8

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

Styczeń 2002

Poczta

Poczta

W rubryce  „Poczta”  zamieszczamy  fragmenty  Wa−
szych listów oraz nasze odpowiedzi na pytania i pro−
pozycje. Elektronika dla Wszystkich to nasze wspól−
ne  pismo  i przez  tę  rubrykę  chcemy  zapewnić  jak
najbardziej  żywy  kontakt  redakcji  z Czytelnikami.
Prosimy o listy z oczekiwaniami w stosunku do nas,
z propozycjami tematów do opracowania, ze swoimi
problemami  i pytaniami.  Postaramy  się  w miarę
możliwości  spełnić  Wasze  oczekiwania.  Specjalną

częścią  „Poczty” jest kącik tropicieli chochlika dru−
karskiego  „Errare  humanum  est”.  Wśród  Czytelni−
ków, którzy nadeślą przykłady błędów, będą co mie−
siąc losowane nagrody w postaci kitów z serii AVT−
2000. Piszcie więc do nas, bardzo cenimy Wasze li−
sty, choć nie na wszystkie możemy szczegółowo od−
powiedzieć. Jest to nasza wspólna rubryka, dlatego
będziemy się do Was zwracać po imieniu, bez wzglę−
du na wiek.

Pozdrawiamy: Grzegorza Maczugę z Bielska−Białej, Michała Sta−
cha z Kamionki Małej, Jana Peterewicza z Chojnic, Jana Dulia−
na,  Karola  Dziobka,  Cezarego  Nowackiego,  Pawła  Pisko,  Łuka−
sza Porwika, Grzegorza Koniecznego, Remigiusza Pratnickiego,
Roberta Kilijańskiego z Dźwierzut, Tadeusza Turka z Kańczugi,
Ewę Szymańską z Warszawy, Krzysztofa Łukaszyka, Jacka Bo−
sackiego ze Szczecina, Bogdana Bieńka z Tarnowa, Janusza Wa−
lusia,  Łukasza  Mroszczaka,  Sebastiana  Lipińskiego,  Piotra  Ro−
mysza, Jarka Słupskiego, Dominika Rosińskiego z Poznania, Ma−
riusza  Sołtysa,  Rafała  Soczawę  z Olkusza,  Andrzeja  Szmigla,
Marka Płuciennika, Michała Turko, Sylwestra Pardyke, Grzego−
rza Kanie, Dominika Balcerzaka, Tomasza Wygonowskiego, Mi−
chała Waleckiego, Małgorzatę Kalisz ze Świdnicy i Sylwię Bereda
z Legionowa. 

Uwagi  do  rubryki  Errare  humanum  est  z EdW 10/2001  przysłali
ostatnio:  Marcin  Kotowicz  z Bolechowa,  Damian  Wlaźlak  z Pa−
jęczna, Stefan Otulak ze Szczecina, Paweł Broda z Rzeszowa, Łu−
kasz Plesiak z Jarocina, Krzysztof Gedroyć ze Stanisławowa.

Nagrody otrzymują: Damian Wlaźlak i Stefan Otulak.

Bardzo  interesujący  program  przesłał  do  nas  Dariusz  Drelicharz
z Przemyśla.  Przedstawiony  na  rysunku  WinAssistant  −  to  napisany
w Delphi  program  pomocny  do  projektowania  układów  zawierają−
cych generatory monostabilne i astabilne (przy czym obliczenia doty−
czące generatora z bramką Schmitta są jedynie orientacyjne ze wzglę−
du na duży rozrzut napięć progowych). 

Okno  główne  programu  zawiera  sześć  zakładek,  przy  pomocy

których łatwo można obliczyć potrzebną wartość częstotliwości, cza−
su  lub  wartości  elementów.  Okno  „Tablice”  zawiera  tablice  ciągów
wartości elementów RC oraz przykłady przeliczonych przedrostków.
Okno „Kalkulator” pozwala dokonać dodatkowych obliczeń np.:
− częstotliwości lub okresu dla układu 4541, w zależności od wybra−
nego za pomocą wejść programujących A i B stopnia podziału,
− częstotliwości poszczególnych stopni podziału dla licznika 4060,
− rezystancji równoległej oraz pojemności szeregowej.

Program  można  ściągnąć  z

naszej  strony  internetowej

www.edw.com.pl\library\pliki\winassistant.zip.  W nagrodę  Dariusz
otrzymuje od nas upominek.

Szanowna redakcjo, 
Pragnę Wam podziękować za pracę nad pismem, które niewątpli−

wie pomaga wielu elektronikom (hobbystom). Bardzo podoba się mi
to, że na łamach EdW zamieszczacie wiele schematów i przydatnych
informacji.  W zasadzie  pismo  EdW  kupiłem  w tym  miesiącu  po  raz
pierwszy i już z utęsknieniem czekam na grudniowy numer. Dotych−
czas  schematów  szukałem  w literaturze,  którą  mam  po  dziadku  lub
w Internecie, ale zazwyczaj nic z tego nie wychodziło z różnych powo−
dów. I nagle, wstąpiłem do kiosku i przez przypadek poprosiłem o ja−
kieś  pismo  na  temat  elektroniki.  Pani  pracująca  w kiosku  odpowie−
działa: „Elektronika dla Wszystkich”. Ja na to: „niech będzie”. Za−
szedłem na przystanek (bo wracałem ze szkoły) i tam zacząłem czytać.
Tak mnie wciągnęło, że przegapiłem autobus „51”, którym jeżdżę do
szkoły. W domu również nie mogłem się od EdW oderwać. 

Wasze pismo jest the BEST.
Moja przygoda z elektroniką

zaczęła  się  rok  temu,  kiedy  to
dowiedziałem  się,  że  istnieją
kity.  Było  to  dla  mnie  zbawie−
niem. W sumie techniką i elek−
tryką  bawiłem  się  od...  odkąd
tylko pamiętam, ale to już inna
historia. Pierwszym kitem, jaki
zakupiłem,  był  mikrofon  bez−
przewodowy.  Niestety,  coś  ze−
psułem i miał bardzo mały za−
sięg (1m). Kolejny kit dostałem
od  kolegi.  I też  nic  z tego  nie
wyszło,  bo  zepsułem  trymetr.
Po za tym nie umiałem i nadal
nie  umiem  odczytywać  kodów

9

Poczta

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

Styczeń 2002

EdW 1/2002 Lista osób nagrodzonych

Bartek Basiuk, Lublin
Piotr Bechcicki, Sochaczew
Roman Biadalski, Zielona Góra
Mariusz Chilmon, Augustów
Dariusz Drelicharz, Przemyśl
Barbara Gawlikowska, Marki
Adam Gawron, Zakroczym
Marek Hajduczenia, Białystok, 
Tomasz Jakubowski, Międzyzdroje

Robert Jaworowski, Augustów
Krzysztof Jurczyk, Warszawa
Marcin Kartowicz, Bolechowo
Dariusz Knull, Zabrze
Michał Koziak, Sosnowiec
Krzysztof Kunka, Giżycko
Piotr Kuśmierczuk, Gościno
Janusz Lipczak, Otwock
Marian Ossowski, Warszawa
Stefan Otulak, Szczecin
Tomasz Pacholczyk, Jabłonna

Marcin Rekowski, Brusy
Sylwia Romanowska, Lubin
Bartek Rymarczyk, Limanowa
Marek Sawicki, Złotowo
Michał Stach, Kamionka Mała 
Agnieszka Stachura, Wrocław
Rafał Stępień, Rudy
Szymon Stępniewski, Pakość
Artur Szmyrek, Poznań
Krzysztof Ślepowroński, Warszawa
Wojciech Śliżewski, Suwałki

Arkadiusz Tomczyk, Kraków
Grzegorz Trzebiński, Opole
Marcin Wiązania, Gacki
Damian Wlaźlak, Pajęczno
Piotr Wójtowicz, Wólka Bodzechowska 
Piotr Dłubisz, Wieluń
Maciej Wac, Kotorów
Marcin Kacprowicz, Moków
Łukasz Łubek, Skarżysko−Kam.
Bartosz Bęben, Wrocław
Dariusz Stanaszek, Maków Dolny

rezystorów, choć teraz to już nie problem, bo
zaopatrzyłem  się  w amatorski  multimetr.
Mam inne zmartwienie − kosmiczne oznacze−
nia  na  kondensatorach.  Mimo  to,  licząc  na
łut szczęścia, postanowiłem zmontować cen−
tralkę alarmową. I po drobnych problemach
(spaleniu układu scalonego) DZIAŁA.

Pozdrawiam i dziękuję

Sławek Idaszak, Poznań

Witam pięknie!
Daruję  sobie  wstępy  typu  –  jesteście

wspaniali.  Tak  jest  i oby  tak  dalej.  W EdW
10/2001 napisaliście o stopie Wooda. Wszyst−
ko  OK.,  brakuje  tylko  wzmianki,  że  wyroby
z tego stopu nie mogą kontaktować się z żyw−
nością. Z uwagi na obecność metali ciężkich,
choćby  kadmu  czy  ołowiu,  zjedzenie  czegoś
z domieszką  w/w stopu  może  skończyć  się
mało  sympatycznie.  Z tego  powodu,  po

podłożeniu  łyżeczki  do  herbaty  wykonanej
z tego  materiału  (stary  kawał)  i obśmianiu
pechowca lepiej podać nową herbatę. To tyle
na ten temat, tak w kwestii formalnej. Podob−
no  (tak  pisaliście)  zamierzacie  uruchomić
kurs VISUAL BASIC−a. Jeśli to prawda to su−
per. Mam tylko nadzieję, że będzie prowadzo−
ny  mniej  chaotycznie  niż  kurs  BASCOM−a,
z podaniem  podstaw  składni,  omówieniem
działania rozkazów itp. Korzystałem z kursu
BASCOM−a i odniosłem wrażenie jakby pro−
wadzący  uczył  się  równo  razem  z uczniami,
a nie wyprzedzał towarzystwo, jak przystało
na  porządnego  belfra.  Trochę  się  czepiam,
ale  brakło  mi  w kursie  informacji  np.
o odmiennym  sposobie  zapętlania  progra−
mów  bliższym  chyba  programowaniu  obiek−
towemu  niż  klasycznemu  BASIC−owi.  Oczy−
wiście  uczeń  powinien  wykazać  pewną  ak−
tywność i operatywność, ale o rzeczach pod−

stawowych trzeba mu powiedzieć, dalej niech
radzi sobie sam. (...)

Pozdrawiam, Mariusz M. Hejto

Szanowna Redakcjo!

Na wstępie serdeczne pozdrowienia dla ca−

łej redakcji EdW. Jestem zawsze pełen podziwu
dla  pomysłowości  projektów  zawartych  w pi−
śmie.  Niejednokrotnie  bywało  tak,  że  biorąc
nowy numer do ręki zastanawiałem się – „Co
oni  mogą  jeszcze  wymyślić?”.  I wystarczyło
parę  chwil  przeglądania,  by  stwierdzić,  że
znów  coś  genialnego.  Nie  chodzi  bynajmniej
o „Genialne  schematy”.  Bardzo  interesująco
zapowiada się kurs BASCOM−AVR. Mikrokon−
trolerki z tej rodziny szybko stają się popular−
ne, a ich zalety i duże podobieństwo do 8051
zapowiada powodzenie wśród amatorów.

Z poważaniem

Michał Stach

10

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

Styczeń 2002

Czy istnieje sposób na możliwie tanie podłączenie kamery
do komputera PC?

Kamery komputerowe dołączane są zwykle przez łącze USB. Czytel−
nikowi zapewne chodzi jednak o klasyczną wideokamerę analogową
standardu VHS lub Video8. Kamera taka daje sygnał analogowy i że−
by  ją  podłączyć  do  komputera,  potrzebna  jest  karta  komputerowa,
przeznaczona do tego właśnie celu. Obecnie dostępnych jest wiele ro−
dzajów takich kart. Część z nich sprzedawana jest w pakietach wraz
z programem  do  obróbki  filmów.  W każdym  przypadku  oznacza  to
wydatek  przynajmniej  kilkuset  złotych.  Potem  jednak  można  film
z kamery czy magnetowidu zapisywać na dysk twardy komputera lub
po skompresowaniu, na płytę CD.

Słyszałem, że można zmienić charakterystykę potencjome−
tru liniowego na logarytmiczny przez dodanie jednego re−
zystora. Jaki to ma być rezystor i jak go włączyć?

Dodanie jednego rezystora może radykalnie zmienić charakterystykę po−
tencjometru  liniowego.  Załączony  rysunek  pokazuje  trzy  możliwości
włączenia rezystora(ów). Na osi pionowej zaznaczono stosunek napięcia
wyjściowego  do  wejściowego,  czyli  tłumienie.  Przesunięcie  suwaka
równe  0%  odpowiada  „dolnemu”  położeniu  na  rysunku,  przesunięcie
100%  −  to  „górne”  położenie  suwaka.  Poszczególne  krzywe  pokazują
charakterystyki przy różnym stosunku rezystancji potencjometru i dodane−
go rezystora. Prosta przy stosunku równym zeru oznacza, że rezystor R ma
nieskończoną wartość, czyli go... nie ma – jest to oryginalna charakte−
rystyka potencjometru. Jak widać, uzyskanie charakterystyki zbliżonej

do wykładniczej lub logarytmicznej uzyskuje się przy wartości rezy−
stora dużo mniejszej, niż rezystancja potencjometru.

Jak  zwiększyć  zasięg  jednotranzystorowego  nadajnika
FM?  Zbudowałem  taki  nadajnik,  ale  ma  zasięg  do  20m.
Ja potrzebują zasięg minimum 500m.

Odpowiedź teoretyczna jest prosta: należy zwiększyć moc. W praktyce
nie jest to łatwe. Na pewno nie uda się to w prościutkim układzie jedno−
tranzystorowym (nawet reklamowane w prasie i w Internecie jednotran−
zystorowe nadajniki FM z reguły nie mają obiecywanych parametrów).
Trzeba  zastosować  rozbudowany  układ.  W takich  bardziej  złożonych
układach trzeba uwzględnić dodatkowe czynniki, takie jako dopasowa−
nie między stopniami i dopasowanie do anteny. Są to zagadnienia trud−
ne, na pewno początkujący, młody Czytelnik nie da sobie z nimi rady.

Redakcja  EdW niechętnie  zajmuje  się  takimi  tematami  z innego

względu  –  zwiększenie  mocy  nadawania  w „zakresie  FM”  oznacza
złamanie obowiązującego prawa, ryzyko namierzenia przez odpowie−
dnie służby kontrolne i dotkliwej kary.

Młodego Czytelnika zachęcamy, by zainteresował się krótkofalar−

stwem, zdobył doświadczenie i licencję, a wtedy będzie mógł zreali−
zować wspomniane potrzeby.

Co to za baterie typu M, S, L, XL?

Od pewnego czasu spotyka się to niecodzienne oznaczanie baterii. Zasada
jest podobna, jak przy popularnych koszulkach T−shirt, gdzie mamy wy−
miary S (Standard, lub Small), M (Medium), L (Large) XL (eXtraLarge)...

