S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ró

ów

w

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/98

18

Temat tego zadania zaproponował M

Ma

arrc

ciin

n

S

Szza

am

mb

be

ella

an

n z Poznania. Oto fragmenty listu:

Moim hobby jest fotografia. Uwielbiam foto−

grafować naturę, jej piękne widoki oraz ludzi.
I tu pojawia się pewien kłopot. Zdjęcia pozo−
wane często są nieciekawe, sztuczne i bezbar−
wne. Osoby, które wiedzą, że za chwilę zosta−
ną sfotografowane są spięte, ich twarze ka−
mienieją, inni prezentują swoje uśmiechy, inni
się chowają. I nic dziwnego, bo kto lubi wyce−
lowany w ciebie obiektyw? Dlatego ważny
jest czynnik zaskoczenia. Wtedy zdjęcia są na−
turalne, znacznie ciekawsze, bo nasycone
emocjami. Ale czy może być mowa o zasko−
czeniu, gdy fotograf stoi z gotowym do zdjęcia
aparatem, albo gdy słychać odgłos samowy−
zwalacza?

Moim marzeniem jest urządzenie do zdalne−

go wyzwalania migawki. Aparat stoi sobie spo−
kojnie na statywie. Nikt się niczego nie spo−
dziewa... a tu nagle – pstryk! Po pewnym cza−
sie znów się wszyscy rozluźniają, zapominają
o aparacie, i... znowu pstryk! Tym sposobem
mamy dwa wspaniałe zdjęcia do rodzinnego
albumu.

Dodatkową zaletą jest fakt, że fotograf sam

może się na nich znaleźć.

A oto oficjalny temat zadania:

Z

Za

ap

prro

ojje

ek

ktto

ow

wa

ać

ć s

sy

ys

stte

em

m zzd

da

alln

ne

eg

go

o

w

wy

yzzw

wa

alla

an

niia

a a

ap

pa

arra

attu

u ffo

otto

og

grra

affiic

czzn

ne

eg

go

o..

Najpierw należy określić sposób działania

elementu wykonawczego. W przypadku star−
szych aparatów, na przykład typu Zenit, układ
wymaga elementu mechanicznego, wkręca−
nego w spust migawki, lub zakładanego na
wężyk spustowy. Nie obejdzie się tu bez me−
chaniki i elektromagnesu lub silniczka. W przy−
padku silniczka z przekładnią trzeba wziąć pod
uwagę czas reakcji – urządzenie nie może dzia−
łać z dużym opóźnieniem, bo przekreśla to je−
go przydatność do uchwycenia na gorąco
zmieniajacej się sytuacji. W przypadku elektro−
magnesu trzeba pomysleć o amortyzacji, by
uderzenie elektromagnesu nie spowodowało
drgań aparatu i w konsekwencji poruszenia
zdjęcia..

W przypadku nowoczesnych aparatów auto−

matycznych stosowane są równe sposoby
zdalnego wyzwalania, ale generalnie można
przyjąć, że dzieje się to na drodze elektrycznej,
a więc nie trzeba wgłębiać się w szczegóły
i przyjąć, że elementem wykonawczym może

być np. przekaźnik, który zewrze przeznaczone
do tego styki aparatu, albo poda na nie jakieś
napięcie.

Zasięg urządzenia do kilkunastu metrów. Za−

silanie koniecznie bateryjne i to zarówno na−
dajnika, jak i odbiornika.

Na pierwszy rzut oka nasuwa się pomysł łą−

cza radiowego. Ale warunki zadania doskonale
spełni także łącze podczerwieni o zasięgu
10...15m, a takie łącze nie zawierające żad−
nych soczewek Czytelnicy EdW potrafią zapro−
jektować bez większych trudności. Warunki
zadania spełnia także system przewodowy, ale
chyba nie jest to najnowocześniejsze rozwią−
zanie. Tym niemniej w pewnych sytuacjach
sterowanie przewodowe może dobrze zdać
egzamin. Rozważcie także i tę wersję.

A może ktoś wpadnie na jeszcze inny po−

mysł?

W każdym przypadku weźcie pod uwagę

pobór prądu. Choć w tym wypadku nie jest to
krytyczny problem, jednak w tej dziedzinie
większość uczestników Szkoły ma duże zaleg−
łości. Tak samo nie możecie pominąć kwestii
stabilności – urządzenie musi niezawod−
nie działać w szerokim zakresie tempera−
tur (−10°C...+30°C) i przy zmianach napięcia ba−
terii zasilajacej.

ozwiązanie zadania powinno zawierać schemat elektryczny
i zwięzły opis działania. Model i schematy montażowe nie są wy−
magane. Przysłanie działającego modelu lub jego fotografii zwięk−
sza szansę na nagrodę.

Ponieważ rozwiązania nadsyłają czytelnicy o różnym stopniu zaawansowa−
nia, mile widziane jest podanie swego wieku.
Ewentualne listy do redakcji czy spostrzeżenia do erraty powinny być
umieszczone na oddzielnych kartkach, również opatrzonych nazwiskiem
i pełnym adresem.
P

Prra

ac

ce

e n

na

alle

eżży

y n

na

ad

ds

sy

yłła

ać

ć w

w tte

errm

miin

niie

e 4

45

5 d

dn

nii o

od

d u

uk

ka

azza

an

niia

a s

siię

ę n

nu

um

me

erru

u E

Ed

dW

W ((w

w p

prrzzy

y−

p

pa

ad

dk

ku

u p

prre

en

nu

um

me

erra

atto

orró

ów

w –

– o

od

d o

ottrrzzy

ym

ma

an

niia

a p

piis

sm

ma

a p

po

oc

czzttą

ą))..

