35

Szkoła Konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich

Rozwiązanie zadania 81

W EdW 11/2002 na stronie 35 zamieszczony
był schemat wyłącznika przechylnego do
nietypowego mikrofonu, nadesłany jako roz-
wiązanie zadania 74 naszej Szkoły. Czujni-
kiem przechyłu ma być przesłona współpra-
cująca z transoptorem szczelinowym. Sche-
mat pokazany jest na rysunku A (dodałem
literowe oznaczenia bramek). W spoczynku
„kółeczko z wycięciem” blokuje szczelinę
transoptora i na rezystorze R4 napięcie jest
równe zeru. Po pochyleniu mikrofonu do po-
łożenia roboczego wycięcie przepuszcza
światło diody transoptora do fototranzystora.
Na wejściu bramki A pojawiają się impulsy
prostokątne. Obwód R3C2 ma za zadanie je
odfiltrować, by na wyjsciu bramki C pojawił
się czysty stan wysoki, który otworzy dwa
klucze analogowe – jeden przepuści sygnał
z mikrofonu, drugi włączy diodę LED, która
będzie migać w takt generatora z bramką D.

Intencją Autora było zmniejszenie poboru

prądu przez zastosowanie pracy impulsowej
i wprowadzenie dwóch generatorów.

Taką oszczędność uczestnicy konkursu

uznali jednak za nadmierną. Niektórzy po pro-
stu stwierdzili, że jeśli pobór prądu ma być zni-
komy, należy po prostu usunąć kontrolkę LED,
która nie jest konieczna i pełni rolę zgoła trze-
ciorzędną. Dwie osoby napisały, że pomysło-
dawca „przedobrzył” układ i że nie widzą po-

trzeby takiej rozbudowy, tylko wprost prze-
ciwnie, proponują radykalnie uprościć układ.

Do układu z rysunku A uczestnicy kon-

kursu mieli następujące zastrzeżenia: Uznali,
że wartość R4 jest zbyt duża (15M

Ω). Rze-

czywiście, gdy prąd upływu fototranzystora
w transoptorze będzie większy niż 0,5µA,
napięcie na rezystorze R4 będzie traktowane
jako stan wysoki. Oznacza to, że konstrukcja
transoptora musiałaby być bardzo staranna,
żeby wykluczyć jakiekolwiek przenikanie
światła. Aby zmniejszyć czułość na obce
światło, należy po prostu zmniejszyć wartość
R4 do kilku...kilkunastu kiloomów (zależnie
od przekładni transoptora).

Następną najczęściej wskazywaną

usterką jest błędny obwód C2R3. Rze-
czywiście, w takim połączeniu rezy-
stor R3 jest zbędny i nie pełni żadnej
roli, a czasy opóźnienia są wyznaczone
przez pojemność oraz rezystancję (wy-
dajność prądową) wyjścia bramki B,
jak pokazuje w uproszczeniu rysunek
B. Przy wyższych napięciach zasila-
nia, gdy wartość Rwy będzie rzędu
50

Ω, stała czasowa Rwy*C2 wyniesie

co najwyżej 500µs. Tymczasem czas
impulsu generatora z bramką A, przy
podanych wartościach R6, C3, będzie porów-
nywalny lub większy od tego czasu opóźnie-
nia. Na przykład przy wartościach R6=10k

Ω,

C3=4,7µF okres prze-
biegu generatora
A

będzie wynosił

mniej więcej 47ms,
czyli czas impulsu
i przerwy będą wielo-
krotnie większe, niż
czas opóźnienia wno-
szony przez C2 i Rwy.
Będzie to oznaczać,
że na wyjściu bramki
C pojawi się przebieg
prostokątny. Ten prze-
bieg prostokątny nie
otworzy trwale kluczy
a n a l o g o w y c h ,

a dźwięk w torze mikrofonowym będzie klu-
czowany przebiegiem o częstotliwości wy-
znaczonej przez generator z bramką A. Za-
pewne mamy tu do czynienia z błędem Auto-
ra, który chciał zastosować obwód filtrujący
RC – w takim przypadku obwód powinien
wyglądać jak na rysunku C.

Kilka osób zwróciło uwagę na brak

znaczka histerezy w symbolach bramek. Nie
jest to błąd, bo bramki zostały wyraźnie opi-
sane jako 4093, które jak wiadomo są dwu-
wejściowymi bramkami NAND z histerezą.

Zwracaliście uwagę, że w urządzeniu,

gdzie zasilanie nie pochodzi z baterii, tylko
doprowadzane jest przez kabel, nie ma po-
trzeby walki o minimalny prąd zasilania.
Dlatego wśród propozycji pojawiał się skraj-
nie uproszczony układ jak na rysunku D.
Można i warto wypróbować takie proste roz-
wiązanie. Ja w jednym z opracowanych mo-
deli jeszcze bardziej uprościłem układ, stosu-
jąc zamiast klucza analogowego z bramki
4066 pojedynczy tranzystor MOSFET
BS170, który może pracować z sygnałami
o amplitudach do 0,5V ze względu na obe-
cność pasożytniczej diody między źródłem
a drenem. Kilka osób obawiając się o stany
przejściowe, zaproponowało dodanie obwo-
du filtrująco-opóźniającego i bramki Schmit-
ta według rysunku E. Aby nie dodawać ko-
lejnej kostki (4093 lub 40106), można też
wykorzystać wolne klucze analogowe na
przykład według rysunku F.

Cieszę się ze wszystkich nadesłanych prac

i gratuluję wszystkim uczestnikom, którzy
wykryli wspomniane usterki. Pozdrawiam
też pomysłodawcę układu, który miał słu-
szny pomysł, ale nie ustrzegł się błędu i za-
chęcam go do dalszych prób praktycznych.

Nagrody-upominki za najlepsze odpowie-

dzi otrzymują: Krzysztof Wysocki - Kozie-
nice, Rafał Mostowicz - Kunkowa, Paweł
Konopacki - Gliwice.

B

C

D

E

F

A

C

C

o

o

t

t

u

u

n

n

i

i

e

e

g

g

r

r

a

a

?

?

- Szkoła KKonstruktorów klasa III

Zadanie 85

Na rysunku G pokazany jest układ bardzo
interesującego termostatu-termometru do
akwarium, fragment rozwiązania zadania 77
naszej Szkoły. Układ z bramką U1A co pe-

wien (długi) czas (wyznaczony przez C1,
R1) generuje dodatni impuls pojawiający się
w punkcie A. Czas tego impulsu wyznacza
C1 i R2. W punkcie B pojawi się wtedy do-
datni impuls o czasie trwania wyznaczonym

przez pojemność C2 i rezystancję termistora
Th1. Oznacza to, że generator na bramce
U1B zostanie uruchomiony na czas zależny
od rezystancji termistora, czyli od temperatu-
ry. Elementy C2, C3, R3, P1 mają być tak do-
brane, żeby w tym czasie zliczyć potrzebną
liczbę impulsów. Przycisk SW1 umożliwia
ręczny pomiar.

Jak zwykle pytanie brzmi:

Co tu nie gra?

Proszę o możliwie krótkie odpowiedzi. Czy

idea jest błędna, czy tylko chodzi o drobną
usterkę? Kartki, listy i e-maile oznaczcie dopi-
skiem NieGra85 i nadeślijcie w terminie 45
dni od ukazania się tego numeru EdW. Autorzy
najlepszych odpowiedzi otrzymają upominki.

Piotr Górecki

36

Szkoła Konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich

G