Skrzynka
Porad

W rubryce  przedstawiane  są  odpowiedzi  na 

pytania  nadesłane  do  Redakcji.  Są  to  sprawy,

które  naszym  zdaniem  zainteresują  szersze

grono Czytelników. 

Jednocześnie  informujemy,  że  Redakcja  nie

jest w stanie odpowiedzieć na wszystkie nade−

słane  pytania,  dotyczące  różnych  drobnych

szczegółów. 

Skrzynka porad

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

Styczeń 2002

W odniesieniu do baterii oznacza to zazwyczaj:
S – bateria R03, inaczej AAA, Micro, UM4,
M – typowe R6, inaczej AA, Mignon, UM3,
L – R14, inaczej C, Baby UM2, 
XL – R20 inaczej D Mono, UM1.

Dla  informacji  można  nadmienić,  że  mało  popularna  bateria  R1

o średnicy 12mm i długości 29mm oznaczana jest też N, Lady, UM5
– w oznaczeniach „koszulkowych” nie ma ona odpowiednika litero−
wego.  Podobnie  popularna  9−woltowa  bateria  6F22  oznaczana  też
1604, Block, 006.

Dlaczego niektóre filtry p.cz. mają na uzwojeniu wtórnym
tylko 1 zwój. Jak zachowa się radio po zwiększeniu ilości
zwojów, np. do 4...5?

Na  pierwszy  rzut  oka  jeden  zwój  w uzwojeniu  wygląda  dziwnie,
a zwiększenie  liczby  zwojów  wydaje  się  korzystne  ze  względu  na
większy  poziom  sygnału.  Zwiększenie  liczby  zwojów  rzeczywiście
zwiększy  poziom  sygnału  i wszystko  byłoby  dobrze,  gdyby  zawsze
następny stopień miał bardzo dużą rezystancję wejściową. Często się
jednak zdarza, że następny stopień wzmacniacza czy kolejny filtr (LC
lub  ceramiczny)  ma  niewielką  oporność  wejściową.  Dołączenie  tej
niewielkiej  oporności  do  wyjścia  filtru  p.cz.  spowodowałoby  jego
stłumienie, zmniejszenie dobroci i niedopuszczalne zwiększenie pa−
sma.  Liczba  zwojów  jest  więc  związana  z opornościami  stopni,
współpracujących z filtrem z jego obu stron. Jest to zagadnienie dość
złożone – w pierwszym przybliżeniu taki filtr można traktować jako
transformator,  który  jak  wiadomo,  transformuje  także  rezystancje:
źródła  sygnału  i obciążenia.  Odpowiednia  liczba  zwojów  powoduje

dopasowanie obydwu rezystancji, zapewniając małe straty i odpowie−
dnią dobroć filtru.

Jak podłączyć multimetr cyfrowy przy pomiarach często−
tliwości, np. p.cz AM w obwodach heterodyn/oscylatorów
AM a także w torze FM?

Niektóre multimetry mają dodatkową funkcję pomiaru częstotliwości.
W tanich  przyrządach  realizowane  jest  to  przez  zastosowanie  prze−
twornika  częstotliwość/napięcie,  a uzyskana  dokładność  jest  rzędu
2...5%, czyli żałośnie mała, jak na miernik częstotliwości. Tylko droż−
sze mierniki uniwersalne mają możliwość bezpośredniego zliczania −
wtedy dokładność pomiaru częstotliwości jest lepsza niż 0,1%. Warto
sprawdzić w instrukcji nie tylko dokładność, ale dopuszczalny zakres
mierzonych częstotliwości, który często sięga tylko do 200kHz, a więc
absolutnie nie nadaje się do wspomnianych celów..

Nawet lepsze mierniki przeznaczone są głównie do pomiaru prze−

biegów impulsowych w układach cyfrowych – impulsów o stromych
zboczach. Często się zdarza, że mierniki te nie mierzą lub błędnie mie−
rzą  przebiegi  o mało  stromych  zboczach,  np.  sinusoidalne  (ale,  co
dziwne, bywa też odwrotnie).

Sukces  przy  próbie  zmierzenia  takim  „uniwersalnym”  multime−

trem  małego  przebiegu  w obwodzie  p.cz.  czy  oscylatora  jest  więc
mocno wątpliwy. W grę wchodzi też pojemność wejściowa miernika
i wpływ przewodów łączących, które w istotny sposób zmienią warun−
ki pracy, zwłaszcza generatora.

Po prostu nie jest to miernik przeznaczony do takich celów. Do po−

miaru należy wykorzystać sposoby typowe dla techniki w.cz., których
omówienie wykracza poza ramy niniejszej rubryki.

11

W artykule  opisane  jest  urządzenie,  będące
odmianą  detektora  kłamstwa,  zwane  po  an−
gielsku VSA – Voice Stress Analyzer. Urzą−
dzenia tego typu są znane i wykorzystywane
od około trzydziestu lat. 

Za pomocą tego przyrządu można spraw−

dzać  prawdomówność  nie  tylko  bezpośre−
dnio, ale także na odległość, nawet przez te−
lefon albo za pomocą radia czy telewizji.

Działanie wykrywacza opiera się na obser−

wacji,  że  stres  wpływa  na  właściwości  głosu.
Najogólniej  biorąc,  chodzi  o obecność  i wiel−
kość  modulacji  dźwięków  składowymi  o czę−
stotliwościach w granicach 10...20Hz. Stres po−
woduje zmniejszenie tej sybtelnej modulacji.

Na  rysunku  1 pokazany  jest  zakres  czę−

stotliwości i poziomów mowy ludzkiej.

Rysunek ten pokazuje, że zakres częstotli−

wości  mowy  obejmuje  zakres  około
100Hz...10kHz.  Dokładniejsze  badania  wy−
kazały, że w niskim, męskim głosie mogą po−
jawić się składowe o częstotliwościach nieco
niższych, ale nie niższych od 75Hz.

Dźwięków  o częstotliwościach  poniżej

75Hz  ludzki  aparat  głosowy  po  prostu  nie
wytwarza i nie ma sensu ich szukać.

Oczywistym jest, że mowa ludzka wytwa−

rzana jest w dynamicznym procesie i zawar−
tość składowych o różnych częstotliwościach

szybko  się  zmienia.  Zmienia  się  zawartość
częstotliwości  składowych,  zmieniają  się
płynnie te częstotliwości i co ważne, zmienia
się  też  ich  amplituda.  Można  więc  mówić
o modulacji częstotliwościowej i amplitudo−
wej. W opisywanym projekcie wykorzystuje
się modulację amplitudy związaną z powsta−
waniem głosu. Choć więc składowych o czę−
stotliwościach  tak  niskich  jak  8...15Hz
w głosie bezpośrednio nie ma, można je zna−
leźć w obwiedni sygnału. Właśnie w obwie−
dni zawarte są interesujące informacje, będą−
ce  podstawą  działania  urządzeń  VSA,  czyli
dźwiękowych analizatorów stresu.

Rysunek 2 pokazuje przykładowy wykres

przebiegu  mowy,  zobrazowany  za  pomocą
wtyczki do popularnego Winampa. Amplitu−
da zmienia się, obwiednia zupełnie nie przy−
pomina  liii  prostej,  a zmiany  obwiedni
świadczą  o obecności  w widmie  prążków
modulacyjnych. Nie jest to jednak istotne dla
omawianego projektu. 

Istotne jest, że choć częstotliwości składo−

we  sygnału  zawarte  są  w

zakresie

100Hz...10kHz,  w obwiedni  można  znaleźć
składowe o dużo niższych częstotliwościach.
Słusznie można się domyślać, że w obwiedni
zawarte  są  składowe  o częstotliwościach
znacznie  niższych  od  dolnej  granicy  pasma
akustycznego. I tak jest w istocie. Na rysun−

ku 3 pokazano wynik badań nad obwiednią,
a ściślej nad gęstością widma mocy obwiedni
sygnału mowy. Jak widać, maksimum mocy
przypada  na  częstotliwości  rzędu  1Hz
i mniej. Interesujące nas składowe o często−
tliwościach rzędu 8...15Hz występują, ale są
stosunkowo małe.

Działanie  akustycznego  wykrywacza

kłamstwa (VSA) opiera się na fakcie, że za−
wartość tych składowych modulacji podczas
stresu zmniejsza się. Opisany dalej przyrząd
wykrywa  te  niewielkie  składowe  i pokazuje
ich zmiany za pomocą najzwyklejszego wol−
tomierza.

Opis układu

Urządzenie zbudowane jest w oparciu o dwie
kostki NE614A. Układ scalony NE614A ge−
neralnie przeznaczony jest do pracy w torach

13

Projekty AVT

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

Styczeń 2002

A

A

A

A

k

k

k

k

u

u

u

u

ss

ss

tt

tt

yy

yy

c

c

c

c

zz

zz

n

n

n

n

yy

yy

w

w

w

w

yy

yy

k

k

k

k

rr

rr

yy

yy

w

w

w

w

a

a

a

a

c

c

c

c

zz

zz

k

k

k

k

łł

łł

a

a

a

a

m

m

m

m

ss

ss

tt

tt

w

w

w

w

a

a

a

a

2

2

2

2

6

6

6

6

1

1

1

1

5

5

5

5

##

##

Rys. 1

Rys. 2

Rys. 3

pośredniej  częstotliwości  FM  i może  praco−
wać przy częstotliwościach dochodzących do
25MHz.  W prezentowanym  urządzeniu  nie
wykorzystuje się wszystkich możliwości tych
interesujących układów scalonych. Pracują tu
one  w zakresie  częstotliwości  akustycznych
i wykorzystuje  się  w nich  w zasadzie  tylko
obwód RSSI (Received Signal Strength Indi−
cator),  czyli  obwód  wskaźnika  poziomu
odbieranego  sygnału.  Bliższy  opis  układu
scalonego  NE614A zamieszczono  w końco−
wej  części  artykułu.  Poznanie  budowy  we−
wnętrznej układu scalonego pozwoli dociekli−
wym  Czytelnikom  wykorzystać  tę  pożytecz−
ną kostkę na wiele innych sposobów.

W prezentowanym  zastosowaniu  kluczo−

we znaczenie ma fakt, że obwód RSSI pełni
funkcję  pełnookresowego  prostownika,
a prąd wyjściowy jest proporcjonalny do lo−
garytmu  amplitudy  sygnału  wejściowego
w wyjątkowo  szerokim  zakresie  dynamiki
(80dB). Logarytmiczna charakterystyka zna−
komicie  ułatwia  pomiary,  bowiem  zapewnia
niezmienny  sygnał  wyjściowy,  niezależnie
od poziomu sygnału wejściowego.

Ilustruje to w pewnym uproszczeniu rysu−

nek 4, na którym zaznaczono fragment loga−
rytmicznej  charakterystyki.  W układzie
NE614A sprawa  jest  nieco  bardziej  skompli−
kowana,  ponieważ  omawiany  obwód  RSSI
zarówno  prostuje,  jak  i logarytmuje  sygnał
wejściowy, niemniej końcowy efekt jest mniej
więcej taki, jak pokazuje rysunek 4. Oznacza
to, że czułość przyrządu prawie nie zależy od
głośności sprawdzanego dźwięku, czyli od od−
ległości od źródła dźwięku, co oczywiście jest
wielką zaletą takiego rozwiązania.

Schemat  blokowy  opisywanego  wykry−

wacza  kłamstwa  pokazany  jest  na  rysunku
5. Sygnał z mikrofonu podawany jest na wej−
ście kostki NE614A oznaczonej U1. Wzmoc−
niony  sygnał  wyjściowy  z nóżki  9  nie  jest
wykorzystywany.  Do  dalszej  obróbki  wyko−
rzystuje się sygnał z obwodu RSSI, występu−
jący na rezystorze RA włączonym w obwód
nóżki 5. Na rezystorze tym występuje wypro−
stowany i zlogarytmowany przebieg wejścio−

wy.  Dwa  filtry  wydzielają  z tego  sygnału
składowe  o częstotliwościach  w zakresie
10Hz...20Hz. Przebieg może być zaobserwo−
wany na oscyloskopie, dołączonym do punk−
tu B. Jak wspomniano, amplituda tego prze−
biegu  wskazuje  na  stopień  napięcia  mięśni
aparatu głosowego. Bezpośredni pomiar am−
plitudy  tego  przebiegu  zmiennego  nie  jest
zbyt  wygodny,  dlatego  wprowadzono  drugą
kostkę NE614A – U2. Pełni tu ona rolę pre−
cyzyjnego  prostownika  logarytmicznego.
Napięcie  stałe  na  rezystorze  dołączonym  do
nóżki  5  kostki  U2  informuje  o amplitudzie
przebiegu z punktu B. Wystarczy więc dołą−
czyć  woltomierz  napięcia  stałego  do  punktu
C. Jak łatwo się domyślić, amplituda przebie−
gu modulującego w punkcie B nie jest jedna−
kowa,  tylko  zmienia  się  w czasie  wypowie−
dzi, więc napięcie stałe w punkcie C również
wykazuje wahania. W najprostszym przypad−
ku wystarczy uśrednić ten przebieg, stosując
kondensator filtrujący CB o odpowiednio du−
żej pojemności.

Schemat wykrywacza kłamstwa pokazany

jest na rysunku 6. Układ może w pierwszej
chwili wydać się skomplikowany, jednak je−
go działanie jest proste.

Całość  jest  zasilana  pojedynczym  napię−

ciem 9V z zasilacza wtyczkowego lub z bate−
rii.  Napięcie  to  jest  dzielone  przy  pomocy
stabilizatora  U4  typu  79L05  i wzmacniacze
operacyjne  są  ostatecznie  zasilane  napięcia−
mi +5V i –4V. Kostki U1, U2 (NE614A) są
zasilane pojedynczym napięciem 5V.

Należy pamiętać, że masą nie jest ujemny

biegun  zasilania,  tylko  obwód  związany
z punktem O.

Elementy R3, R2, C2 tworzą obwód po−

laryzacji mikrofonu elektretowego. W ukła−

dzie  wykorzystany  jest  zwykły,  popularny
„elektret”, którego parametry są tu aż nadto
wystarczające.  Wartość  R2  śmiało  można
zmniejszyć do 1k

Ω

,  a nawet 470

Ω

. W żad−

nym wypadku nie należy jej zwiększać po−
wyżej  2,2k

Ω

,  ponieważ  oporność  wejścio−

wa 

układu 

NE614A

wynosi 

tylko

1,6k

Ω

i będzie  zmniejszać  poziom  sygnału

zmiennego z mikrofonu.

Punkt  A i rezystor  R1  przewidziano  jako

dodatkowe  wejście  do  podłączenia  sygnału
z innych źródeł niż mikrofon. W wersji pod−
stawowej kondensator C11 nie będzie monto−
wany. W razie potrzeby może on posłużyć do
ograniczenia pasma akustycznego od góry.

