36

Szkoła Konstruktorów

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

Rozwiązanie zadania 51

W EdW 5/2000  na  stronie  36  znajduje  się
schemat  “sygnalizatora  suchego  kwiatka”.
Schemat ten można zobaczyć na rysunku A.
Zadanie  jak  zwykle  polegało  na  znalezieniu
usterek. Tym razem otrzymałem mniej odpo−
wiedzi,  czemu  się  nie  dziwię,  bo  zadanie
wcale nie było łatwe. Pomijam kosmetyczną
usterkę  polegającą  na  braku  kropki  łączącej
nóżki 8, 9 z nóżkami 3, 12.

Według  pomysłodawcy  układ  pracuje

w sposób następujący. Bramka pierwsza z le−
wej wraz z kondensatorem (1

µ

F) i rezystan−

cją  gleby  tworzy  generator.  Częstotliwość
przebiegu zależy od wilgotności gleby – wy−
sychanie  ziemi  spowoduje  zmniejszanie  się
częstotliwości  generatora.  Pozostałe  trzy
bramki  tworzą  detektor  częstotliwości.
Zmniejszenie  wilgotności  gleby  spowoduje
zaświecenie  się  lampki  LED.  Ogólna  idea
jest  jak  najbardziej  prawidłowa.  Zaletą  jest
fakt,  że  przebieg  na  elektrodach  ma  składo−
wą stałą równą zeru. Ten interesujący układ
ma  szansę  działać,  jednak  warto  wziąć  go
pod lupę i nieco zmodyfikować.

Przy  okazji  sprostuję  poglądy  niektórych

uczestników, którzy sądzili, że generator prze−
stanie  pracować  i ten  fakt  jest  wykrywany.
Owszem, gdy gleba całkowicie wyschnie, ge−
nerator przestanie pełnić swą funkcję, jednak
do takiej sytuacji nie można dopuścić – roślin−
ki należy podlać wcześniej, gdy gleba będzie
mieć jeszcze stosunkowo niewielką rezystan−
cję, rzędu kilkudziesięciu kiloomów. Dlatego
potrzebny  jest  układ  wykrywający  obniżenie
się częstotliwości, a nie zanik przebiegu.

Oto  zasada  pracy  pokazanego  detektora

częstotliwości. Dwie “dolne” bramki tworzą
znany  powszechnie  przerzutnik  monostabil−
ny, jednak jego działanie jest nietypowe, po−
nieważ  “górna”  bramka  przez  diodę  wymu−
sza  okresowo  stan  wysoki  na  nóżkach  5,  6
bramki NAND.

W czasie, gdy na nóżce 3 generatora wy−

stępuje stan niski, na nóżkach 10, 11, a także
5 i 6 występuje stan wysoki. Na nóżkach 4,
13  utrzymuje  się  stan  niski.  Pojawienie  się
stanu wysokiego na nóżce 3 (oraz nóżkach 8,
9, 12) rozpoczyna proces ładowania konden−
satora  1

µ

F  przez  potencjometr  10k

Ω

.  Na

nóżkach 4, 13 nadal utrzymuje się stan niski,
a na nóżce 11 – wysoki. Napięcie na poten−
cjometrze,  mierzone  względem  masy,  stop−

niowo  spada.  Jeśli  częstotli−
wość  będzie  duża,  napięcie  to
nie  zdąży  opaść  poniżej  progu
przełączania  wejść  5,  6  zanim
na nóżce 10 pojawi się stan wy−
soki, który rozładuje kondensa−
tor i wymusi stan wysoki na po−
tencjometrze.  Jeśli  jednak  czę−
stotliwość  będzie  mała,  napię−
cie na potencjometrze zdąży się
zmniejszyć poniżej progu prze−
łączania wejść 5, 6 i na nóżce 4,

rezystorze i diodzie pojawi się stan wysoki –
sygnalizator zadziała.

Jak widać z tego skrótowego opisu, kon−

densator między nóżkami 11 a 5, 6 jest włą−
czony nieprawidłowo. I to jest główna uster−
ka.  Oprócz  tego  zwróciliście  uwagę  na  sze−
reg większych i mniejszych niedoróbek:

1.  Obecność  rezystora  o nominale

100k

Ω

− jest całkowicie zbędny.

