ep_06_037-042_analog

Elektronika Praktyczna 6/2005

Prezentowany układ mogę pole-

cić miłośnikom overclockingu, śnią-

cym w nocnych koszmarach nie tyl-

ko o kondycji wentylatora, ale nawet

o bezpańskiej kartce papieru zatyka-

jącej otwory wlotowe ich P(ie)C(yka).

Zastosowania tej prostej aplikacji nie

ograniczają się jednak wyłącznie do

PC–ta. Po odpowiednim obudowaniu

czujników można ją wykorzystać np.

do nadzoru przepływu powietrza w

instalacji napowietrzającej wodę w

akwarium.

Układ pochodzi z noty katalogowej

czujnika temperatury LM335 (National

Semiconductors) i jest przykładem, nie

całkiem standardowego, wykorzystania

znanego od lat podzespołu (

rys. 1). Dwa

sąsiadujące czujniki znajdują się w tym

samym otoczeniu. Ich napięcie prze-

wodzenia jest zależne od temperatury

i wynosi 10 mV/K, co w temperaturze

pokojowej odpowiada wartości ok. 3 V.

Jednen z układów (U1), zasilany mini-

malnym prądem niezbędnym do prawi-

dłowego funkcjonowania, wskaże tempe-

raturę zbliżoną do rzeczywistej tempe-

ratury otoczenia. Drugi (U2), obciążony

prądem znacznie większym, na skutek

samopodgrzewania mocą ok. 30 mW

dostarczy wskazań zawyżonych. Żeby

wyrównać wskazania obu sensorów na-

leży zapewnić układowi U2 odpowied-

nio wydajne chłodzenie przez wymu-

szony przepływ powietrza. Chłodzenie

U1 nie zaszkodzi, ale też nie zmieni

istotnie jego wskazań (oczywiście o ile

nie pojawi się na nim woda i związane

z nią ciepło parowania. Jednak, chociaż

jest to znana skądinąd, skuteczna me-

toda pomiaru wilgotności względnej, to

nie będziemy się w tej chwili nią zaj-

mować). Odwracając sytuację możemy

stwierdzić, że dopóki wskazania obu

czujników nie różnią się w sposób istot-

ny, dopóty mamy pewność, że omywa

je strumień powietrza odbierający ciepło

nie tylko z podgrzewanego LM–a, ale

także z wnętrza drogocennego kompute-

ra. Zanik wymuszonego chłodzenia, w

ciągu kilkudziesięciu sekund spowoduje

wzrost temperatury „gorącego” czujnika

powyżej temperatury odniesienia wyzna-

czonej przez czujnik „zimny” i zgłosze-

nie alarmu. Spadek napięcia na rezysto-

rze R3 dodaje się do wyniku pomiaru

temperatury odniesienia, przesuwając go

Wykrywacz przepływu powietrza

o ok. 4,5

C w górę i zapewniając pe-

wien margines na niedoskonałe chło-

dzenie czujnika „gorącego”. Potencjometr

P1 służy do kalibracji U1, a w prakty-

ce, ustalając różnicę wskazań między

czujnikami służy do regulacji czułości

układu. Wzmacniacz operacyjny pracuje

w roli komparatora z niewielkim dodat-

nim sprzężeniem zwrotnym (R4, R3),

zapewniającym monotoniczność zmian

stanu wyjściowego. Napięcia wejścio-

we zmieniają się w zakresie kilkuset

mV na poziomie ok. 3 V, zatem dobór

wzmacniacza nie jest krytyczny. W ory-

ginalnym układzie zastosowano LM301

z symetrycznym zasilaniem, jednak ze

względów praktycznych wygodniej bę-

dzie posłużyć się wmacniaczem lub

komparatorem pozwalającym na pracę

z pojedynczym zasilaniem i wejściowym

napięciem niezrównoważenia nie prze-

kraczającym kilku mV. Są to warunki

łatwe do spełnienia nawet przez najtań-

sze LM358 lub LM339, albo np. przez

komparator analogowy obecny w struk-

turze wielu mikrokontrolerów.

