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

Robert Szymaszek z Bielska−Białej

próbuje od jakiegoś czasu zbudować “wska−
źnik do wszystkiego”. Fabryczne urządzenie
tego rodzaju, zawierając kilka tranzystorów,
diod, rezystorów, wskaźnik wychyłowy

− sygnalizuje zwarcie dźwiękiem,
− mierzy napięcia stałe i zmienne (wbudo−

wany miernik wskazówkowy),

− wykrywa polaryzację napięcia stałego za

pomocą 2 diod LED,

− umożliwia lokalizację przewodu fazo−

wego,

− zasilany jest z baterii 9V,
− nie posiada żadnego wyłącznika (nawet

zasilania),

− pracuje przy napięciach 24V...400V.
A oto oficjalny temat zadania 47:

Zaprojektować “wskaźnik do wszy−

stkiego”.

Celem jest stworzenie prościutkiego

“kombajnu pomiarowego”, przydatnego każ−
demu elektronikowi i elektrykowi, zwłaszcza
w warunkach polowych. “Kombajn” powi−
nien mieć jak najszersze możliwości i ma być
wygodny w użyciu.

Teraz kilka szczegółowych wskazówek.

Przede wszystkim, jeśli układ ma być używa−
ny  do  napięć  powyżej  60V,  należy  zwrócić
szczególną  uwagę  na  problem  bezpieczeń−
stwa (obudowa, odstępy, izolacja przewodów,
sond,  itd.).  Układ  musi  być  umieszczony
w jakiejś niedużej obudowie z tworzywa.

Jeśli w urządzeniu będzie zastosowany

jakiś miernik (np. wskaźnik wychyłowy od
starszego magnetofonu czy linijka świetlna),
nie musi mieć dużej dokładności. Dokład−
ność ±20% jest absolutnie wystarczająca. To
ma być wskaźnik, a nie precyzyjny miernik.

Nie uważajcie zadania za zbyt trudne. Mo−

że  zrealizujecie  tylko  część  podanych  funk−
cji?  Przykładem  może  być  prościutki  układ
opisany w EP 8/99 str. 41 (2 bramki CMOS,
dwie  diody  1N4148,  trzy  rezystory  i dioda
LED). Wolałbym jednak, żeby układ nie był
aż tak prosty i żeby spełniał więcej funkcji.

Urządzenie powinno zawierać wskaźnik

biegunowości napięcia, na przykład w posta−
ci dwóch diod LED. Dopuszczalna jest też
wersja bez diod, gdzie wskazówka miernika
wychylałaby się w drugą stronę. Taki układ
jest chyba jednak trudniejszy do zrealizowa−
nia. A może nie? W każdym razie wskaźnik
musi reagować także na napięcia przemienne
bez żadnego przełączania.

Projektując urządzenie, trzeba wziąć pod

uwagę, że ma ono pracować w szerokim za−
kresie  napięć  wejściowych.  Dlatego  opor−
ność wejściowa musi być odpowiednio duża.
Znakomitym  rozwiązaniem  byłoby  zastoso−
wanie  wskaźnika  o charakterystyce  logaryt−
micznej, zrealizowanej w najprostszym przy−
padku  za  pomocą  zwykłych  diod.  Zalecane
jest,  by  wskaźnik  wytrzymał  napięcie  mię−
dzyfazowe (400V), choć niekoniecznie musi
rozróżnić  napięcie  fazowe  (230V)  od  mię−
dzyfazowego (400V). Myślę, że przy odrobi−

nie  zastanowienia  można  zbudować  układ,
którego dolny zakres wskazań będzie znacz−
nie  niższy  od  proponowanych  24V.  Nieko−
niecznie dolna granica musi sięgać 1,5V, bo
uzyskanie zakresu wskazań 1,5V...400V przy
dużej  rezystancji  wejściowej  będzie  trudne
do osiągnięcia, jednak warto spróbować ob−
niżyć ją, ile się da.

Wygląda na to, że zastosowanie wskaźni−

ka wychyłowego, zachowując szerokie moż−
liwości,  pozwoli  znacznie  uprościć  układ
elektroniczny.  Dlatego  zachęcam  do  wyko−
rzystywania małych mierników wskazówko−
wych, choćby właśnie od magnetofonu. Jeśli
natomiast ktoś zdecyduje się na zastosowanie
linijki  świetlnej  (logarytmicznej,  np.
LM3915  lub  liniowej  z diodowym  układem
logarytmującym), musi rozbudować układ.

