fotoelektrycznego do krokomierza pokazany
jest na fotografii 16.

Jeśli chodzi o zadanie 77, jak zwykle naj−

więcej punktów, upominki i nagrody można
było zdobyć za niepowtarzalne, własne po−
mysły oraz za praktyczne próby, a nie za po−
wtarzanie typowych rozwiązań czy tym bar−
dziej przerysowywanie schematów.

Upominki otrzymają: Bartosz Czerwiec,

Wojciech Macek, Marek Osiak, Tomasz Wi−
śniewski, Jakub Jagiełło, Dariusz Dreli−
charz, Mirosław Kopera i Marcin Wiązania.

Nagrody otrzymują: Remigiusz Idzikowski,

Dawid Kozioł, Marcin Malich i Michał Stach.
Prawie wszyscy wymienieni z nazwiska otrzy−
mują punkty (1...7). Autorzy projektów skiero−
wanych do publikacji otrzymają honoraria.

Serdecznie zapraszam do udziału w roz−

wiązywaniu kolejnych zadań i do nadsyłania
prac w terminie.

Wasz Instruktor

Piotr Górecki

34

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

Listopad 2002

C

C

C

C

o

o

o

o

tt

tt

u

u

u

u

n

n

n

n

ii

ii

e

e

e

e

g

g

g

g

rr

rr

a

a

a

a

?

?

?

?

− S

Szzkkoołłaa K

Koonnssttrruukkttoorróów

w kkllaassaa IIII

Marcin Wiązania Gacki. . . . . . . . . . . . . . . 109
Dariusz Drelicharz Przemyśl . . . . . . . . . . . 72
Mariusz Chilmon Augustów . . . . . . . . . . . 71
Michał Stach Kamionka Mała . . . . . . . . . . 49
Marcin Malich Wodzisław Śl. . . . . . . . . . . . 44
Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. . . . . . . . 42
Krzysztof Kraska Przemyśl . . . . . . . . . . . . 37
Bartłomiej Radzik Ostrowiec Św. . . . . . . . 37
Roman Biadalski Zielona Góra . . . . . . . . . 33
Piotr Wójtowicz Wólka Bodzechowska . . . 33
Jarosław Tarnawa Godziszka . . . . . . . . . . 32
Dariusz Knull Zabrze . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Filip Rus Zawiercie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Piotr Romysz Koszalin . . . . . . . . . . . . . . . 27
Rafał Stępień Rudy . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Piotr Dereszowski Chrzanów . . . . . . . . . . 24
Szymon Janek Lublin . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Mariusz Ciołek Kownaciska . . . . . . . . . . . . 20
Radosław Ciosk Trzebnica . . . . . . . . . . . . 20

Jakub Kallas Gdynia . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Jacek Konieczny Poznań . . . . . . . . . . . . . 20
Michał Koziak Sosnowiec . . . . . . . . . . . . . 20
Michał Pasiecznik Zawiszów . . . . . . . . . . . 18
Radosław Koppel Gliwice . . . . . . . . . . . . . 17
Łukasz Cyga Chełmek . . . . . . . . . . . . . . . 16
Jakub Jagiełło Gorzów Wlkp. . . . . . . . . . . 16
Dawid Lichosyt Gorenice . . . . . . . . . . . . . 16
Andrzej Sadowski Skarżysko Kam. . . . . . . 16
Maciej Jurzak Rabka . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Ryszard Milewicz Wrocław . . . . . . . . . . . . 15
Emil Ulanowski Skierniewice . . . . . . . . . . . 15
Artur Filip Legionowo . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Robert Jaworowski Augustów . . . . . . . . . 14
Aleksander Drab Zdziechowice . . . . . . . . . 13
Wojciech Macek Nowy Sącz . . . . . . . . . . . 13
Bartek Czerwiec Mogilno . . . . . . . . . . . . . 12
Zbigniew Meus Dąbrowa Szlach. . . . . . . . 12
Arkadiusz Zieliński Częstochowa . . . . . . . 12

Piotr Bechcicki Sochaczew . . . . . . . . . . . . 11
Sebastian Mankiewicz Poznań . . . . . . . . . 11
Paweł Szwed Grodziec Śl. . . . . . . . . . . . . . 11
Marcin Dyoniziak Brwinów . . . . . . . . . . . . 10
Tomasz Gajda Wrząsawa . . . . . . . . . . . . . 10
Dawid Kozioł Elbląg . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Piotr Podczarski Redecz . . . . . . . . . . . . . 10
Bartek Stróżyński Kęty . . . . . . . . . . . . . . . 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
Krzysztof Żmuda Chrzanów . . . . . . . . . . . . 9

Punktacja Szkoły Konstruktorów

Rozwiązanie zadania 77

WEdW7/2002 zamieszczony był schemat
nadesłany jako rozwiązanie jednego z wcze−
śniejszych zadań Szkoły. Przy bliższym zba−
daniu sprawy okazało się, że jest to rozwią−
zanie zadania 70 – uciszacz szczekającego
psa, a nie wykrywacz grzmotów. Niemniej
działanie ma być takie samo: po wykryciu
głośnego dźwięku ma się odezwać sygnali−
zator. Oryginalny układ pokazany jest na ry−
sunku A.