MDz

Właściwości:

• zasilanie: 12..14 VAC/300 mA lub

16..18 VDC/100 mA,

• wyjście przekaźnikowe: 240 V/3 A,

• sygnalizacja diodami LED nadmiaru lub

braku cieczy,

• wymiary: 104 x 60 x 29 mm (płytka

bazowa), 104 x 25 x 1,5 mm (płytka

czujnika).

Rys. 1. Układ wykrywacza przepływu
powietrza

W  rubryce  „Analog  Center”  prezentujemy  skrótowe  opisy  urządzeń  charakteryzujących  się  interesującymi,  często
wręcz  odkrywczymi,  rozwiązaniami  układowymi.  Przypominamy  także  cieszące  się  największym  powodzeniem,  proste
opracowania  pochodzące  z redakcyjnego  laboratorium.

Układ przedstawiony na

rys. 1 słu-

ży do nadzoru i sygnalizacji przekro-

czenia zadanej temperatury. Charaktery-

zuje się oryginalną konstrukcją i skraj-

nie małym, jak na układy analogowe,

poborem mocy. Deklarowany przez

autora średni pobór prądu wynosi w

stanie czuwania zaledwie 2 mA, co po-

zwala na kilka lat nieprzerwanej pracy,

przy zasilaniu z jednego niewielkiego

ogniwa litowego 3 V/120 mAh. Genera-

tor złożony m.in. z przerzutnika U1A

i tranzystora Q1 wytwarza przebieg

taktujący w postaci krótkich impulsów

o szerokości 1 ms powtarzanych co ok.

5 s. Pomiar temperatury odbywa się na

narastającym zboczu każdego impulsu

i polega na porównaniu opóźnień na-

rastającego zbocza impulsu taktującego,

wnoszonych do układu przez dwa ob-

wody RC. Jeden niezmienny, złożony

z rezystancji P1 + R6 i pojemności C4

oraz drugi, złożony z termistora R4

i kondensatora C3 o stałej czasowej za-

leżnej od temperatury. Opóźnione zbo-

cza są podawane na wejścia danych D

i zegarowe CLK drugiego przerzutnika

D (U1B). Stan zatrzaśnięty w przerzut-

niku zależy od relacji czasowej po-

miedzy tymi zboczami, a tym samym

od relacji pomiędzy temperaturą zmie-

rzoną i zadanym progiem. W niskiej

temperaturze, przy dużej rezystancji

termistora NTC, ładowanie pojemności

na wejściu D przerzutnika odbywa się

z opóźnieniem względem szybko nara-

stającego zbocza na wejściu CLK. Gdy

zbocze na wejściu zegarowym wyprze-

dzi powoli narastające zbocze na wej-

ściu danych w przerzutniku zostanie

zatrzaśnięte „0” traktowane jako stan

spoczynkowy. W miarę wzrostu tem-

peratury skracaniu ulega czas narasta-

nia napięcia na wejściu danych, aż do

momentu gdy narastające zbocze na li-

nii D wyprzedzi niezmiennie opóźnia-

ne zbocze zegarowe CLK. Zatrzaśnięta

w przerzutniku „1” powoduje wyste-

Układ nadzoru

temperatury

o bardzo

małym poborze

mocy

Elektronika Praktyczna 6/2005

Rys. 1. Enegrooszczędny układ nadzoru temperatury

Czy urządzenie elektroniczne zło-

żone z dwóch elementów ma prawo

działać? Układ zaprezentowany na

stronie http://www.epanorama.net/circu-

its/tele_privacy.html

nie tylko dziala,

ale potraﬁ przy tym pełnić całkiem

użyteczną funkcję. Wiele osób korzysta

z dwóch aparatów (lub aparatu i mo-

demu) podłączonych równolegle do

wspólnej linii telefonicznej doświad-

czając konﬂiktów spowodowanych włą-

czaniem się do cudzej rozmowy lub

nieumyślnym zrywaniem połączenia

modemowego.