Autor pomysłu proponuje, by urządzenie

nie zawierało żadnego wyłącznika czy przy−
cisku.  Jest  to  możliwe  do  zrealizowania,
zwłaszcza przy zastosowaniu miernika wska−
zówkowego  i tranzystorów  −  w spoczynku
pobór prądu z baterii będzie praktycznie rów−
ny  zeru.  Możliwe  jest  także  w wersji  z bar−
dziej rozbudowaną elektroniką. Przykładowo
pojawienie  się  jakiegokolwiek  napięcia  na
wejściu  włączałoby  zasilanie  na  czas  okre−
ślony przez jakiś prosty układ czasowy. Przy
braku  napięcia  na  wejściu  urządzenie  wyłą−
czyłoby się samo po kilku sekundach. Trzeba
tylko  sprawdzić,  czy  jakieś  indukowane  za−
kłócenia  nie  będą  samoczynnie  włączać
przyrządu.

Rozwiązanie zadania powinno zawierać schemat elektryczny i zwięzły
opis działania. Model i schematy montażowe nie są wymagane. Przy−
słanie działającego modelu lub jego fotografii zwiększa szansę na na−
grodę.
Ponieważ rozwiązania nadsyłają czytelnicy o różnym stopniu zaawan−
sowania, mile widziane jest podanie swego wieku.
Ewentualne listy do redakcji czy spostrzeżenia do erraty powinny być
umieszczone na oddzielnych kartkach, również opatrzonych nazwi−
skiem 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 47

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

Ja osobiście złagodziłbym ten surowy waru−
nek − dopuszczam obecność jednego przyci−
sku − przycisku START (nie przełącznika).
Urządzenie włączane byłoby przyciskiem
i wyłączałoby się automatycznie po upływie
określonego czasu, w tym wypadku kilkuna−
stu sekund. Nie dopuszczam przełącznika, bo
wtedy chwila nieuwagi wystarczy, by zosta−
wić przyrząd włączony i wyładować baterie.

W zasadzie obecność baterii nie jest ko−

nieczna. Istnieją proste wskaźniki wykorzy−

stujące wyświetlacze LCD. Taka wersja była−
by znakomita, jednak wymaga sporej wiedzy
nie tylko z zakresu sterowania wskaźników
LCD. Jeśli ktoś przeprowadzi próby z takim
wskaźnikiem, bardzo proszę o informacje,
nawet gdyby próby zakończyły się fiaskiem.

Zachęcam też do rozszerzenia funkcji “kom−

bajnu” o dalsze, które uznacie za przydatne.

Na koniec BARDZO WAŻNA UWAGA:

osoby niepełnoletnie i niedoświadczone nie
powinny przeprowadzać żadnych prób przy

napięciach  sieci  energetycznej.  Chwila  nieu−
wagi i drobny błąd może skończyć się poraże−
niem i utratą życia. Nawet doświadczeni elek−
tronicy  nigdy  nie  powinni  przeprowadzać
żadnych  prób  z napięciami  sieciowymi  bez
towarzystwa  drugiej  osoby,  która  mogłaby
wyłączyć napięcie w przypadku nieszczęścia.

Jak zwykle zachęcam też do nadsyłania

propozycji następnych zadań do Szkoły
Konstruktorów. Autorzy zaprezentowanych
zadań otrzymają nagrody.

Rozwiązanie zadania nr 43

Zadanie 43 było następujące:

Zaprojektować urządzenie alar−

mowe do ochrony walizki, torby,
plecaka szkolnego, itp.

Przypominam, że należało zaprojektować

możliwie proste urządzenie służące do
ochrony jednej sztuki bagażu. Zadanie wcale
nie było łatwe i bardzo się ucieszyłem, otrzy−
mawszy, oprócz prac teoretycznych, aż dzie−
więć modeli.