Znów dopatrzyliście się sporej liczby

usterek. Większość uczestników wykryła
trzy główne błędy:
1. Brak bramki pośredniczącej (inwertera)
między U1A, U1B. Wprezentowanym ukła−
dzie zespół generatorów będzie pracował
błędnie (w stanie spoczynku generatora

U1A będzie pracował generator U1B). Układ
powinien wyglądać, jak na rysunku B.
2. Brak rezystora
między kolektorem
T1 a masą. Teore−
tycznie na wejściu
sterującym genera−
tora U1A będzie
stan nieokreślony,
w praktyce będzie tam stan wysoki, wynikają−
cych choćby z naładowania pojemności wejścio−
wej bramki przez T1. Ilustruje to rysunek C.
3. Nieprawidłowa budowa wzmacniacza sy−
gnału, zawierającego mikrofon, wzmacnia−
cze operacyjne i tranzystor T1.

Kilku uczestników stwierdziło, że mikro−

fon (zapewne elektretowy) nie ma obwodów
polaryzacji. To nieprawda. Polaryzację za−

pewnia rezystor R1. Mikrofon
będzie pracował.

Standardowo rzeczywiście

w obwodzie polaryzacji mi−
krofonu stosuje się dodatko−
wy rezystor i kondensator we−
dług rysunku D. Ich zada−
niem jest jedynie odsprzę−
gnięcie obwodu mikrofonu,
by nie dopuścić do samow−
zbudzenia. Taki lub jeszcze

bardziej rozbudowany obwód polaryzacji mi−
krofonu jest absolutnie niezbędny, gdy
wzmacniacz ma duże wzmocnienie. Trzeba
pamiętać, że pod wpływem zmian sygnału
zmienia się w jakimś niewielkim stopniu na−

pięcie zasilania. Te
zmiany napięcia zasi−
lania przedostają się
przez rezystor R1
z powrotem do obwo−
du mikrofonu i dalej
na wejście wzmac−
niacza. Wtakiej sytuacji, gdy wzmocnienie
jest duże, łatwo o powstanie pętli dodatnie−
go sprzężenia zwrotnego i o samowzbudze−
nie. Womawianym układzie zapewne nie
będzie potrzebne duże wzmocnienie, bo
uciszacz mocowany będzie na obroży psa,
czyli blisko źródła głośnego dźwięku. Co
prawda, ze względu na spodziewane nie−
zbyt duże wzmocnienie, ryzyko samowzbu−
dzenia nie jest wielkie, niemniej zawsze
warto pamiętać o problemie odsprzęgania
zasilania. Tym bardziej, że układ ma być
zasilany z małej baterii o znacznym oporze
wewnętrznym: bloczka 9V lub dwóch,
trzech baterii litowych. I tu mam zarzut do
większości uczestników: tylko jedna osoba
zwróciła uwagę na istotny błąd – brak kon−
densatora filtrującego napięcie zasilania.
Przyznam lojalnie, że sam usunąłem ten
kondensator (elektrolit) ze schematu, by
wprowadzić jeszcze jedną usterkę. Można
stwierdzić, że jej nie dostrzegliście.

Ale wracajmy do układu. Jeśli chodzi

o punkt 3, opinie były rozmaite. Nic dziw−
nego, zaproponowany układ jest co naj−
mniej nietypowy, dlatego koniecznie trzeba
określić zamierzony sposób działania. Ma to

A

Fot. 16 Model Michała Koziaka

B

C

D

być uciszacz szczekającego psa, więc poja−
wienie się głośnych dźwięków powinno
uruchomić generator, który wytworzy serię
dźwięków nieprzyjemnych dla zwierzęcia.
Wspoczynku na wejściu generatora musi
więc być stan niski – patrz rysunki B i C.
Tym samym w spoczynku tranzystor T1 po−
winien być zatkany.

Patrząc na układ

od strony wejścia,
obwody mikrofonu
możemy uznać za
dopuszczalne. Do−
puszczalna jest też
praca wzmacniacza
LM358 na pozio−
mie masy. Zapropo−
nowane przez nie−
których układy według rysunku E są po−
prawne, ale można pozostawić oryginalną
konfigurację − kostka LM358 jest znana z te−
go, że może pracować w takich warunkach.
Oznacza to, że w spoczynku na wyjściu
pierwszego wzmacniacza napięcie wyjścio−
we będzie równe zeru (potencjał masy z do−
kładnością do kilkunastu miliwoltów). Tym
samym w spoczynku kondensator C3 będzie
w pełni naładowany przez R4
i będzie na nim występować
pełne napięcie zasilania.
Z kolei napięcie na rezysto−
rze R4 będzie równe zeru.