Kostki  NE614A pracują  z zewnętrznymi

kondensatorami zalecanymi przez producenta
(C13...C16,  C25...C28).  Są  to  kondensatory
odsprzęgające.  Na  baczną  uwagę  zasługują
jedynie  kondensatory  pracujące  w obwodzie
zasilania:  C4,  C20,  C3,  C12.  Układ  scalony
NE614A przeznaczony jest do pracy przy wy−
sokich  częstotliwościach  i ma  bardzo  duże
wzmocnienie.  Oznacza  to,  że  w układzie  ła−

two  mogą  powstać
pasożytnicze  drga−
nia wskutek samow−
zbudzenia.  Przyczy−
ną  samowzbudzenia
może być sprzężenie
p o j e m n o ś c i o w e
wyjścia  z wejściem,
niewłaściwe  prowa−
dzenie  ścieżek  albo
złe odsprzęganie ob−
wodu 

zasilania.

Układ ścieżek i roz−
mieszczenie 

ele−

mentów  sprzyjają
zachowaniu  stabil−
ności, niemniej zasi−
lanie  każdej  kostki
koniecznie musi być
odprzęgnięte  za  po−
mocą  kondensatora
c e r a m i c z n e g o
(100nF) i kondensa−
tora 

tantalowego

( 4 , 7

µ

F. . . 2 2

µ

F ) .

W roli C3, C12 w miarę możliwości nie nale−
ży  stosować  zwykłych  aluminiowych  “elek−
trolitów”,  bo  w niesprzyjających  warunkach
grozi to samowzbudzeniem układu.

Elementy R4, C6, C5 są obwodem sprzę−

gającym  między  dwoma  stopniami  wewnę−
trznego  wzmacniacza.  Nóżka  14  jest  wyj−
ściem  pierwszego  stopnia,  nóżka  12  –  wej−
ściem  drugiego.  R4  i C6  tworzą  filtr  dolno−
przepustowy  obcinający  składowe  o często−
tliwościach ponadakustycznych. C5 jest kon−
densatorem  sprzęgającym,  a jego  duża  war−
tość  jest  związana  z niewielką  rezystancją
wejściową końcówki 12, wynoszącą 1,6k

Ω

−

jest to filtr górnoprzepustowy o częstotliwo−
ści granicznej około 100Hz.

14

Projekty AVT

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

Styczeń 2002

Rys. 4

Rys. 5 Schemat blokowy

W układzie podstawowym nie jest wyko−

rzystywany sygnał wyjściowy z końcówki 9,
ani  sygnał  z wyjścia  pierwszego  stopnia
wzmacniacza, czyli końcówki 14. Nie są też
czynne obwody demodulatora FM, więc nóż−
ki 6, 7, 8 pozostają niepodłączone.

W rzeczywistości  nóżka  5  jest  źródłem

prądowym  o wydajności  zależnej  od  pozio−
mu  sygnału.  Na  rezystorze  R9  dołączonym
do nóżki 5 występuje napięcie, proporcjonal−
ne  do  (logarytmu)  amplitudy  sygnału  wej−
ściowego. Właśnie z tego sygnału należy od−
filtrować składowe o częstotliwościach w za−
kresie  10...20Hz.  Realizują  to  dwa  filtry.
Wzmacniacz  U3A pracuje  w filtrze  górno−
przepustowym  o częstotliwości  granicznej
około 10Hz. Należy zwrócić uwagę, że impe−
dancja wejściowa tego filtru jest praktycznie
równa  reaktancji  kondensatora  C7,  wobec
czego kondensator C7 wraz z rezystorem są
przy  okazji  filtrem  dolnoprzepustowym
o częstotliwości  granicznej  około  34Hz,
a kondensator C17 nie jest montowany. Obe−
cność takiego dodatkowego filtru jest jak naj−
bardziej pożyteczna, niemniej właśnie dlate−
go  pojemność  C7  nie  może  przekraczać
68nF,  bo  niepotrzebnie  obcięte  zostaną  uży−
teczne częstotliwości poniżej 20Hz. 

Wzmacniacz U3B pracuje w filtrze dolno−

przepustowym  o częstotliwości  granicznej
nieco ponad 20Hz. Filtry ze wzmacniaczami
operacyjnymi U3A, U3B mają wzmocnienie
1  (0dB),  stromość  charakterystyki  40dB/de−
kadę, a nierównomierność w paśmie i podbi−
cie sięgają +3dB.

W punkcie  B występuje  sygnał  zmienny.

Są to składowe o częstotliwościach 8...20Hz
występujące nie w sygnale z mikrofonu, tyl−
ko  w jego  obwiedni.  To  właśnie  ten  sygnał,
a ściślej  jego  amplituda,  niesie  informację
o stopniu zestresowania osoby wypowiadają−
cej się.

W układzie detektora kłamstwa do anali−

zy bardziej przydatne jest napięcie stałe, pro−
porcjonalne  do  amplitudy  sygnału  zmienne−
go.  Układ  U2  pełni  rolę  precyzyjnego  pro−
stownika  logarytmującego.  Warto  pamiętać,
że kostka NE614A, pierwotnie przeznaczona
do pracy przy częstotliwościach sięgających
25MHz,  pracuje  tu  przy  częstotliwościach
w zakresie 10...20Hz. Stąd obecność konden−
satorów odsprzęgających C25...C28 o wyjąt−
kowo dużej pojemności 1000

µ

F.

Sygnał zmienny z punktu B jest doprowa−

dzony  do  wejścia  układu  U2  przez  dwójnik
R14C19.  Obecność  tego  dwójnika,  a nie  je−
dynie kondensatora, jest konieczna z co naj−

mniej  dwóch  powodów.  Po  pierwsze  sygnał
z punktu B ma zbyt dużą amplitudę. Na wej−
ście kostki NE614A można podawać sygnały
w bardzo  szerokim  zakresie  amplitud,  ale
maksymalna  sensowna  wartość  wynosi
100mVsk,  a tymczasem  w punkcie  B mogą
wystąpić  sygnały  większe.  Rezystor  R14
wraz z rezystancją wejściową układu (1,6k

Ω

)

tworzą  dzielnik  napięcia  tłumiący  sygnał
mniej  więcej  dwudziestokrotnie.  Wartość
R14 (33k

Ω

) nie jest krytyczna i mogłaby być

znacznie większa.

Po drugie obecność R14 umożliwia zasto−

sowanie  kondensatora  sprzęgającego  (C19)
o względnie małej wartości. Problem w tym,
że  oporność  wejściowa  kostki  NE614A jest
mała (typowo 1,6k

Ω

), a częstotliwości robo−

cze są rzędu 8...20Hz. Bez rezystora R14 wy−
magałoby to zastosowania kondensatora C19
o pojemności co najmniej 10

µ

F.

Kostka  U2  w wersji  podstawowej  pełni

jedynie rolę prostownika. Wyprostowany sy−
gnał  wyjściowy  dostępny  jest  na  rezystorze
R12.  Wyjście  kostki  U2  (nóżka  nr  5)  dołą−
czone  jest  do  kolektorów  tranzystorów  PNP
wewnątrz kostki pracujących jako źródła prą−
dowe  (prąd  wypływa  z nóżki  5  i płynie  do
masy).  W proponowanym  układzie  przewi−
dziano  dodatkowo  tranzystor  T1,  pełniący

15

Projekty AVT

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

Styczeń 2002

Rys. 6 Schemat ideowy

rolę  źródła  prądu  wpływającego.  Obecność
tego  dodatkowego  źródła  zwiększa  czułość
urządzenia i ułatwia pomiary. W najprostszej
wersji elementy T1, R13 PR1 nie muszą być
montowane.

Kondensator  C23  filtruje  wyprostowany

przebieg. Przy podanej w wykazie minimal−
nej  wartości C23 równej 1

µ

F stała czasowa

uśredniania  jest  bardzo  mała  i na  wyjściu
C można zaobserwować nawet szybkie zmia−
ny  napięcia,  czyli  stopień  modulacji  głosu
składowymi 8...20Hz. Takie szybkie zmiany
można  analizować  na  przykład  za  pomocą
programu komputerowego.

W większości przypadków taka kompu−

terowa analiza nie będzie przeprowadzana,
a prostym wskaźnikiem będzie najzwyczaj−
niejszy  woltomierz  napięcia  stałego,  dołą−
czony między punkty C, O. W takim przy−
padku należy zwiększyć pojemność C23 do
10

µ

F,  a nawet  więcej.  Proponowana  war−

tość  C23  w wersji  podstawowej  wynosi
10

µ

F.

W układzie przewidziano dodatkowe wyj−

ście z nóżek 14 i 9 obu układów NE614A. Są
to  punkty  oznaczone  D...E.  W podstawowej
wersji sygnały z tych punktów nie będą wy−
korzystywane.  Nieco  więcej  informacji  na
ten  temat  można  znaleźć  pod  śródtytułem
Możliwości zmian.

Montaż i uruchomienie

Omawiany układ można zmontować na dwu−
stronnej płytce drukowanej, pokazanej na ry−
sunku  7.  Ze  względu  na  obecność  wrażli−
wych  i podatnych  na  samowzbudzenie  ko−
stek  NE614A płytka  drukowana  została  za−

projektowana  z uwzględnieniem  zasad  cha−
rakterystycznych dla układów w.cz.

Montaż  układu  nie  powinien  sprawić

trudności.  Warto  zacząć  od  elementów  naj−
mniejszych  (rezystory)  a skończyć  na  naj−
większych  (kondensatory  elektrolityczne).
Układy  scalone  U1...U3  należy  włożyć  do
podstawek  na  końcu,  po
zmontowaniu  i wstęp−
nym, wzrokowym spraw−
dzeniu 

poprawności

montażu.

Podczas montażu war−

to zachować daleko idącą
staranność  i unikać  po−
myłek,  bowiem  wyluto−
wanie z dwustronnej płyt−
ki błędnie zmontowanego
elementu  i wlutowanie
innego  wcale  nie  jest  za−
daniem łatwym.

Układ 

poprawnie

zmontowany  ze  spraw−
nych  elementów  działa
od razu. Stopień trudności projektu określają
dwie  gwiazdki.  Nie  dotyczy  to  montażu,
który  jest  łatwy  i zasługiwałby  co  najwyżej
na  jedną  gwiazdkę.  Dzięki  logarytmicznej
charakterystyce kostek U1, U2 układ pracuje
poprawnie  w bardzo  szerokim  zakresie  am−
plitud badanych sygnałów, i co ważne, w naj−
prostszej wersji (bez T1, R13, PR1) nie wy−
maga  żadnej  regulacji.  Między  masą  (punk−
tem  O)  a punktem  B występuje  sygnał
zmienny świadczący o modulacji głosu prze−
biegami  8...20Hz.  Między  masą  a punktem
C występuje napięcie stałe, określające wiel−
kość tej modulacji.

Do  podstawowych  prób  należy  zestawić

układ według rysunku 8. Do zasilania moż−
na  wykorzystać  zasilacz  stabilizowany
9V lub baterię 9V. Moduł detektora kłamstwa
pobiera mniej niż 15mA prądu.

Uwaga!  W każdym  przypadku  należy

umieścić  układ  w metalowej  obudowie,
połączonej z masą (punktem O). Takie za−
ekranowanie całego układu jest absolutnie
konieczne,  ponieważ  kostka  NE614A jest
bardzo  czuła,  i przy  braku  sygnału  z mi−
krofonu  silnie  wzmacnia  i przetwarza
wszelkie  „śmieci”  w tym  głównie  przy−
dźwięk  sieci  50Hz.  Podczas  eksperymen−

tów okazało się, że korzystne jest dotknię−
cie  ręką  do  obudowy  i obwodu  masy,  bo
zmniejsza  to  poziom  wspomnianych
„śmieci”,  zwłaszcza  w przypadku  wyko−
rzystania  zasilacza  sieciowego  i oscylo−
skopu.  Fotografia  poniżej  przedstawia
model w małej metalowej obudowie.

Słabo  zaekranowany  układ  będzie

wzmacniał  wszelkie  „śmieci”  i interpretacja
wyników  będzie  dodatkowo  utrudniona,
a w skrajnym przypadku − niemożliwa.

Obsługa  prezentowanego  wykrywacza

kłamstwa  jest  prosta.  Należy  skierować  mi−
krofon  na  osobę  mówiącą  i obserwować
wskazania  woltomierza,  dołączonego  do
punktów C, O. Odległość mikrofonu od roz−
mówcy, głośnika telewizora czy kolumny ze−
stawu  audio  teoretycznie  nie  ma  większego
znaczenia,  nie  powinna  się  jednak  zmieniać
w trakcie  testu.  W praktyce  okazuje  się,  że
układ bardzo silnie wzmacnia także wszelkie
najdrobniejsze  szumy  i zakłócenia,  dlatego
warto  mikrofon  umieścić  blisko  źródła
dźwięku  (20cm...0,5m).  Większy  stres  (na−
pięcie  mięśni)  powinien  spowodować
zmniejszanie  się  modulacji  przebiegami
8...20Hz, co jest wskaźnikiem, że dana osoba
mija się z prawdą.

W zagranicznej literaturze ukazało się kil−

ka  opisów  wykrywaczy  kłamstwa  pracują−
cych na podobnej zasadzie. W każdym przy−
padku wskaźnikiem jest albo woltomierz, al−
bo linijka diod LED. Zamieszczone schema−
ty i opisy sugerują, że odróżnienie prawdy od
kłamstwa jest dziecinnie proste, bo ma pole−
gać  na  zmniejszeniu  się  amplitudy  modula−
cji, co natychmiast znajdzie swe odwzorowa−
nie na wskaźniku.

W rzeczywistości  zadanie  nie  jest  aż  tak

łatwe. Bardziej złożone urządzenia tego typu
dokonują  komputerowej  analizy  obecności
i poziomu  wspomnianej  modulacji  z wyko−
rzystaniem rozmaitych algorytmów.

Eksperymentalny  układ  akustycznego

wykrywacza  kłamstwa  prezentowany  w ni−
niejszym artykule został wykonany i przete−
stowany.  Zgodnie  z oczekiwaniami  okazało
się,  że  amplituda  modulacji  przebiegami

16

Projekty AVT

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

Styczeń 2002

Rys. 7 Schemat montażowy

Rys. 8 Układ pracy

8...20Hz  nie  jest  stała.  W okresach  przerw
w wypowiedziach nie ma jej wcale, a miernik
pokazuje  przypadkowe  przebiegi  związane
z szumami.  Średnie  napięcie  wskazywane
przez  miernik  będzie  więc  zależeć  nie  tylko
od tego, czy dana osoba kłamie, ściślej – jest
zestresowana, ale też od kilku innych czynni−
ków.  Przy  próbie  praktycznego  wykorzysty−
wania  opisanego  przyrządu,  tak  samo  jak
przy  innego  rodzaju  wykrywaczach  kłam−
stwa,  należałoby  koniecznie  przeprowadzić
szereg testów, by ustalić swego rodzaju punkt
odniesienia.