Prace teoretyczne

Objętość i poziom prac teoretycznych by−

ły bardzo zróżnicowane. Godne wzmianki są
listy  Tomasza  Jędryki z Poręby  Spytkow−
skiej  i Filipa  Rusa z Zawiercia,  który  też
przysłał  prościutki  model,  nie  spełniający
jednak  do  końca  warunków  zadania.  Filip
proponuje  między  innymi  zastosowanie  złą−
cza jack w roli wyłącznika alarmu. Wykorzy−
stuje wtyki bierne, dzięki czemu podanie za−
silania  na  układ  następuje...  po  wyjęciu
wtyczki z gniazda.

Kilka oryginalnych pomysłów podał 11−

letni  Jakub  Kallas z Gdyni.  Oprócz  propo−
zycji wykorzystania wysokiego napięcia (pa−
ralizator),  podał  pomysł  mechanizmu,  który
za pomocą elektromagnesu lub miniaturowe−
go ładunku wybuchowego zwalniałby zapad−
kę, powodującą... oderwanie się rączki waliz−
ki. Pomysł świetny − można sobie wyobrazić
minę złodzieja, któremu w ręku zostaje jedy−
nie uchwyt walizki. Jakub zaproponował tak−
że  układ  z uniwibratorami  74123  i czujni−
kiem z metalową kulką.

Jacek Konieczny z Poznania chciałby za−

stosować cztery przyciski rozwierne, wmon−
towane w nóżki walizki. Uniesienie walizki
powodowałoby włączenie syreny. Układ za−
wierałby jedynie przyciski, baterię i syrenę.

Z kolei Marcin Rogusz z Orzechowic,

zamiast czterech przycisków, proponuje je−
den, wmontowany w jedną z nóżek. Zapro−
ponował też układ sterujący z dwoma kostka−
mi i przekaźnikiem.

Pomysł z przyciskami wmontowanymi

w nóżki jest interesujący, jednak moją obawę
budzi jego trwałość. Musiałby on być sku−
tecznie odizolowany od otoczenia, żeby kurz,
błoto, śmieci nie zablokowały go.

Jonatan Kwidziński z Białogardu przed−

stawił kilka propozycji i sensowny układ
z dwiema kostkami CMOS i głośnym prze−
twornikiem piezo PCA−100.

Mariusz Wesołowski z Radomia zapro−

ponował dwa układy, z których jeden wypo−
sażony  jest  w swego  rodzaju  zamek  szyfro−
wy. Schemat, choć ciekawy, jest rozbudowa−
ny (5 układów scalonych i sporo elementów
dyskretnych).  W drugim,  prostym,  zastoso−
wał  tyrystor  w roli  elementu  pamiętającego.
W obu  czujnikiem  jest  jakiś  bliżej  nieokre−
ślony czujnik wstrząsowy.

Interesującymi przemyśleniami podzielił

się  również  Bartłomiej  Stróżyński  z Kęt.
Kolejno  przeanalizował  poszczególne  skła−
dniki  systemu.  Ostatecznie  podał  dwa  sche−
maty.  Jeden  zawiera  membranę  piezo  z cię−
żarkiem  w roli  czujnika  wstrząsowego  oraz
rezystor  (współpracujący  z komparatorem)
jako klucz. W układzie elektronicznym głów−
ną rolę odgrywa rejestr przesuwny, który nie−
jako zlicza uderzenia czy ruchy bagażu. Dru−
gi  układ  zawiera  tylko  jeden  układ  scalony
(CMOS 40106), przetwornik piezo oraz czuj−
nik zwierający styki po wyrwaniu zawleczki.

Dwie propozycje przedstawił również Mar−

cin Piotrowski z Białegostoku. Jedna opiera
się na modułach radiowych oraz kostkach
MC14502X. Dopóki odbiornik otrzymuje wy−
syłane okresowo sygnały z nadajnika, sygnali−