2. Obecność diody włączonej między poten−

cjometr a dodatnią szynę zasilania (VCC) – ta
druga dioda też jest zbędna. Dwie diody i kon−
densator w takim połączeniu spotyka się tylko
w pojemnościowych podwajaczach napięcia.

3. Zastosowanie najprostszego generatora

z bramką  Schmitta  nie  jest  najlepszym  po−
mysłem, ponieważ jego częstotliwość będzie
silnie zależeć od napięcia zasilającego (oraz
temperatury, ale to w tym konkretnym zasto−
sowaniu  nie  jest  istotne),  co  spowoduje
zmiany czułości sygnalizatora.

4.  W roli  sygnalizatora  zamiast  diody

LED warto zastosować brzęczyk piezo z ge−
neratorem,  który  jest  nie  tylko  skuteczniej−
szy,  ale  także  pobiera  podczas  pracy  zdecy−
dowanie mniej prądu.

5. Ze względu na obecność diod i bramek

z wejściem Schmitta układ musi być zasilany
stosunkowo  wysokim  napięciem,  co  naj−
mniej 6V (praktycznie z baterii 9V), co ozna−
cza znaczny pobór prądu w stanie spoczynku
i konieczność częstej wymiany baterii.

Zwróciliście też uwagę na brak rezystora

o dużym nominale (np. 1M

Ω

) między nóżka−

mi 2, 3. Bez niego przy całkowitym wysch−
nięciu  gleby  generator  przestanie  pracować,
a pobór  prądu  może  się  zwiększyć.  W tym
konkretnym  układzie  rezystor  taki  nie  jest
konieczny.  Rezystor  taki  okazałby  się  po−
trzebny  tylko  przy  całkowitym  wyschnięciu

C

Co

o ttu

u n

niie

e g

grra

a?

?

Rys. A 

W przypadku  wykorzystania  przetworni−

ka  piezo,  generator  tonu  nie  musi  być  prze−
strajany  (lub  będzie  przestrajany  w niewiel−
kim zakresie) – wystarczy, że dźwięk będzie
przerywany,  na  przykład  z częstotliwością
1...2Hz.  Taki  przebieg  wytworzy  klasyczny
układ według rysunku 12. Nie proponuję tu
najprostszego  układu  z bramką  Schmitta
w roli  generatora  tonu,  ponieważ  układ  taki
jest mało stabilny temperaturowo i napięcio−
wo. Można go natomiast wykorzystać w roli
generatorów taktujących.

Gdy  przetwornikiem  ma  być  głośnik,

warto  zastosować  generator  przestrajany
w szerokim zakresie. Idealnie nadaje się do
tego  generator  przestrajany  napięciem

(VCO),  będący  częścią  układu  CMOS
4046.  Jego  częstotliwość  można  zmieniać
w bardzo szerokim zakresie za pomocą na−
pięcia na nóżce 9, natomiast aby wyłączyć
kostkę,  wystarczy  podać  stan  wysoki  na
nóżkę  5.  Rysunek  13 pokazuje  dwa  przy−
kłady  realizacji  generatora  przestrajanego.
Oczywiście można wykorzystać jeszcze in−
ne  przebiegi  sterujące  –  zależy  to  tylko  od
pomysłowości projektanta.

Niektórzy  uczestnicy  słusznie  wspo−

mnieli o możliwości kradzieży odstraszacza
– może rzeczywiście warto pomyśleć o do−
datkowym obwodzie alarmowym, ale to nie
jest łatwe zadanie, bo złodziej zapewne naj−
pierw odłączy zasilanie.

Gratulacje  dla  wszystkich,  którzy  pomy−

śleli  o obudowie.  W wielu  przypadkach  od−
straszacz będzie pracował na wolnym powie−
trzu, i wtedy trzeba skutecznie zabezpieczyć
przed  wilgocią  i deszczem  nie  tylko  układ
elektroniczny,  ale  też  akumulator  i głośnik
(tu znaczną przewagę mają tuby od alarmów
samochodowych,  umieszczone  w plastiko−
wych obudowach).

Na  koniec  gratuluję  wszystkim,  którzy

zmierzyli się z zadaniem numer 51 i zachęcam
do brania udziału w kolejnych zadaniach.

Wasz instruktor

Piotr Górecki

37

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

gleby, do czego jednak nie wolno dopuścić –
przecież  znacznie  wcześniej  włączy  się  sy−
gnalizator i... wyczerpie baterię.

