  ostatnich  doniesień  są  już  prototypy
urządzeń  zapewniające  przesył  do  10Mb/s.
Faktyczna  szybkość  przesyłania  danych  bę−
dzie jednak zależeć od liczby abonentów ko−
rzystających w danej chwili z Internetu i mo−
że być dużo mniejsza. Także system kontroli
błędów  transmisji  (oprogramowanie)  może
zmniejszyć tę szybkość do 2,25Mb/s. Trans−
misja  danych  w systemie  zewnętrznym  jest
realizowana w zakresie częstotliwości od ok.
1−10MHz, a w systemie wewnętrznym od ok.
12−30MHz. Moc przesyłu nie jest duża i wy−
nosi od 40nW do 20mW, w zależności od tłu−
mienia  w sieci  energetycznej,  przy  czym
w systemie wewnętrznym jest najmniejsza.

W podstawowych danych technicznych sy−

stemu PLC podaje się: dystans transmisji ze−
wnętrzny 150...250m

oraz wewnętrzny

30...100m, moc transmitowana 40nW...20mW
(w OA i OAP określa się stałą moc transmisji).

OA, OAP, IA używają najmniejszej moż−

liwej mocy transmisji przy określeniu możli−
wego maksimum prędkości przesyłu danych
750kb/s na nośną oraz 2,25Mb/s na komórkę

PLC (do 4,5Mb/s bez korekcji
błędów).

Podstawowymi zaletami

systemu  PLC  jest  możliwość
wykorzystania  każdego  gnia−
zdka  elektrycznego  w budyn−
ku,  a więc  brak  dodatkowego
okablowania  oraz  możliwość
tworzenia  sieci  wewnątrzbu−
dynkowych.

Jak już wspomniano, sy−

stem umożliwia, oprócz moż−
liwości dostępu do Internetu,
korzystanie z innych usług,
np.:
−

zarządzanie urządzenia−

mi domowymi poprzez sieć

(zdalne sterowanie),
− usługi telefoniczne (również Fax),
− systemy  ochrony  zdrowia  (komunikacja
głosowa, sygnały przywoławcze),
− sterowanie  zabezpieczeniami  w budynku
(transmisja  sygnału  z kamer,  sterowanie
czujnikami),
− zdalne odczytywanie mierników, np. zuży−
cia energii elektrycznej.

Aby korzystać z usługi użytkownik musi

mieć, oprócz gniazdka elektrycznego z na−
pięciem i modemu, komputer osobisty o na−
stępujących parametrach:
− procesor „Pentium”,
− system operacyjny (przynajmniej „Win−
dows 95”),
− karta graficzna,
− napęd CD−ROM,
− interfejs USB lub enthernet.

Są to w zasadzie typowe właściwości

obecnie dostępnych komputerów.

Dane techniczne adaptera wewnętrznego

(Indoor Adapter, IA):
− prędkość: <4,5Mb/s,
− współpraca z protokołem: H.323 (VoIP),
− technologia:  VLAN  (wg  normy  IEE
802.1Q),
− współpraca z protokołem: DHCP,
− maksymalny dystans transmisji: < 100m,
− pasmo  częstotliwości:  12−30MHz  (zgodne
CENELEC),
− interfejsy: 10Mb/s Ethernet, USB,
− szyfrowanie:  RC−4  z wymianą  kluczy  wg
Diffie Hellmama.

Adapter zewnę−

trzny (Outdoor Ad−
apter)  umożliwia
bezpośredni  dostęp
od strony użytkow−
nika do systemu ze−
wnątrzbudynkowe−
go.  To  urządzenie
jest  głównie  uży−
wane  do  prostego
dostępu  do  Inter−
netu  dla  domków
jednorodzinnych,
gdzie  nie  jest  wy−
magany system we−
wnątrzbudynkowy.