zator  milczy.  Alarm  powstaje,  gdy  odbiornik
nie odbierze kilku kolejnych impulsów z nadaj−
nika.  Układ  jest  interesujący,  jednak  ma  dwie
wady. Pierwsza to fakt, że alarm włącza się po
wyjściu  odbiornika  z zasięgu  nadajnika.  Przy
zastosowaniu, jak chce autor, ulepszonych mo−
dułów HX/RX1000 z oferty firmy Gamma, za−
sięg ten może wynieść ponad 100m, co w tym
wypadku  jest  wadą,  a nie  zaletą.  Drugą  wadą
jest pobór prądu przez odbiornik także w stanie
czuwania.  Tym  niemniej  układ  jest  poprawny
ze  strony  elektronicznej  i może  być  użyty
w nietypowych zastosowaniach. Znacznie bar−
dziej  zaciekawił  mnie  drugi  zaproponowany
prosty układ, który zapobiegałby kradzieży nie
całego  bagażu,  tylko  co  cenniejszych
przedmiotów. Sygnalizator piezo włączałby się
pod wpływem światła po otwarciu walizki lub
plecaka.  Pomysł  bardzo  dobry,  realizacja  pro−
sta. Zmodyfikowany układ pokazuje rysunek 1
(dodałem potencjometr regulacji czułości, kon−
densator  do  przedłużenia  alarmu  i zastąpiłem
zwykły tranzystor MOSFET−em, żeby w stanie
czuwania prąd był równy zeru).

Wymienionym Kolegom przyznałem punk−

ty, a drobne upominki otrzymają, młodziutki
Jakub Kallas za swe ciekawe pomysły oraz
Marcin Piotrowski za alarm fotoelektryczny.

Rys. 1

Fot. 1

Fot. 2

Fot. 3

Fot. 4

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

Modele

Otrzymałem w sumie od dziewięciu ucze−

stników dziesięć modeli. Dwa z nich zapre−
zentowane będą w dziale Elektronika − 2000.

Fotografia 1 przedstawia model Filipa

Karbowskiego z Warszawy.  Filip  również
zastosował  fotoelement.  Po  oświetleniu  go
zostaje  przełączony  przekaźnik  bistabilny,
który  uruchamia  brzęczyk  alarmowy.  Stan
układu sygnalizuje opcjonalna dwukolorowa
dioda LED.

Na fotografii 2 można zobaczyć prosty

model Witolda Krzaka z Żywca. Gdy waliz−
ka zostanie otwarta, generator na dwóch
bramkach CMOS włącza okresowo brzęczyk
piezo. Ukryty wyłącznik pozwala wyłączyć
zasilanie układu.

Interesujące rozwiązanie czujnika przed−

stawił Rafał Wiśniewski z Brodnicy. Czujni−
kiem  jest  pojemnik  z przewodzącą  cieczą
(wodą) i dwiema elektrodami. W modelu jest
to  pudełko  po  filmie  fotograficznym.  Nor−
malnie, gdy walizka stoi, elektrody czujnika
są  rozwarte.  Poruszenie  walizki  spowoduje
ruch  wody  i przerzutnik  alarmu  zostanie
ustawiony.  Równie  ciekawy  jest  wyłącznik
alarmu.  W tej  roli  pracuje  drugi  przerzutnik
z kostki 4027, który sterowany jest za pomo−
cą czujnika dotykowego. Fotografia 3 poka−
zuje  płytkę  drukowaną.  Osobiście  zmniej−
szyłbym  rozmiary  czujnika  wodnego,  by
w razie awarii nie zamoczyć nadmiernie ba−
gażu.  Choć  zastosowanie  takiego  czujnika
nie dopuszcza np. położenia walizki na boku,
ogólna idea jest dobra.

Fotografia 4 pokazuje starannie wykona−

ny model Bartosza Rodziewicza z Białego−
stoku. Bartek zastosował przerzutnik RS i dwa
przyciski. Jeden służy do zerowania układu,
drugi to czujnik umieszczony na spodzie wa−
lizki (torby), zwierany po podniesieniu baga−
żu. Układ elektroniczny można jeszcze upro−
ścić, bowiem w przypadku przerzutników RS
nie trzeba odkłócać sygnałów ze styków.

Dwa modele nadesłał Marcin Wiązania

z Gacek. Można je zobaczyć na fotografii 5.
Jeden z nich zawiera aż cztery układy scalo−
ne − jest to wręcz centralka alarmowa, która
mogłaby  być  wykorzystana  do  poważniej−
szych  celów.  Schemat  jest  pokazany  na  ry−
sunku  2.  Układ  jest  poprawny  pod  wzglę−
dem elektronicznym (na przykład elektrolity
w spoczynku są pod napięciem), spełnia do−
datkowe funkcje (sygnalizuje krótkim dźwię−
kiem włączenie i wyłączenie czuwania), mo−
że  się  automatycznie  uzbrajać  po  postawie−
niu  bagażu  (JP1  zwarty),  jednak  można
go radykalnie uprościć, nie tracąc podsta−
wowych  funkcji.  Drugi,  prostszy  układ
zawiera charakterystyczne błędy i został
skierowany do rubryki “Co tu nie gra?”.