Można  też  wspomnieć  o innych  cechach

układu, jak brak sygnalizacji wyczerpywania
baterii, możliwość włączenia w nocy, jednak
taka  analiza  wykracza  poza  ramy  konkursu
“Co tu nie gra?”. 

Na rysunku B można zobaczyć schemat

układu  o analogicznym  działaniu,  którego
funkcje  można  rozszyfrować  nieporówna−
nie  łatwiej,  niż  układu  z rysunku  A.  Oczy−
wiście  układ  nadal  jest  niedoskonały  i nie
bardzo nadaje się do praktycznego zastoso−
wania,  jednak  nie  o to  chodzi  w zadaniu
“Co tu nie gra?”.

Tym  razem  upominki  za  prawidłowe  od−

powiedzi otrzymują:

Czesław Szutowicz z Włocławka,
Zbigniew Meus z Dąbrowy Szlacheckiej,
Aleksander Drab ze Zdziechowic.

Zadanie numer 55

Na  rysunku  C przedstawiony  jest  upro−
szczony schemat układu, nadesłanego jako

rozwiązanie głównego
zadania  50  w Szkole.
Według  opisu    przed−
stawiony układ jest ty−
powym 

przełączni−

kiem  reagującym  na
dźwięk.  Proponowany
przełącznik 

jednak

trochę różni się od in−
nych, ponieważ posia−

da  funkcję  polegającą  na  wyborze  ilości
potrzebnych  dźwięków  do  przełączenia
układu  wyjściowego,  którym  jest  przeka−
źnik.  Chodzi  o to,  że  można  sobie  wybrać,
czy  układ  będzie  reagował  na  jedno  kla−
śniecie, czy dwa, itd.

Pytanie jak zwykle brzmi:

Co tu nie gra?

Odpowiedź  zasadniczo  można  zawrzeć

w jednym  zdaniu,  ale  lepiej  opisać  istotę
problemu w kilku zdaniach. Bardzo proszę,
byście  odpowiedzi  oznaczyli  NieGra55
i nadesłali w ciągu 45 dni od ukazania się te−
go  numeru  EdW.  Nagrodami  będą  drobne
kity AVT.

Rys. B

Rys. C

Punktacja Szkoły Konstruktorów

W kolejnych wydaniach Szkoły podawana jest punktacja obejmująca jedynie najbardziej aktywnych uczestników. Cała
lista zawiera około 150 nazwisk. Już niebawem najbardziej aktywni uczestnicy otrzymają cenne nagrody. Odbędzie się
to w związku z piątą rocznicą powstania czasopisma, a może nawet wcześniej.

