background image

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ów

w

Temat zadania 37 ma swe źródło w ankie−

tach:  ubiegłorocznej  i  tegorocznej.  Pewna
liczba  Czytelników  chciałaby  zobaczyć  na  ła−
mach  EdW  projekt  układu  sygnalizującego
niezapięcie pasów bezpieczeństwa w samo−
chodzie. 

Zamiast  od  razu  projektować  taki  układ  w

Redakcji,  najpierw  potraktujemy  go  jako  za−
danie w Szkole Konstruktorów.

Oto oficjalny temat zadania 37:

Z

Za

ap

prro

ojje

ek

ktto

ow

wa

ć  s

sy

yg

gn

na

alliizza

atto

orr  n

niie

ezza

ap

piię

ętty

yc

ch

h

s

sa

am

mo

oc

ch

ho

od

do

ow

wy

yc

ch

h p

pa

as

ów

w b

be

ezzp

piie

ec

czze

ńs

sttw

wa

a llu

ub

b

u

uk

kłła

ad

d  p

prrzzy

yp

po

om

miin

na

ajją

ąc

cy

y  o

o  k

ko

on

niie

ec

czzn

no

śc

cii  iic

ch

h  zza

a−

p

piię

ęc

ciia

a..

Tym  razem  zadanie  nie  jest  trudne.  Układ

elektroniczny ma zasygnalizować niezapięcie
pasów  w  przypadku,  gdy  silnik  jest  urucho−
miony.  Wystarczy  wykorzystać  napięcie  ze
stacyjki,  pojawiające  się  dopiero  po  prze−
kręceniu kluczyka. Odpowiedni obwód łatwo
będzie  odszukać  w  instalacji.  Do  tego  po−
trzebny  będzie  jakiś  czujnik  informujący,  że
pasy nie są zapięte. Ze strony elektronicznej
nie  powinno  tu  być  trudności.  Czujnik  może
być  fotoelektryczny,  magnetyczny,  a  nawet
mechaniczny.  W  przypadku  styku  mechani−
cznego (rozwieranego w momencie zapięcia
pasów) cały układ składałby się tylko z jedne−
go czujnika oraz brzęczyka piezo.

I taka najprostsza wersja niewątpliwie ma

sens.  Ale  po  chwili  zastanowienia  nasuwa
się wniosek, że sygnalizator powinien posia−
dać  co  najmniej  dwa  czujniki,  by  sygnalizo−
wał  niezapięcie  pasów  pasażera  obok  kie−
rowcy,  a  może  także  pasażerów  na  tylnym
siedzeniu.

I  tu  zaczyna  się  problem.  Czasem  kierow−

ca jeździ sam, a czasem ma komplet pasaże−
rów. Jeśli układ ma sygnalizować niezapięcie
któregokolwiek pasa, jak zareaguje, gdy kie−
rowca będzie jeździł sam? Czyżby wszystkie
nieużywane pasy miałyby być w czasie jazdy
zapięte? Co o tym myślicie? A może nie sto−
sować  czujników  pasów  na  tylnym  siedze−
niu,  tylko  dwa  czujniki  przy  przednich  fote−
lach?  I  jak  wtedy  rozwiązać  problem  pasów
pasażera  obok  kierowcy?  Czy  trzeba  dodać
(chyba  niezbyt  prosty)  układ  sprawdzający
najpierw  obecność  pasażera,  a  dopiero  po−
tem  ewentualnie  sygnalizujący  niezapięcie
pasów? Czy nie jest to zbyt skomplikowane?

A może zamiast sygnalizatora zastosować

jakiś  stały  “przypominacz”  o  konieczności
zapięcia  pasów  i  włączenia  (zimą)  świateł?
Mógłby to być układ z mówiącą kostką ISD,
albo prostszy z jakimkolwiek brzęczykiem.

Jeśli  uznacie,  że  “przypominacz”  będzie

bardziej  praktyczny  i  łatwiejszy  w  realizacji
niż  sygnalizator,  zaproponujcie  stosowny

układ – to również będzie dobre rozwiązanie
postawionego zadania.

W  każdym  razie  przeanalizujcie  problem.

Warto  rozważyć,  czy  optymalne  nie  okaże
się  rozwiązanie  z  jednym  mechanicznym
przełącznikiem dla kierowcy i ewentualnie do
tego  prosty  “przypominacz”  dla  pasażera(−
ów).