Fotografia 6 pokazuje płytki nadajni−

ka  i odbiornika  systemu  opracowanego
przez  Krzysztofa  Nytko z Tarnowa.
Krzysztof  wykorzystał  moduły  radiowe,

zdobyte w jednym z wcze−
śniejszych wydań naszej
Szkoły.

Nieco uproszczony sche−

mat jest pokazany na rysun−
ku 3.

Fotografia 7 pokazuje

model wykonany przez Se−
bastiana

Mankiewicza

z Poznania.  Układ  będzie
opisany  w dziale  Elektroni−
ka−2000  za  miesiąc.  Tamże
opisany będzie układ z foto−
grafii 8, autorstwa Dariusza
Knulla z Zabrza. Prace tych
dwóch  Kolegów  oceniłem
najwyżej.

Zadecydowały

o tym:  prostota  układu,
funkcjonalność,  łatwość  ob−
sługi,  zamknięcie  całości
w obudowie.

Koledzy, którzy nadesłali

modele pokazane na fotogra−
fiach, otrzymują punkty (od 3
do 7) oraz nagrody.

Tyle szczegółów. A teraz

jeszcze parę linijek rozwa−
żań ogólnych.

przeprowadzonych

rozważaniach liczni Koledzy
słusznie  zwrócili  uwagę,  że
układ  musi  być  bardzo  tani,
łatwy  w obsłudze  i mało
skomplikowany.  Niektórzy
rozważali dwie główne sytu−
acje: kradzież całego bagażu
oraz kradzież jedynie co cen−
niejszych

przedmiotów

(z plecaka  szkolnego).  Inna
sytuacja  jest  na  dworcu,
gdzie złodziej raczej nie bę−
dzie wiedział o wyposażeniu
bagażu  w system  alarmowy,
a inna w szkole, gdzie “kole−
dzy” o wątpliwych zasadach
moralnych  mogą  dowie−
dzieć się o istnieniu takowe−
go alarmu.

W każdym przypadku

urządzenie musi być odporne
na  próby  zniszczenia,  odłą−
czenia  baterii  czy  wyrwania
kabli. Czy wszyscy pomyśle−
li  o tym,  że  wiele  głośnych
syrenek  piezo  można  bardzo
prosto  wyciszyć  zatykając

Rys. 2

Fot. 5

palcem otwory, przez które wydobywa się
dźwięk? Gdzie wobec tego umieścić przetwor−
nik? A może wystarczy zastosować dwa lub
trzy taniutkie, popularne brzęczyki z generato−
rem??

Wielu Kolegów po macoszemu potrakto−

wało problem czujnika. W rzeczywistości
jest to kluczowy element. Jak więc wykryć

fakt kradzieży? Czujnik w dnie (nóżce) to
dobry pomysł. Także czujnik fotoelektryczny
zda egzamin w wielu sytuacjach.

Problem wyłącznika załącz/wyłącz naj−

częściej proponowaliście rozwiązać za po−
mocą ukrytego wyłącznika bądź kontaktronu
i magnesu.

Wielu Kolegów proponowało wykorzy−

stanie przetwornika piezo o dużej głośności,
np. PCA−100. Ale inni wykazali, że wystar−
czy jeden lub dwa małe, fabryczne brzęczyki
z generatorem. Dźwięk nie będzie przeraźli−
wy, ale na pewno zdeprymuje złodzieja i po−
wiadomi otoczenie.

Jeśli chodzi o układ elektroniczny, zapro−

ponowaliście  różnorodne  rozwiązania  −  od
bardzo  prostych,  do  skomplikowanych,  za−
wierających  do  6  układów  scalonych.  Prze−
gląd rozwiązań wykazał, że nie ma potrzeby

nadmiernie komplikować układu, jeśli te sa−
me funkcje można zrealizować prościej.

Zaprezentowane przykłady wykazują, że

niekoniecznie trzeba było stosować jeden lub
dwa przerzutniki RS. A jeśli już, to niekoniecz−
nie z kostki 4013 czy 4027, tylko zbudowane−
go z dwóch bramek NOR lub NAND.