Pojawienie się sygnału

z mikrofonu zaowocuje poja−
wieniem się na wyjściu pierw−
szego wzmacniacza napięcia
dodatniego. Dzięki diodzie spowoduje to czę−
ściowe rozładowanie C3. Właśnie rozładowa−
nie, co w tym przypadku oznacza wzrost na−
pięcia na R4 i na wejściu drugiego wzmacnia−
cza operacyjnego. Tym samym na wyjściu dru−
giego wzmacniacza w spoczynku będzie na−
pięcie równe zeru (potencjał masy) i pod wpły−
wem głośnych dźwięków będzie ono rosnąć.

Wzrost napięcia na wyjściu drugiego

wzmacniacza być może powinien, zdaniem
pomysłodawcy, spowodować reakcję tranzy−
stora T1 i włączenie generatora. Tak jednak
nie będzie z kilku względów.

Po pierwsze, żeby wyłączyć tranzystor T1

napięcie baza−emiter musi być mniejsze niż
0,6V. Napięcie na wyjściu wzmacniacza ope−
racyjnego musiałoby wzrosnąć praktycznie
do dodatniego napięcia zasilania. Wiekowa,
skądinąd znakomita kostka LM358 na pewno
nie jest wzmacniaczem typu rail−to−rail. Co
prawda ma obwody, zapewniające pracę wej−
ścia i wyjścia w pobliżu ujemnego napięcia
zasilania, ale na pewno ani wejście, ani wyj−
ście nie będzie poprawnie pracować w pobli−
żu dodatniego napięcia zasilania. Ilustruje to
rysunek F, pokazujący stopnie wyjściowe
pierwszego wzmacniacza operacyjnego
i przypuszczalne napięcia maksymalne przy
dużym sygnale z mikrofonu. Rysunek ten udo−

wadnia, że tranzystor T1 na pewno zawsze bę−
dzie przewodził, aby go zatkać, należałoby
zastosować dzielnik według rysunku G.

Ale taki dziel−

nik nic nie pomo−
że,

ponieważ

z wcześniejszego
opisu wyraźnie
wynika, iż w spo−
czynku T1, który niewątpliwie jest tranzysto−
rem PNP, będzie przewodził, a więc napięcie
na jego kolektorze będzie bliskie dodatniemu
napięciu zasilania, co oznacza stan wysoki.
A stan wysoki uruchomi generator U1A.
Działanie musi być odwrotne!

Tu niektórzy uczestnicy proponowali

zmienić tranzystor na NPN, na przykład we−
dług rysunku H. Można, ale po co? Wydaj−
ność wyjściowa wzmacniacza jest znacznie
większa niż 10mA, więc wystarczy zastoso−
wać C3 o niewielkiej pojem−
ności, np. 10...22

µ

F i wzmac−

niacz dobrze poradzi sobie
z jego rozładowaniem. Czyż
więc nie wystarczy uprościć
układu według rysunku J,
a drugi wzmacniacz wykorzy−
stać według rysunku K lub L?
Przecież bramka U1A ma dużą
histerezę, wielką oporność
wejściową i może być śmiało
dołączona wprost do C3.

Przy okazji muszę wspo−

mnieć, że nie mają racji uczestnicy, którzy
stwierdzili, że R3 i PR1 trzeba zamienić
miejscami. Można, niemniej obie wersje
z rysunku M są poprawne, trzeba tylko do−

brać wartość tych re−
zystancji, by zapew−
nić

wymagane

wzmocnienie.

Nie trzeba też

usuwać kondensatora
C2. Jego obecność
nie jest konieczna,
ale jest pożądana, bo
wzmacniacz nie wzmacnia wtedy swego wej−
ściowego napięcia niezrównoważenia.

Nie należy też usuwać diody i kondensa−

tora C3, co sugerowało dwóch uczestników –
dzięki nim generator będzie pracował nie tyl−
ko w czasie szczekania psa, ale też nieco dłu−
żej – takie przedłużone działanie jest absolut−
nie konieczne.

Nagrody otrzymują:

Piotr Podczarski Redecz Wlk.,
Marcin Węgielewski Pokory,
Piotr Ślusarczyk Lubin.

Zadanie 81

Na rysunku N pokazany jest układ będący
rozwiązaniem zadania 74 naszej Szkoły. Jest
to układ włączania nietypowego mikrofonu
za pomocą transoptora.

Jak zwykle pytanie brzmi:

Co tu nie gra?

Jak zwykle proszę o krótkie odpowiedzi

plus ewentualnie rysunek – poprawiony
schemat. Kartki, listy i e−maile oznaczcie
dopiskiem NieGra81 i nadeślijcie w termi−
nie 45 dni od ukazania się tego numeru
EdW. Autorzy najlepszych odpowiedzi
otrzymają upominki.

Piotr Górecki

35

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

Listopad 2002

F

G

H

E

K

L

J

M

N