Dane techniczne adaptera zewnętrznego

(Outdoor Adapter, OA):
− prędkość: <4,5Mb/s,
− współpraca z protokołem: H.323 (VoIP),
− technologia: VLAN wg normy IEE 802.1Q,
− współpraca z protokołem: DHCP,
− maksymalny dystans transmisji: 250m,
− pasmo częstotliwości: 1,6−13MHz (pasmo
zgodne CENELEC),

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

Czerwiec 2002

łł

−

łł

−

łł

− interfejsy: 10Mb/s Ethernet, USB,
− szyfrowanie: RC−4 z wymianą kluczy wg
Diffie Hellmama.

Dane techniczne kontrolera zewnętrznego

(Outdoor Master, OM):
− prędkość: <4,5Mb/s,
− współpraca z protokołem: H.323 (VoIP),
− technologia: VLAN (wg normy 802.1Q),
− współpraca z protokołem: DHCP,
− maksymalny dystans transmisji: <250m,
− pasmo częstotliwości: 1,6−13MHz (pasmo
zgodne CENELEC),
− interfejsy: 10Mb/s Ethernet, RS 232,
− szyfrowanie: RC−4 z wymianą kluczy wg
Diffie Hellmama.

Producentami w/w. urządzeń są firmy:

izraelska Main.net, szwajcarska Ascom, nie−
mieckie Oneline i Politrax oraz iAd.

Wszystkie urządzenia mają zintegrowane

zabezpieczenia  przesyłanych  informacji
oparte  na  sieci  wirtualnej  i szyfrowanej
transmisji danych. Implementacja tych sieci
wykorzystuje  standard  IEE  802.1Q,  zapew−
niający  odpowiednią  separację  sygnałów
i gwarantujący, że dane informatyczne trafią

tylko  i wyłącznie  do  konkretnego  adresata.
Szyfrowanie danych skutecznie zabezpiecza
informacje przed próbą odczytania ich przez
innych.  Urządzenia  PLC  są  obsługiwane
przez protokół SNMP, pozwalający na łatwą
integrację  z istniejącymi  systemami  zarzą−
dzania siecią elektroenergetyczną, co umoż−
liwia  monitorowanie  i szybką  lokalizację
uszkodzeń.

Zagrożenia ze strony PLC
i nie tylko

Pomimo szeregu zalet Internet poprzez gnia−
zdko  (PLC)  może  nieść  wiele  niebezpie−
czeństw.  Przepisy  nie  przewidują  prawnej
ochrony  PLC  przed  zakłóceniami.  Wielka
szkoda,  że  w kraju  nie  istnieje  norma  doty−
cząca poziomu dopuszczalnych zakłóceń po−
wodowanych  przez  system  PLC.  Na  szczę−
ście są już przygotowywane normy europej−
skie (CEPT, WRC 2003) na ten temat, a jed−
nocześnie przemysł związany z PLC prowa−
dzi intensywne badania mające na celu ogra−
niczenie zakłóceń.

Aktualni dostawcy sprzętu PLC i operato−

rzy  (firmy  energetyczne)
powołują  się  na  normę  nie−
miecką  (NB30)  i twierdzą,
że  wszystko  jest  w porząd−
ku;  jednak  normy  te  nie  są
w Polsce obowiązujące.

Według wielu autoryte−

tów z dziedziny radiokomu−
nikacji poziomy dopuszczo−
ne przez normę NB30 są ab−
solutnie  niewystarczające
dla  zapewnienia  właściwej
pracy służb krótkofalowych,
przede  wszystkim  wojsko−
wych, lotniczych, morskich,
policji  i straży  granicznej,
a także amatorskich.

Aktualnie dyskutowane

normy  EMC  dotyczące
ograniczeń  promieniowania
przez  PLC,  to  norma  nie−
miecka  NB30  i norma  bry−
tyjska  MPT 1570,  które
w istocie  nie  obejmują  wy−
żej  wzmiankowanego  ob−
szaru  koordynacyjnego  sto−
sowanego  przy  koordynacji
częstotliwości KF dla radio−
komunikacji  krótkofalowej.
Tak  więc  uwzględnianie  je−
dynie  poziomów  granicz−
nych EMC jest niewystarcza−
jące  dla  oceny  kompatybil−
ności pomiędzy PLC i radio−
komunikacją krótkofalową.