Minimalistyczny układ złożony za-

ledwie z jednego triaka i jednego diaka

(

rys. 1) działa jako wyłącznik priory-

tetowy uniemożliwiający włączenie się

do linii zajętej wcześniej przez innego

użytkownika.

Podniesienie mikrotelefonu w Apra-

racie_2 powoduje, że na triaku i na

diaku odkłada się pełne, spoczynko-

we napięcie linii telefonicznej wyno-

szące zazwyczaj 48…60 V. Napięcie to

przekraczając próg zadziałania diaka

(28...36 V) powoduje wyzwolenie triaka

i przyłączenie Aparatu_2 do linii. Jeże-

li jednak linia została wcześniej zajęta

przez innego użytkownika (np. Aparat_

1), to występujące na niej szczątkowe

napięcie o wartości nie przekraczającej

kilkunastu V, będzie niewystarczające

do załączenia triaka i Aparat_2 pozo-

stanie odłączony. Obecność triaka nie

przeszkadza jednakże w propagacji wy-

sokonapięciowego sygnału dzwonienia

(60...90 V

rms

), który znacznie przekracza

znamionowe napięcie wyzwalania dia-

ka i powoduje naprzemienne załączanie

triaka w każdej połówce sinusiody.

MDz

Priorytetowy

wyłącznik

telefonu

Rys. 1. Układ uniemożliwiający włą-
czenie się do zajętej linii telefonicznej

To skromne urządzenie ma za zada-

nie zasugerować złodziejowi zainstalo-

wanie we wnętrzu samochodu alarmu,

co w przypadku złodziei–amatorów jest

z reguły wystarczająco zniechęcające,

a dla profesjonalisty nawet renomowane

alarmy nie stanowią w praktyce żadnej

przeszkody.

Timer US1 pracuje w swoim pod-

stawowym układzie aplikacyjnym jako

multiwibrator astabilny. Częstotliwość

migania diody LED można dobrać za

pomocą kondensatora C1 i rezystorów

R1, R2.

Rys. 1. Schemat elektryczny symulato-
ra alarmu samochodowego

Dodatkowe informacje:

Bardziej szczegółowy opis tego projektu można

znaleźć pod nazwą AVT–1050 na stronie:

http://www.sklep.avt.com.pl

Właściwości:

• samochodowe układy alarmowe,

• zasilanie z instalacji pokładowej samochodu,

• pobór prądu średnio ok. 10 mA,

• wymiary płytki: 20 x 20 mm

Symulator alarmu samochodowego

rowanie tranzystora Q2 i wywołanie

alarmu. Niezwykła energooszczędność

wynika z faktu, że pobór prądu przez

„pomiarową” część układu odbywa się

jedynie w krótkich impulsach związa-

nych z narastającym zboczem przebie-

gu taktującego. Przez lwią część czasu

układ znajduje się w stanie spoczynku

i praktycznie nie pobiera mocy z zasi-

lania. Przerzutnik U1A w generatorze

przebiegu taktującego został wykorzy-

stany bardzo nietypowo jako pojedyn-

cza bramka buforowa powtarzajaca na

wyjściu Q stan wejścia S. O czasie

trwania impulsu wyjściowego (1 ms)

decyduje stała czasowa wyznaczona

przez R2 i C2, natomiast o czasie prze-

rwy (5 s) złożona stała czasowa za-

leżna od R2, C2 oraz R3, C3. Szcze-

gólną uwagę trzeba zwrócić na dobór

tranzystorów Q1 i Q2. Ze względu na

małe napięcie zasilania, muszą to być

tranzystory o bardzo niskim napięciu

progowym bramki U

gs(th)

. W oryginale

zastosowano trudnodostępne tranzysto-

ry N-mosfet ZVNL110 (Zetex). Wydaje

się, że można je bez problemu zastą-

pić łatwo osiągalnymi (np. w TME)

tranzystorami BS108.