Do  zobrazowania  wyniku  można  wyko−

rzystać  dowolny  woltomierz  cyfrowy  (jaki−
kolwiek multimetr). W takim przypadku ele−
menty T1, R13, PR1 nie będą potrzebne. Nie−
którzy  Czytelnicy  z różnych  względów  ze−
chcą  zamiast  miernika  cyfrowego  zastoso−
wać  miernik  wskazówkowy  lub  linijkę  diod
LED,  na  przykład  sterowaną  kostką
LM3914. W takim przypadku potrzebne bę−
dzie źródło prądowe z tranzystorem T1 i re−
zystorami  R13,  PR1.  Problem  w tym,  że  ze
względu  na  ogromne  wzmocnienie  obu  ko−
stek  NE614A,  nawet  przy  braku  sygnału
z mikrofonu wszechobecne „śmieci” i szumy
powodują występowanie na wyjściu przyrzą−
du, w punkcie C, stałego „napięcia spoczyn−
kowego”  o wartości  1...2V.  Gdy  pojawi  się
sygnał  użyteczny,  głos  ludzki,  napięcie
w punkcie C wzrośnie o kilkaset miliwoltów.
Gdy do mikrofonu dotrze dźwięk głosu, na−
pięcie w punkcie C wzrośnie o kilkaset mili−
woltów,  a potem  większy
lub  mniejszy  stres  osoby
mówiącej będzie objawiał
się  niewielkimi  zmianami
tego napięcia.

Potencjometr montażo−

wy  PR1  pozwala  uzyskać
na  wyjściu  C „napięcie
spoczynkowe”  bliskie  ze−
ru.  Można  wyregulować
PR1 tak, by zerowe wska−
zanie  występowało  przy
braku  sygnału  użyteczne−
go, gdy dana osoba nic nie
mówi. Można też zastoso−
wać  wskaźnik  o dużej
czułości i za pomocą PR1
ustawić średnie wskazanie
miernika  wychyłowego
lub linijki świetlnej dokładnie w połowie za−
kresu  wskazań,  gdy  sprawdzana  osoba  się
wypowiada. Wtedy nawet niewielkie zmiany
właściwości głosu spowodują wyraźną reak−
cję wskaźnika.

Jeśli  badany  sygnał  podawany  byłby  ze

źródła innego niż mikrofon, nie trzeba mon−
tować  mikrofonu  i elementów  R2,  R3,  C3.
Należy  w miejsce  C11  wlutować  rezystor
(1...2,2k

Ω

)  i dobrać  wartość  R1,  by  maksy−

malna amplituda sygnału na nóżce 16 układu
U1 nie przekroczyła 200mVpp.

Układ scalony NE614A

W opisywanym  przyrządzie  wykorzystano
dość  popularny  i niedrogi  układ  scalony
NE614A.  Jest  to  niemal  kompletny  tor  czę−
stotliwości pośredniej odbiornika FM. Może
pracować w klasycznych domowych odbior−
nikach,  a także  w radiotelefonach  i telefo−
nach  komórkowych.  Pełni  funkcje  wzmac−
niacza−ogranicznika  i demodulatora  FM,
FSK  lub  ASK.  Zamiast  niego  można  stoso−
wać  kostki  NE615,  SA614A oraz  NE604A,
SA604A,  mające  identyczne  funkcje  i roz−
kład wyprowadzeń oraz nieco lepsze niektóre
parametry.  Blokowy  schemat  wewnętrzny
wszystkich wspomnianych kostek jest poka−
zany na rysunku 9. W torze głównym pracu−
ją dwa bloki wzmocnienia. Pierwszy zawiera
dwa  stopnie  i ma  wzmocnienie  sięgające
100x (39dB).  Wejściem  jest  nóżka  16,  wyj−
ściem  nóżka  14.  Drugi  zawiera  trzy  stopnie
i ma wzmocnienie ponad 1000x (62dB); wej−
ściem  jest  końcówka  12,  wyjściem  –  9.  Do
końcówek 1, 15, 11, 10 są dołączone zewnę−
trzne  kondensatory  odsprzęgające.  Oba
wzmacniacze  współpracują  z dwoma  od−
dzielnymi pełnookresowymi prostownikami.
Sygnały  z tych  prostowników  są  sumowane
i przetwarzane  na  sygnał  prądowy.  Jest  to
wykorzystywany w przyrządzie obwód RSSI
(Received  Signal  Strength  Indicator).  Wyj−
ściem obwodu RSSI jest nóżka 5. Prąd z niej
wypływający  jest  wprost  proporcjonalny  do
logarytmu amplitudy sygnału wejściowego.

Dokładność  jest  bardzo  dobra  (±2dB  dla

kostki NE/SA614, ±1,5dB dla NE/SA604A),
jednak  warunkiem  prawidłowych  wskazań
obwodu RSSI w całym zakresie amplitud jest
wprowadzenie  dodatkowego  tłumienia  sy−
gnału o 12dB (czterokrotnie) na drodze mię−
dzy nóżką 14 a 12. Nie należy się dziwić ta−
kiemu  wymaganiu,  ponieważ  w typowych
aplikacjach  między  nóżki  14,  12  włączony
jest  filtr  p.cz.,  zwykle  ceramiczny,  tłumiący
sygnał mniej więcej w takim stopniu. W pre−
zentowanym rozwiązaniu tłumienie takie za−

pewnia  rezystor  R4,  tworzący  stosowny
dzielnik  wraz  z rezystancją  wyjściową  koń−
cówki  14  (około  700...1k

Ω

)  i rezystancją

wejściową końcówki 12 (typowo 1,6k

Ω

).

W typowych  zastosowaniach  wzmocnio−

ny  sygnał  jest  doprowadzany  nie  tylko  do
nóżki  9,  ale  też  (wewnątrz  kostki)  do  dal−
szych stopni − do detektora kwadraturowego
(QUAD.  DET.)  i do  obwodu  wyciszania
(MUTE). Kostka zawiera także obwody sta−
bilizacji  napięcia.  Są  one  niedostępne  dla
użytkownika

Układ,  produkowany  w 10−gigaherco−

wym  procesie,  jest  bardzo  szybki  i ma
ogromne  wzmocnienie,  więc  przy  próbach
jego  wykorzystania  należy  przestrzegać  za−
sad  projektowych,  charakterystycznych  dla
techniki w.cz. Więcej informacji można zna−
leźć 

w

karcie 

katalogowej 

kostki

NE/SA614A (NE/SA604A).

Wybrane parametry układu NE614A

Napięcie zasilania

4,5...8V

Pobór prądu

typ. 3,3mA (2,5...4mA)

Zakres pracy obwodu RSSI

80dB

Dokładność obwodu RSSI

typ. ±2dB

Impedancja wejść wzmacniacza (n. 16, 12) typ. 1,6k

Ω

min 1,4k

Ω

Możliwości zmian

Układ w zalecanej wersji podstawowej powi−
nien  pracować  poprawnie.  Jak  wspomniano
wcześniej,  układ  ma  charakter  eksperymen−
talny i można, a nawet warto, przeprowadzić
dalsze  testy  po  wprowadzeniu  rozmaitych
modyfikacji układowych. 

Z pewnością podstawą konstrukcji powi−

nien pozostać układ U1. Charakterystyka lo−
garytmiczna  obwodu  RSSI  jest  jak  najbar−
dziej pożądana. Aby uzyskać jak najlepszą li−
niowość  przetwarzania,  można  dokładniej
dobrać wartość R4. Takie operacje wymaga−
ją jednak dostępu do profesjonalnej aparatu−
ry pomiarowej. Zalecana wartość R4 (4,3k

Ω

)

powinna zapewnić dobre wyniki.

Jak  wspomniano,  jednym  z kluczowych

problemów  jest  przydźwięk  sieci  i szumy.
Kto  chce,  może  przeprowadzić  próby
i zmniejszyć  wartość  R2  nawet  do  330

Ω

,

zwiększając C2 do 1000

µ

F. Można też mię−

dzy  nóżki  14,  12  zamiast  dzielnika  z pro−
ściutkim filtrem wstawić filtr zaporowy, wy−
cinający  przebiegi  o częstotliwości  50Hz.
Trzeba  tylko  pamiętać,  że  obwód  włączony
między te nóżki powinien tłumić sygnał czte−
rokrotnie (12dB).

Zamiast kostki U2 można wykorzystać in−

ny prostownik. W zasadzie mógłby to nawet
być  prosty  detektor  z diodą  germanową.
Można  też  zastosować  typowy  prostownik
aktywny. Więcej informacji o takim prostow−
niku można znaleźć w EdW 8/1998 na stro−
nie 52 w artykule Prostownik aktywny.

Na płytce przewidziano dodatkowe punk−

ty  oznaczone  D...G.  Dają  one  dostęp  do
wyjść dwóch stopni wzmocnienia obu kostek
NE614A.  W punktach  F,  G występuje

17

Projekty AVT

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

Styczeń 2002

Rys. 9

wzmocniony przebieg akustyczny. Ze wzglę−
du na bardzo duże wzmocnienie przebieg ten
będzie podobny do prostokąta, przy czym je−
go częstotliwość będzie odzwierciedlać obe−
cność  najsilniejszych  składowych  sygnału
mowy. Z kolei w punktach D, E można zaob−
serwować  wzmocniony  i ograniczony  prze−
bieg  modulujący  o kluczowych  częstotliwo−
ściach 8...20Hz.

Warto  obejrzeć  te  przebiegi  z pomocą

oscyloskopu.  Bardziej  dociekliwi  ekspery−
mentatorzy  mogą  we  własnym  zakresie
próbować wyłowić z tych przebiegów dalsze
istotne  informacje,  choćby  przez  pomiar  ich
częstotliwości.

W układzie  podstawowym  przewidzia−

no  dwa  filtry  oparte  na  wzmacniaczach
z kostki U3. Proponowane rozwiązanie do−
brze zdaje egzamin, niemniej kto chce, mo−
że  przeprowadzić  próby  z filtrami  pasmo−
wymi  o większej  dobroci.  Podstawowy
układ  filtru  pasmowego  o częstotliwości
15Hz,  wzmocnieniu  równym  3x i dobroci
równej 3 pokazany jest na rysunku 10. Po−
łączenie 

dwóch 

podobnych 

filtrów

o wzmocnieniu  4x i dobroci  3  według  ry−
sunku  11 da  charakterystykę  zaznaczoną
na rysunku 12 linią niebieską. Linia czer−
wona  pokazuje  charakterystykę  pojedyn−
czego filtru z rysunku 10.  Wnikliwi ekspe−
rymentatorzy  zapewne  zechcą  przetesto−
wać działanie wykrywacza z jeszcze inny−
mi filtrami.

Podczas prób modelu sprawdzono działa−

nie układu, gdy oba te filtry były dolnoprze−
pustowe  o częstotliwości  granicznej  około
20Hz. Układ połączeń i wartości elementów
były takie, jak na rysunku 13. W takiej opcji
na wyjściu B występuje także składowa sta−
ła, świadcząca o średnim poziomie głośności,
a także wszystkie składowe niskich częstotli−
wości,  zawarte  w obwiedni  sygnału.  Te
wstępne  próby  przeprowadzono  pod  kątem
zupełnie innego zastosowania. Autor artyku−
łu planuje bowiem w dalszej przyszłości bu−
dowę analizatora, sprawdzającego różne wła−
ściwości głosu.

Zaprezentowany układ daje szerokie pole

do rozmaitych prób. Kto choć trochę zna ję−
zyki  obce,  powinien  poszukać  dalszych  in−
formacji  w Internecie.  Garść  wskazówek
i kilka  adresów  do  początkowych  poszuki−
wań podano w tym numerze EdW w artyku−
le MEU na stronie 65.

Redakcja  EdW z przyjemnością  zapre−

zentuje  szerokiemu  gronu  Czytelników  do−
niesienia o wynikach eksperymentów z wy−
korzystaniem  prezentowanego  przyrządu
oraz pozytywne i negatywne opinie dotyczą−
ce  praktycznego  wykorzystania  wszelkich
wykrywaczy kłamstwa. Prosimy o listy w tej
sprawie.

Piotr Górecki

18

Projekty AVT

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

Styczeń 2002

Wykaz elementów

Rezystory

R

R11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77kk

Ω

Ω

((ppaattrrzz tteekksstt))

R

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11......22,,22kk

Ω

Ω

R

R33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kkQ

Q

Ω

Ω

R

R44,,R

R1111  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,33kk ((33,,99......55,,11kk

Ω

Ω

R

R55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

M

Ω

Ω

R

R66,,R

R77  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3333kk

Ω

Ω

R

R88  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..5566kkQ

Q

Ω

Ω

R

R99,,R

R1122  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

R

R1100  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..6622kk

Ω

Ω

R

R1133  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..112200kk

Ω

Ω

R

R1144  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3333kk

Ω

Ω

P

PR

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200kk

Ω

Ω

((110000kk

Ω

Ω

......447700kk

Ω

Ω

))

Kondensatory

C

C11,,C

C55,,C

C1188,,C

C1199  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11µµFF M

MK

KTT

C

C22,,C

C1133−C

C1166,,C

C2211,,C

C2244,,C

C3311  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000µµFF//1100V

V

C

C33,,C

C1122  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100µµFF//1166V

V ttaannttaall

C

C44,,C

C2200,,C

C2299,,C

C3300  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF cceerraam

miicczznnyy

C

C66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22nnFF
C

C77−C

C99  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..6688nnFF

C

C1100  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477nnFF
C

C1111  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..nniiee m

moonnttoow

waaćć

C

C1177  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..nniiee m

moonnttoow

waaćć

C

C2233 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100uuFF ((11

µµ

FF......110000

µµ

FF))

C

C2255−C

C2288  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11000000

µµ

//1100V

V

Półprzewodniki

TT11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C554488

U

U11,,U

U22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..N

NEE661144A

A ((S

SA

A661144A

A,, N

NEE//S

SA

A660044A

A))

U

U33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTLL007722 ((TTLL008822))
U

U44  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..7799LL0055

Pozostałe

M

M11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

miikkrrooffoonn eelleekkttrreettoow

wyy ddw

wuukkoońńccóów

wkkoow

wyy

ppooddssttaaw

wkkii ppoodd uukkłłaaddyy ssccaalloonnee

ppłłyyttkkaa ddrruukkoow

waannaa

K

Koom

mpplleett ppooddzzeessppoołłóów

w zz ppłłyyttkkąą jjeesstt ddoossttęęppnnyy w

w ssiieeccii hhaannddlloow

weejj A

AV

VTT

jjaakkoo kkiitt sszzkkoollnnyy A

AV

VTT−22661155

Rys. 10

Rys. 11

Rys. 13

Rys. 12

Do czego to służy?

Jest to elektroniczna kostka do gry. Służy do−
kładnie do tego, do czego służy zwykła kost−
ka sześciościenna, tylko, że... gada. Nie dość,
że gada to jeszcze odtwarza dźwięki miesza−
nia  oraz  rzutu  kostką.  Wszystkie  te  dźwięki
należy nagrać samemu i gdy tylko się znudzą
można je zmienić.

Kostka ta może się przydać w różnych sy−

tuacjach.  Wyobraźmy  sobie  taki  przykład:
znajdujemy się w Egipcie, w piramidzie. Na−
gle  gaśnie  latarka  i zapadają  egipskie  ciem−
ności, a my akurat teraz mamy wielką ocho−
tę  zagrać  w jakąś  grę  planszową.  Wszystko
jest OK, ale nie widać kostki! W takiej sytu−
acji uratuje nas kostka, którą słychać.