R

Zadanie 31

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ró

ów

w

19

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/98

Jak zwykle otrzymałem kilkadziesiąt rozwią−

zań, i dwadzieścia modeli. Niestety, więk−
szość prac teoretycznych oraz kilka modeli zo−
stało od razu wykluczonych z konkursu. Licz−
ne prace teoretyczne reprezentowały żenują−
co niski poziom – ich autorzy albo przerysowa−
li jakieś schematy z literatury, albo po prostu
wymyślili układ „na papierze”, a nie przepro−
wadzili żadnych prób. Ponieważ układ z zało−
żenia miał być odporny na zakłócenia, więk−
szości takich teoretycznych prac nie brałem
pod uwagę. Ich autorzy wykazali, że nie bar−
dzo rozumieją, iż chodzi tu o S

SZ

ZK

KO

OŁ

ŁĘ

Ę K

KO

ON

N−

S

ST

TR

RU

UK

KT

TO

OR

RÓ

ÓW

W, a prawdziwy konstruktor to

taka niespokojna dusza, która ciągle poszuku−
je nowych i lepszych rozwiązań, a nie bazuje
na wiedzy książkowej.

Natomiast jeśli chodzi o modele, to z przy−

jemnością stwierdzam, że zdecydowana więk−
szość z nich działa i to działa poprawnie. Co
prawda nie byłem w stanie sprawdzić odpor−
ności na zakłócenia wszystkich modeli, ale
sam fakt, że układy wykorzystujące różnorod−
ne rozwiązania działają dobrze, jest chlubą dla
ich twórców.

Muszę też przyznać, iż kilka modeli już po

pierwszych próbach nie dopuściłem do kon−
kursu. Nie mogę tolerować w Szkole Kon−
struktorów takich kwiatków jak modele
zmontowane z zestawów do samodzielnego
montażu i przysłane na konkurs! Tu zwra−
cam się do młodych Czytelników: czy jesz−
cze nie dotarło do was, że jest to S

S zz k

k o

o łł a

a

K

K o

o n

n s

s tt rr u

u k

k tt o

o rr ó

ó w

w ? Tu macie nauczyć

się samodzielnego myślenia i analizy. Musicie
przyzwyczaić się do tego, że ostateczny pro−
jekt najczęściej wymaga przeprowadzenia
szeregu prób z których część (niekiedy więk−
szość) jest nieudana. Tylko następująca kolej−
ność: analiza problemu – próby (w dużej czę−
ści nieudane) – analiza wniosków – dalsze
próby – ustalenie ostatecznej wersji urządze−
nia – wykonanie modelu, to proces prowa−
dzący do celu. Co prawda znam natchnionych
konstruktorów, którzy co jakiś czas mają
swoiste „objawienia” czy też „wybuchy ta−
lentu”. Jeśli wcześniej nabyli odpowiednio
dużą ilość wiedzy konstruktorskiej, daje to
dobre efekty. Ale jeśli taki „wybuch talentu”
ma żółtodziób, który nie opanował nawet
podstaw warsztatu konstruktora, to efekty
w żaden sposób nie mogą być dobre. Kon−
struowania urządzeń elektronicznych napraw−
dę nie można się nauczyć czytając książki. Po
raz setny powtarzam, że tylko eksperymenty
uczynią z was prawdziwych elektroników
i prawdziwych konstruktorów.

Dlatego z jednej strony bardzo się cieszę, że

przy okazji tego zadania otrzymałem tak dużo
modeli i serdecznie gratuluję wszystkim, któ−
rzy poświęcili temu zadaniu swój czas, jednak
z drugiej strony mam pewien niedosyt, bo to−
warzyszące modelom prace nie zawsze świad−
czą, że przeprowadzono wstępne ekspery−
menty. Owszem, po wykonaniu modelu
wszyscy przeprowadziliście próby skuteczno−
ści i odporności na zakłócenia, ale szczerze
mówiąc, żadna z prac nie zawierała opisu eks−
perymentów tego typu:

Aby określić co zmienia dotkniecie czujnika

zmierzyłem oscyloskopem przebieg...

A tego typu próby należało przeprowadzić

i wtedy większość układów można byłoby
znacznie uprościć lub usprawnić. Do tego wąt−
ku jeszcze wrócę, a teraz chciałbym przedsta−
wić ogólne koncepcje.

Koncepcje

Kilku kolegów wbrew moim zaleceniom mi−

mo wszystko zaryzykowało i zaproponowało
wykorzystanie czujnika rezystancyjnego,
w którym trzeba między dwie elektrody wpro−
wadzić rezystancję (np. ciała ludzkiego). Jak
już nadmieniłem przy okazji ogłaszania tego za−
dania, rozwiązanie takie jest nie do przyjęcia,
bo zgodnie z założeniem, czujnik musi działać
przy dotknięciu tylko klamki, a nie przy do−
tknięciu klamki i czegoś tam jeszcze.

Zdecydowana większość praktycznych roz−

wiązań była poprawna. Przeważnie działanie
nadesłanych układów opiera się na wykorzy−
staniu przebiegu indukującego się w ciele
ludzkim, które działa jak antena. A jaki to prze−
bieg indukuje się w tejże antenie? A, to właś−
nie należało sprawdzić! Wnioskuję z nadesła−
nych prac, że znaczna część uczestników ma
mgliste pojęcie na temat przebiegu pojawiają−
cego się na czujniku po dotknięciu ręki. Tym−
czasem wystarczyło włączyć oscyloskop i do−
tknąć „gorącego” przewodu sondy! Co się o−
każe?

