plik

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

Na początek jedna ważna rzecz: MISIO − jak
sama nazwa wskazuje, to idealne miejsce do
chowania różnych układów elektronicznych,
zwłaszcza pilotów, oczywiście pilotów do
urządzeń elektronicznych!

Dobra, trochę pożartowałem, teraz do

rzeczy: urządzenie zbudowałem tylko na po−
trzeby  Szkoły  Konstruktorów  i umożliwia
ono sterowanie za pomocą pilota radiowego
dwoma dowolnymi urządzeniami zasilanymi
napięciem  220V.  W roli  kodera  i dekodera
chciałem  wykorzystać  układy  Holteka
(HT12  i ten,  który  generuje  sygnały  tono−
we), jednak są one trudne do zdobycia. Zde−
cydowałem się w końcu na stare i poczciwe
MC 145026 i jego nierozłącznego kompana
MC 145028.

Opis układu

Pilot − jest to standardowy układ pracy ko−
stki MC 405026. Ja do tego dodałem 4 dio−
dy  i 4  włączniki,  które  włączają  zasilanie
układu  i zarazem  ustawiają  odpowiedni
kod  (adres),  który  zostaje  wysłany  do
nadajnika  i dalej  w "świat".  Dioda  D5  sy−
gnalizuje  swym  migotaniem  prawidłową
pracę  nadajnika.  Kostka  MC  145026  jest
dobrze znana.

Odbiornik

W górnej części schematu widać standardowy
zasilacz 12V, napięcie jest filtrowane i stabili−
zowane  U5.  Jak  wiadomo,  układy  MC
1405026 i 28 mają możliwość ustawienia kodu
(dokładniej  1  z 19683,  poprzez  zwieranie
wejść A1...A8 do masy, plusa lub w ogóle nie
podłączone). Jeśli kody ustawione w nadajniku
i odbiorniku są takie same, to na wyjściu VT
układu  U2  pojawia  się  stan  wysoki.  W zasa−
dzie to by wystarczyło, w ten sposób osiągnę−
liśmy  możliwość  sterowania  jednym  elemen−
tem wykonawczym, jednak ja poszedłem dalej
i wykombinowałem  sterowanie  dwóch  urzą−
dzeń, co w wielu przypadkach jest wystarcza−
jącą  liczbą.  Kluczem  do  tajemnicy  są  bramki
U3A i U3B, które zwierają na przemian diody
D1 lub D2 do masy (i zmieniają adres), podob−
nie pracują 2 przerzutniki U4, które też "włą−
czane" są na przemian.

Załóżmy teraz, że włączyliśmy nasz

układ.  W pierwszej  chwili  zostaną  wyzero−
wane przerzutniki. Następnie rozpocznie pra−
cę generator zbudowany na bramce U3A, je−
go  częstotliwość  wynosi  ok.  1Hz  i według
mnie  jest  ona  najodpowiedniejsza.  Naciska−
my teraz przycisk S1 w pilocie − spowoduje

to wygenerowanie odpowiedniego kodu, ko−
du  zgodnego  z kodem  ustawionym  w U2
w momencie  panowania  stanu  niskiego  na
wyjściu  3  bramki  U3A,  dioda  D1  zostanie
wtedy zwarta do masy. Stan ten zostanie za−
negowany poprzez bramkę U3B, stan wysoki
z wyjścia  bramki  U3B odblokuje  jedną  po−
łówkę CD 4027, będzie to przerzutnik o sym−
bolu U4B. Stan wysoki z wyjścia VT U2 spo−
woduje zmianę stanów na wyjściu tego prze−
rzutnika i załączenie jakiegoś urządzenia. Je−
śli jeszcze raz naciśniemy S1, spowodujemy
zmianę stanów przerzutnika U4B, w najgor−
szym przypadku będziemy musieli poczekać
ok. 1 sekundy aż wyjście bramki U3A znaj−
dzie się w stanie niskim, można też trzymać
S1 cały czas włączony − wtedy światło będzie
się  zapalało  i gasło  co  ok.  sekundę.  Analo−
gicznie sprawa się ma w przypadku naciśnię−
cia S2, wyjście bramki U3A musi być w sta−
nie wysokim. Stan wysoki zostaje zanegowa−
ny poprzez bramkę U3B...