Uważam, że nawet najprostszy układ z je−

dnym stykiem mechanicznym może być wy−
starczającym rozwiązaniem. Jest tylko jeden
warunek:  w  żadnym  wypadku  nie  wolno
zmieniać  jakiejkolwiek  konstrukcji  związanej
z  pasami  bezpieczeństwa.  Nie  można  więc
wiercić  otworów  w  zamku,  w  którym  za−
trzaskuje  się  metalowa  wsuwka  pasa.  Nie
wolno tego zamka przerabiać, bo mogłoby to
zmniejszyć  bezpieczeństwo.  Przerabiać  nie
można, ale na pewno trzeba coś dodać: jakiś
w  miarę  prosty  czujnik,  który  nie  osłabiałby
fabrycznej  konstrukcji,  a  jednocześnie  nie
przeszkadzałby  w  normalnym  użytkowaniu
pasów.  Wbrew  pozorom,  podstawowym
problemem  będzie  tu  nie  układ  elektroni−
czny,  tylko  konstrukcja  czujnika.  Wiadomo,
że  jeśli  czujnik  będzie  niedbale  zamontowa−
ny  “na  drutach”,  a  wychodzące  z  niego  luź−
ne  przewody  będą  się  plątać,  to  wcześniej
czy później (raczej wcześniej) coś się urwie i
zepsuje.  Łatwo  sobie  wyobrazić,  że  osoba
nie  przyzwyczajona  do  danego  samochodu,

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

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 37

29

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/99

background image

S

Sz

zk

ko

ołła

a K

Ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ów

w

T

Te

em

ma

atte

em

m zza

ad

da

an

niia

a n

nu

um

me

err 3

33

3 b

by

yłło

o zza

ap

prro

ojje

ek

k−

tto

ow

wa

an

niie

e  zza

as

siilla

an

ne

eg

go

o  zz  b

ba

atte

erriiii  p

prrzzy

yrrzzą

ąd

du

u,,  p

pe

ełł−

n

niią

ąc

ce

eg

go

o  w

w  s

szzk

ko

olln

ne

ejj  p

prra

ac

co

ow

wn

nii  ffiizzy

yk

kii  rro

ollę

ę  g

ga

all−

w

wa

an

no

om

me

ettrru

u.. 

Zadanie  okazało  się  bardzo  trudne.  Poten−

cjalni  uczestnicy  być  może  obawiali  się,  czy
aby  ich  układy  zdadzą  praktyczny  egzamin,
by  zamiast  “złapać”  dodatkowe  punkty  z  fi−
zyki, nie narazić się nauczycielowi.

O  tym,  iż  zadanie  do  najłatwiejszych  nie

należało, świadczą tylko dwa rozwiązania, ja−
kie otrzymałem. Oczywiście ma to swoje za−
lety, bo mam mniej pracy przy sprawdzaniu,
a  dwaj  uczestnicy,  niezależnie  od  poziomu
nadesłanych  prac,  dzielą  między  siebie  całą
pulę  nagród.  Gratuluję!  Nagrody  otrzymują
P

Pa

aw

we

ełł K

Ko

orre

ejjw

wo

o z Jaworzna (który także na−

desłał model) i M

Ma

arrc

ciin

n W

Wiią

ązza

an

niia

a z Gacek. Je−

stem święcie przekonany, że inni koledzy też
wzięli się za rozwiązanie tego zadania i zape−
wne  przeprowadzili  próby,  ale  doszli  do
wniosku,  iż  uzyskane  wyniki  są  za  słabe,  by
je wysyłać do Redakcji.

Obaj koledzy, którzy przysłali prace, zapro−

ponowali  urządzenia  spełniające  z  grubsza
warunki  zadania.  Obaj  popełnili  jednak  istot−
ne  błędy,  które  przekreślają  praktyczną  uży−
teczność proponowanych rozwiązań. Nie jest
to  jednak  żaden  powód  do  wstydu,  bo  je−
steśmy  w  Szkole  Konstruktorów.  Jest  to
zresztą  jedna  z  niewielu  szkół,  gdzie  nie  ma
ocen  niedostatecznych,  a  uczestników  na−
gradza  się  pomimo  błędów  i  wpadek.  Prze−
cież  naszym  wspólnym  celem  jest  nauka,  a
nie  można  zostać  konstruktorem  bez  ćwi−
czeń  praktycznych  i  związanych  z  nimi
błędów.