Na oscyloskopie pokazuje się sinusoida

50Hz, co prawda znacznie poszarpana, zawie−
rająca różne „śmieci”, ale niewątpliwie domi−
nującym sygnałem jest właśnie sinusoida
50Hz. Pozostałe składowe to sygnały pocho−
dzące z różnych źródeł i raczej nie warto ich
wykorzystywać. Jakiej wielkości jest ten prze−
bieg sinusoidalny?

Jak się można słusznie spodziewać, napię−

cie tego przebiegu ogromnie zależy od rezy−
stancji obciążenia. Nie wdając się w szczegóły
można przyjąć, że człowiek jest swego rodza−
ju anteną, która dostarcza przebieg (uwaga!)
m

miie

errzzo

on

ny

y w

wzzg

gllę

ęd

de

em

m zziie

em

mii, a praktycznie przy

zasilaniu z zasilacza sieciowego – względem
masy układu. Czyli napięcie na czujniku będzie
silnie zależeć od rezystancji między czujnikiem
a masą układu (masą albo plusem zasilania –
to akurat nie ma żadnego znaczenia, bo chodzi
o rezystancję dla przebiegów zmiennych, a dla
przebiegów zmiennych masa i plus zasilania
są zwarte kondensatorami filtrującymi). Czujni−
kiem jest oczywiście klamka i kawałek prze−
wodu prowadzącego do układu. Sama klamka
i przewód mają względem masy układu rezy−
stancję izolacji wynoszącą co najmniej setki
megaomów. Wypadkowa rezystancja między
masą a czujnikiem zależy wiec wyłącznie od
tego, jak zbudowany jest stopień wejściowy u−
kładu elektronicznego. Za chwilę do tego wró−
cimy.

I właśnie zależnie od tej rezystancji będzie

zmieniać się amplituda uzyskiwanej sinusoidy.
Byłem przekonany, że ktoś przeprowadzi taką
próbę i ją opisze – nic z tego – sam musiałem
sobie z tym poradzić. Próba trwała aż półtorej
minuty: włączyłem oscyloskop, dołączyłem

sondę rezystancyjną 1:10, która ma rezystan−
cję wejściową 10M

Ω

. Dotknąłem do gorącego

końca sondy – na oscyloskopie pojawiła się
nieco poszarpana sinusoida mająca międzysz−
czytowo 35V. Następnie pomiędzy gorącą koń−
cówkę a masę oscyloskopu włączyłem rezy−
stor 100k

Ω

. Po dotknięciu gorącej końcówki

sondy przebieg na oscyloskopie miał 0,4V mię−
dzyszczytowo. Do drugiego kanału oscylosko−
pu dołączyłem zwykły przewód ekranowany.
Tym samym rezystancja środkowego przewo−
du w stosunku do masy oscyloskopu była ró−
wna rezystancji wejściowej oscyloskopu czyli
1MW (i równolegle do tego kilkadziesiąt pF
pojemności kabla i odcyloskopu). Po dotknię−
ciu wewnętrznego przewodu tej sondy prze−
bieg na oscyloskopie miał 4V międzyszczyto−
wo. Włączyłem jeszcze na to wejście rezystor
10k

Ω

– zgodnie z przewidywaniami przebieg

na oscyloskopie miał około 35mV.

I co z tego wynika? Po pierwsze amplituda

uzyskiwanego sygnału bardzo silnie zależy od
rezystancji obciążenia, czyli rezystancji wej−
ściowej waszego układu elektronicznego (ja ja−
ko antena mam bardzo dużą rezystancję we−
wnętrzną – kto chce, niech policzy jaką, i niech
też policzy jakim imponującym napięciem
SEM dysponuje Redaktor Naczelny EdW przy
rezystancji

obciążenia

równej

100M

Ω

i 1000M

Ω

). „Wydajność prądowa” takiego

źródła jest niewielka i wynosi co najwyżej kil−
ka...kilkanaście mikroamperów.

Po drugie takie wartości są charakterystycz−

ne dla mojego domowego laboratorium – za−
pewne w innych pomieszczeniach i warun−
kach napięcia te będą się różnić. Ale niewątpli−
wie daje to pojęcie o przybliżonej wartości na−
pięcia i prądu zmiennego uzyskiwanego z czuj−
nika. Tym samym, jeśli oporność wejściowa
waszego układu będzie bardzo duża, rzędu
dziesięciu megaomów i więcej, to... no właś−
nie! N

Na

ap

piię

ęc

ciie

e b

bę

ęd

dzziie

e d

du

użże

e ii n

niie

e b

bę

ęd

dzziie

e p

po

ottrrzze

eb

b−

n

ny

y żża

ad

de

en

n w

wzzm

ma

ac

cn

niia

ac

czz!! I tu znaczna część u−

czestników może sobie zapisać na koncie
wpadkę – nie przeprowadzili takiej beznadziej−
nie prostej próby, wykorzystują indukowane
napięcie, tymczasem rezystancja wejściowa
ich układów jest mała i w swoich układach za−
stosowali wzmacniacze, żeby wzmocnić syg−
nał czujnika.

Tymczasem wystarczyło zastosować albo

najzwyklejszą bramkę CMOS, która ma rezy−
stancję wejściową rzędu tysięcy megaomów
i byłoby po kłopocie! W ostateczności można
było zastosować wzmacniacz operacyjny
z wejściami FET lub MOSFET, ale wcale nie
jest to potrzebne, bo naprawdę wystarczy tu
jedna bramka CMOS. Tyle o poziomie napięcia
i wzmacnianiu sygnału.