Dobierając paramtery termisto-

ra należy pamiętać, że przerzutnik

U1B pracuje z nietypowymi sygnałami

wejściowymi o stosunkowo łagodnym

i zmieniającym się nachyleniu zboczy.

Nadmierne spłaszczanie narastających

zboczy sygnału zegarowego może pro-

wadzić do niejednoznaczności w dzia-

łaniu przerzutnika. Dlatego nie należy

zwiększać istniejących stałych czaso-

wych, a termistor wybierać w taki

sposób, żeby jego rezystancja wyno-

siła ok. 15…18 kV w przewidywanej

temperaturze pracy.

Schemat oryginalnego układu jest

dostępny w internecie pod adresem:

http://www.discovercircuits.com/PDF-FI-

LES/overtemp.pdf

MDz

Elektronika Praktyczna 6/2005

Słuchawkowy

wzmacniacz

wysokiej

jakości

Dwukanałowa końcówka mocy opiera

swą budowę na wzmacniaczu TDA7233.

Do poprawnej pracy, wymagana jest mi-

nimalna liczba elementów, co czyni ten

projekt bardzo prostym. Sygnał wyjścio-

wy jest podawany poprzez kondensatory

separujące C4 i C8 na złącze wyjściowe

minijack stereo, do którego bezpośred-

nio dołączamy słuchawki magnetodyna-

miczne o impedancji większej niż 2 Ω.

Najlepsze wyniki osiąga się ze słuchaw-

kami o impedancji 32 Ω/kanał.

Regulator obrotów wentylatorów

w komputerze PC

Właściwości:

• niezależne sterowanie pracą dwóch

wentylatorów,

• napięcie zasilania: 12 VDC,

• wymiary płytki: 31 x 58 mm.

Układ został zapro-

jektowany do niezależ-

nego sterowania pracą

dwóch wentylatorów kom-

putera PC, i zapewnienia

takiej prędkości obrotowej

ich wirników, aby tempera-

tura chłodzonych elementów

nigdy nie wzrosła ponad

dopuszczalną normę. Sercem

regulatora jest wzmacniacz operacyj-

ny typu LM358 pracujący w typowej

dla siebie konﬁguracji, wzmacniając

napięcie pobierane z wyjścia czujnika

temperatury do poziomu ustalanego

za pomocą szeregowo połączonych

Rys. 1. Schemat elektryczny regulatora obrotów wentylatorów

Dodatkowe informacje:

Bardziej szczegółowy opis tego projektu można

znaleźć pod nazwą AVT–478 na stronie:

http://www.sklep.avt.com.pl

Właściwości:

• klasa pracy końcówki mocy: AB,

• moc wyjściowa (R

=32 V, U

=12 V):

800 mW,

• poziom zniekształceń nieliniowych:

poniżej 0,1%,

• pasmo przenoszenia 30 Hz...17 kHz,

• impedancja wejściowa: 90 kV,

• dopuszczalny zakres napięć zasilania:

1,8...15 V,

• pobór prądu w stanie spoczynku (na

kanał): ok. 6 mA,

• wymiary płytki: 70 x 75 mm.

Rys. 1. Schemat elektryczny suchawkowego wzmacniacza wysokiej jakości

Dodatkowe informacje:

Bardziej szczegółowy opis tego projektu można

znaleźć pod nazwą AVT–1024 na stronie:

http://www.sklep.avt.com.pl

rezystancji R4 i PR1. Jako czujniki

temperatury w projekcie wykorzysta-

no popularne przetworniki temperatu-

ra – napięcie typu LM35.

Elektronika Praktyczna 6/2005

Właściwości:

• zasilanie 9 V z baterii

• wymiary płytki: 30 x 60 mm

Strach na krety

Elektroniczne urządzenie pozwa-

lające w prosty, skuteczny i humani-

tarny sposób pozbyć się kreta z ogro-

dów działkowych. Układ co ok. 30 s.

generuje dźwięk o częstotliwości ok.