Obaj  koledzy  zastosowali  niemal  identy−

czne obwody czasowe. Urządzenie włączane
jest  przez  naciśnięcie  przycisku,  a  wyłącza
się  automatycznie  po  określonym  czasie.
Układ zawiera przerzutnik RS, blok opóźniaj−
ący  w  postaci  licznika  CMOS4060  i  tranzy−
stor. Na rysunku 1 pokazany jest układ Paw−
ła  Korejwy,  który  do  wykonania  przerzutnika
RS  wykorzystał  bramki  NAND  (4011).  Przy
wykorzystaniu  bramek  NOR,  nie  byłaby  po−
trzebna  bramka  UC,  ponieważ  stanem  akty−
wnym wejść byłby wtedy stan wysoki, i im−
puls z któregoś wyjścia licznika 4060 bezpoś−
rednio wyzerowałby przerzutnik. Gdyby w u−
kładzie  z  rysunku  1  zastosowany  był  tranzy−
stor MOSFET N, pobór prądu w stanie pracy

zmniejszyłby  się  o  prąd  płynący  przez  R2  (o
około 1,5mA).

W  układzie  pomiarowym  Pawła  Korejwy

pracuje  kostka  LM3914  oraz  dwa  tranzysto−
ry. “Liniowy” układ LM3914 obsługuje linijkę
diod LED pracującą w trybie punktowym. W
stanie  spoczynku  świeci  środkowa  dioda
(żółta). Pojawienie się na wejściu napięć do−
datnich  lub  ujemnych  spowoduje  zapalenie
którejś  z  czerwonych  diod  “wyższych”  lub
“niższych”.

Model  wykonany  przez  Pawła  pokazany

jest na fotografii 1. Układ pracuje. Zbliżanie i
oddalanie  magnesu  od  rdzenia  cewki  powo−

duje  chwilowe  i  słabe,  ale  zauważalne  za−
świecanie sąsiednich diod.

Schematu  ideowego  obwodów  wejścio−

wych  nie  podaję,  ponieważ  Paweł  zastoso−
wał układ wejściowy z tranzystorami w ukła−
dzie Darlingtona i pewne niedoróbki spowo−

Rozwiązanie zadania 33

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/99

30

R

Ry

ys

s.. 1

1 O

Ob

bw

w

ó

ó

d

d c

czza

as

so

ow

wy

y

zapinająca  pasy  po  ciemku,  nie  trafi  tam
gdzie trzeba, i urwie wszelkie luźne druty (to
również  jest  argument  na  rzecz  “przypomi−
nacza” zamiast sygnalizatora).

Podane wskazówki nie oznaczają, że trze−

ba  eliminować  rozwiązania  “elektroniczne”,
a  zastosować  jedynie  brzęczyk  piezo  i  styki
do  sprawdzania  czy  pasy  są  zapięte.  W  naj−
prostszym  przypadku  sygnalizator  dźwięko−
wy  włączałby  się  zaraz  po  przekręceniu  klu−
czyka w stacyjce. Może jednak warto dodać
prosty  układ  opóźniający  włączenie  sygnali−
zatora o kilka czy kilkanaście sekund? Wiem,
że  wielu  kierowców  zapina  pasy  po  włącze−
niu  silnika.  Może  nie  należy  ich  straszyć  i
skłaniać  do  zmiany  przyzwyczajeń.  Niech
mają te kilka...kilkanaście sekund na zapięcie
pasów. Do tego potrzeba już trochę elektro−
niki.

Na pewno niektórzy dojdą do wniosku, że

zamiast  styku  mechanicznego  trzeba  zasto−
sować jakiś układ fotoelektryczny. Wtedy na
przykład  na  czarnym  pasie  bezpieczeństwa
mógłby  być  namalowany  (naklejony?)  biały
znaczek, by światło mogło się od niego odbi−
jać.

A  może  ktoś  zaproponuje  jeszcze  inne

czujniki?  Może  jednak  zrobić  inteligentny
sygnalizator, sprawdzający (za pomocą styku
pod  fotelem,  bariery  świetlnej  lub  ultra−

dźwiękowej)  obecność  pasażera?  A  może
pozostać przy wariancie najprostszym?