Jeśli natomiast ktoś zastosował czujnik prą−

dowy, na przykład w postaci tranzystora, to
może liczyć na prąd rzędu 1µA przy napięciu
potrzebnym do otwarcia tranzystora (0,6V).

Czy to wszystko? Nie!
Niektórzy uczestnicy wykonali układy, które

teoretycznie wykorzystują właśnie tę induko−
waną sinusoidę, ale w praktyce reagują na inny
sygnał. Pamiętaj, że jeśli włożysz koszulę lub
sweter z izolacyjnego tworzywa sztucznego, to

Rozwiązanie zadania 27

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ró

ów

w

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/98

20

przy ich zdejmowaniu często pojawiają się isk−
ry. Materiał silnie się naelektryzował wskutek
tarcia. A może, jeśli w samochodzie masz pok−
rowce na siedzenia z tworzywa sztucznego,
odczułeś na własnej skórze, że przy wychodze−
niu z samochodu i dotknięciu karoserii „samo−
chód kopie” i pojawia się przeskok iskry mię−
dzy twoją ręką a lakierowaną blachą karoserii.

Oczywiście podczas jazdy naładowałeś się

w stosunku do ziemi i masy samochodu i to do
napięć rzędu kilku czy kilkunastu tysięcy wol−
tów. (A może nawet więcej, jeśli złościłeś się
na innych uczestników ruchu.)

Takie same zjawisko ładowania zachodzi

wszędzie. Jeśli jesteśmy dobrze odizolowani
od ziemi, to w każdej chwili mamy w stosun−
ku do niej jakieś (stałe) napięcie, które może
sięgać wielu tysięcy woltów. Na szczęście po−
jemność ciała ludzkiego względem ziemi jest
niewielka i zgromadzony ładunek nie jest groź−
ny dla zdrowia, co najwyżej niektórych, co
wrażliwszych lekko „kopią klamki”.

Moje pobieżne (i niezbyt długie) testy wa−

szych modeli doprowadzają do wniosku, że
niektóre nadesłane urządzenia reagują bardziej
na jednorazowe rozładowanie pojemności cia−
ła ludzkiego, niż na to, co według ich autorów
powinny – wspomnianą wcześniej sinusoidę.
A nie jest to dobra cecha układu. Jeśli wejście
waszego urządzenia nie będzie odpowiednio
zabezpieczone, to w bardzo suchym otoczeniu
ogromne napięcia i związane z tym ładunki
mogą uszkodzić układ. Zdrugiej strony pod−

czas wilgotnej pogody zjawisko ładowania się
człowieka może wcale nie wystąpić. Nawet
jeśli wystąpi, to napięcie względem ziemi (ma−
sy) może być albo dodatnie, albo ujemne.
O tym wypada pamiętać. Kilku młodych kole−
gów przekonuje, że można wykorzystać ładu−
nek człowieka. Ale właśnie ze względu na za−
leżność od wilgotności powietrza (oraz butów)
oparcie działania układu na tym zjawisku było−
by więcej niż ryzykowne.

Oprócz tego istnieje jeszcze inny sposób: wy−

korzystanie generatora – może to być dowolny
generator, choćby RC, zbudowany z jedna lub
dwoma bramkami. Dotkniecie „gorącego” pun−
ktu generatora spowoduje dołączenie niewiel−
kiej pojemności, jaką ma człowiek względem
ziemi i masy układu. Ponieważ pojemność ciała
ludzkiego jest niewielka, pojemność zastoso−
wana w generatorze też powinna być jak naj−
mniejsza. Idea jest w zasadzie beznadziejnie
prosta: dołączenie dodatkowej pojemności
zmieni częstotliwość drgań generatora, a to
można bez większych kłopotów wykryć.

Jednak w praktyce trzeba tu uwzględnić dwa

zjawiska wspomniane wcześniej: indukowanie
się przebiegu 50Hz i możliwość naładowania
człowieka do bardzo wysokich napięć. Pierw−
sze może powodować modulację częstotliwo−
ści przebiegiem 50Hz i zdominować zmiany
wywołane dołączeniem pojemności. Drugie
w pewnych warunkach może doprowadzić do
uszkodzenia delikatnych obwodów generatora.

Tyle o podstawowych zasadach działania u−

rządzeń reagujących na dotknięcie.

Rozwiązania

Pierwszą omówioną grupą rozwiązań niech

będą proste czujniki z wejściem prądowym.
Czujniki takie proponują: B

Bo

og

gu

us

słła

aw

w B

Ba

arrc

ciik

ko

ow

w−

s

sk

kii z Łabiszyna (któ−

ry przy okazji prób
stwierdził, że jego
układ może działać
nie tylko jako doty−
kowy, ale i zbliże−
niowy), D

Da

an

niie

ell Ł

Łu

u−

k

kiie

ew

wiic

czz z Suchania,

J

Ja

ac

ce

ek

k

G

Ga

ajje

ew

ws

sk

kii

z Grudziadza i D

Da

a−

rriiu

us

szz K

Kn

nu

ullll z Zabrza.

Modele trzech o−
statnich

kolegów

można zobaczyć na
ffo

otto

og

grra

affiiii 1

1.

Ponieważ w ukła−

dzie można liczyć
tylko na prąd w za−

kresie 1µA lub nawet mniej, potrzebny jest
wzmacniacz prądu z dwóch tranzystorów we−
dług rry

ys

su

un

nk

ku

u 1

1a

a. I taki mniej więcej układ pro−

ponuje kilku kolegów. Ja osobiście dodałbym
na wejściu elementy pokazane na rry

ys

su

un

nk

ku

u 1

1b

b:

rezystor do ograniczenia udarów prądowych,
kondensator tworzący z tym rezystorem filtr
likwidujący zakłócenia o wyższych częstotli−
wościach oraz diodę przejmującą prąd przy na−
pięciach o odwrotnej biegunowości, a przy
zbyt dużej czułości jesz−
cze rezystor dołaczony ró−
wnolegle do diody i kon−
densatora.