Może układ nie jest najtańszą wersją, to

jednak jestem z niego zadowolony, płytka
drukowana nie jest skomplikowana, prosta

Rys. 1 Schemat ideowy

Rys. 2

Forum Czytelników

Misio dwukanałowy

zasada  działania  i wykorzystanie  powszech−
nie dostępnych elementów. Za parę: nadajnik
i odbiornik  radiowy  zapłaciłem  ok.  20  zł.
Prototyp  zadziałał  od  razu,  z czego  jestem
szczególnie zadowolony.

Dodam jeszcze, że jeśli układ ma praco−

wać w domu, to:

− powinien mieć jakieś zabezpieczenia −

bezpieczniki o wartości dobranej do mocy
odbiornika,

− często zdarza się, że podczas naszej nie−

obecności prąd "sobie gdzieś pójdzie". Ma−
my wtedy dwa wyjścia: albo ubezpieczyć

mieszkanie, albo zrobić tak, aby po pojawie−
niu się napięcia nasz układ nie włączył ja−
kichś urządzeń mogących stanowić zagroże−
nie,

− powinien być zabezpieczony przed ta−

kim czymś, co raczkuje lub biega na pułapie
niższym od wysokości stołu, oczywiście
mam tu na myśli dziecko, a nie partyzantów.

Bartłomiej Stróżyński − Kęty

Od Redakcji. Opisany układ, nadesłany

jako rozwiązanie zadania Szkoły Konstruk−

torów, trafił do Forum Czytelników nie tyl−
ko  ze  względu  na  oryginalną  formę  pilota
(który w Redakcji wzbudził ogromne zainte−
resowanie).  W odbiorniku  w ciekawy  spo−
sób  zrealizowano  sterowanie  dwoma  urzą−
dzeniami  przy  użyciu  dekodera,  mającego
tylko  jedno  wyjście.  Prostszym  sposobem
byłoby  oczywiście  wykorzystanie  dekodera
MC145027, mającego czterobitowe wyjście,
jednak zaprezentowany sposób może być in−
spiracją  przy  projektowaniu  innych  urzą−
dzeń i dlatego warto dokładnie przeanalizo−
wać jego działanie.

Procesory do komputerów są coraz szybsze.
Trwa  wyścig,  zwłaszcza  między  Intelem
i AMD.  Generalnie  wszyscy  się  cieszą  ze
wzrostu  osiągów  procesorów.  Mało  kto  za−
stanawia  się  jednak,  jakie  uboczne  konse−
kwencje  ma  wzrost  szybkości  i mocy  obli−
czeniowej.

Co na przykład oznacza, że procesor po−

biera 30W mocy przy napięciu zasilania
1,15V?

Warto policzyć: 30W

mocy przy

1,15V to... 26A prądu!

Tak! Procesor pobiera 26 amperów

prądu! To nie żarty. Takiego prądu nie moż−
na  puścić  przez  ścieżkę  na  płytce  –  wąska
ścieżka  uległaby  zniszczeniu  wskutek  prze−
grzania.  Projektanci  płyt  głównych  dla  naj−
nowszych  procesorów  mają  więc  poważny
problem  związany  z dystrybucją  prądu
i spadkami  napięć  na  ścieżkach  i przewo−
dach.  Nie  do  pomyślenia  jest,  by  potrzebne
napięcie  1,15V uzyskiwać  z napięcia
5V za pomocą  klasycznego  stabilizatora  li−
niowego.  Wydzieliłoby  się  na  nim  (5V –
1,15V)* 26A = 100W mocy strat! Potrzebne
są wysokowydajne przetwornice impulsowe.
I nie powinny to być klasyczne przetwornice
obniżające.  Na  skalę  problemu  wskazuje
fakt, że nawet na diodzie Schottky’ego przy
prądzie  26A i napięciu  0,5V wydzieli  się
13W mocy.  Dlatego  potrzebne  są  synchro−
niczne przetwornice, w których diody były−
by zastąpione wysokoprądowymi MOSFET−
ami.  Do  tego  dochodzi  problem  eliminacji
wzajemnych  zakłóceń  między  procesorem
i przetwornicą  –  kolejne  bardzo  poważne
wyzwanie dla zawodowych konstruktorów.