300 Hz i czasie trwania dwóch se-

kund. Strach na krety, płytko zakopa-

ny pod ziemią, włączany jest poprzez

położenie magnesu w określonym

miejscu. Przy napięciu zasilania rów-

nym 9 V w urządzeniu można wyko-

rzystać dowolny głośnik o mocy nie

mniejszej niż 1 W i oporności 8 V.

Rys. 1. Schemat elektryczny stracha na krety

Dodatkowe informacje:

Bardziej szczegółowy opis tego projektu można

znaleźć pod nazwą AVT–2139 na stronie:

http://www.sklep.avt.com.pl

Prezentowane urządzenie kontroluje

poziom cieczy w jakim. zbiorniku i w

razie przekroczenia poziomu, uznanego

za zbyt niski lub zbyt wysoki, powia-

damia użytkownika na kilka sposobów.

Pierwszy z nich jest wizualny i

polega na przedstawieniu informacji o

poziomie cieczy za pomocą trzech diod

LED. Jedna z nich sygnalizuje zbyt wy-

soki poziom cieczy, druga - wskazuje

na jej zbyt duży ubytek, a kiedy się

pali trzecia z nich - możemy spać spo-

kojnie, wszystko jest w najlepszym po-

rządku. Druga możliwa reakcja urządze-

nia, to sterowanie przekaźnikiem, który

może załączać dowolne urządzenie ze-

Czujnik poziomu cieczy

Rys. 1. Schemat elektryczny czujnika poziomu cieczy

wnętrzne, np. pompę lub zawór celem

utrzymania poziomu cieczy pomiędzy

nastawami Niski i Wysoki. Dzięki

zastosowaniu przekaźnika z parami

styków typu NO i NC jest możliwe

odwrócenie sposobu działania ste-

rowanego urządzenia. Dodatkowo

układ jest wyposażony także w

brzęczyk, który podobnie jak prze-

kaźnik włącza się kiedy poziom cieczy

wykracza poza uznany za dopuszczalny.

Konstrukcja urządzenia pozwala na za-

mianę czujnika cieczy na czujnik tem-

peratury (termistor), oświetlenia lub wil-

gotności, dzięki czemu urządzenie staje

się bardzo uniwersalne.

Właściwości:

• zasilanie: 12..14

VAC/300 mA lub

16..18 VDC/100 mA

• wyjście

przekaźnikowe: 240

V/3 A

• sygnalizacja diodami

LED nadmiaru lub

braku cieczy

• wymiary: 104x60x29

mm (płytka bazowa),

104x25x1,5 mm

(płytka czujnika)

Dodatkowe informacje:

Bardziej szczegółowy opis tego projektu

można znaleźć pod nazwą K2639 (Velleman)

na stronie: http://www.sklep.avt.com.pl

Elektronika Praktyczna 6/2005

Wielofunkcyjny sterownik oświetlenia kabiny

samochodu

Właściwości:

• opóźnienie zgaśnięcia światła

regulowane od 1 do 60 sekund,

• pobór prądu: 13 mA,

• wymiary płytki: 45 x 70 mm.

Przedstawione urządzenie wspo-

maga automatykę wyłączania światła

w kabinie samochodu, zapobiegając

natychmiastowemu zgaszeniu światła

po zamknięciu drzwi przez kierow-

cę. Dzięki jego zastosowaniu światło

w kabinie pozostaje zapalone po za-

mknięciu drzwi przez regulowany w

zakresie 1...60 sekund czas. Kiedy

wsiadamy do takiego pojazdu, wtedy

mamy czas na odnalezienie stacyj-

ki, a kiedy wysiadamy – palące się

jeszcze przez kilka chwil oświetlenie

pozwala nam się upewnić, czy na

pewno wszystkie drzwi są zamknię-

te i czy zabraliśmy wszystkie rzeczy

z kabiny samochodu. Urządzenie jest

wyposażone w dodatkowy przycisk,

który pozwala na przerwanie operacji

podtrzymania oświetlenia lub umożli-

wia ręczne włączenie oraz wyłączenie

oświetlenia kabiny.