Do drugiej grupy roz−

wiązań zaliczyłem układy
zawierające wzmacniacze
operacyjne. Modele są
pokazane na ffo

otto

og

grra

affiiii 2

2.

Z

Zb

biig

gn

niie

ew

w W

Wo

ojjc

ciie

ec

ch

ho

ow

w−

s

sk

kii z Lubaczowa zastoso−

wał podwójny wzmac−
niacz operacyjny LM358,

którego połówka wzmacnia sygnał stały uzys−
kiwany z wejściowego prostownika, a druga
połówka jest komparatorem. Natomiast G

Grrzze

e−

g

go

orrzz W

Wo

ow

wrro

o z Lędzin przysłał starannie wyko−

nany układ kostką LM324, gdzie trzy wzmac−
niacze tworzą wzmacniacz różnicowy, a czwar−
ta jest komparatorem. Grzegorz jako jeden
z nielicznych zwrócił uwagę na problem indu−
kowania się zakłóceń w przewodach prowa−
dzących od czujnika (klamki) do układu. Właś−
nie dla wyeliminowania takich zakłóceń propo−
nuje wykorzystać wzmacniacz różnicowy, do
którego dwóch wejść dołączone są dwie żyły
zwykłego przewodu, przy czym tylko jedna
z nich łączy się z klamką, druga nie jest podłą−
czona, a jedynie symetryzuje układ wejściowy.
Założenie jest w zasadzie bardzo słuszne, ale
należałoby wziąć pod uwagę dodatkowe czyn−
niki: oporność wejściowa wejść proponowa−
nego wzmacniacza różnicowego wynosi około
100k

Ω

, co zgodnie z podanymi przeze mnie

wynikami wstępnego eksperymentu zmniej−
sza napięcie z czujnika do wartości mniejszej
niż 1V. Przy takich napięciach wzmacniacz róż−
nicowy spełni swoją rolę. Nie spełni, jeśli na−
pięcia będą znacznie większe, a wzmacniacze
nasycą się. To jedna sprawa – druga to rodzaj
indukowanych „śmieci”. W długim przewo−
dzie będzie się indukować przebieg 50Hz i za−
kłócenia wysokiej częstotliwości (radiowe).
Zsygnałami o częstotliwości 50Hz wzmac−
niacz różnicowy poradzi sobie dobrze, ale
z częstotliwościami radiowymi powolny układ
LM324 nic nie zrobi. On ich po prostu nie zau−
waży i nie przepuści. Jeśli tak, to należy raczej
zastosować ekranowany przewód prowadzący
do klamki – ekran elektrostatyczny skutecznie
zredukuje poziom wszelkich zakłóceń przeno−
szonych właśnie przez pole elektryczne. Nato−
miast zakłócenia przenoszone przez pole mag−
netyczne nie zaindukują się w przewodzie, bo
nie jest on zamkniętą pętlą.

Biorąc to pod uwagę, można zaproponować

obwód wejściowy według rry

ys

su

un

nk

ku

u 2

2, przy

R

Ry

ys

s.. 1

1.. P

Prro

os

stty

y c

czzu

ujjn

niik

k p

prrą

ąd

do

ow

wy

y

R

Ry

ys

s.. 2

2.. P

Prro

op

po

on

no

ow

wa

an

ny

y o

ob

bw

wó

ód

d w

we

ejjś

śc

ciio

ow

wy

y

F

Fo

ott.. 1

1.. U

Uk

kłła

ad

dy

y zz w

we

ejjś

śc

ciie

em

m p

prrą

ąd

do

ow

wy

ym

m ((3

3 m

mo

od

de

elle

e))

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ró

ów

w

21

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/98

czym zaznaczone „wejście układu” powinno
mieć rezystancję przynajmniej kilkudziesięciu
megaomów (bramka lub wzm. operacyjny
z tranzystorami polowymi na wejściu). Ekran
kabla radykalnie zmniejszy poziom niepożąda−
nych zakłóceń. Diody zabezpieczą wejście
w przypadku szczególnie dużych zakłóceń. Re−
zystory R1 i R2 mogą mieć jednakowe warto−
ści (tworząc dzielniki 1:2), przy czym ich war−
tość wyznaczy czułość układu. Przykładowo
mogą mieć po 22M

Ω

. Częstotliwość graniczna

filtru dolnoprzepustowego R1, R2, C powinna
wynosić nieco powyżej 50Hz. Przykładowo
R1, R2 = 22M

Ω

, C = 220pF a D1, D2 –

1N4148. Przy zmniejszaniu rezystancji R1, R2
należy proporcjonalnie zwiększyć pojemność
C. (Uwaga! Przy bardzo długim przewodzie po−
łączeniowym trzeba wziąć pod uwagę pojem−
ność między środkową żyłą a ekranem, która
wynosi do 100pF/m.)

Ł

Łu

uk

ka

as

szz B

Ba

ajjd

da

a ze Stalowej Woli przysłał ró−

wnie starannie wykonany model ze wzmacnia−
czem operacyjnym na wejściu i kostką 4093.

Układ pracuje popra−
wnie, ale przy zasto−
sowaniu

podanych

wskazówek można
go spokojnie odchu−
dzić o ten wzmac−
niacz operacyjny.