Dariusz Knull

Zabrze . . . . . . . . . . . 80

Marcin Wiązania

Gacki . . . . . . . . . . . . 64

Piotr Wójtowicz

Wólka Bodzechowska 46

Paweł Korejwo

Jaworzno . . . . . . . . . 36

Tomasz Sapletta

Donimierz . . . . . . . . 33

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

Marcin Piotrowski

Białystok . . . . . . . . . 23

Rafał Wiśniewski

Brodnica . . . . . . . . . 23

Jarosław Chudoba

Gorzów Wlkp. . . . . . 22

Jarosław Kempa

Tokarzew . . . . . . . . . 22

Krzysztof Kraska

Przemyśl . . . . . . . . . 22

Krzysztof Nytko

Tarnów. . . . . . . . . . . 22

Barbara Jaśkowska

Gdańsk. . . . . . . . . . . 19

Mariusz Wesołowski

Radom . . . . . . . . . . . 19

Grzegorz Kaczmarek Opole . . . . . . . . . . . . 16

Jakub Mielczarek

Mała Wola . . . . . . . . 16

Mariusz Nowak

Gacki . . . . . . . . . . . . 15

Arkadiusz Antoniak

Krasnystaw . . . . . . . 13

Bartłomiej  Radzik

Ostrowiec Św.. . . . . . 12

Filip Rus

Zawiercie . . . . . . . . . 12

Czesław Szutowicz

Włocławek . . . . . . . . 10

Maciej Ciechowski

Gdynia . . . . . . . . . . . 9

Łukasz Cyga

Chełmek . . . . . . . . . . 9

Radosław Koppel

Gliwice . . . . . . . . . . 9

Bartosz Niżnik

Puławy. . . . . . . . . . . 9

Roland Belka

Złotów . . . . . . . . . . . 8

Marek Grzeszyk

Stargard Szcz. . . . . . 8

Michał Kobierzycki

Grójec . . . . . . . . . . . 8

Łukasz Malec

Tomaszów Lub.. . . . . 8

Marcin Przybyła

Siemianowice . . . . . . 8

Marcin  Biernat

Rozalin. . . . . . . . . . . 7

Filip Karbowski

Warszawa. . . . . . . . . 7

Jacek Konieczny

Poznań. . . . . . . . . . . 7

Sebastian Mankiewicz Poznań. . . . . . . . . . . 7

Paweł Niedźwiedzki

Wiechlice . . . . . . . . . 7

Adam Pałubski

Piotrków Tryb. . . . . . 7

Sławomir Welcer

Krosno . . . . . . . . . . . 7

Zbigniew Cipielewski Suwałki . . . . . . . . . . 6

Piotr Figiel

Giebułtów . . . . . . . . 6

Tomasz Gacoń i Paweł Kuchta . . . . . . . . . . 6

Michał Grzemski

Grudziądz . . . . . . . . 6

Eryk Kaczmarczyk

Chełmek . . . . . . . . . . 6

Jakub Kallas

Gdynia . . . . . . . . . . . 6

Jarosław  Markiewicz Zielona Góra . . . . . . 6

Krzysztof Nowakowski Bolkowo. . . . . . . . . . 6

Bartosz Rodziewicz

Białystok . . . . . . . . . 6

Paweł Bajurko

Warszawa. . . . . . . . . 5

Marcin Barański

Koszalin. . . . . . . . . . 5

Mariusz Ciołek

Kownaciska . . . . . . . 5

Piotr Dereszowski

Chrzanów. . . . . . . . . 5

Bogusław Kaleta

Libiąż. . . . . . . . . . . . 5

Witold Krzak

Żywiec . . . . . . . . . . . 5

Piotr Michalski

Zgierz . . . . . . . . . . . 5

Mateusz Misiorny

Suchy Las. . . . . . . . . 5

Olek  Szymczak

Barlinek . . . . . . . . . . 5

Grzegorz Talarek

Międzyrzecz . . . . . . . 5

Piotr Wilk

Suchedniów . . . . . . . 5

Klaudiusz Woźniak

Wrocław. . . . . . . . . . 5

Dariusz Bobrowski

Tarnów. . . . . . . . . . . 4

Michał Gołębiewski

Brodnica . . . . . . . . . 4

Radosław  Kozal

Rybnik . . . . . . . . . . . 4

Maciej Łaszcz

Gdynia . . . . . . . . . . . 4

Piotr Młyński

Wieliczka . . . . . . . . . 4

Jarosław Tarnawa

Godziszka. . . . . . . . . 4

Robert Ulaski

Grójec . . . . . . . . . . . 4

Kamil Wieczorek

Polichno . . . . . . . . . 4

Rafał Wojciechowski Rybno. . . . . . . . . . . . 4

Rafał Baranowski

Gliwice . . . . . . . . . . 3

Sylwester Chołuj

Radom . . . . . . . . . . . 3

Zbigniew Duda

Miłkowice . . . . . . . . 3

Artur Filip

Legionowo . . . . . . . . 3

Maciej Gadzała

Targowiska. . . . . . . . 3