W układzie zawierającym układy CMOS

można było minimalizować pobór prą−
du, stosując rezystory o wysokich nomi−
nałach (1...10M

Ω

), wtedy pobór prądu

w stanie czuwania czy spoczynku byłby
pomijalnie mały, rzędu 1...10

Dwóch Kolegów zastosowało w tej roli
przekaźnik bistabilny − rozwiazanie do−
bre, choć można to zrealizować jeszcze
prościej.

Znów nie wszyscy pamiętali o mini−

malizacji poboru prądu. Tymczasem bez
większego  problemu  można  zbudować
prosty  układ,  który  w stanie  czuwania
nie  będzie  wcale  pobierał  prądu  albo
wystarczy  mu  mniej  niż  10uA prądu.
Większy  pobór  prądu  można  dopuścić
jedynie w przypadku bardziej złożonych
układów chroniących wyjątkowo cenny
bagaż.

Można się także zastanawiać, czy po−

trzebne są przerzutniki RS. Czy układ
musi być cały czas pod napięciem? Czy
nie wystarczy wyłącznik zasilania? Czy
jest sens stosować automatyczne włą−
czanie czuwania po postawieniu bagażu
na podłożu?

Wielu uczestników rozważyło takie

pytania i uprościło układ, zachowując

wszystkie niezbędne funkcje.

Zacytuję jeszcze dwa fragmenty listów.

Oto  jeden  z nich:  Na  wstępie  napiszę  parę
słów o sobie. Mam 31 lat, średnie wykształce−
nie  i pracuję  w niewielkiej  firmie.  Dawno,
dawno  temu  rodzice  kupili  mi  w Składnicy
Harcerskiej pudełko z napisem “Młody Elek−
tronik, zestaw 1”. I tak się zaczęło. Potem by−
ły kolejne układanki z tej serii, a po niewiel−
kiej  przerwie  (MON)  sprawiłem  sobie  kom−
plet  książek  p.  Gardynika  z komputerkiem
CA80 włącznie − służy mi do dzisiaj. Z racji
wielu  lat  mam  pewien  niesmak,  że  biorę
udział w Szkole Konstruktorów, ale pomyśla−
łem sobie, że chyba nie jestem jeszcze za sta−
ry  na  odrobinę  przyjemności,  jaką  jest  nie−
wątpliwie udział w Szkole. (...)

Ja też tak myślę i zapraszam do udziału

w kolejnych zadaniach!

A oto inna wypowiedź: Na początku mego

listu chcę bardzo podziękować za nagrodę za
zadanie sprzed ponad roku (...) Bardziej niż za
nagrodę,  pragnę  podziękować  za  dodanie  mi
otuchy, gdy było mi ciężko na pierwszym roku
studiów, wy uhonorowaliście mnie dyplomem
i nagrodą, i to właśnie wtedy, gdy zastanawia−
łem  się,  czy  aby  na  pewno  dobrze  wybrałem
zawód i kierunek studiów. Jeśli nie pamiętacie
moich  danych  (...),  to  przypominam,  że  mam
22  lata  i jestem  niepełnosprawny  (poruszam
się  na  wózku  inwalidzkim).  Skończyłem  trzy−
letnie  technikum  elektroniczne,  a wcześniej
szkołę zawodową (także profil elektroniczny).
Aktualnie  jestem  na  drugim  roku  studiów  na
Politechnice Poznańskiej. (...)

Podsumowanie

Chciałbym serdecznie pochwalić wszyst−

kich  tych,  którzy  zamiast  od  razu  rysować
układ  elektroniczny,  najpierw  gruntownie
przeanalizowali  problem,  zastanawiając  się
nad wadami i zaletami możliwych rozwiązań.
Bardzo się cieszę, że w tej grupie znalazły się
także młode osoby w wieku do 16...17 lat. Nie−
stety,  takiej  analizy  zabrakło  w pracach  nie−
których  znacznie  starszych  uczestników.  Stąd
taki a nie inny przydział punktów, uwzględnia−
jący,  oprócz  wartości  merytorycznej  projektu,
w dużym  stopniu  także  wiek  i możliwości
uczestnika. Przy okazji bardzo proszę, żebyście
w każdej pracy podawali swój wiek.

