27

Elektor w EdW

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

E

E

E

E

ll

ll

e

e

e

e

k

k

k

k

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

w

w

w

w

E

E

E

E

d

d

d

d

W

W

W

W

Editorial items appearing on pages 27 − 29 are the copyright property of © Segment B. V. Beek, The Netherlands, 1998, which reserves all rights.

W tym numerze EdW przedstawiamy 6 dalszych pomysłowych miniprojektów z Elektora. Są to niewielkie ukła−
dy, które łatwo można zmontować na płytkach uniwersalnych. Jeśli jednak byłoby zapotrzebowanie na płytki
drukowane zaprojektowane do poszczególnych układów, to Pracownia Konstrukcyjna AVT podejmuje się takie
płytki zaprojektować, wykonać i wprowadzić do oferty handlowej. Prosimy zatem o zgłaszanie Waszych potrzeb
w ankiecie zamieszczonej na stronie 28.

Ten układ nie był projektowany do zastosowań
medycznych. Umożliwia jednak zobrazowanie
sygnału EKG na oscyloskopie. Podczas prób w
laboratorium podłączono dwie elektrody do
palców wskazujących lewej i prawej ręki (link−
er Arm, rechter Arm) oraz prawej nogi (recht−
es Bein). Specjalne elektrody nie były potrzeb−
ne. Owinięto palce i nogę odcinkami gołego
drutu miedzianego. Wyjście wzmacniacza
dostarcza sygnału o amplitudzie około 200mV,
co całkowicie wystarczy dla nawet najmniej
czułego oscyloskopu.

Wzmacniacze operacyjne IC1a, b, d

tworzą wzmacniacz pomiarowy o wzmocnie−
niu równym 201. IC1c wzmacnia sygnał
wspólny 31−krotnie, odwraca go i wysyła w
przeciwnej fazie na trzecią elektrodę,
podłączoną do nogi. W ten sposób po pier−
wsze redukuje się wpływ sygnału wspólnego,
a po drugie sygnały wejściowe nie wykraczają
poza zakres napięć zasilania układu.

Elementy D1...D4, R1, R2 pełnią funkcje

ochronne w przypadku pojawienia się zbyt
dużych sygnałów. Niezbędną regulację
tłumienia sygnału wspólnego (CMRR)
wykonuje się za pomocą P1. W tym celu na
zwarte ze sobą wejścia wzmacniacza pomia−
rowego należy podać przebieg zmienny
50Hz 100mV. Do wyjścia dołączyć oscy−
loskop i potencjometr P1 ustawić tak, by
uzyskać jak najmniejszy sygnał.

Hans Bonekamp

Pokazany generator w spoczynku wykorzy−
stuje głośnik w roli mikrofonu. Gdy ten
odbierze dźwięki o głośności przekraczają−
cej ustalony próg, zostanie uruchomiony
generator. Ten sprytny układ może być wy−
korzystany jako czujnik alarmowy wyzwa−
lany hałasem. Można go także wykorzystać,

by odpowiadał na głośne dźwięki (oklaski,
gwizd). Bramka IC1d (4011) współpracująca
z rezystorem R3 pracuje jako wzmacniacz li−
niowy, otrzymujący niewielki sygnał zmien−
ny z głośnika, gdy T1 jest zatkany. Wzmoc−
niony sygnał podawany jest przez C1 na
bramkę IC1a, która wraz z IC1b, IC1c oraz R5,

C5 tworzy przerzutnik monostabilny. Próg wy−
zwalania przerzutnika jest wyznaczony przez
potencjometr R2. W rezultacie przerzutnik
jest wyzwalany stosunkowo niedużymi sy−
gnałami przechodzącymi przez C1. Dodatko−
wy obwód R4C4 blokuje część mikrofonową
na czas działania generatora.

Generator sterowany dźwiękiem

Prosty wzmacniacz EKG

W tym timerze wykorzystano dekadowy licznik CMOS 4017,
który pracuje następująco:

Gdy przycisk S1 zostanie naciśniety, rozładuje kondensa−

tor C1. Po zwolnieniu przycisku pojawi się dodatnie zbocze
na wejściu zegarowym (n. 14). Na wyjściu 1 (n. 2) pojawi
się stan wysoki. Zaświeci się dioda D2. Kondensator C2 za−
cznie się ładować przez P1 i R5. Czas ładowania możne wy−
nosić od 5 sekund do 7 minut. Gdy napięcie na kondensato−
rze C2 wzrośnie do połowy zasilania, licznik zostanie wyze−
rowany. Stan wysoki pojawi się na wyjściu 0 (n. 3). Dioda
D2 zgaśnie, a kondensator C2 szybko rozładuje się przez D1
i R3. Układ powróci do stanu stabilnego. Ponowne urucho−
mienie wywoła kolejne naciśnięcie S1.

Pobór prądu w spoczynku wynosi kilka mikroamperów.

W stanie aktywnym wzrasta do 8mA, głównie jest to prąd dio−
dy LED. Jeśli przy włączeniu zasilania układ nie jest wyzero−
wany, tylko “wskakuje” w inny stan, trzeba kilka razy naci−
snąć S1, by dojść do zera. Można też włączyć kondensator C2
do plusa zasilania, jak pokazuje linia przerywana – reset na−
stąpi automatycznie po włączeniu zasilania. Małą wadą jest
fakt, że wahania napięcia zasilającego mogą wtedy obniżyć
dokładność timera.