Ostatni model a foto−

grafii 2 jest autorstwa
P

Pa

aw

włła

a N

Niie

ed

dźźw

wiie

ed

dzzk

kiie

eg

go

o

z Wiechlic. Paweł po−
rządnie wykonał i za−
ekranował swój u−
kład. Ale również i tu,
można go znacznie
odchudzić, bo zawie−
ra wzmacniacz opera−
cyjny, kostkę 555 i u−
kład 4013.

Zkolei ffo

otto

og

grra

affiia

a 3

3 pokazuje model wykona−

ny przez J

Ja

arro

os

słła

aw

wa

a W

Wę

ęg

glliiń

ńs

sk

kiie

eg

go

o z Warszawy

na podstawie podobnego schematu z literatu−
ry. Schemat ideowy pokazany jest na rry

ys

su

un

n−

k

ku

u 3

3. Przy dotknięciu sensora następuje uzie−

mienie jednej z okładek kondensatora C2
(przez oporność ciała) bądź rozładowanie . To
zaburzenie spowoduje pojawienie się ujemne−
go impulsu na wyjściu bramki U1C z przerzu−
cenie przerzutnika U2A. Układ o takim sche−
macie warto dokładniej przebadać i sprawdzić
przebiegi przy dotykaniu sensora.

Ł

Łu

uk

ka

as

szz M

Ma

alle

ec

c z Tomaszowa Lubelskiego

przysłał model pokazany na ffo

otto

og

grra

affiiii 4

4. Mogę

go pochwalić nie tylko za starannośc wykona−
nia, ale i za prostotę. W układzie główną rolę
pełni kostka 4093, a drugi układ 4013 pełniący
rolę przerzutnika T mógłby być wyeliminowa−
ny. Właśnie za tę prostotę Łukasz otrzyma u−
pominek, choć mógłbym się przyczepić do
braku na wejściu obwodów zabezpieczają−
cych. Dlatego też nie podaję schematu.

W tej grupie rozwiązań na koniec zostawi−

łem projekt jednego z prymusów naszej Szko−

ły – G

Grrzze

eg

go

orrzza

a B

By

yw

wa

allc

ca

a z Oświęcimia. Jego

model pokazany jest na ffo

otto

og

grra

affiiii 5

5, a schemat

na rry

ys

su

un

nk

ku

u 4

4. Grzegorz jako bodaj jedyny u−

czestnik, świadomie zastosował detektor

R

Ry

ys

s.. 4

4.. S

Sc

ch

he

em

ma

att u

uk

kłła

ad

du

u G

Grrzze

eg

go

orrzza

a B

By

yw

wa

allc

ca

a

F

Fo

ott.. 2

2.. U

Urrzzą

ąd

dzze

en

niia

a zze

e w

wzzm

ma

ac

cn

niia

ac

czza

am

mii o

op

pe

erra

ac

cy

yjjn

ny

ym

mii ((3

3 m

mo

od

de

elle

e))

R

Ry

ys

s.. 3

3.. U

Uk

kłła

ad

d w

wg

g J

Ja

arro

os

słła

aw

wa

a W

Wę

ęg

glliiń

ńs

sk

kiie

eg

go

o

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ró

ów

w

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/98

22

przebiegu o częstotliwości 50Hz. Dwutranzy−
storowy wzmacniacz (a właściwie osłabiacz)
filtruje sygnał wejściowy i podaje na kostkę
567, która jest zasadniczym detektorem czę−
stotliwości. Grzegorz nie zapomniał o zabez−

pieczeniu wejścia i wspomniał o kilku innych i−
stotnych szczegółach. On też otrzyma główną
pulę nagród z tego wydania Szkoły. W tym
miejscu muszę wspomnieć jeszcze, że drugim
pretendentem do głównej nagrody był M

Ma

arrc

ciin

n

W

Wiią

ązza

an

niia

a, ale jego układ przedstawiam jako

projekt w dziale Elektronika−2000. Marcin
zresztą nie ustrzegł się błędu, ponieważ zasto−
sował na wejściu rezystory o zbyt małej warto−
ści, co nadmiernie zmniejszyło czułość i spo−
wodowało niepewne działanie układu.

Pozostały jeszcze do omówienia trzy prace.

Wszyscy wymienieni dalej koledzy zajęli się
generatorami przestrajanymi dotknięciem. Ich
prace są pokazane na ffo

otto

og

grra

affiiii 6

6. R

Ra

affa

ałł K

Ku

uc

ch

h−

tta

a ze Skrzyszowa zaproponował bardzo intere−

sujący układ zawierający kostkę 4060, której
jedno z wyjść licznika jest wykorzystywane do
uruchamiania elementu wykonawczego. Zasa−
da pracy zilustrowana na rry

ys

su

un

nk

ku

u 5

5 jest bardzo

prosta: generator kostki 4060 pracuje z dość

dużą

częstotliwo−

ścią. Nie pracuje on
ciągle, bo jego rytm
pracy wyznacza dru−
gi generator o znacz−
nie mniejszej czę−
stotliwości (z bramką
40106). Stan niski na
wyjściu

bramki

40106

umożliwia

start

generatora

kostki 4060 i zlicza−
nie tych impulsów.
Częstotliwości są tak
dobrane, że w nor−

malnych warunkach

licznik 4060 zdąży zliczyć dosta−
teczną liczbę impulsów by na
wyjściu Q9 na chwilę pojawił się
stan wysoki, co spowoduje nała−
dowanie kondensatora C przez
diodę D1. W ten sposób na kondensatorze
C panują napięcia traktowane jako stan wyso−
ki i na wyjściu drugiego inwertera utrzymuje
się stan niski.