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

Punktacja
Szkoły Konstruktorów

Dariusz Knull Zabrze 47
Marcin Wiązania Gacki 37
Paweł Korejwo Jaworzno 24
Jarosław Kempa Tokarzew 22
Krzysztof Kraska Przemyśl 19
Marcin Piotrowski Białystok 18
Tomasz Sapletta Donimierz 18
Mariusz Nowak Gacki 15
Piotr Wójtowicz Wólka Bodzechowska 15
Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. 13
Krzysztof Nytko Tarnów 12
Rafał Wiśniewski Brodnica 12
Jakub Mielczarek Mała Wola 10
Bartosz Niżnik Puławy 9
Bartłomiej Stróżyński Kęty 12
Arkadiusz Antoniak Krasnystaw 8
Roland Belka Złotów 8
Maciej Ciechowski Gdynia 8
Barbara Jaśkowska Gdańsk 8
Michał Kobierzycki Grójec 8

Rys. 3

Fot. 6

Fot. 8

Fot. 7

Fot. 9

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

Znów muszę wspomnieć o zaszłościach.

Jedna z prac z zadania 42 trafiła w moje ręce
po terminie, a data wysłania wskazuje, że by−
ła  wysłana  na  czas.  Fotografia  9 pokazuje
estetyczny  model  sygnalizatora  pojawienia
się  napięcia  sieciowego  autorstwa  Bogusła−

wa Kalety z Libiąża. Autorowi dopisuję
cztery punkty i przydzielam upominek.

Trzy punkty dopisuję również Bartkowi

Stróżyńskiemu z Kąt, którego praca także
dotarła za późno.

Jak zawsze, zapraszam do udziału w bie−

żącym i następnych zadaniach, oraz do przy−
syłania propozycji zadań.

Piotr Górecki

Rozwiązanie zadania nr 43

W EdW 9/99 zamieszczony był układ od−

cinający zasilanie, pokazany na rysunku A.
Według  pomysłodawcy,  gdy  napięcie  jest
odpowiednio  wysokie,  tranzystor  MOSFET
przewodzi.  Gdy  to  napięcie  nadmiernie  się
obniży, tranzystor zostanie zatkany do czasu,
gdy napięcie powróci do wymaganej warto−
ści.

Prawie wszyscy uczestnicy podali prawi−

dłową odpowiedź. Tylko kilku kolegów myl−
nie oceniło problem. Trzech przypuszczało, że
coś nie tak jest z diodą Zenera. Jeden uczest−
nik  zaproponował  inne  włączenie  “zenerki”.
Ktoś  dziwił  się  dołączeniu  bazy  tranzystora
PNP bezpośrednio do suwaka potencjometru.
Kilku  młodych  elektroników  uznało,  że  klu−
czowym  błędem  jest  umieszczenie  na  sche−
macie  kondensatora  o wartości  140

F. Rze−

czywiście, kondensatorów o takiej pojemno−
ści nominalnej nie ma. W układzie należy za−
stosować kondensator o pojemności 100

lub 220

F. Jednak ta drobna usterka miała tyl−

ko odwrócić uwagę od głównego problemu.

Kluczowe znaczenie przy szukaniu błędu

ma stwierdzenie, że gdy napięcie powróci
do wymaganej wartości, układ podejmie
pracę. Nie jest to prawdą. Układ wyłączy się
na stałe, czyli się zatrzaśnie.

I takiej odpowiedzi należało udzielić.
Nie znaczy to, że układ z rysunku A jest

z gruntu błędny. Wprost przeciwnie! Obecność
kondensatora o pojemności 470nF gwarantuje,
że  po  pierwszym  włączeniu  zasilania  MO−
SFET zostanie otwarty. Pozostanie otwarty do
chwili,  gdy  napięcie  spadnie  poniżej  wartości
ustawionej  za  pomocą  potencjometru.  Wtedy

zatka się na trwałe. Nie otworzy się przy wzro−
ście  napięcia  o kilka  woltów.  Taki  tryb  pracy
może być jak najbardziej odpowiedni w ukła−
dach  bateryjnych,  nie  dopuszczając  do  całko−
witego  rozładowania  baterii  (akumulatorów).
Co bardzo istotne, oryginalny układ po wyłą−
czeniu zupełnie nie będzie pobierał prądu.