Jak to działa?

Schemat ideowy przedstawiony został na rysun−
ku  1.  Układ  nie  należy  do  skomplikowanych.
Jest  to  typowa  aplikacja  magnetofonu
cyfrowego  ISD1420  (ewentualnie
ISD1416)  pracującego  w trybie  opera−
cyjnym.  Magnetofonem  steruje  mikro−
kontroler  AVR  AT90S2313.  Element
ten wybrano z kilku powodów:
− umożliwia on wyjście z trybu uśpie−
nia dzięki przerwaniu zewnętrznemu,
−  znikomy  pobór  mocy  przez  proce−
sor oraz ISD w uśpieniu (dzięki temu
można  zrezygnować  z wyłącznika
zasilania),
− wewnętrzny układ Power On Reset
pozwala  na  rezygnacje  z kilku  ele−
mentów (zmniejszenie układu),
−  bardzo  ważna  sprawa:  pakiet  BA−
SCOM  AVR  niewiele  różni  się  od
BASCOM  8051,  więc  nie  ma  więk−
szych  problemów  z napisaniem  pro−
gramu.

Układ wykorzystuje dziewięć ak−

tywnych wyprowadzeń mikrokontro−
lera.  Pięć  z nich  steruje  procesorem

dźwięku.  Do  jego  sterowania wykorzystano
następujące sygnały: PLAYE – zbocze opada−
jące  na  tym  wyprowadzeniu  inicjuje  odtwa−
rzanie; REC – stan niski jest warunkiem na−
grywania  komunikatu; A0  –  gdy  na  tej  koń−
cówce  znajduje  się  stan  H działanie  układu
ISD  jest  przyspieszone  około  800  razy,
umożliwia  to  szybkie  znalezienie  odpowie−
dniego komunikatu, jeśli znamy tylko kolej−
ność  w jakiej  wszystkie  komunikaty  są  uło−
żone; A4 – gdy H − każde odtwarzanie zaczy−
na  się  w miejscu  gdzie  zakończyło  się  po−
przednie;  w przeciwnym  razie  odtwarzanie
zaczyna  się  na  początku  pamięci;  LED  –  to
wyjście  ma  podwójną  funkcję:  w trybie  od−
twarzania pojawiają się tutaj ujemne impulsy
za  każdym  razem,  gdy  dojdziemy  do  końca
aktualnie  odtwarzanego  komunikatu;  w try−
bie  odtwarzania  występuje  tutaj  stan  niski,

a pojawienie  się  stanu  wysokiego  świadczy
o przepełnieniu pamięci.

Na  schemacie  znajdują  się  jeszcze  dwa

przyciski:  Losuj  –  w trybie  losowania  przy−
cisk ten budzi procesor z trybu uśpienia i ini−
cjuje  losowanie.  Po  jego  naciśnięciu  odtwa−
rzany  jest  dźwięk  losowania.  Po  puszczeniu
kończy się losowanie, odtwarzany jest jeden
z dźwięków  toczącej  się  kostki  a na  końcu
słowo  określające  ilość  oczek.  W trybie  na−
grywania  jego  krótkie  naciśnięcie  odtwarza
aktualnie  obrabianą  próbkę  dźwięku.  Jego
przytrzymanie  dłużej  niż  sekundę  powoduje
zatwierdzenie dźwięku i przejście do następ−
nej  próbki,  co  jest  sygnalizowane  mignię−
ciem  diody.  Przycisk  Prog  –  ma  znaczenie
tylko w trybie programowania. Jest dostępny

19

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

Styczeń 2002

G

G

G

G

a

a

a

a

d

d

d

d

a

a

a

a

jj

jj

ą

ą

ą

ą

c

c

c

c

a

a

a

a

k

k

k

k

o

o

o

o

ss

ss

tt

tt

k

k

k

k

a

a

a

a

Rys. 1 Schemat ideowy

##

##

3

3

3

3

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

dopiero po otwarciu obudowy. Jego naciśnię−
cie  powoduje  rozpoczęcie  nagrywania
dźwięku  na  aktualnej  pozycji.  Nagrywanie
jest sygnalizowane świeceniem diody.

Zwora  „Prog.”  normalnie  powinna  być

zwarta.  Włączenie  zasilania  przy  rozwartej
zworce powoduje wejście w tryb programo−
wania,  o czym  poinformuje  nas  trzykrotne
miganie diody LED.

To tyle części sprzętowej. Cała reszta kry−

je  się  w oprogramowaniu.  W dalszej  części
artykułu  nie  będzie  prezentowania  kodu
źródłowego. Z grubsza opisano tylko zasadę
działania programu.

Po starcie i po inicjacji zmiennych, które

tego wymagają, sprawdzany jest stan zworki
i podejmowana  jest  decyzja  w jakim  trybie
uruchomić kostkę. Tryb programowania jest
względnie łatwy do analizy. Tryb losowania
natomiast jest trudniejszy ze względu na wy−
korzystanie kilku przerwań, bez których nie−
które  części  kodu  nie  mają  sensu.  Poniżej
wyjaśniono tylko część kodu, pracującą pod−
czas losowania.

Na początku aktywowane jest przerwanie

Int0 i ustawiane  jest  do  reagowania  na  po−
ziom  niski.  Po  tej  czynności  procesor  jest
usypiany.  Z uśpienia,  według  dokumentacji,
można  go  wybudzić  poprzez:  przerwanie
watchdoga, przerwanie zewnętrzne ustawio−
ne na wyzwalanie poziomem lub poprzez re−
set.  Układ  watchdog  jest  wyłączany  już  na
starcie  programu,  wejście  reset  nie  jest
w ogóle  podłączone.  Wykorzystujemy  więc
drugą możliwość – do wejścia Int0 podłączo−
ny jest przycisk Losuj. Jego naciśnięcie spo−
woduje  przejście  do  obsługi  przerwania,
gdzie  w tym  momencie  nic  się  nie  dzieje.
Program od razu opuszcza podprogram, a ca−
ła „akcja” spoczywa na pętli głównej. Teraz
ustawiona zostaje zmienna bit_losowanie, Ti−
mer0 zostaje  uruchomiony  –  dzięki  niemu
odbywa się losowanie,  Int0 przestawione zo−
staje tak, aby następna reakcja nastąpiła przy
puszczeniu przycisku – zdarzenie to zostanie
obsłużone  w procedurze  przerwania  dzięki
ustawionej  zmiennej  bit_losowanie.  Po  od−
tworzeniu dźwięku mieszania program ocze−
kuje na zwolnienie przycisku, przy czym je−
śli stało się to wcześniej natychmiast odtwa−
rzany jest jeden z dźwięków upadającej kost−
ki a następnie słowo określające ilość oczek,
która „wypadła”.

Komentarza  wymaga  jeszcze  zakres  lo−

sowanej  liczby,  który  wynosi  0  –  23.  Naj−
młodszy  bit  decyduje  o tym,  który  dźwięk
stukania będzie odtwarzany. Po podzieleniu
przez dwa otrzymujemy numer odtwarzane−
go  komunikatu.  Oznacza  to,  że  komunika−
tów jest 12. Dlaczego? Żeby było ciekawiej:
dużo tłumaczy tabela 1, w której przedsta−
wione  jest  to,  co  powinno  znajdować  się
w pamięci  ISD.  Powtarzające  się  numery
oczek powodują, że raz usłyszymy na przy−
kład „dwa oczka’, kiedy indziej „dwa”.

tabela1

0

„jeden“

1

„jedynka“

2

„dwa oczka“

3

„dwójka“

4

„trójka“

5

„trzy oczka“

6

„czwóreczka“

7

„cztery“

8

„pięć“

9

„piątka“

10

„sześć oczek“

11

„szucha“

12

Mieszanie

13

Stuk 1

14

Stuk 2

W tabeli  1 wątpliwość  może  wzbudzić

rozmieszczenie  komunikatów  –  na  końcu
umieszczone  są  dźwięki  odtwarzane  na  po−
czątku.  Powoduje  to  nieco  zakłóceń  przez
przedłużenie  czasu  przewijania.  Zwiększa
jednak wygodę programowania. Po słowach,
raczej  standardowej  długości,  możemy  eks−
perymentować  z różnymi  wersjami  dźwię−
ków mieszania oraz toczących się kostek.

Montaż i uruchomienie

Płytka drukowana jest widoczna na rysunku 3.
Została ona przystosowana do obudowy KM−
22.  Obudowa  KM−22  składa  się  z dwóch
identycznych części. Jedną z nich potraktuje−
my  jako  „część  górną”,  drugą  jako  „dolną”.
Z górnej części należy usunąć bolce podtrzy−
mujące płytkę oraz miejsca na śruby. Następ−
nie wykonujemy otwory pod przycisk Loso−
wania i pod diodę. Można w tym celu posłu−
żyć się płytką drukowaną jako wzorem.

Montaż  płytki  drukowanej  nie  jest  typo−

wy. Na płytce zamontowano niektóre z ele−
mentów  między  nóżkami  scalaków.  Pod−
stawki  pod  układy  scalone  będą  konieczne,
trzeba jednak je odpowiednio przygotować –
polega  to  na  usunięciu  wewnętrznego
wzmocnienia. Można też zamiast podstawek
DIP użyć  złączy  SIP (taka  jednorzędowa

precyzyjna  podstawka).  Montaż należy roz−
począć od dwóch zworek. Następnie montu−
jemy  przygotowane  podstawki  i prawie  do
końca  działamy  standardowo  –  montując
elementy  o coraz  to  większych  gabarytach.
Kończymy  na  połączeniu  kabelkami  punk−
tów A z A’ i B z B’. Płytkę mamy gotową.

Gotowa  płytka  będzie  zbyt  wysoka,  aby

dała  się  zamknąć  w obudowie.  Bolce  oraz
wypustki  na  śruby  w części  dolnej  należy
spiłować  lub  przyciąć  o około  2−3mm.  Do−
brze jest na tym etapie sprawdzić czy wszy−
stko już pasuje. Gdy obudowa daje się już za−
mknąć,  płytkę  przykręcamy  dwoma  blacho−
wkrętami. Z boku należy wypiłować niewiel−
ki rowek, przez który „przejdzie” kabelek do
głośnika.  Głośnik  przyklejamy  na  zewnątrz
obudowy. Świetnie do tego nadaje się klej na
ciepło z pistoletu.

Układ zasilany jest z trzech baterii R03 −

inaczej AAA. Wymaga to jednak samodziel−
nego  stworzenia  uchwytów  pod  baterie,  co
przedstawia rysunek 2. Rysunek a) pokazuje
ogólną  idee  zamocowania  jednej  baterii;  b)
widok  z boku  na  ustawienie  baterii  wzglę−
dem  układu;  c)  widok  z góry  razem  z ukła−
dem połączeń. Są to po prostu blaszki przy−
klejone  do  obudowy  mocnym  klejem.  Nie−
wielka ilość miejsca zmusza do umieszczenia
jednej baterii wyżej od pozostałych.

Nauka mówienia

Jeśli zasilanie jest włączone − wyłączamy je.
Czekamy  aż  kondensatory  rozładują  się 
(może  to  potrwać  kilka  sekund).  Usuwamy
zworkę  Prog i ponownie  załączamy  układ. 

20

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

Styczeń 2002

Rys. 2 Mocowanie baterii

Rys. 3 Schemat montażowy

Wejście  w tryb  programowania  zostanie  za−
sygnalizowane trzykrotnym mignięciem dio−
dy.  Teraz  posługując  się  wcześniej  wspo−
mnianą  tabelą  1  tworzymy  kolejne  dźwięki.
Interfejs jest w miarę prosty. Przycisk Prog –
nagrywanie, Losuj – (krótkie naciśnięcie) od−
twarzanie aktualnego dźwięku, (przytrzyma−
nie aż do mignięcia diody LED) zatwierdze−
nie i przejście do następnej pozycji, Zworka
Prog – zerowanie licznika pozycji. Jeśli LED
zgaśnie  podczas  nagrywania,  znaczy  to
o przepełnieniu pamięci. Jeśli podczas próby
zatwierdzenia mignie cztery razy oznacza to,
że następna próbka jest 15 – a taka nie istnie−
je, w związku z czym nie można jej obrabiać.

Rada:  nie  śpiesz  się!  20  sekund  to  dużo

jak na 14 komunikatów. Dużo lepiej brzmią
słowa wypowiadane wyraźnie i w miarę po−
woli niż szybkie.

Przyjęty  sposób  programowania  umożli−

wia zmianę próbek od wybranego momentu.
Na  przykład,  jeśli  będziemy  chcieli  zmienić
dźwięki  losowania  i stukania  nie  musimy
w tym  celu  zmieniać  dźwięków  określają−
cych  ilość  oczek.  Wystarczy  wszystkie  je
„zatwierdzić”.

Uwaga:  Odtworzenie  komunikatu,  który

nie kończy się znacznikiem EOM (może się to
zdarzyć  na  przykład  jeśli  nagrywanie  zakoń−

czyło się z powodu przepełnienia pamięci), lub
próba przewinięcia (zatwierdzenia) takiego ko−
munikatu  spowoduje  zawieszenie  się  progra−
mu, ponieważ będzie on oczekiwać na ujemny
impuls  na  wyjściu  LED  U1,  który  nigdy  nie
nadejdzie. Jedynym wyjściem z tej sytuacji jest
wyłączenie i ponowne włączenie zasilania.

Parę uwag końcowych
(niekoniecznie) na serio

W modelu  pojawił  się  pewien  problem:  gdy
zasilanie „padnie” podczas odtwarzania układ
może  nagrać  jakieś  bzdury  do  ISD.  Jest  to
prawdopodobnie spowodowane tym, że zasto−
sowany mikrokontroler AT90S2313−10 pracu−
je poprawnie przy napięciu 4−6V, a resetuje się
przy  2,2V.  Aby  tego  uniknąć  można  użyć
układu  AT90S2313−4.  Będzie  to  wymagało
zmiany kwarcu na 4MHz, lecz nie powinno to
mieć  większego  wpływu  na  działanie  układu
(nie trzeba będzie zmieniać programu).

Można spróbować także podjąć się skon−

struowania gadającej planszy do gry, gadają−
cych  pionków  oraz  gadającej  latarki,  która
poinformuje nas, że zgasła i przynajmniej bę−
dziemy mieli w tej sprawie jasność.

Chętnie  poznam  posiadacza  słuchającej

kostki.