Po dotknięciu sensora częstotliwość gene−

ratora 4060 zmniejszy się i w czasie trwania
stanu niskiego na wejściu RST licznik 4060 nie
zdąży zliczyć odpowiedniej liczby impulsów.
Na wyjściu Q9 przestaną się pojawiać dodat−
nie impulsy i kondensator rozładuje się powo−
dując pojawienie się na wyjściu stanu wyso−
kiego. Rafałowi gratuluję interesującego po−
mysłu i starannie wykonanego układu. W na−
grodę otrzyma on katalog Motoroli i dobrą
książkę. Ale udziału w głównej puli nagród
przyznać nie mogę, bo poważne wątpliwości
budzi stabilność termiczna i napięciowa gene−
ratora z bramką 40106. Gdyby ten fragment

był dopracowany i gdyby Rafał dołączył wyniki
pomiarów wpływu człowieka na częstotliwość
generatora 4060, praca nie−
wątpliwie zostałaby oce−
niona jeszcze wyżej. Ale
mimo wszystko – brawo za
ten pomysł.

Podobnie chciałbym po−

chwalić T

To

om

ma

as

szza

a S

Sa

ap

plle

ettttę

ę

z Donimierza za dwa po−
mysły: jeden prosty z dwo−
ma tranzystorami, drugi
z przestrajanym generato−
rem. Układ, którego frag−
ment schematu można zo−
baczyć na rry

ys

su

un

nk

ku

u 6

6 pracu−

je na podobnej zasadzie:
w stanie spoczynku czę−

stotliwość jest na tyle duża, że napięcie na
kondensatorze C2 cały czas utrzymuje się po−
wyżej progu przełączania bramki B2, i na jej
wyjściu utrzymuje się stan niski. Po dotknięciu
czujnika częstotliwość obniża się i przez krót−
kie odcinki czasu napięcie na kondensatorze
C2 obniża się poniżej progu przełączania bram−
ki B2 – na jej wyjściu zaczynają pojawiać się
impulsy dodatnie. Pomysł jest bardzo prosty
i ciekawy, układ działa, ale moją wątpliwość
znów budzi stabilność cieplna i napięciowa ge−
neratora i bramki B2. Ztego względu za cieka−
wy i co ważne, prosty pomysł Tomek otrzyma
nagrodę w postaci katalogu Motoroli.

Upominek otrzyma także A

Arrk

ka

ad

diiu

us

szz D

Drru

uc

ciia

a−

rre

ek

k z Potrzanowa nie tyle za nadesłany model

czujnika rezystancyjnego, co za nieudane pró−
by z przestrajanym generatorem. Nie udało
mu się z generatorem, bo zastosował niewła−
ściwy sposób detekcji częstotliwości, ale pod−
jęte próby i wnioski z nich całkowicie zasługu−
ją na wyróżnienie.

Podsumowanie

Ogólnie rzecz biorąc, jestem bardzo zadowo−

lony z waszych prac. Oczywiście czepiam się
różnych spraw, czasem grubszych, czasem
drobniejszych, ale to nie zmienia faktu, że ce−
nię wszelki trud włożony w wykonanie modeli
i przeprowadzone badania. Jeśli praca i model
w ogóle zostały w jakiś sposób wspomniane,
to jest to już powód do satysfakcji. Trzeba prze−
cież wziąć pod uwagę wiek i niewielkie do−
świadczenie części uczestników. Dlatego mu−
szę przyznać, że miałem spore kłopoty pode−
jmując decyzję o podziale nagród. Większości
uczestników, którzy nadesłali modele przydzie−

R

Ry

ys

s.. 5

5.. Z

Za

as

sa

ad

da

a d

dzziia

ałła

an

niia

a u

uk

kłła

ad

du

u R

Ra

affa

ałła

a K

Ku

uc

ch

htty

y

R

Ry

ys

s.. 6

6.. F

Frra

ag

gm

me

en

ntt p

prro

ojje

ek

kttu

u T

To

om

ma

as

szza

a S

Sa

ap

plle

etttty

y

F

Fo

ott.. 3

3.. M

Mo

od

de

ell J

Ja

arro

os

słła

aw

wa

a W

Wę

ęg

glliiń

ńs

sk

kiie

eg

go

o

F

Fo

ott.. 4

4.. M

Mo

od

de

ell Ł

Łu

uk

ka

as

szza

a M

Ma

allc

ca

a

F

Fo

ott.. 5

5.. M

Mo

od

de

ell G

Grrzze

eg

go

orrzza

a B

By

yw

wa

allc

ca

a

F

Fo

ott.. 6

6.. U

Uk

kłła

ad

dy

y zz p

prrzze

es

stta

ajja

an

ny

ym

mii g

ge

en

ne

erra

atto

orra

am

mii

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ró

ów

w

23

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/98

liłem przynajmniej upominki. Niech będą osło−
dą za poniesiony trud. Podzespoły z głównej
puli nagród otrzyma G

Grrzze

eg

go

orrzz B

By

yw

wa

alle

ec

c. Upo−

minki w postaci książek otrzymają: J

Ja

arro

os

słła

aw

w

W

Wę

ęg

glliiń

ńs

sk

kii, B

Bo

og

gu

us

słła

aw

w B

Ba

arrc

ciik

ko

ow

ws

sk

kii, Ł

Łu

uk

ka

as

szz M

Ma

a−

lle

ec

c, A

Arrk

ka

ad

diiu

us

szz D

Drru

uc

ciia

arre

ek

k i R

Ra

affa

ałł K

Ku

uc

ch

htta

a. R

Ra

affa

ałł

K

Ku

uc

ch

htta

a i T

To

om

ma

as

szz S

Sa

ap

plle

etttta

a otrzymają katalogi

Motoroli Master Selection Guide. Kilku następ−
nych kolegów otrzyma drobne kity AVT jako u−
pominki, a M

Ma

arrc

ciin

n S

Szza

am

mb

be

ella

an

n z Poznania na−

grodę za pomysł ogłoszonego dziś zadania.