Nie  zlekceważcie  tego  zadania,  uznając  iż

jest zbyt łatwe. Nawet gdyby zaproponowa−
ny  przez  was  układ  elektroniczny  nie  był
skomplikowany,  to  nic  nie  szkodzi.  Tym  ra−
zem zwróćcie szczególną uwagę na problem
obudowy, mocowania, prowadzenia przewo−
dów,  itd.  Zarówno  dotychczasowe  prace
nadsyłane do naszej Szkoły, jak również inne
projekty  trafiające  do  Redakcji,  niedwuzna−
cznie wskazują, że duża część młodych kon−
struktorów  nie  docenia  tego  jakże  ważnego
zagadnienia. Koncentrują się oni tylko na sa−
mym  układzie  elektronicznym,  a  takie  “dro−
biazgi” jak konstrukcja mechaniczna czy obu−
dowa,  praktycznie  nie  są  brane  pod  uwagę.
Właśnie  niniejsze  proste  zadanie  jest  dobrą
sposobnością,  by  “dopieścić”  układ  pod
względem niezawodności mechanicznej.

Gdzie  i  jak  mają  być  mocowane  czujniki;

jak przebiegać będą przewody?

W  każdym  razie  przed  zaplanowaniem

części elektrycznej warto sprawdzić, jakie są
możliwości zastosowania różnego typu czuj−
ników  w  różnych  samochodach.  A  może,
jeśli już weźmiecie się do pracy, zaprojektu−
jecie  sygnalizator  wielofunkcyjny,  to  znaczy
wyposażycie go w dodatkowe obwody i do−
datkowe  właściwości.  Wtedy  nie  będzie  to

jedynie  prościutki  układzik  do  sygnalizowa−
nia  niezapięcia  pasów  bezpieczeństwa  kie−
rowcy. Bardziej rozbudowany układ zasygna−
lizuje zimą, iż podczas ruchu pojazdu światła
nie  są  włączone  (oszczędność  mandatu  lub
co  najmniej  upomnienia).  Z  kolei  po  zgasze−
niu  silnika  przypomni,  że  światła  nie  zostały
wyłączone  (zapobiegnie  wyładowaniu  aku−
mulatora). Może taki wielofunkcyjny sygnali−
zator powinien też sygnalizować, że podczas
ruchu  pojazdu  któreś  drzwi  nie  są  domknię−
te?

Przemyślcie,  jaki  układ  chcielibyście  mieć

w  swoim  samochodzie  i  zaprojektujcie  coś
takiego!

Co udziału w rozwiązaniu tego zadania za−

praszam  też  młodych  i  mniej  doświadczo−
nych  elektroników.  Abym  mógł  sprawiedli−
wie  ocenić  prace,  podajcie,  proszę,  swój
wiek oraz od jak dawna zajmujecie się elek−
troniką. Czekam nie tylko na kompletne roz−
wiązania układowe, ale także na głosy w dys−
kusji  na  temat  sygnalizatora,  “przypomi−
nacza”  oraz  innych  zagadnień  związanych  z
sygnalizacją  w  samochodzie.  Jak  zwykle  za−
chęcam  do  nadsyłania  propozycji  na−
stępnych  zadań  do  Szkoły  Konstruktorów.
Autorzy  zaprezentowanych  zadań  otrzymają
nagrody rzeczowe.

background image

dowały,  że  układ  ma  małą  czułość,  choć  po−
winien mieć większą. 

W sumie model Pawła działa, ale jego czu−

łość jest zbyt mała.

Marcin  Wiązania  przysłał  schemat  układu,

którego  z  braku  czasu  nie  zdążył  wykonać.
Według  założeń  jest  to  komparator  okienko−
wy,  zbudowany  z  dwóch  wzmacniaczy  ope−
racyjnych.  Przy  napięciach  na  wejściu  blis−
kich  zeru,  nie  świeci  żadna  z  dwóch  diod
LED.  Gdy  napięcie  wejściowe  jest  większe
od  kilku  miliwoltów,  zapala  się  jedna  z  diod
LED, sygnalizując biegunowość napięcia. Za−
proponowany układ nie będzie działał według
podanego  opisu,  ponieważ  Marcin  popełnił
kilka  istotnych  błędów.  Gdyby  pomysłodaw−
ca wykonał ten układ w praktyce, niektóre z
tych  błędów  ujawniłyby  się  natychmiast  i
można  by  je  poprawić  (zmieniając  konfigu−
rację  układu).  Inne  błędy  są  subtelniejsze  i
dałyby o sobie znać dopiero podczas użytko−
wania  przyrządu.  W  takiej  sytuacji  też  nie
przedstawiam 

schematu. 