Radosław Koppel

Uwaga!  Plik  źródłowy  programu  i pro−

gram  wynikowy  (bas  i bin)  można  ściągnąć
ze  strony  internetowej  www.edw.com.pl/
library/pliki/gadkosrk.zip

21

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

Styczeń 2002

Wykaz elementów

R

R11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

R

R22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Ω

R

R33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22kk

Ω

Ω

R

R44  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..55,,66kk

Ω

Ω

C

C11,,C

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100µµFF//1166V

V

C

C22,,C

C33,,C

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200nnFF

C

C66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF cceerraam

miicczznnyy

C

C77  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200µµFF//1166V

V

C

C88,,C

C99  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3333ppFF

D

D11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ddiiooddaa LLEED

D 

U

U11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..IIS

SD

D11442200 ((eew

w.. IIS

SD

D11441166))

U

U22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..A

ATT9900S

S22331133

X

X11 .. .. .. .. .. .. ..nniisskkoopprrooffiilloow

wyy rreezzoonnaattoorr kkw

waarrccoow

wyy 66M

MH

Hzz

S

S11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

miinniiaattuurroow

wyy pprrzzyycciisskk zz kkllaaw

wiisszzeem

m

S

S22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..µµS

Sw

wiittcchh 11m

mm

m

ZZ22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22xx G

Goollddppiinn zz jjuum

mppeerreem

m

Komplet podzespołów z płytką jest 

dostępny w sieci handlowej AVT jako

kit szkolny AVT−3011

22

Listy od Piotra

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

Styczeń 2002

Zgodnie  z obietnicą  sprzed  miesiąca

podaję  garść  informacji  dotyczących

elementów,  jakie  należy,  i jakich  nie

należy  wykorzystywać  w filtrach  ak−

tywnych.

Już  w następnym  odcinku  poznasz

praktyczne  sposoby  obliczania  pod−

stawowych  rodzajów  filtrów.  Będą  to

sprawdzone, proste recepty na najpo−

pularniejsze  rodzaje  filtrów.  Bardziej

zaawansowani 

znajdą 

dodatkowo

ogólne  wzory,  pozwalające  dobrać

rozmaite kluczowe parametry filtrów.

Wzmacniacz operacyjny

Zasadniczo w omawianych dalej filtrach ak−
tywnych  możesz  zastosować  dowolny
wzmacniacz  operacyjny.  Nie  ma  wzmacnia−
czy  operacyjnych,  przeznaczonych  tylko
i wyłącznie do filtrów aktywnych.

Nie  znaczy  to  jednak,  że  wszystkie

wzmacniacze  operacyjne  jednakowo  dobrze
nadają się do wszystkich filtrów. W zasadzie
schematy  podane  na  rysunku  11  (EdW
10/2001  str.  25)  umożliwiają  realizację  fil−
trów  o częstotliwościach  granicznych  nawet
rzędu megaherców, jednak do tego potrzebne
byłyby  najszybsze  wzmacniacze  operacyjne
(a przy okazji pojawiłyby się inne problemy).
Nie musisz wgłębiać się w szczegóły. Na ra−
zie  nie  sięgaj  po  filtry  o częstotliwościach
rzędu  megaherców,  ogranicz  się  do  pasma
akustycznego.

Do filtrów na zakres pasma akustyczne−

go  doskonale  nadają  się  powszechnie  do−
stępne  i tanie  wzmacniacze  operacyjne
TL071, TL072, TL074. Są dość szybkie, ma−
ją też niewielkie szumy własne. I właśnie te
popularne kostki radzę Ci stosować.

Oczywiście,  bez  wahania  możesz  wyko−

rzystać popularne TL08x, które mają odrobi−
nę większe szumy. W grę wchodzą też popu−
larne NE5532 czy LM833, przy czym warto−
ści  rezystorów  nie  powinny  przekraczać
100k

Ω

.  W zasadzie  w niektórych  przypad−

kach, przy małych częstotliwościach, można
wykorzystać  nawet  popularne  741,  LM358,
LM324,  TLC27x czy  nawet  TL06x,  ale  to
ostateczność.

Ogólnie  biorąc,  w filtrach 

warto  stosować  wzmacniacze
szybkie.  Chodzi  o to,  by  dla 
najwyższej  częstotliwości  intere−
sującego nas pasma wzmocnienie
„własne”  wzmacniacza,  czyli
mówiąc  fachowo  wzmocnienie
z otwartą  pętlą,  było  co  najmniej
50 razy większe niż wzmocnienie
gotowego  filtru  (które  zwykle 
wynosi 1x).

Osobiście  nie  widzę  powo−

dów,  by  w opisanych  dalej  fil−
trach  przy  częstotliwościach
granicznych do 20kHz stosować
kostki  inne  niż  TL07x,  ewentu−
alnie  TL08x,  które  przy  często−
tliwości 20kHz mają wzmocnie−
nie  z

otwartą  pętlą  ponad

100x (40dB).

Kondensatory

W opisanych  dalej  filtrach  możesz  śmiało
stosować popularne i tanie kondensatory fo−
liowe poliestrowe (MKT, MKSE), zwane też

w literaturze zagranicznej
mylarowymi – patrz foto−
grafia  poniżej.  W miarę
możliwości  stosuj  kon−
densatory  5−procentowe.
W ogromnej  większości
przypadków  nie  musisz
selekcjonować  poszcze−
gólnych  egzemplarzy  za
pomocą miernika. W kon−
densatorach 

foliowych

duża  litera  określa  tole−
rancję (mała litera Cię nie
interesuje − określa napię−
cie  dopuszczalne).  Przy−
kładowo  litera  J oznacza
tolerancję  ±5%,  litera  K:
±10%,  M:  ±20,  G:  ±2%,
F: ±1%, D: ±0,5%. 

W zasadzie  zamiast

najpopularniejszych  kon−
densatorów 

foliowych

FF

FF

ii

ii

ll

ll

tt

tt

rr

rr

yy

yy

 

 

a

a

a

a

k

k

k

k

tt

tt

yy

yy

w

w

w

w

n

n

n

n

e

e

e

e

część 4

MKT (MKSE)  lepiej  byłoby  zastosować
kondensatory poliwęglanowe (MKP), bo ma−
ją  nieco  mniejszy  współczynnik  cieplny  niż
poliestrowe, ale są to kondensatory znacznie
mniej  popularne.  Jeszcze  rzadziej  hobbyści
mają dostęp do precyzyjnych kondensatorów
styrofleksowych  o tolerancji  1%  czy  nawet
0,5%,  przeznaczonych  głównie  do  filtrów  –
patrz  fotografia  poniżej.  Zapomnij  też  zu−
pełnie o kondensatorach teflonowych, miko−
wych  czy  powietrznych,  o których  wspomi−
nają podręczniki.

Uwaga! Uwaga! Uwaga! W filtrach nale−

ży stosować elementy o dobrej jakości i stabil−
ności parametrów. Nigdy nie powinny być sto−
sowane  kondensatory  ceramiczne  o pojem−
nościach powyżej 1nF, a tylko kondensatory
foliowe.  Kondensatory  ceramiczne  o więk−
szych  pojemnościach,  tak  zwane  ferroelek−
tryczne, zwykle są bardzo niestabilne, a zmia−
ny  pojemności  pod  wpływem  temperatury
mogą  sięgać  nawet  kilkudziesięciu  procent.
Podobnie  w kluczowych  obwodach  filtrów
aktywnych  nie  są  stosowane  kondensatory
elektrolityczne aluminiowe, ani tantalowe.

Rezystory

W miarę  możliwości  w filtrach  stosuj  dobrej
jakości  metalizowane  rezystory  o tolerancji
1% lub 2%. Kilkanaście takich rezystorów zo−
baczysz  na  fotografii  obok.  Obecnie  nie  ma
większych  kłopotów  z zakupem  metalizowa−
nych rezystorów o takiej tolerancji. Doskona−
le  nadają  się  one  do  stosowania  w filtrach.
Mają  współczynnik  cieplny  w granicach
50...100ppm/K. Istotną zaletą jest też szeroka
gama wartości nominalnych szeregu E96.

Jeśli jednak nie jest wymagana duża pre−

cyzja  filtru,  bez  obaw  możesz  stosować  po−
pularne rezystory 5−procentowe. Nie ma po−
trzeby  żmudnego  dobierania  czy  składania
kilku  takich  rezystorów,  by  uzyskać  dokła−
dnie wartość wyliczoną ze wzoru. Składanie

kilku  rezystorów  węglowych  5−  czy  10−pro−
centowych  nie  ma  większego  sensu,  bo  pod
wpływem temperatury, a nawet już w czasie
lutowania,  ich  wartość  może  się  znacznie
zmienić, nawet o kilka procent. Warto też pa−
miętać,  że  zastosowane  kondensatory  będą
mieć tolerancję 5% lub nawet 10% − to kolej−
ny argument, że nie ma sensu superprecyzyj−
ne dobieranie rezystorów.

W niektórych  przypadkach,  zwłaszcza

w filtrach pasmowych o dużej dobroci trzeba
minimalizować  zmiany  parametrów  pod

wpływem  tempera−
tury.  W takich  apli−
kacjach  optymalne
okażą  się  stabilne
rezystory  o toleran−
cji 1%.

Jeśli chcesz, mo−

żesz  zmierzyć  rze−
czywistą  wartość
kondensatorów  za
pomocą 

dobrego

miernika  pojemno−
ści i podstawić ją do
podanych  wzorów.
Jeśli  chcesz,  mo−
żesz  też  z pomocą
miernika dobrać eg−
zemplarze,  by  oba
kondensatory  filtru
miały  dokładnie  ta−
ką  samą  wartość.

W ogromnej większości przypadków nie ma
jednak  takiej  potrzeby.  Drobne  zmiany  czę−
stotliwości granicznej filtrów dolno− i górno−
przepustowych  nie  mają  zwykle  żadnego
znaczenia,  dlatego  śmiało  możesz  stosować
typowe  5−procentowe  kondensatory  wprost
z pudełka.  Natomiast  w filtrach  środkowo−
przepustowych  przewidziany  jest  potencjo−
metr, pozwalający dostroić się do potrzebnej
częstotliwości.

Procedura projektowa

Projektując  filtr  według  podanych  dalej  re−
cept,  w każdym  przypadku  najpierw  wybie−
ramy jakąś  sensowną  wartość  pojemności
kondensatorów, a potem ze wzorów wylicza−
my potrzebne  rezystancje.  To  nie  pomyłka:

pojemność  wybieramy  według  uznania,
a nie obliczamy ze ścisłego wzoru. Może się
zdziwisz,  ale  tak  jest:  filtr  o zadanych  para−
metrach  można  zrealizować  według  danego
schematu  na  bardzo  wiele  sposobów,  przy
bardzo różnych wartościach pojemności i re−
zystancji. My ułatwiamy sobie życie i dlate−
go  na  początku  wybieramy  sensowną  war−
tość pojemności z dostępnego szeregu. 

W niektórych  podręcznikach,  napisanych

przez niepoprawnych teoretyków, ze wzorów
wylicza  się  nietypowe  wartości  pojemności,
które  należałoby  realizować  przez  równole−
głe łączenie kilku standardowych kondensa−
torów.  Takie  podejście  bardzo  zniechęca
praktyków, bo popularne kondensatory mają
tolerancję 10% lub 5% i dobranie nietypowej
wartości byłoby kłopotliwe.

Ale do tematu można podejść inaczej. My

wykorzystamy rozwiązania, gdzie wszystkie
kondensatory  filtru  mają  taką  samą  pojem−
ność,  albo  gdzie  ich  wartości  różnią  się  10−
krotnie.  Przyjmiemy  typowe  wartości  z sze−
regu,  a potem  ze  wzorów  obliczymy  rezy−
stancje.

W zasadzie  pojemność  kondensatorów

filtru  mogłaby  być  dowolna,  ale  z różnych
względów wartości ponad 1

µ

F i poniżej 1nF

nie są zalecane.

Nie  ma  tu  jednak  sztywnych  reguł.  Cho−

dzi o to, że przy bardzo małych wartościach
pojemności  (rzędu  pikofaradów)  i dużych
wartościach  rezystancji  (rzędu  megaomów)

na  właściwości  fil−
tru  mogą  mieć  zna−
czący  wpływ  szko−
dliwe  pojemności
montażowe.  Nato−
miast  przy  dużych
wartościach  pojem−
ności i małych war−
tościach  rezystancji
(poniżej  1k

Ω

)  prą−

dy  w tych  elemen−
tach będą znaczne −
należałoby  wtedy
uwzględnić  ograni−
czoną  wydajność

prądową  wyjść  wzmacniaczy  i małą  rezy−
stancję wejściową filtru, będącą obciążeniem
dla poprzedniego stopnia.

Właśnie  dlatego  chcemy  stosować  takie

procedury projektowania filtrów, by w mia−
rę możliwości dawały wartości kluczowych
rezystorów  w zakresie  5k

Ω

...50k

Ω

(tylko

w filtrach  środkowoprzepustowych  jeden
z rezystorów  ma  wartość  znacznie  poniżej
1k

Ω

, ale to inna historia, bo nie płyną tam

duże prądy).

Jeśli wartości kluczowych elementów RC

wykraczałyby 

poza 

zalecany 

zakres

2,2k

Ω

...220k

Ω

, 1nF...1

µ

F, można je zmienić.

Jest to dziecinnie proste i możliwe dla każde−
go  filtru:  obliczone  wartości  kondensatorów
należy  pomnożyć  przez  dowolną  liczbę

23

Listy od Piotra

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

Styczeń 2002

24

Listy od Piotra

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

Styczeń 2002

A (gdzie  A może  mieć  wartość  0,01...100),
a wartości  rezystorów  podzielić  przez  tę  samą
liczbę A. Charakterystyki pozostaną takie same.

Bufory

Filtry,  które  będziemy  projektować,  mają
dzięki obecności wzmacniacza operacyjnego
bardzo  małą  rezystancję  wyjściową,  rzędu
omów lub mniej. Nie są więc potrzebne żad−
ne dodatkowe bufory wyjściowe, o ile obcią−
żenie nie będzie mniejsze od 2k

Ω

, a tak zwy−

kle  jest,  także  gdy  wejście  następnego  stop−
nia  jest  dołączone  wprost  do  wyjścia  filtru.
Nie ma tu żadnego problemu.

Przy  proponowanych  wartościach  ele−

mentów  rezystancja  wejściowa  filtrów  jest
rzędu  kiloomów  i dziesiątek  kiloomów.
Wskazuje  to,  że  filtry  mogą  być  bezpośre−
dnio  dołączone  do  różnych  źródeł  sygnału,
których  rezystancja  wyjściowa  jest  mała,
znacznie mniejsza od 1 kilooma. W innych

przypadkach,  gdy  poprzedni  stopień  ma
znaczną  rezystancję  wyjściową,  trzeba  ko−
niecznie zastosować bufor wejściowy, najle−
piej  w postaci  wzmacniacza  operacyjnego.
Nawet, gdy nie jest to absolutnie konieczne,
warto  stosować  bufor  na  wejściu  filtru.
Przykłady  pokazuje  rysunek  18.  W razie
potrzeby  może  to  być  wzmacniacz  nieod−
wracający, który wzmocni sygnały podawa−
ne  na  filtr.  Dwa  przykłady  pokazane  są  na
rysunku 19.

Uzbrojeni  w te  wszystkie  wiadomości

wstępne możemy wreszcie przystąpić do pro−
jektowania filtrów. W następnym odcinku we−
źmiemy na warsztat filtry dolnoprzepustowe.