Jest widoczne, że warto−

ści podane w normie NB30
są  o wiele  za  wysokie,  aby
chronić  służby  radiokomu−
nikacyjne  HF  przed  za−

kłóceniami ze strony PLC.

Skrót najważniejszych stanowisk służb

profesjonalnych oraz amatorskich, którym
zagraża współistnienie z PLC, jest przedsta−
wiony w miesięczniku Świat Radio 5/2002.

Z obszernego materiału można wysunąć

jeden  najważniejszy  wniosek,  że  szerokopa−
smowy PLC powiększy całkowity próg szu−
mów w zakresie krótkofalowym, zaś zwięk−
szony  poziom  szumów  automatycznie  za−
kłóci pracę systemów z przeskokiem często−
tliwości  (hopping)  i wybieraniem  częstotli−
wości. W efekcie wysokiego progu szumów
systemy  te  nie  będą  w stanie  wyszukać  ja−
kiejkolwiek  wolnej  częstotliwości  dla  usta−
nowienia łączności.

Z kolei symetria/asymetria sygnału w ra−

mach jednej sieci energetycznej jest zmienna,
nie kontrolowana, a więc nie może być dosta−
tecznie  symulowana.  Zakłócenia  ze  strony
PLC  są  zależne  od  charakterystyk  symetrii
zastosowanych  linii  energetycznych,  są  więc
one nieprzewidywalne i niestabilne w czasie.
Zakłócenia  będą  się  rozchodzić  zarówno
wzdłuż powierzchni Ziemi, jak i przez jono−
sferę. W wyniku tego, zakłócenia (tj. znaczny
wzrost poziomu szumów) powodowane przez
PLC nie będą miały charakteru lokalnego.

Sądzi się, że z chwilą wprowadzenia PLC

w miastach czy okręgach, w liniach energetycz−
nych wystąpi podobny efekt, jak w antenach

łł

−

((

))

((

))

9 do 150 kHz

(pasmo pomiarowe 200 Hz, detektor szczytowy)

Często−
tliwość

(kHz)

Poziom graniczny

w odległości 1 metra

wg normy brytyjskiej

(MPT 1570 02/00)

93.5−20 log f (kHz)

Poziom graniczny

w odległości 3 metrów

wg normy niemieckiej

(NB30) 40−20*log (f/MHz)

różnica

Poziom graniczny minus

9.5 dB to skorygowany

dla 3 m 84−20 log f(kHz)

Poziom graniczny minus

16.5 dB skorygowany dla

sygnałów szerokopasmowych

23.5−20*log(f/MHz)

64.9 dB µV/m

64.4 dB (µV/m)

0.5

150

40.4 dB µV/m

39.9 dB (µV/m)

0.5

150 kHz do 1 MHz

(pasmo pomiarowe 9 kHz, detektor szczytowy)

Często

−tliwość

(MHz)

Poziom graniczny

w odległości 1 metra

wg normy brytyjskiej

(MPT 1570 02/00)

50−20 log f (MHz)

Poziom graniczny

w odległości 3 metrów

wg normy niemieckiej

(NB30) 40−20*log (f/MHz)

różnica

Poziom graniczny minus 9.

5 dB skorygowany

dla 3 m 40.5−20 log f

(MHz)

0.15

56.9 dB µV/m

56.4 dB (µV/m)

0.5

0.50

46.5 dB µV/m

46.0 dB (µV/m)

0.5

0.75

42.9 dB µV/m

42.4 dB (µV/m)

0.5

1.00

40.5 dB µV/m

40.0 dB (µV/m)

0.5

1 to 1.6 MHz

(pasmo pomiarowe 9 kHz, detektor szczytowy)

Często

−tliwość

(MHz)

Poziom graniczny

w odległości 1 metra

wg normy brytyjskiej

(MPT 1570 02/00)

50−20 log f (MHz)

Poziom graniczny

w odległości 3 metrów
wg normy niemieckiej

(NB30)

40−8.8*log (f/MHz)

różnica

Poziom graniczny minus 9.