Wspomniany problem wzrostu mocy elek−

trycznej  pobieranej  przez  procesor  dotyczy
nie tylko profesjonalistów. W każdym wypad−
ku z procesora trzeba skutecznie odprowadzić
te  kilkanaście  do  30  watów  mocy  strat.  Nie
wystarczy do tego maleńki radiator z wenty−
latorkiem, nawet taki z czystej miedzi, poka−
zany na fotografii 1. Radiatory tej wielkości
z powodzeniem  wystarczały  do  procesorów
klasy Pentium z zegarem 100...200MHz.

Do współczesnych procesorów nie wy−

starczy  nawet  znacznie  skuteczniejszy  agre−
gat  z fotografii  2.  Przy  mocach  rzędu
20...30W nikogo nie zdziwiłoby użycie agre−
gatu  z dwoma  wentylatorami,  choćby  takie−
go, jak pokazuje fotografia 3.

Co to jednak znaczy, skutecznie odprowa−

dzić 30W mocy strat? Celem jest oczywiście
utrzymanie struktur półprzewodnikowych
procesora w możliwie niskiej temperaturze.
Problem nie tylko w tym, że temperatury po−
wyżej +100

C poważnie zwiększają prawdo−

podobieństwo  uszkodzenia.  W przypadku
procesorów ważniejszy jest fakt, że ten sam
procesor w niższej temperaturze może praco−
wać  z większą  częstotliwością  zegara.
Mówiąc  inaczej,  czym  skuteczniejsze  chło−
dzenie, tym więcej można z danego proceso−
ra “wycisnąć”. Czasopisma komputerowe za−
wierają  wiele  informacji  o możliwościach
lub braku ich “podkręcenia” procesora przez
zwiększenie  częstotliwości  zegara.  Jednym
z ważnych,  a często  pomijanych  czynników
umożliwiających takie “podkręcenie” (overc−
locking) jest właśnie skuteczność chłodzenia
i związana z tym możliwość obniżenia tem−
peratury struktury.

Nic więc dziwnego, że polepszanie sku−

teczności  chłodzenia  znalazło  się  w zasięgu
zainteresowania  amatorów  “podkręcania”
procesorów.  Ale  nie  tylko.  Profesjonaliści
doskonale  znają  zależność  potencjalnej  wy−
dajności procesora od temperatury. Nie dziwi
więc wiadomość, że firma Madex zaprezen−
towała  na  targach  CeBIT 2000  chłodnicę
wodną do procesorów – fotografia 4.

Jeszcze dalej idzie firma KryoTech, która

od  1998  roku  współpracuje  z AMD.  AMD
dostarcza szybkie procesory, a KryoTech in−
stalacje  chłodzące,  pozwalające  “wycisnąć”
z nich jeszcze więcej. Rysunek 5 pokazuje...
rzeczywiście  można  mieć  wątpliwości.  Czy
to  lodówka  sterowana  komputerem,  czy  ra−
czej komputer z zamrażarką?

Niewątpliwie komputer wyposażony jest

w instalację taką jak w domowych lodówkach.
Po włączeniu komputera następuje szybkie
schładzanie procesora do temperatury −36

a dopiero potem podawane są napięcia zasila−
jące i procesor zaczyna pracę. Oto komputero−
wy Rolls−Royce, pozwalający “wycisnąć”
z procesora wszystko, co się da i pracować
z częstotliwościami zegara rzędu 1000MHz.

Dają się słyszeć opinie, iż popularność ta−

kich  (bardzo  drogich)  komputerów  radykal−
nie by wzrosła, gdyby wyposażone one były
w małą komorę pozwalającą schłodzić dwie
puszki  ulubionego  napoju  ich  właściciela.
Skoro  ktoś  wymyślił  i zaprezentował  ku−
chenkę  mikrofalową  umożliwiającą  dostęp
do Internetu i operacje bankowe, to dlaczego
ktoś inny nie miałby opracować komputero−
lodówki?

(red)

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

Rys. 1

Rys. 2

Rys. 3

Rys. 4

Rys. 5

Czy nadchodzi era lodówkokomputerów?