Piotr Górecki

Rys. 19

Rys. 18

25

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

Styczeń 2002

Systemy  zdalnego  sterowania  „na  pilota”  są
ostatnio bardzo popularne. Oprócz pilotów radio−
wych,  które  mają  swoje  zalety  i wady,  chętnie
wykorzystywane są piloty i systemy na podczer−
wień, między innymi z tego względu, że ewentu−
alnym złodziejom nieporównanie trudniej jest je
„podsłuchać” i wykorzystać zapisany sygnał.

W opisywanym systemie zamka szyfrowego

możliwa jest współpraca jednego nadajnika z kil−
koma odbiornikami i jednego odbiornika z kilko−
ma nadajnikami. Aby użytkownik mógł zrealizo−
wać postawiony cel, dostępne są dwa oddzielne
zestawy Vellemana: K6708 − nadajnik i K6709 –
odbiornik. System znajdzie różnorodne zastoso−
wania,  począwszy  od  systemów  alarmowych,
zdalnego otwierania garażu, włączania oświetle−
nia, itp. System doskonale współpracuje z alar−
mem samochodowym Vellemana K3512.

Użytkownik  może  wybrać  swój  kod  spośród

prawie 9000 możliwości, co praktycznie eliminu−
je  możliwość  włamania  czy  przypadkowego
otwarcia innym pilotem.

Zasięg wynosi około 7m. W systemie wyko−

rzystano  układy  scalone  kodera/dekodera
UM3758−120A.  Elementem  wykonawczym
w odbiorniku jest przekaźnik o obciążalności sty−
ków do 10A. Nadajnik zasilany jest małą typową
baterią 12−woltową, odbiornik można zasilać na−
pięciem  zmiennym  2x9VAC  lub  stałym
12...16VDC.  Zestaw  nadajnika  zawiera  typową
obudowę, moduł odbiornika będzie wbudowany
w sterowane urządzenie.

Montaż  nadajnika  i odbiornika  jest  typowy.

Warto  zacząć  od  elementów  najmniejszych.
W odbiorniku  i nadajniku  należy  ustawić  ten
sam kod, łącząc wejścia kodujące albo do plusa
zasilania,  albo  do  masy,  albo  pozostawić  nie−
podłączone.

W odbiorniku  należy  najpierw  zmontować

przedwzmacniacz, który potem będzie wlutowa−
ny w płytkę główną i zaekranowany za pomocą 
dostarczonej  blachy.  Odbiornik,  zależnie  od
zwory  (TOGGLE/MOMENTARY)  może  praco−
wać w dwóch trybach: chwilowym i przełącznym.
Instrukcja zawiera rysunki pokazujące przykłady
wykorzystania  odbiornika,  m.in.  do  współpracy
z alarmem K3512.

Zestawy K6708/K6709 można zamówić
w Dziale Handlowym AVT. 
K6708 cena brutto 41 zł,
K6709 cena brutto 93 zł.

Belgijska firma Velleman jest światowym liderem w produkcji kitów elektronicznych

K6708/K6709 Zamek szyfrowy

na podczerwień

K6708/K6709 Zamek szyfrowy 

na podczerwień

Płytka w skali 1:2

Płytka w skali 1:1

26

Podzespoły

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

Styczeń 2002

Zapas wzmocnienia

Sprawę  zapasu  wzmocnienia  poruszyliśmy
we wcześniejszych odcinkach. Czy na pewno
dobrze wszystko rozumiesz?

Ponieważ  jest  to  sprawa  bardzo  ważna

w praktyce, zajmijmy się nią jeszcze trochę.
Na  początku  rozważań  o wzmacniaczach
operacyjnych założyliśmy, że ich wzmocnie−
nie  jest  bardzo  duże.  I tak  jest.  „Goły”
wzmacniacz operacyjny ma dla prądu stałego
i przebiegów wolnozmiennych wzmocnienie
rzędu  dziesiątek  i setek  tysięcy  (ponad
80dB).  Jest  to  tak  zwane  wzmocnienie
z otwartą pętlą. W praktycznym układzie pra−
cy  wzmacniacz  objęty  jest  pętlą  ujemnego
sprzężenia  zwrotnego  i wtedy  o  wypadko−
wym wzmocnieniu decydują oporności w ob−
wodzie sprzężenia zwrotnego. Wzmocnienie
w

takich 

układach 

nie 

przekracza

100x (40dB), a często jest bliskie jedności.

Celowo redukujemy wzmocnienie...
Jak  wskazują  podane  wcześniej  informa−

cje,  pętla  ujemnego  sprzężenia  zwrotnego
genialnie  poprawia  właściwości  wzmacnia−
cza. Na przykład radykalnie zmniejsza rezy−
stancję wyjściową i redukuje zniekształcenia
nieliniowe. Czujesz chyba ten temat – redu−
kujemy  wzmocnienie,  by  poprawić  inne  pa−
rametry. I w tym miejscu trzeba bardzo moc−
no  podkreślić,  że  te  błogosławione  skutki
występują tylko wtedy, gdy mamy do dyspo−
zycji  wystarczający  „zapas”  czy  „nadmiar”
wzmocnienia.  Mówiąc  obrazowo,  zgodnie
z zasadą,  że  nic  nie  ma  za  darmo,  poprawa
oporności  wyjściowej  i zniekształceń  odby−
wa się kosztem redukcji wzmocnienia.

Gdy  ten  zapas  wzmocnienia  jest  mały,

wypadkowe  parametry  będą  słabe,  niekiedy
bardzo złe.

Przeanalizuj  jeszcze  raz  rysunki  26...32

i przyjmij prostą regułę: dla najwyższej czę−
stotliwości użytecznej, wzmocnienie wzmac−
niacza z otwartą pętlą, powinno być co naj−
mniej  50  razy  większe  od  wypadkowego
wzmocnienia  wyznaczonego  przez  pętlę
sprzężenia zwrotnego.

Przykładowo 

przy 

wzmocnieniu

10x (20dB)  kostka  LM358  (LM324)  nie  po−
winna pracować z częstotliwościami wyższymi
niż...2kHz. Przy wzmocnieniu około 1, zakres
częstotliwości  roboczych  może  sięgać  20kHz.
Oznacza  to,  że  w niektórych  przypadkach
w układach audio można stosować nawet naj−
tańsze  wzmacniacze  operacyjne.  Oczywiście,
w sprzęcie  wyższej  klasy  warto  wykorzystać
kostki o lepszych parametrach, zwłaszcza opty−
malizowane do takich właśnie zastosowań.

Szybkość zmian napięcia
wyjściowego

Podane wcześniej wiadomości o częstotliwo−
ściach  granicznych  dotyczą  małych  sygna−
łów  i nie  do  końca  określają  możliwości
wzmacniacza operacyjnego. Stopnie sterują−
ce  i wyjściowe  mają  ograniczoną  szybkość
i dlatego  gwałtowna  zmiana  napięcia  wej−
ściowego nie wywoła natychmiastowej zmia−
ny napięcia na wyjściu. Napięcie wyjściowe
będzie zmieniać się z jakąś szybkością, cha−
rakterystyczną dla danego wzmacniacza. Ilu−
struje  to  rysunek  33a,  pokazujący  odpo−
wiedź wzmacniacza typu LM358 (pracujące−
go  jako  wtórnik)  na  impuls  wejściowy.
Wzmacniacz  TL072(82)  jest  znacznie  szyb−

szy  –  jego  odpowiedź  pokazana  jest  na  ry−
sunku  33b.  Szybkość  ta  zależy  dodatkowo
od  obciążenia,  zwłaszcza  pojemności  obcią−
żenia. Chodzi o to, że prąd wyjściowy musi
przeładować pojemności, w tym pojemności
montażowe, dołączone do wyjścia.

Dlatego  w katalogach  zawsze  podawany

jest  kolejny  ważny  parametr  wzmacniaczy:
szybkość zmian napięcia wyjściowego. Jest
oznaczany  SR  od  angielskiego  Slew  Rate
i z reguły  wyrażany  w woltach  na  mikrose−
kundę (V/

µ

s).

Dla  popularnych  wzmacniaczy  LM358

i LM324 SR wynosi około 0,5V/

µ

s (podob−

nie  jak  dla  archaicznego  741),  dla  TL06x −
3,5V/

µ

s  dla  TL07x i TL08x −  13V/

µ

s,  dla

NE5532 − 9V/

µ

s, a przykładowo dla AD810

aż 1000V/

µ

s!

Omawiane  ograniczenie  szybkości  zmian

na  wyjściu  dotyczy  nie  tylko  przebiegów  im−
pulsowych. Przy dużych sygnałach sinusoidal−
nych  o znacznej  częstotliwości,  sygnał  wyj−
ściowy  nie  nadąża  za  wejściowym,  a ograni−
czeniem jest właśnie szybkość zmian napięcia
wyjściowego.  Na  wyjściu  zamiast  sinusoidy
otrzymujemy sygnał o kształcie trójkąta i nie−
wielkiej amplitudzie. Ilustruje to rysunek 34.

W podręcznikach znajdziesz wzory wyraża−

jące zależność maksymalnej ampli−
tudy i częstotliwości od parametru
SR. Na razie nie musisz ich znać.

Zwróć  natomiast  uwagę  na

kolejną  charakterystykę  wzmac−
niacza  podawaną  w katalogu.
Jest to wykres pokazujący możli−
wości wyjścia dla dużych sygna−
łów.  Na  rysunku  35 znajdziesz
te  charakterystyki  dla  kostek
LM358 

(LM324) 

oraz

TL07x(8x).  Na  osi  pionowej  za−
znaczone  jest  maksymalne  wyj−
ściowe  napięcie  miedzyszczyto−
we. Przy dużych sygnałach wyj−
ściowych  i dużych  częstotliwo−
ściach wzmacniacz po prostu nie
nadąża  wytworzyć  na  wyjściu

Rys. 33

c

c

c

c

zz

zz

ę

ę

ę

ę

śś

śś

ć

ć

ć

ć

 

 

1

1

1

1

1

1

1

1

27

Podzespoły

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

Styczeń 2002

odpowiedniego  przebiegu.  Rysunek  35 do−
datkowo potwierdza, że skądinąd bardzo po−
żyteczne  kostki  LM358  (LM324)  nie  najle−
piej nadają się do zastosowań audio.

Na marginesie wspomnę, że parametr SR

określający  szybkość  zmian  na  wyjściu  ma
związek  z częstotliwością  graniczną,  ale  nie
jest  to  zależność  bezpośrednia.  Kostka
NE5532  ma  SR=9V/

µ

s  i częstotliwość  gra−

niczną  10MHz,  natomiast  kostki  TL08x(7x)
mają  częstotliwość  graniczną  tylko  3MHz,
a mimo to są szybsze – SR wynosi 13V/

µ

s.

CMRR

CMRR  –  Common  Mode  Rejection  Ratio  to
współczynnik  tłumienia  napięć  wspólnych.
Idealny  wzmacniacz  ma  wzmacniać  różnicę
napięć między wejściami. Powinien doskona−
le tłumić sygnały współbieżne, podawane jed−
nocześnie na oba wejścia. Jeśli jednak na oba
wejścia  rzeczywistego  wzmacniacza  zostanie
podany ten sam sygnał, to na wyjściu pojawi
się niewielka jego część – zobacz rysunek 36.

Najogólniej  biorąc,  współczynnik  CMRR
wskazuje,  jaka  część  sygnału  wejściowego
przedostanie się na wyjście (ściślej jest to sto−
sunek  wzmocnienia  różnicowego  do  współ−
bieżnego).  Przykładowo  popularne  kostki
TL07x i TL08x mają wartość CMRR typowo
76dB  (6300x),  natomiast  jeden  z najbardziej
precyzyjnych  i niskoszumnych  wzmacniaczy
AD797 ma współczynnik CMRR wynoszący
typowo  130dB  (316000x).  Wartość  CMRR
zależy  od  częstotliwści  –  zmniejsza  się  (po−
garsza) przy większych częstotliwościach.

W typowych prostych zastosowaniach,

na przykład we wzmacniaczach odwraca−
jacych  i nieodwracających,  wartością
CMRR wcale nie trzeba się zajmować, po−
nieważ  już  układ  pracy  zapewnia,  że  nie
ma  ona  wpływu  na  parametry.  Trzeba  na
nią  zwracać  uwagę  tylko  w układach,
gdzie mały sygnał użyteczny występuje na

tle silnego sygnału wspólnego. Wtedy stosuje
się  sprawdzone  rozwiązania  tak  zwanych

wzmacniaczy różnicowych. Hobbyści rzadko
mają  okazję  opracowywać  takie  wzmacnia−
cze  od  podstaw,  korzystają  z gotowych  roz−
wiązań i powinni tam stosować wzmacniacze
operacyjne zalecane przez konstruktora.

SVRR

Podawany  w katalogach  współczynnik  SVRR
(Supply  Voltage  Rejection  Ratio),  zwany  też
PSRR (Power Supply Rejection Ratio) – współ−
czynnik tłumienia tętnień zasilania) − także ma

dla hobbystów znikome znaczenie. Określa on
na ile wszelkie zmiany napięcia zasilania prze−
noszą się na wyjście wzmacniacza (ściślej bio−
rąc jest to stosunek zmiany napięcia niezrówno−
ważenia do wywołującej ją zmiany napięcia za−
silania).  Generalnie  wzmacniacze  operacyjne
powinny  być  zasilane  napięciem  dobrze  filtro−
wanym, o ile to tylko możliwe, stabilizowanym
i wtedy nie trzeba się przejmować współczynni−
kiem SVRR. Jedynie w najbardziej niskoszum−
nych  i bardzo  precyzyjnych  układach  trzeba
brać pod uwagę także i ten aspekt sprawy.

Podsumowanie

Podane informacje mogą wywołać wrażenie,
że  zaprojektowanie  jakiegokolwiek  układu
ze  wzmacniaczem  operacyjnym  wymaga
ogromnej  wiedzy,  wielu  obliczeń  i uwzglę−
dnienia licznych ograniczeń. Taki pogląd jest
jak najbardziej słuszny w odniesieniu do pre−
cyzyjnych  układów  pomiarowych,  układów
niskoszumnych  czy  bardzo  szybkich.  Przy
ich  projektowaniu  trzeba  uwzględnić,  prócz
omówionych w naszym cyklu, także jeszcze
inne  czynniki.  Zwłaszcza  układy  bardzo
szybkie  przysparzają  wielu  kłopotów  i wy−
magają sporej wiedzy na temat sprzężeń, za−

kłóceń i zasad projektowania płytek
drukowanych.

Na  szczęście  w większości  pro−

stych,  typowych  zastosowań  nie
trzeba  się  przejmować  wszystkimi
parametrami.  Warto  jednak  rozu−
mieć związane z nimi ograniczenia,
by  nie  popełnić  rażących  błędów.
Wiedza zdobyta podczas lektury pu−

blikowanych  dotąd  w tym  cyklu  artykułów
całkowicie wystarczą do zrealizowania wielu
własnych pomysłów układowych z wykorzy−
staniem wzmacniaczy operacyjnych.

Dlatego w następnych odcinkach zajmie−

my  się  kolejnymi  sposobami  wykorzystania
wzmacniaczy operacyjnych.