Schemat dołączenia sterownika do

instalacji samocho-

dowej przedstawia

rysunek. Koniecz-

n e b ę d z i e p r z e -

cięcie przewodu w

instalacji, łączącego

wyłącznik drzwiowy

z żarówką, a następnie

dołączenie go zgodnie

z rysunkiem do otworów

oznaczonych na płytce jako

IN i OUT.

Rys. 1. Schemat podłączenia do
instalacji samochodowej

Dodatkowe informacje:

Bardziej szczegółowy opis tego projektu

można znaleźć pod nazwą K3500 (Velleman)

na stronie: http://www.sklep.avt.com.pl

Właściwości:

• sterowanie czterofazowym silnikiem

krokowym, cykliczne włączanie prądu w

jego cewkach,

• umożliwia płynną regulację szybkości

obrotowej silnika w całym użytecznym

zakresie,

• umożliwia zmianę kierunku obrotów.

Najprostszy sterownik silnika krokowego

Uproszczony sterownik silników

krokowych może znaleźć wiele zasto-

sowań podczas konstruowania ukła-

dów automatyki czy nawet zwykłych

zabawek. Sterownik został zaprojekto-

wany z wykorzystaniem trzech tanich

układów scalonych z rodziny 4000.

Przełącznik S1 służy do zmiany kie-

runku obrotów silnika, którego cewki

przełączane są zgodnie ze stanami na

wyjściu licznika. Natomiast za pomo-

cą przełącznika S2 możemy zatrzymać

i uruchamiać silnik. Cewki czterofazo-

wego silnika krokowego zasilane są za

pośrednictwem czterech tranzystorów

dużej mocy typu MOSFET. Takie roz-

wiązanie gwarantuje poprawną pracę

nawet silników o bardzo dużej mocy.

Dodatkowe informacje:

Bardziej szczegółowy opis tego projektu można

znaleźć pod nazwą AVT–1314 na stronie:

http://www.sklep.avt.com.pl

Rys. 1. Schemat elektryczny najprostszego sterownika silknika krokowego

Elektronika Praktyczna 6/2005

Właściwości:

• pasmo przenoszenia: 70 Hz...12 kHz,

• napięcie zasilania: 9...18 VDC (typ.

12 V),

• pobór prądu: 15...25 mA,

• zawartość harmonicznych poniżej 0,1%.

Rys. 2. Schemat elektryczny wielofunkcyjnego sterownika oświetlenia kabiny samochodu

Przedwzmacniacz mikrofonowy

Prezentowany układ jest przezna-

czony dla tych wszystkich, którzy

potrzebują prostego, stereofonicznego

przedwzmacniacza o bardzo dobrych

parametrach do budowy systemu na-

głośnienia. Przedwzmacniacz mikrofo-

nowy współpracuje z najbardziej po-

pularnym mikrofonem dynamicznym

(z ruchomą cewką).

Układ TDA2320A jest wzmacnia-

czem operacyjnym przeznaczonym

specjalnie do tego typu zastosowań

Rys. 1. Schemat elektryczny pzedwzmacniacza mikrofo-
nowego

– elementy RC włączo-

ne w pętlę ujemnego

sprzężenia zwrotnego

kształtują charakterysty-

kę przenoszenia. Poten-

cjometry P1 i P2 uła-

twiają ustawienie po-

ziomu napięcia wejścio-

wego z mikrofonu, co

umożliwia zmniejszenie

ryzyka przesterowania

stopnia wejściowego.

Dodatkowe informacje:

Bardziej szczegółowy opis tego projektu można

znaleźć pod nazwą AVT–1033 na stronie:

http://www.sklep.avt.com.pl