Wspomniane

błędy  popełnione  przez  najaktywniejszego  i
najpracowitszego  uczestnika  naszej  Szkoły
jeszcze dobitniej wskazują, że cykl o wzmac−
niaczach operacyjnych jest wręcz konieczny.

Wobec tak małej liczby rozwiązań spróbuj−

my  zmierzyć  się  z  postawionym  zadaniem
wspólnie.  W  roli  wyłącznika  czasowego  za−
stosujmy  poprawny  układ  z  rysunku  1.  Za−
mienimy  tylko  tranzystor  bipolarny  na  MOS−
FET−a  N  (BS170)  i  usuniemy  niepotrzebny
wtedy rezystor R2.

Z układu Pawła weźmiemy także wskaźnik

–  linijkę  diod  LED  sterowaną  układem
LM3914.

Od  początku  zaprojektujemy  układy  wej−

ściowe.  Według  warunków  zadania  opor−
ność wejściowa przyrządu powinna wynosić
100k

.  Czułość  musi  być  duża,  rzędu  poje−

dynczych  miliwoltów.  Dobrze  byłoby  też  za−
stosować  skalę  logarytmiczną,  by  uzyskać
szerszy zakres wskazań. Układ nie musi pre−
cyzyjnie  pokazywać  wartości  napięcia  (i

prądu)  wejściowego  –  wystarczy  by  pokazał
kierunek  (biegunowość)  i  przybliżoną  war−
tość.

Obwód  wejściowy  musi  być  odporny  na

podanie przez 1 minutę pełnego napięcia sie−
ci 220V (właściwie 230V).

Po  chwili  zastanowienia  decydujemy  się

na  wykorzystanie  wzmacniacza  operacyjne−
go  w  konfiguracji  odwracającej.  Ze  względu
na  znaczne  oporności  oraz  małe  prądy  i  na−
pięcia,  powinien  to  być  wzmacniacz  opera−
cyjny  z  wejściami  FET  lub  MOSFET.  Zasto−
sujmy  coś  z  popularnej  rodziny  TL08X,
TL07X  lub  lepiej  TL06X.  Podstawowy  układ
będzie  wyglądał  jak  na  rysunku  2.  Na  razie
przyjmijmy,  że  układ  jest  zasilany  napięciem
symetrycznym (U+, U−). W czasie normalnej
pracy  napięcie  na  wejściu  odwracającym
(punkt  B)  zawsze  jest  równe  potencjałowi
masy  i  rezystancja  wejściowa  wynosi
100k

. Gdy na wejściu (punkt A) pojawi się

jakieś napięcie, prąd popłynie przez rezystor
R1,  a  dalej  przez  rezystor  R2  i  którąś  z  diod
D1, D2 do (lub z) wyjścia wzmacniacza ope−
racyjnego  (punkt  C).  Napięcie  w  punkcie  C
będzie mieć przeciwną biegunowość, niż na−
pięcie  wejściowe.  Gdyby  nie  było  diod  D1,
D2, a rezystor R2 miałby również 100k

, na−

pięcie  wyjściowe  byłoby  równe  napięciu
wejściowemu (i miałoby przeciwną bieguno−
wość). Gdyby rezystor R2 miał wartość więk−
szą niż R1, sygnał wyjściowy będzie większy
niż wejściowy – wykorzystajmy to do pomia−
ru małych napięć.

