background image

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ów

w

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98

18

Temat  tego  zadania  nierozłącznie  wiąże  się

z zimą. Wyobraź sobie, że jesteś właścicielem
piwnicy,  garażu  lub  komórki.  Pomieszczenie
nie jest ogrzewane. Znajdują się w nim przed−
mioty, które nie powinny przemarznąć (np. za−
pas jarzyn na zimę).

Nie można dopuścić do spadku temperatury

w pomieszczeniu poniżej zera.

Ponieważ  do  pomieszczenia  nie  są  dopro−

wadzone  przewody  sieci  energetycznej,  nie
można zastosować prostego sposobu polega−
jącego na wstawieniu tam grzejnika elektrycz−
nego  z termostatem  włączającym  się  przy
spadku temperatury do zera.

Należy zaprojektować sygnalizator, który in−

formowałby domowników o groźbie przemar−
znięcia.

Sygnalizator taki musi być zasilany z baterii.
I to jest główna trudność zadania: sygnaliza−

tor  musi  skutecznie  poinformować  domowni−
ków o zagrożeniu, ale w stanie czuwania powi−
nien pobierać jak najmniej prądu.

Zadanie  jest  może  trochę  sztuczne,  bo  na−

wet  jeśli  w pomieszczeniu  nie  jest  dostępna
energia  elektryczna  z sieci,  skuteczniejszym
rozwiązaniem  byłoby  zapewne  prowizoryczne
łącze  sieci  220V,  pozwalające  wykorzystać
grzejnik elektryczny z termostatem.

Tym razem nie chodzi mi jednak o praktycz−

ną przydatność, ale o zwrócenie uwagi na po−
bór  prądu  przez  urządzenia  zasilane  z baterii.
W rozwiązaniach,  nadsyłanych  na  wcześniej−
sze wydania naszego stałego konkursu zdecy−
dowana  większość  uczestników  zupełnie  nie
zwracała uwagi na pobór prądu. Niektórzy pro−
ponowali  urządzenia  przeznaczone  do  ciągłej
pracy, które miałyby pobierać z małej  9−wolto−
wej  bateryjki  typu  6F22  prąd  rzędu  kilkudzie−
sięciu  miliamperów.  Takie  rozwiązanie  zrujno−
wałoby  finansowo  właściciela,  bo  musiałby
wymieniać (zwykłą, nie alkaliczną) baterię przy−
najmniej dwa razy dziennie!

Tymczasem  przy  odrobinie  zastanowienia

można zaprojektować układ pełniący identyczne
funkcje, który w spoczynku zupełnie nie pobie−
rałby prądu, lub pobierałby prąd o natężeniu ja−
kiś tam drobnych pojedynczych mikroamperów.

Właśnie  nonszalancja  licznych  uczestników

Szkoły w szafowaniu prądem z baterii spowo−
dowała, że zdecydowałem się na przedstawie−
nie  niniejszego  zadania,  którego  głównym  za−
daniem jest wyczulenie wszystkich przyszłych
i

obecnych  konstruktorów  na  problem

oszczędności prądu.

Jak widzicie, tym razem głównym kryterium

przy  ocenie  prac  będzie  zmniejszenie  poboru
prądu.

Zadanie  może  wydawać  się  trudne,  bo  nie

wszyscy uczestnicy potrafią zaprojektować su−
peroszczędny układ, pobierający w spoczynku
prąd  rzędu  kilku,  czy  kilkunastu  mikroampe−
rów. Wcale nie trzeba projektować układu po−
miaru temperatury od podstaw. Można wyko−
rzystać gotowy układ z literatury.

Trzeba  tylko  ruszyć  głową,  a wtedy  okaże

się,  że  problem  wcale  nie  jest  tak  skompliko−
wany, jak się wydaje na pierwszy rzut oka.

Przede wszystkim należy zauważyć, że tem−

peratura  w pomieszczeniu  zmienia  się  bardzo
wolno i układ wcale nie musi pracować w spo−
sób ciągły... Więcej podpowiedzieć nie mogę.

Należy więc rozważyć dwie drogi:

– albo  minimalizować  pobór  prądu  przez  sto−

sowanie  oszczędnych  elementów  (zwłasz−
cza układów scalonych)

– albo  zastosować  sposób  zmniejszający

średni pobór prądu.