Tomasz Góra

Bytom . . . . . . . . . . . 3

Szymon Janek

Lublin . . . . . . . . . . . 3

Norbert Jaroszewicz

Białystok . . . . . . . . . 3

Marcin Kaczorowski Legnica . . . . . . . . . . 3

Jarosław Kolat

Wrocław. . . . . . . . . . 3

Mirosław Kopera

Dębica . . . . . . . . . . . 3

Tomasz Kutyła

Stalowa Wola . . . . . . 3

Jonatan Kwidziński

Białogard . . . . . . . . . 3

Sławomir  Lewiński

Oświęcim . . . . . . . . . 3

Łukasz Malarek

Zawiercie . . . . . . . . . 3

Zbigniew  Meus

Dąbrowa Szlach. . . . 3

Radosław Piwko

Leśna . . . . . . . . . . . . 3

Piotr Rak

Lublin . . . . . . . . . . . 3

Adam Sieńko

Suwałki . . . . . . . . . . 3

Jarosław Skotnicki

Opole . . . . . . . . . . . . 3

Łukasz Skupień

Częstochowa . . . . . . 3

Bogusław Stojak

. . . . . . . . . . . . . . . . 3

Michał Waśkiewicz

Białystok . . . . . . . . . 3

Dawid Lichosyt

Gorenice . . . . . . . . . 3

Daniel Bajdak

Brzeźnica B.. . . . . . . 2

Zdzisław Bogucki

Poznań. . . . . . . . . . . 2

Łukasz Brzyszkiewicz Kielce . . . . . . . . . . . 2

Aleksander Drab

Zdziechowice . . . . . . 2

Przemysław Gąsior

Gorlice. . . . . . . . . . . 2

Michał Gołębiewski

Bydgoszcz . . . . . . . . 2

Adam Gowin

Żywiec . . . . . . . . . . . 2

Jacek Grabiec

Łódź. . . . . . . . . . . . . 2

Piotr Jakubowski

Podkrajewo . . . . . . . 2

Tomasz Jędryka

Poręba Syp. . . . . . . . 2

Maciej Jurzak

Rabka . . . . . . . . . . . 2

Mateusz Kawałkiewicz Tuliszków . . . . . . . . . 2

Edward Krach

Ostrowiec Św.. . . . . . 2

Wojciech Macek

Nowy Sącz . . . . . . . . 2

Łukasz Majchrzak

Włoszczowa . . . . . . . 2

Marcin Malich

Wodzisław Śl. . . . . . . 2

Fryderyk Meisler

Wrocław. . . . . . . . . . 2

Marcin Mieczkowski Lębork . . . . . . . . . . . 2

Dariusz Minior

. . . . . . . . . . . . . . . . 2

Kosma Moczek

Popowo . . . . . . . . . . 2

Anna Przybysz

Szczecin . . . . . . . . . . 2

Mariusz Ratyna

Lublina . . . . . . . . . . 2

Marcin Rogusz

Orzechowice . . . . . . 2

Maciej Sochaczewski Chełmce . . . . . . . . . . 2

Mateusz Szczygieł

Kraków . . . . . . . . . . 2

Czesław Szutowicz

Włocławek . . . . . . . . 2

Bogdan Taranta

Wrocław. . . . . . . . . . 2

Maciej Tyczyński

Łódź. . . . . . . . . . . . . 2

Andrzej Wrzecionko

Wisła . . . . . . . . . . . . 2

Krzysztof Zuber

Urzędów . . . . . . . . . 2

Marcin Adamczyk

Warszawa. . . . . . . . . 1

Radosław Dylik

Włocławek . . . . . . . . 1

Jan Gołąb

Skrzyszów. . . . . . . . . 1

Artur Gołębiewski

. . . . . . . . . . . . . . . . 1

Jakub Jagiełło

Gorzów Wlkp. . . . . . 1

Tomasz Jeż

Libiąż. . . . . . . . . . . . 1

Jakub Klimkiewicz

Lublin . . . . . . . . . . . 1

Michał Kośka

Czestochowa . . . . . . 1

Sebastian Krzywosz

Świętochłowice. . . . . 1

Wojciech Kuźmiak

Gdynia . . . . . . . . . . . 1

Rafał Lalik

Cikowice . . . . . . . . . 1

Daniel Łukiewicz

Suchań . . . . . . . . . . . 1

Sebastian Maleńczuk Biała Podlaska. . . . . 1

Marcin Markowski

Radom . . . . . . . . . . . 1

Kamil Matczyński

Poznań. . . . . . . . . . . 1

Piotr Oracz

Jastrzębie Zdrój . . . . 1

Leszek Pietrukaniec

Gdynia . . . . . . . . . . . 1

Ireneusz Redek

Bełchów . . . . . . . . . . 1

Piotr Rozenfeld

Złotów . . . . . . . . . . . 1

Adam Sarzyński

Jankowo. . . . . . . . . . 1

Robert Skoracki

Baranowo . . . . . . . . 1

Radosław Szycko

Goleniów . . . . . . . . . 1

Tomasz Walczak

. . . . . . . . . . . . . . . . 1

Marcin Żelazowski

Warszawa. . . . . . . . . 1