Z  kolei  obecność  diod  powoduje,  że  przy

wyższych  napięciach  wejściowych,  napięcie
wyjściowe  zostanie  ograniczone.  Napięcie
wyjściowe  będzie  wyznaczone  napięciem
przewodzenia jednej z diod D1, D2, a jak wia−
domo zależność tego napięcia od prądu prze−
wodzenia  jest  logarytmiczna.  Mamy  więc
układ  logarytmujący  i,  co  ważne,  pracujący
przy dowolnej biegunowości. Przybliżoną za−
leżność  napięcia  wyjściowego  od  wejścio−
wego pokazuje rysunek 3. Jak z tego widać,

nawet  przy  bardzo  dużych  zmianach  na−
pięcia  wejściowego,  napięcie  na  wyjściu

może  zmieniać  się  w  wąskim  zakresie
±0,6V...±0,7V (czyli w sumie 1,2...1,4V). Przy
bardzo małych napięciach i prądach wejścio−
wych  napięcie  wyjściowe  będzie  wyznaczo−
ne  przez  rezystancję  R2  i  charakterystyka
będzie liniowa, a przy większych – przez cha−
rakterystyki diod D1 i D2, przy czym charak−
terystyka będzie logarytmiczna. Od wartości
rezystora  R2  będzie  zależeć,  w  jakim  zakre−
sie  napięć  wejściowych  charakterystyka  ma
być liniowa. Kondensator ma zadanie tłumić
zmienne  zakłócenia,  jakie  ewentualnie  poja−
wią się na wejściu.

Przy  (przypadkowym)  podłączeniu  wejścia

do  sieci  energetycznej,  szczytowy  prąd,  jaki
popłynie przez rezystor R1 wyniesie (230V *
1,41) / 100k

= 324,3V / 100k

= 3,243mA.

Nie jest to dużo i nawet wyjście energo−
oszczędnego wzmacniacza TL061 może do−
starczyć  taki  prąd.  Tu  nie  powinno  być  nie−
spodzianek.  Trzeba  natomiast  obliczyć,  jaka
moc  wydzieli  się  w  rezystorze  R1  przy  pod−
łączeniu wejścia do sieci energetycznej:

P = U

2

/ R

P = (230V)

2

/ 100k

= 0,529W

Czyli rezystor R1 powinien mieć moc 0,5W

lub więcej.

Układ  z  rysunku  2  trzeba  teraz  przystoso−

wać do zasilania napięciem pojedynczym i do
współpracy  z  układem  LM3914.  Trzeba
wprowadzić obwód sztucznej masy. Zamiast
dwóch  jednakowych  rezystorów  dzielących,
napięcie zasilające na pół, wykorzystajmy na−
pięcia  wzorcowe  wytwarzane  przez  kostkę
LM3914. Między nóżkami 7, 8 tej kostki wy−
stępuje napięcie wzorcowe o wartości około
1,28V. Ponieważ nasz przyrząd ma mieć zero
na  środku  skali,  wykorzystamy  połowę  tego
napięcia  wzorcowego.  Nie  będzie  to  jednak
napięcie  +0,64V  względem  masy,  ponieważ
wzmacniacz  operacyjny  rodziny  TL0XX  nie
może  pracować  w  takich  warunkach.  Doda−
nie rezystora między nóżką 8 układu LM3914
a masą pozwoli dowolnie podnieść to napię−
cie.

Odczep dzielnika rezystorowego nie może

jednak być obwodem sztucznej masy, ponie−
waż jak stwierdziliśmy, szczytowy prąd pły−
nący w  obwodzie  wejściowym  może  prze−
kroczyć  3mA.  Dlatego  trzeba  dodać  drugi
wzmacniacz  operacyjny  pracujący  w  charak−
terze  wtórnika−bufora.  Ze  względu  na  nieu−
nikniony  rozrzut  napięć  niezrównoważenia
wzmacniaczy  operacyjnych  trzeba  jeszcze
dodać  obwód  korekcji  napięć  niezrównowa−