A oto oficjalny temat zadania:

Uważam,  że  tym  razem  zadanie  nie  jest

wcale trudne. 

Gorąco zachęcam do przeprowadzenia prób.

Nie  ukrywam,  że  spodziewam  się  także  prak−
tycznych  rozwiązań.  Jestem  przekonany,  że
zaproponujecie  układy  zużywające  naprawdę
mało prądu.

Dodatkowo możecie zarobić sporo punktów,

jeśli  zaproponujecie  praktycznie  sprawdzone
układy  generatorów  potrzebujących  jak  naj−
mniej prądu. Nie lekceważcie tego wątku – ge−
nerator  impulsów,  pobierający  w spoczynku
pomijalnie mały prąd, to bardzo cenny blok do
budowy  różnych  współczesnych  układów
elektronicznych.

Jak  wspomniałem,  praktyczna  przydatność

sygnalizatora  w opisanym  zastosowaniu  jest
co najmniej wątpliwa, ale nie lekceważcie tego
tematu,  bo  jest  to  znakomita  okazja  zdobycia
cennego doświadczenia.

Do stanięcia w szranki zachęcam także bar−

dziej zaawansowanych i doświadczonych kon−
struktorów – tu może rozegrać się ciekawa ry−
walizacja o każdy mikroamper prądu.

Nie zapomnijcie podać swojego wieku, bym

mógł  sprawiedliwie  ocenić  nadesłane  rozwią−
zania.

Nagrodami  dla  zwycięzców  będą  zestawy

układów  CMOS,  które  znakomicie  nadają  się
do budowy superoszczędnych urządzeń elek−
tronicznych.

Nagrody ufundowała firma AVT.

Rozwiązanie zadania powinno zawie−

rać schemat elektryczny i zwięzły opis

działania. Model i schematy montażo−

we nie są wymagane. Przysłanie dzia−

łającego modelu lub jego fotografii

zwiększa szansę na nagrodę.

Ponieważ rozwiązania nadsyłają czy−

telnicy o różnym stopniu zaawanso−

wania, mile widziane jest podanie

swego wieku.

Ewentualne listy do redakcji czy spo−

strzeżenia do erraty powinny być

umieszczone na oddzielnych kart−

kach, również opatrzonych nazwis−

kiem i pełnym adresem.

Czas nadsyłania prac wynosi 45 dni

od ukazania się numeru (w przypad−

ku prenumeratorów – od otrzymania

pisma pocztą).

Zadanie 24

Zadanie 24

Sygnalizator

obniżenia 

temperatury

Sygnalizator 

obniżenia 

temperatury

Zaprojektować  układ  sygnalizatora
obniżenia  temperatury,  który  w spo−
czynku pobierałby jak najmniej prądu.

Rozwiązanie zadania nr 21

Zgodnie z wcześniejszą zapowiedzią, w związku ze zmianą terminu nadsyłania prac, rozwiąza−

nie zadania 21, ogłoszonego w 11 numerze EdW z 1997 roku zostanie zamieszczone za miesiąc.

Nie zdziwcie się też, że od przyszłego numeru zmieni się logo Szkoły Konstruktorów.
Pozdrawiam wszystkich uczestników i sympatyków Szkoły.

W

Wa

as

szz IIn

ns

sttrru

uk

ktto

orr

P

Piio

ottrr G

órre

ec

ck

kii

background image

P

Piie

er

rw

ws

sz

ze

e k

kr

ro

ok

kii

23

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98

Przed miesiącem przygotowaliśmy so−

lidny  grunt  pod  zrozumienie  działania
tranzystora.  Dziś  poznasz  kilka  ważnych
zagadnień  i

wreszcie  wykrzykniesz:

„Tranzystor?  Ależ  to  takie  proste!”.  Za−
nim  to  nastąpi,  musisz  koniecznie  zrozu−
mieć pojęcie źródła prądowego.

Źródło prądowe

W dotychczasowych  rozważaniach

chciałem  ci  utrwalić  wyobrażenie,  że  na−
pięcie możemy rozumieć jako wynik prze−
pływu  prądu  przez  opór,  a nie  tylko  prąd
jako wynik działania napięcia.