Mogłoby się wydawać, że chwilowe odłą−

czenie  i włączenie  napięcia  wejściowego
otworzy tranzystor. Jest to jednak bardzo wąt−
pliwe. Do ponownego włączenia układu nie−
zbędny jest przepływ prądu przez kondensa−
tor 470nF, a to nastąpi wtedy, gdy kondensa−
tor ten zdąży się w międzyczasie rozładować.
Tymczasem  odłączenie  napięcia  wejściowe−
go nie stwarza dobrych warunków do rozła−
dowania. Kondensator ten nie może rozłado−
wać  się  przez  tranzystor  PNP,  bo  tranzystor
ten będzie zatkany. Prąd nie płynie też w ob−
wodzie izolowanej bramki MOSFET−a. Tym
samym kondensator ten musi się rozładować
przez rezystor 1M

Ω

, a dalej przez diodę Ze−

nera, rezystor 47k

Ω

i potencjometr. Mówiąc

najprościej,  napięcie  na  kondensatorze  spa−
dnie  nie  do  zera,  tylko  do  takiego  napięcia,
przy którym dioda Zenera przestanie przepu−
szczać  prąd.  Taki  częściowo  rozładowany
kondensator  może  nie  zapewnić  odpowie−
dniego napięcia na rezystorze 1M

Ω

i bramce

MOSFET−a.  W rzeczywistości  kondensator
po dłuższym czasie rozładuje się dzięki ma−
leńkim  prądom  upływu  tranzystora  i diody
Zenera.  Aby  radykalnie  przyspieszyć  rozła−
dowanie  kondensatora  po  odłaczeniu  napię−
cia  wejściowego,  należałoby  albo  zewrzeć
zaciski wejściowe, albo na stałe włączyć re−
zystor (np. 1M

Ω

) między zaciski wejściowe.

Jeśli więc działanie układu ma być zgod−

ne  z cytowanym  wcześniej  opisem,  diodę
Zenera należy dołączyć nie do drenu tranzy−
stora, tylko do źródła, jak pokazuje rysunek
B. Wtedy po wzroście napięcia powyżej za−
danego  progu,  MOSFET zacznie  przewo−
dzić. Należy wziąć pod uwagę, że tak zmo−
dyfikowany układ także po wyłączeniu tran−
zystora będzie pobierał jakiś niewielki prąd
(tym  mniejszy,  im  wyższe  napięcie  diody
Zenera  i większa  rezystancja  szeregowo
włączonego  rezystora  i potencjometru).  Na
marginesie  należałoby  wspomnieć,  że  przy
bardzo małych prądach, napięcie stabilizacji
diody  Zenera  może  być  zaskakująco  niskie
w porównaniu z jej napięciem nominalnym.

Prosta modyfikacja pokazana na rysunku

B, zaproponowana przez przeważającą część

uczestników,  zapewnia  wprawdzie  zgodność
z opisem,  jednak  ma  istotną  wadę.  Niestety,
nikt nie zwrócił na to uwagi. Chodzi o to, że
napięcie zasilające może zmieniać się bardzo
wolno. Wtedy powoli i stopniowo będzie za−
tykał  się  MOSFET,  i napięcie  za  stabilizato−
rem  będzie  pomału  maleć.  Spowoduje  to
błędną pracę dalszej części układu. Na domiar
złego, taka błędna praca nie będzie niczym sy−
gnalizowana. W oryginalnym układzie, gdzie
występuje silne dodatnie sprzężenie zwrotne,
napięcie  wyjściowe  zaniknie  gwałtownie.
Niewątpliwie  jest  to  nieporównanie  lepsze,
niż powolne obniżanie napięcia wyjściowego.
Układ albo pracuje poprawnie, albo nie pracu−
je wcale. “Poprawiony” układ z rysunku B nie
zapewnia  takiego  bezpieczeństwa.  I to  jest
wada,  którą  należy  usunąć,  w przeciwnym
wypadku nie ma sensu stosowanie go. Przy−
spieszenie wyłączania nastąpi po wprowadze−
niu  niezbyt  silnego,  dodatniego  sprzężenia
zwrotnego. Można je wprowadzić dodając je−
den rezystor (R1) według rysunku C. Pojawi

o t

u n

niie

e g

Rys. A

Rys. B

Rys. C