plik

ołła

a k

ró

ów

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/98

Temat tego zadania zaproponował M

arrc

ciin

Szza

ella

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:

prro

ojje

ktto

ać

ć s

stte

m zzd

alln

yzzw

alla

niia

a a

arra

attu

u ffo

otto

grra

affiic

czzn

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

e n

alle

eżży

y n

yłła

ać

ć w

w tte

errm

miin

niie

e 4

5 d

nii o

d u

azza

niia

a s

siię

ę n

erru

u E

W ((w

w p

prrzzy

y−

u p

prre

erra

atto

orró

ów

w –

– o

d o

ottrrzzy

niia

a p

piis

a p

czzttą

ą))..

Zadanie 31

ołła

a k

ró

ów

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

OŁ

ŁĘ

Ę K

N−

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

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

y w

wzzg

gllę

ęd

m zziie

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

piię

ęc

ciie

e b

bę

ęd

dzziie

e d

użże

e ii n

niie

e b

bę

ęd

dzziie

e p

ottrrzze

b−

y żża

n w

wzzm

niia

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

ołła

a k

ró

ów

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/98

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

słła

w B

arrc

ciik

w−

kii z Łabiszyna (któ−

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

niie

ell Ł

Łu

u−

kiie

wiic

czz z Suchania,

ajje

kii

z Grudziadza i D

a−

rriiu

szz K

ullll z Zabrza.

Modele trzech o−
statnich

kolegów

można zobaczyć na
ffo

otto

grra

affiiii 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

u 1

a. I taki mniej więcej układ pro−

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

u 1

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

grra

affiiii 2

biig

niie

w W

ojjc

ciie

w−

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−

orrzz W

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

u 2

2, przy

s.. 1

1.. P

Prro

stty

y c

czzu

ujjn

niik

k p

prrą

ąd

s.. 2

2.. P

Prro

y o

wó

ód

d w

ejjś

śc

ciio

ott.. 1

1.. U

kłła

y zz w

ejjś

śc

ciie

m p

prrą

ąd

m ((3

3 m

elle

e))

ołła

a k

ró

ów

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.)

Łu

szz B

ajjd

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

włła

a N

Niie

dźźw

wiie

dzzk

kiie

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

grra

affiia

a 3

3 pokazuje model wykona−

ny przez J

arro

słła

a W

Wę

ęg

glliiń

ńs

kiie

o z Warszawy

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

n−

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.

Łu

szz M

alle

c z Tomaszowa Lubelskiego

przysłał model pokazany na ffo

otto

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

orrzza

a B

allc

a z Oświęcimia. Jego

model pokazany jest na ffo

otto

grra

affiiii 5

5, a schemat

na rry

u 4

4. Grzegorz jako bodaj jedyny u−

czestnik, świadomie zastosował detektor

s.. 4

4.. S

att u

kłła

u G

Grrzze

orrzza

a B

allc

ott.. 2

2.. U

Urrzzą

ąd

dzze

niia

a zze

e w

wzzm

niia

czza

mii o

erra

yjjn

mii ((3

3 m

elle

e))

s.. 3

3.. U

kłła

d w

g J

arro

słła

a W

Wę

ęg

glliiń

ńs

kiie

ołła

a k

ró

ów

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/98

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

arrc

ciin

Wiią

ązza

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

grra

affiiii 6

6. R

affa

ałł K

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

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

szza

a S

plle

ettttę

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

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

diiu

szz D

Drru

ciia

a−

rre

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−

s.. 5

5.. Z

a d

dzziia

ałła

niia

a u

kłła

u R

affa

ałła

a K

htty

s.. 6

6.. F

Frra

ntt p

prro

ojje

kttu

u T

szza

a S

plle

etttty

ott.. 3

3.. M

ell J

arro

słła

a W

Wę

ęg

glliiń

ńs

kiie

ott.. 4

4.. M

ell Ł

Łu

szza

a M

allc

ott.. 5

5.. M

ell G

Grrzze

orrzza

a B

allc

ott.. 6

6.. U

kłła

y zz p

prrzze

stta

ajja

mii g

erra

atto

orra

mii

ołła

a k

ró

ów

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/98

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

Grrzze

orrzz B

alle

c. Upo−

minki w postaci książek otrzymają: J

arro

słła

Wę

ęg

glliiń

ńs

kii, B

słła

w B

arrc

ciik

kii, Ł

Łu

szz M

a−

lle

c, A

Arrk

diiu

szz D

Drru

ciia

arre

k i R

affa

ałł K

htta

a. R

affa

ałł

htta

a i T

szz S

plle

etttta

a otrzymają katalogi

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

arrc

ciin

n S

Szza

ella

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

orrzz B

alle

arriia

n J

arre

arrc

ciin

n W

Wiią

ązza

niia

arriiu

szz N

arriiu

szz C

Ciio

ołłe

słła

w K

ell

n T

arra

ntta

arriiu

szz K

ullll

Krrzzy

szztto

off W

Wiin

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

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.

szz IIn

sttrru

ktto

orr

Piio

ottrr G

Gó

órre

kii