Nieprzypadkowo  we  wstępie  do  po−

przedniego  artykułu  zasygnalizowałem  ci
pojęcie źródła prądowego. Już samo sło−
wo „źródło” coś sugeruje. Źródło to czyn−
nik  pierwotny,  sprawczy,  dający  jakieś
skutki...

Czy już chwyciłeś o co chodzi?
Do  tej  pory  znałeś  tylko  źźrró

ód

dłło

o  n

na

ap

piię

ę−

c

ciio

ow

we

e.

Najpierw  rozszerz  więc  swoje  hory−

zonty  analizując  podobieństwa  i różnice
źźrró

ód

dłła

a n

na

ap

piię

ęc

ciio

ow

we

eg

go

o i źźrró

ód

dłła

a p

prrą

ąd

do

ow

we

eg

go

o.

Na  początek  małe  i łatwe  pytanko:

czy w sklepie można kupić źródło napię−
ciowe?

Gdy  zapytasz  o coś  takiego,  to  sprze−

dawca popatrzy na ciebie dziwnym wzro−
kiem i zapyta, czy chodzi ci o jakieś bate−
rie.  Rzeczywiście.  Bateria,  akumulator,

czy zasilacz, to różne odmiany źródeł na−
pięciowych  tyle,  że  nie  są  to  źródła  dos−
konałe.

W każdym  razie  określenie  źźrró

ód

dłło

o  n

na

a−

p

piię

ęc

ciio

ow

we

e wskazuje  na  coś,  co  samo

w sobie jest źródłem napięcia.

Rzeczywiście, każda bateria, akumula−

tor czy zasilacz ma jakieś napięcie nomi−
nalne. A prąd? Prąd nas mniej obchodzi –
o wartości  prądu  zadecyduje  przecież
wielkość dołączanego potem obciążenia.

Źródło napięciowe już znasz, ale teraz

masz przyswoić sobie pojęcie źźrró

ód

dłła

a p

prrą

ą−

d

do

ow

we

eg

go

o.

Na  rry

ys

su

un

nk

ku

u  4

4 znajdziesz  często  uży−

wany  symbol  źródła  prądowego.  W lite−
raturze spotyka się różne symbole źródła
prądowego.  My  będziemy  się  posługi−
wać  tym  z rysunku  4.  Bardzo  często  na
schematach  strzałką  oznacza  się  kieru−

nek  przepływu  prądu  (cały  czas  rozma−
wiamy o obwodach prądu stałego, a nie
zmiennego).

Teraz  może  zbuntujesz  się  i powiesz,

że  w żadnym  sklepie  nie  można  kupić
elementu  zwanego  źródłem  prądowym.
Można  kupić  baterie,  rezystory,  konden−
satory,  tranzystory,  układy  scalone,  ale
nie źródło prądowe. A jak nie ma w skle−
pach, to po co to całe gadanie?

Rzeczywiście,  źźrró

ód

dłło

o  p

prrą

ąd

do

ow

we

e jest

tworem  cokolwiek  egzotycznym,  ale  nie
masz racji. Bądź cierpliwy.

Mój  kochany,  jeśli  naprawdę  chcesz

rozumieć elektronikę, to od początku mu−
sisz się przyzwyczaić do tego, że w elek−
tronice często stosujemy pewne uprosz−
czenia i wyobrażamy sobie pewne dosko−
nałe  modele.  Właśnie  takim  modelem
jest doskonałe źródło napięciowe. W tym
przypadku  chyba  nie  masz  zastrzeżeń
i problemów ze zrozumieniem. Na rry

ys

su

un

n−

k

ku

u 5

5 znajdziesz dwie wersje tego samego

schematu:  doskonałe  źródło  napięciowe
współpracuje z rezystorem.

Dlaczego  na  rysunkach  5a  i 5b  od−

miennie zaznaczono źródło napięcia?

Symbol źródła z rysunku 5a stosujemy

do teoretycznych rozważań – tak oznacz−
my  doskonałe  źródło  napięciowe,  model
nie występujący nigdzie w rzeczywistoś−
ci. Natomiast symbol źródła napięcia z ry−
sunku  5b  powszechnie  stosujemy  do

Tranzystory

dla początkujących

część 

2

R

Ry

ys

s.. 4

4.. S

Sy

ym

mb

bo

oll g

grra

affiic

czzn

ny

źźrró

ód

dłła

a p

prrą

ąd

do

ow

we

eg

go

o