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/99

31

R

Ry

ys

s.. 2

2 U

Uk

kłła

ad

d p

po

od

ds

stta

aw

wo

ow

wy

y

R

Ry

ys

s.. 2

2 P

Prro

op

po

on

no

ow

wa

an

ny

y s

sc

ch

he

em

ma

att g

ga

allw

wn

no

om

me

ettrru

u

R

Ry

ys

s.. 3

3 C

Ch

ha

arra

ak

ktte

erry

ys

stty

yk

ka

a u

uk

kłła

ad

du

u p

po

od

ds

stta

aw

wo

ow

we

eg

go

o

background image

żenia.  Ostateczny  układ  pomiarowy  pokaza−
ny  jest  na  rry

ys

su

un

nk

ku

u  4

4.  Oczywiście  “rasowy”

konstruktor  musiałby  przeprowadzić  szereg
dodatkowych  obliczeń.  Powinien  zbadać
wpływ  dryftu  wejściowego  napięcia  niezró−
wnoważenia wzmacniaczy operacyjnych (ka−
talogowo  typ.  10mV/K)  oraz  przeliczyć  przy
jakim  minimalnym  napięciu  zasilania  układ
będzie  jeszcze  pracował.  Powinien  też  obli−
czyć wartość rezystora R2 dla założonego za−
kresu  wskazań  liniowych  i  logarytmicznych.
Mógłby  także  przeliczyć,  czy  zakres  zmian
napięcia  na  wyjściu  wzmacniacza  pomiaro−
wego  (suma  napięć  przewodzenia  diod  D1  i
D2  przy  prądzie  3,25mA  w  temperaturze
+18°C) nie będzie większy niż napięcie wzor−
cowe kostki LM3914 (1,28V). Jeśliby tak by−
ło,  należy  zmodyfikować  układ:  albo  zwię−
kszyć napięcie wzorcowe, albo prościej – za−
stosować  diody  D1,  D2  o  większym  prądzie
nominalnym.  Dlaczego  najprawdopodobniej
wystarczy dać diody o większym prądzie no−
minalnym?  Na  to  pytanie  niech  uczestnicy
Szkoły odpowiedzą sami.

Układ  z  rysunku  4  należy  dołączyć  do  blo−

ku  automatycznego  wyłączania  (rysunek  1),
dodać  pojemności  filtrujące  zasilanie  i  układ
powinien działać. Zastrzegam jednak, że taki
układ nie był sprawdzony w praktyce.

Tyle  odnośnie  zadania  33.  Pulę  nagród

podzielą między siebie P

Pa

aw

we

ełł K

Ko

orre

ejjw

wo

o i M

Ma

arr−

c

ciin

n W

Wiią

ązza

an

niia

a. Aktualną punktację Szkoły znaj−

dziecie w tabeli.

P

Piio

ottrr G

órre

ec

ck

kii

32

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/99

Co tu nie gra?

Oto  kolejne  zadanie  dla  początkujących  kon−

struktorów. 

Na rysunku pokazano  fragment układu nades−

łanego jako rozwiązanie zadania 33. Jest to prze−
rzutnik  RS  z  bramkami  NOR  (CMOS4001).  Poja−
wienie się stanu wysokiego na wyjściu Q otwiera
tranzystor T1, MOSFET N – BS107 i tym samym
podaje na właściwy układ pomiarowy napięcie ba−
terii (pomniejszone o niewielki spadek napięcia na
rezystancji RDSon otwartego tranzystora).

Układ  z  jakichś  powodów  jest  nieprawidłowy.

Czekam  na  krótkie  wyjaśnienie,  dlaczego  przed−
stawiony układ lub jego fragment jest błędny. Mi−
le  widziane  są  też  propozycje  poprawy  błędu,  by
układ działał tak, jak podaje opis. Odpowiedzi nad−
syłajcie  do  połowy  kwietnia  1999.  Na  kopertach
lub kartkach pocztowych dopiszcie gdzieś z boku:
“Szkoła  37”  lub  “Szko37”.  Osoby,  które  nadeślą
prawidłowe odpowiedzi, wezmą udział w losowa−
niu nagród, którymi będą drobne kity AVT.

Punktacja 
Szkoły Konstruktorów

Marcin Wiązania − 13
Tomasz Sapletta − 8
Marek Grzeszyk − 6
Bartosz Niżnik − 6
Mariusz Nowak − 6
Marcin Przybyła − 6
Tomasz Gacoń i Paweł Kuchta − 6
Paweł Korejwo – 5
Roland Belka − 4
Czesław Szutowicz − 4
Norbert Jaroszewicz − 3
Jarosław Kempa − 3
Filip Rus − 3
Jarosław Skotnicki − 3
Bogusław Stojak − 3
Jarosław Tarnawa − 3
Marcin Barański − 2
Jarosław Chudoba − 2
Dariusz Minior − 2
Kosma Moczek − 2
Mariusz Ratyna − 2
Artur Gołębiewski − 1
Barbara Jaśkowska − 1
Dariusz Knull − 1
Sebastian Maleńczuk − 1
Leszek Pietrukaniec − 1
Tomasz Walczak − 1