5 dB skorygowany

dla 3 m 40.5−20 log f

(MHz)

1.00

40.5 dB µV/m

40.0 dB (µV/m)

0.5

1.20

38.9 dB µV/m

39.3 dB (µV/m)

0.4

1.40

37.6 dB µV/m

38.7 dB (µV/m)

1.1

1.60

36.4 dB µV/m

38.2 dB (µV/m)

1.8

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

Czerwiec 2002

kierunkowych (np. przy szeregu lamp ulicz−
nych), co częściowo spowoduje bardzo duże
natężenie pola zakłóceń wokół danego rejonu.

Reasumując, PLC może zakłócić służby

krótkofalowe.  Udowodniono,  że  nawet  przy
promieniowaniu ograniczonym do zgodnego
z normą  NB30,  odbiór  krótkofalowy  będzie
poważnie  zakłócony,  gdyż  nie  jest  możliwe
instalowanie anten odbiorczych w dużej od−
ległości od przewodów sieciowych. Zakłóce−
niom  podlegałaby  również  radiofonia  śre−
dniofalowa.  Powyższe  niebezpieczeństwa
mogą zagrozić egzystencji szeregu służb ra−
diokomunikacyjnych,  w tym  łączności  krót−
kofalowej i ogólnoświatowej służbie amator−
skiej.

Innym niebezpieczeństwem jest to, że

z kolei  fale  krótkie  mogą  zakłócić  Internet
PLC. Szeroko rozgałęzione sieci energetycz−
ne, działając jak anteny, nie tylko wytwarza−
ją  silne  zakłócające  promieniowanie,  ale
również zbierają wszelkiego rodzaju sygnały
radiowe,  wywołujące  wysoki  poziom  szu−

mów w sieci zasilającej. Wysoki poziom szu−
mów może znacznie obniżyć szybkość trans−
misji danych lub nawet ją uniemożliwić,
utrudniając dostawcom usług zachowanie
gwarantowanych parametrów.

Odporność PLC na zakłócenia będzie

określona  poziomem  zabezpieczeń  wbudo−
wanych w sam system. Duża odporność wy−
maga  zastosowania  odpowiednich  środków
zabezpieczających,  sprzecznych  ze  skutecz−
ną możliwością transmisji (szybkością).

Również PLC może zakłócić inne urządze−

nia  elektroniczne  mające  bezpośredni  dostęp
do wszystkich urządzeń zasilanych z sieci. Jest
prawdopodobne, że duża liczba urządzeń elek−
tronicznych  będzie  poddana  zakłóceniom,
w szczególności dotyczy to urządzeń audio/wi−
deo  i urządzeń  medycznych  w szpitalach
i przychodniach.  Większość  takich  urządzeń
nie  ma  zabezpieczeń  przed  sygnałami  PLC
i jest zagrożona zakłóceniami. W krytycznych
lokalizacjach, jak ośrodki intensywnej pomocy
medycznej, może być zagrożone ludzkie życie.

Z powodów bezpieczeństwa, każde urządzenie
będzie wymagać odpowiednich i kosztownych
środków zabezpieczających.

W każdym razie PLC może wywołać cał−

kowicie nowe problemy prawne.

Innym, poza radiowym, aspektem wpro−

wadzenia  technologii  PLC  w skali  masowej,
jest  nie  do  końca  zbadany  szkodliwy  wpływ
powszechnie  występującego  pola  wysokiej
częstotliwości.  Linie  energetyczne  znajdują
się przecież wszędzie i nasze mieszkania oraz
miejsca pracy są oplecione przewodami ener−
getycznymi,  które  −  wraz  z rozpowszechnie−
niem PLC − staną się antenami nadawczymi.
Trzeba też brać pod uwagę fakt, że wydajność
PLC może nie sprostać rosnącemu zapotrze−
bowaniu na szybką transmisję danych.

Oferowana szybkość transmisji PLC rzę−

du 2Mbit/s od dostawcy usług do użytkowni−
ka jest już niewystarczająca i perspektywicz−
nie może być skazana na niepowodzenie.

Andrzej Janeczek

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

Czerwiec 2002

Document Outline