Jürgen Grassmann

28

Elektor w EdW

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Jestem zainteresowany płytkami drukowanymi do następujących układów:

Imię i nazwisko . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Adres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Uwaga! Ankieta służy wyłącznie do celów orientacyjnych i nie jest traktowana jak zamówienie, czyli nie pociąga za sobą żadnych zobowiązań finansowych.

ANKIETA

❏

❏

Prosty wzmacniacz EKG

❏

❏

Generator sterowany dźwiękiem

❏

❏

Timer Flipflop

❏

❏

Najprostszy dotykowy ściemniacz

❏

❏

C−element Müllera

❏

❏

Zmienna pojemność

Stan wysoki na nóżce 4 IC1b umożliwia

pracę generatora kluczującego z bramkami
IC2a, IC2b oraz generatora tonu z bramka−
mi IC2c, IC2d. W rezultacie otrzymuje się
dźwięk przerywany, podobny do syreny.
T1 współpracuje bezpośrednio z głośni−
kiem. Rezystor R9 ogranicza nieco prąd
głośnika.

Po czasie alarmu, wyznaczonym przez

R5C5, stan niski na nóżce 4 IC1b blokuje ge−
neratory IC2 i głośnik milknie. Po czasie do−
datkowego opóźnienia przez R4C4 głośnik
znów pełni funkcję mikrofonu i czeka na od−
powiednio silny dźwięk, by uruchomić
alarm.

Układ może być zasilany z baterii o na−

pięciu 5...9V i odpowiedniej wydajności
prądowej.

Gregor Kleine

Timer Flipflop

29

Elektor w EdW

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Jeden MOSFET mocy pozwala zbudować
najprostszy dotykowy ściemniacz dla lamp
niskowoltowych. Kontakty można wykonać
w dowolny sposób. Bezpośrednie dotknięcie
palcem daje rezystancję około 100k...1M.
Układ pracuje jako integrator z kondensato−
rem włączonym w pętlę sprzężenia zwrotne−
go. Dzięki temu uzyskuje się charakterystykę
regulacji niemal liniową, znacznie lepszą niż

przy włączeniu kondensatora między bramkę
a masę.

Ustawiony poziom jasności utrzymuje się

bez zmian przez co najmniej kilka godzin,
pod warunkiem, że kondensator C1 jest fo−
liowy. Układ ma jeszcze jedną zaletę dla nie−
cierpliwych. Silniejsze naciskanie powoduje
szybszą zmianę jasności.

Burkhard Kainka

Najprostszy dotykowy
ściemniacz

Układ ten pozwala symulować duże,

zmienne pojemności. Za pomocą potencjo−
metru daje się ustawić pojemność w zakresie
0...2µF. Wzmacniacz IC1b ma wzmocnienie
regulowane za pomocą P1 w zakresie 0...1.
IC1a jest tylko wtórnikiem, który stabilizuje
uzyskaną pojemność.

Dla układu obowiązują zależności:

U1 = (2*

α

– 1)*Uin

gdzie

α

0...1 (ustawienie P1).

Prąd wejściowy wynosi:
Iin=[Uin−U1] / [1/j*

Ω

*C1] =

[Uin−(2*

α

– 1)*Uin]*j*

Ω

*C1=

j*

Ω

*(1−

α

)*2*C1

Z ostatniej zależności można obliczyć
pojemność wejściową:
Cin=(1−

α

)*2*C1

Maksymalne napięcie szczytowe na
C1 może sięgać ±10V. Pobór prądu
wynosi około 5mA.

Zmienna
pojemność

C−element Müllera

Tytułowy “C−element Müllera” jest rodzajem
przerzutnika. Stan logiczny wyjścia zmienia
się tylko wtedy, gdy stany na obu wejściach są
jednakowe. Przerzutnik zostaje ustawiony,
gdy na oba wejścia podane są logiczne jedyn−
ki, a jest zerowany, gdy na wejściach pojawią
się dwa zera. We wszystkich innych przypad−

kach stan wyjścia nie zmienia się. Za−
tem element ten pełni funkcje podob−
ne do przerzutnika RS, można go
traktować jako modyfikowany prze−
rzutnik RS. Rysunek 1 pokazuje
przykład realizacji i tablicę stanów
takiego elementu.

C−element Müllera

ma istotne zalety:

* nie ma stanów za−

bronionych, typowych
dla innych przerzutni−
ków,

* czas propagacji jest

wyznaczony przez cza−
sy propagacji tylko
dwóch bramek,

* C−element Müllera

nie wymaga sygnału zegarowe−
go, przełącza się wtedy, gdy na
wejściach pojawią się jednakowe
stany.

* przy współpracy wielu ta−

kich elementów w systemie ste−
rowania, elementy nie przełą−
czają się w tej samej chwili, wy−

znaczonej przez sygnał zegarowy, co
zmniejsza generowane przez układ zakłóce−
nia elektromagnetyczne.

Rysunek 2 pokazuje, że do uzupełnienia

klasycznego przerzutnika RS obwodami blo−
kującymi zabronione stany wejściowe po−
trzeba więcej bramek, niż do budowy C−ele−
mentu Müllera wg rysunku 1.

Rys. 1

Rys. 2