Jeśli jesteśmy przy nagrodach, to chciałem

też poinformować, że ostatnio otrzymaliśmy
od firmy Motorola świeży zapas katalogów.
Wszystkiego nie rozdam, ale dużą część tych
jakże cennych katalogów rozdysponuję między
tych uczestników naszej Szkoły, którzy w ciągu
ostatnich miesięcy szczególnie się wyróżnili.

Są to koledzy:
G

Grrzze

eg

go

orrzz B

By

yw

wa

alle

ec

c

M

Ma

arriia

an

n J

Ja

arre

ek

k

M

Ma

arrc

ciin

n W

Wiią

ązza

an

niia

a

M

Ma

arriiu

us

szz N

No

ow

wa

ak

k

M

Ma

arriiu

us

szz C

Ciio

ołłe

ek

k

R

Ra

ad

do

os

słła

aw

w K

Ko

op

pp

pe

ell

B

Bo

og

gd

da

an

n T

Ta

arra

an

ntta

a

D

Da

arriiu

us

szz K

Kn

nu

ullll

K

Krrzzy

ys

szztto

off W

Wiin

nk

kiie

ell

Nagrody, a zwłaszcza upominki regularnie

przyznawane w naszej Szkole są w dużej czę−
ści symboliczne, dlatego tym bardziej cenię
wasz trud wkładany w opracowanie i wykona−
nie modeli. Niech teraz wspomniane katalogi

będą dodatkową nagrodą dla tych, którzy
wkładają w zajęcia Szkoły najwięcej trudu.

A jeśli chodzi o trzech pierwszych kolegów

z listy myślę, pomału staną się oni stałymi
współpracownikami EdW.

Przy okazji zacytuję obszerne fragmenty cie−

kawego listu, który nadesłał do Szkoły R

Ro

om

ma

an

n

S

Se

en

nd

de

ella

a z Zawiercia:

Witam i pozdrawiam!
Nazywam się Roman Sendela i mam 19 lat.

Uczęszczam do Technikum Mechaniczno−Elek−
trycznego w

kierunku technik elektryk.

Elektroniką interesują się od dwóch lat.

Postanowiłem napisać do działu Szkoła Kon−

struktorów, gdyż uważam, że jest to jeden z z naj−
lepszych w EdW. Uczestnicy Szkoły mają możli−
wość nauki w formie jakiej nie można zdobyć na
tradycyjnych wykładach. Jest to nauka przez prak−
tykę, rozwijająca w uczestnikach umiejętność lo−
gicznego myślenia. Uważam, że robicie kawał do−
brej roboty, za którą mogę jedynie podziękować
w imieniu wszystkich uczących się elektroniki.

Chciałbym, aby Redakcja rozważyła możli−

wość rozszerzenia objętości działu Szkoła Kon−
struktorów.

Proponuję, aby w każdym numerze EdW by−

ły dwa zadania. Zadania te byłyby zróżnicowa−
ne pod względem trudności. To na pewno spo−
wodowałoby zadowolenie tych, którzy z nie−
cierpliwością czekają na kolejny numer EdW
tylko po to, by zmierzyć się z nowym zada−
niem. Osoby wybredne mogłyby wybrać zada−
nie, które im bardziej odpowiada (...).

Jeśliby z jakichś względów byłoby to nie−

możliwe, proponuję wprowadzenie na stałe
Klubu Konstruktorów, który spełnia rolę eduka−
cyjna dla bardziej dociekliwych i zaawansowa−
nych. – w końcu to ma być „Elektronika dla
Wszystkich” – prawda?

Nie wiem, czy podobne propozycje otrzymy−

waliście wcześniej? Jeśli nie, proponuję zapy−
tać na łamach EdW co inni o tym sądzą. (...)

Proszę bardzo, co o tym sądzicie?
Ja już teraz mogę wam wspomnieć, że pla−

nuję pomału zwiększać ilość zadań typowo ba−
dawczych. Na razie były dwa takie zadania: ge−
nerator o jak najmniejszym poborze prądu
i test baterii. Wyniki niemal trzydziestu dotych−
czasowych zadań Szkoły przekonują mnie, że
coś takiego jest wręcz konieczne, jeśli macie
zostać rasowymi konstruktorami. Prawdziwy
konstruktor musi umieć i chyba też lubić prze−
prowadzać eksperymenty. Przy okazji mam
prośbę: oprócz propozycji „klasycznych” za−
dań nadsyłajcie propozycje takich właśnie te−
matów typowo badawczych. W jednym z na−
stępnych zadań wrócimy na przykład do tema−
tu czujników zbliżeniowych i będzie to wyma−
gało przeprowadzenia eksperymentów w wa−
runkach nie tylko laboratoryjnych. Zaproponuję
też przetestowanie kolejnej grupy układów.
Czekam też na wszelkie wasze propozycje.

A teraz jak zwykle, pozdrawiam i zachęcam

do udziału w bieżącym zadaniu.

W

Wa

as

szz IIn

ns

sttrru

uk

ktto

orr

P

Piio

ottrr G

Gó

órre

ec

ck

kii