Piotr Górecki

Rys. 36

Rys. 34

Rys. 35

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

Styczeń 2002

Często przy przesyłaniu mowy oraz w innych
nietypowych zastosowaniach szerokie pasmo
przenoszenia  jest  niepożądane,  wręcz  szko−
dliwe.  Okazało  się,  że  pasmo  mowy  można
z powodzeniem  ograniczyć  do  zakresu
300Hz...3300Hz.

Nadający  się  do  tego  układ  został  tutaj

zrealizowany  z wykorzystaniem  dwóch
umieszczonych jeden za drugim filtrów But−
terwortha  5.  rzędu  o podanych  częstotliwo−
ściach granicznych.  W wyniku otrzymuje się
filtr pasmowy o potrzebnym paśmie przeno−
szenia  i stromości  zboczy  wynoszącej
100dB/dekadę.

Pierwszy wzmacniacz operacyjny pracuje

jako bufor. Układ jest przewidziany do pracy
z pojedynczym napięciem zasilania w grani−
cach 5...18V. Tak szeroki zakres napięć zasi−
lania  będzie  pomocny  przy  wbudowywaniu
modułu do istniejącego urządzenia, gdzie za−
wsze można znaleźć potrzebne napięcie zasi−
lania.  Również  pobór  prądu  rzędu  pojedyn−
czych miliamperów nie przeszkodzi w podłą−
czeniu się do jakiegokolwiek istniejącego ob−
wodu  zasilania.  Także  dobór  wzmacniacza
operacyjnego  nie  jest  krytyczny.  Nie  trzeba
koniecznie  stosować  wysokiej  jakości
wzmacniaczy OP−27A. Wystarczy popularny
TL081 albo nawet weteran typu 741. W ukła−
dzie nie są stosowane żadne elementy o wą−
skiej tolerancji, co w przypadku kondensato−
rów byłoby nie lada problemem. Użycie po−
pularnych  elementów  powoduje  wprawdzie,
że charakterystyka nieco odbiega od obliczo−
nej,  jednak  na  uzyskany  słyszalny  efekt  nie
ma to żadnego wpływu.

Wzmocnienie  modułu  wynosi  1x (0dB),

dzięki czemu nie jest potrzebne żadne dopa−
sowanie poziomów.

Proponowana  płytka  umożliwia  budowę

zwartego i niewielkiego modułu, co jest ko−
rzystne, gdy ma on być wmontowany do ist−
niejącego urządzenia. Po zmontowaniu układ
można w prosty sposób sprawdzić – na wszy−
stkich  wejściach  i wyjściach  wzmacniaczy
operacyjnych powinno występować napięcie
równe połowie napięcia zasilania.

G. Baars

Filtr mowy

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 28−29 are the copyright property of © Segment B. V. Beek, The Netherlands, 1998, which reserves all rights.

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

Styczeń 2002

Styczeń 2002

Zestawy akumulatorów NiCd, przeznaczone
do  pracy  w laptopach  czy  zdalnie  sterowa−
nych  modelach,  powinny  przez  długi  czas
zachowywać sprawność i dostarczać dużego
prądu.  Aby  były  do  tego  zdolne,  należy
przedsięwziąć środki wykluczające zaistnie−
nie  tzw.  efektu  pamięciowego  (memory  ef−
fect). Nie wystarczy za każdym razem nała−
dować  akumulator  „do  pełna“.  Przed  łado−
waniem  warto  go  rozładować  do  napięcia
około  1V/ogniwo  (w żadnym  wypadku  do
zera!).

Autor  do  rozładowania  zestawu  firmy

Duracell,  zawierającego  dziewięć  ogniw,
wykorzystuje  przedstawiony  prosty  układ.
Zestaw  rozładowuje  się  przez  rezystancję
obciążenia  R

L

,  dopóki  przekaźnik  trzyma.

Obciążenie jest tak dobrane, że maksymalny
prąd wynosi około 200mA.

Rozładowarka  zaczyna  pracę  po  naci−

śnięciu przycisku S1. Przez diodę D3 płynie
prąd i przekaźnik się włącza. Po zwolnieniu
przycisku,  w tej  gałęzi  nie  płynie  już  prąd,
dlatego  w roli  S1  można  zastosować  jaki−
kolwiek mały przycisk.

Uruchomiony  przekaźnik  pozostaje

w stanie wzbudzenia po zwolnieniu przyci−
sku. Trwa to tak długo, jak długo przez re−
zystory P1, R2, diodę D2 i cewkę 12−wolto−
wego przekaźnika (272) płynie wystarczają−
cy  prąd.  Ponieważ  prąd  zwalniania  zależy
silnie  od  typu  przekaźnika,  przewidziano
potencjometr  P1  umożliwiający  regulację
napięcia,  przy  którym  przekaźnik  puszcza,
kończąc cykl rozładowania.

Ze względu na rozrzut parametrów prze−

kaźników, wartości rezystancji P1, R2 trze−
ba dobrać eksperymentalnie. W tym celu za−
miast  akumulatora  trzeba  dołączyć  zasilacz
o napięciu  9V (tyle  woltów,  ile  jest  ogniw
NiCd), nacisnąć przycisk S1 i powoli pokrę−
cając  P1  doprowadzić  do  zwolnienia  prze−
kaźnika, co zasygnalizuje lampka D1.

Dioda LED D1 sygnalizuje przebieg roz−

ładowania.  Wartość  R1  trzeba  dobrać  sto−
sownie  do  napięcia  akumulatora,  wstępna

wartość  wynosi  1k

Ω

.  Należy  zauważyć,  że

prąd rozładowania płynie nie tylko przez re−
zystor  mocy  R

L

,  ale  też  przez  przekaźnik

i diodę D1 – należy to uwzględnić przy do−
bieraniu wartości R

L

, zwłaszcza w przypad−

ku akumulatorów o małej pojemności.

Napięcie  zwalniania  przekaźnika  pozo−

staje stabilne w czasie i przy zmianach tem−
peratury, a ewentualne dodatkowe rezystan−
cje  styków  zmieniają  to  napięcie  w „bez−
pieczną“ stronę.

Rozładowarka akumulatorów

Opisany    prosty  i ekonomiczny  migający
łańcuch  świetlny  nadaje  się  nie  tylko  na
choinkę. Może być użyty do różnych celów
dekoracyjnych. Składa się jedynie z dwóch
rezystorów,  jednego  zwykłego  tranzystora,
jednej  diody  migającej  i kilku  zwykłych
diod LED.

Dioda migająca pracuje tu jako generator

taktujący – włącza i wyłącza tranzystor T1,
przez co migają także pozostałe diody.

Do  zasilania  można  wykorzystać  niesta−

bilizowany  12−woltowy  zasilacz  wtyczko−
wy. Rezystor ograniczający prąd diod LED
jest zbędny, jeśli w łańcuchu pracuje odpo−
wiednia  liczba  diod  LED.  Przy  zastosowa−
niu czerwonych diod LED o napięciu prze−

wodzenia  równym  1,65V,  przy  12V zasila−
nia należy zastosować 7 diod LED. W przy−
padku  żółtych  diod  o napięciu  przewodze−
nia 2,1V – sześć. A przy zielonych diodach
o napięciu  przewodzenia  2,7V tylko  pięć..
Oczywiście możliwe jest wykonanie łańcu−
cha wielokolorowego.

Układ  można  zmodyfikować,  dodając

drugi  łańcuch  LED−ów,  rezystor  i

drugi

tranzystor  NPN  (rezystor  między  kolekto−
rem T1, a bazą T2). Oba łańcuchy będą mi−
gać na przemian.

Manuel Schreiner

Łańcuch świetlny

30

Radio Retro

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

Styczeń 2002

Szanowni Państwo!
Chciałbym  zaprezentować  swoją

niewielką  kolekcję  lampowych  sta−
rań.  Od  kilku  lat  gromadzę  radiood−
biorniki różnych marek i typów, naj−
starszy pochodzi z 1930r. z wytwórni
POLMET we  Lwowie.  Posiadam
także  kilka  egzemplarzy  PHILIPSA
z lat 1932−1940 oraz odbiorniki firm:
ELEKTRIT,  BRAUN,  STERN,  TE−
LEFUNKEN,  NORA,  SABA,  IKA,
BLAUPUNKT,  MENDE,  IMPE−
RIAL i in.  Zgromadziłem  też  kilka−
dziesiąt  odbiorników  powojennej
polskiej i zagranicznej produkcji, za−
równo  stacjonarnych  jak  i przeno−
śnych.  Każdy  z posiadanych  przeze
mnie  okazów  przeszedł  gruntowną
renowację, przy czym staram się od−
twarzać oryginalne układy elektrycz−
ne  i elementy  obudowy.  Jestem  sa−
moukiem, ale nieźle opanowałem za−
równo sekrety elektroniki, jak i zasa−
dy renowacji stolarki. Wszystkie pra−
ce wykonuję samodzielnie, ale przy−
znaję,  że  stan  niektórych  egzempla−
rzy był rozpaczliwy. Zdarzało się, że
zarówno  układy  elektryczne,  jak
i prawie  całe  obudowy  odtwarzałem
według  zachowanych  szczątków
i dokumentów.

Największym  problemem  jest

brak czasu, który mógłbym przezna−
czyć  na  swoją  pasję,  ale  mam  tym
większą satysfakcję, gdy uda się oży−
wić szacowne szczątki.

Radio
Retro

Radio
Retro

Moja praca zawodowa (jestem prywatnym przedsiębiorcą)

nie ma nic wspólnego z elektroniką, ale  częste  wyjazdy  po−
magają  mi  w powiększaniu  zbiorów.  Ostatnio  trafiłem  na
kilka  nieźle  zachowanych  niemieckich  radioodbiorników
sprzed 1939 roku.

Przesyłam kilka zdjęć, łączę pozdrowienia.

Michał Famielec

31

Radio Retro

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

Styczeń 2002

33

Szkoła Konstruktorów

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

Styczeń 2002

Rozwiązanie zadania powinno zawierać schemat elektryczny i zwięzły opis działania. 

Model  i schematy  montażowe  nie  są  wymagane,  ale  przysłanie  działającego  modelu  lub  jego 

fotografii zwiększa szansę na nagrodę.

Ponieważ  rozwiązania  nadsyłają  Czytelnicy  o różnym  stopniu  zaawansowania,  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. Prace należy nadsyłać w terminie

45 dni od ukazania się numeru EdW (w przypadku prenumeratorów – od otrzymania pisma pocztą).

S

S

S

S

zz

zz

k

k

k

k

o

o

o

o

łł

łł

a

a

a

a

K

K

K

K

o

o

o

o

n

n

n

n

ss

ss

tt

tt

rr

rr

u

u

u

u

k

k

k

k

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

ó

ó

ó

ó

w

w

w

w

Jeden z uczestników Szkoły przysłał niedaw−
no projekt wykrywacza deszczu. Układ miał−
by  być  wykorzystywany  do  zdejmowania
schnących ubrań w chwili pojawienia się de−
szczu.  Nadesłany  układ  okazał  się  niezbyt
udany,  więc  stawiam  temat  kolejnego  zada−
nia.  Jestem  przekonany,  że  docenicie  przy−
datność takiego urządzenia i oprócz interesu−
jących propozycji teoretycznych, przedstawi−
cie też interesujące modele.

Oto temat zadania:

Zaprojektować  „deszczoostrzegacz”

dla gospodyni.

Patrząc ze strony elektroniki, w najpro−

stszej  wersji  zadanie  jest  wręcz  bezna−
dziejnie  łatwe.  Trzeba  jednak  zwrócić
uwagę na bardzo ważne szczegóły. Przede
wszystkim przyrząd musi być prosty w ob−
słudze. Wyobrażam sobie, że będzie to nie−
wielkie  pudełko,  przechowywane  razem  ze
spinaczami,  wieszane  na  sznurku  wraz
z praniem.

Jeśli  pojawi  się  deszcz,  „deszczoostrze−

gacz”  ma  zacząć  głośno  wyć.  Najlepiej
z przerwami,  żeby  nie  denerwować  wszyst−
kich wokoło.

Jaki zastosujecie czujnik? Jaką obudowę,

jaki sygnalizator i baterię?

Źródłem zasilania mogą być dwie lub trzy

baterie  litowe  −  wejdą  wprost  do  obudowy
przetwornika PCA−100, który zapewne wielu
z Was zechce wykorzystać. Natomiast popu−
larny 9−woltowy bloczek być może okaże się
zbyt duży.

Głośność sygnalizatora musi być znaczna,

żeby dał się dobrze słyszeć nie tylko z balko−
nu, ale i z podwórka za domem.

A może  uznacie,  że  lepsza  będzie  inna

koncepcja?

Oprócz  wersji  prostej  widzę  możliwość

wykonania  systemu  z sygnalizacją  radiową,
co  byłoby  pożyteczne,  gdy  pranie  umie−
szczone będzie nie na balkonie, tylko gdzieś
dalej w ogrodzie.

Nie  muszę  chyba  dodawać,  z przyrząd

wieszany  na  sznurku  wraz  z praniem  musi
być  wodoszczelny,  żeby  nawet  gwałtowny
deszcz nie przeniknął do środka.

I to  może  być  problemem.  Czy  bowiem

przyrząd  będzie  miał  wyłącznik?  Czy  obe−
cność  wyłącznika  uniemożliwi  zachowanie
szczelności?

W zasadzie  przyrząd  nie  musi  mieć  wy−

łącznika bo w spoczynku może nie pobierać
prądu. I to nawet byłaby wielka zaleta, bo go−
spodyni nie musiałaby pamiętać, by włączać
i wyłączać  przyrząd.  Przeciętna  gospodyni
domowa  nie  musi  znać  się  na  elektronice,
więc trzeba jej maksymalnie ułatwić posługi−

wanie się „deszczoostrzegaczem”. Brak wy−
łącznika i stałe czuwanie przy zerowym prą−
dzie spoczynkowym byłby cenną zaletą. Jak
jednak  wyłączyć  przyrząd  jeśli  już  zacznie
wyć?  Należałoby  przewidzieć  możliwość
wyłączenia  wyjca  w dowolnej  chwili.  Czy
można  to  zrealizować  tak,  że  odwrócenie
ostrzegacza  „do  góry  nogami”  wyłączy  sy−
gnał dźwiękowy na dłuższy czas (do wysch−
nięcia czujnika)?

Czy  przyrząd  ma  mieć  jakiś  obwód  po−

zwalający skontrolować stan baterii? A może
baterie byłyby automatycznie testowane pod−
czas włączania.

Przeanalizujcie  te  problemy.  Jestem

przekonany,  że  przedstawicie  interesujące
pomysły. Przy wykonywaniu modeli zwróć−
cie  uwagę,  żeby  nie  były  to  jedynie  ko−
szmarne  „pająki”  będące  plątaniną  drutów.
Zaprojektujcie i wykonajcie coś praktyczne−
go, zgrabnego i w miarę możliwości ładne−
go. Jak zwykle, przewiduję nagrody nie tyl−
ko za modele, ale i za przeprowadzone (tak−
że nieudane) próby oraz za najlepsze pomy−
sły teoretyczne.

Ponieważ tym razem jedną z kluczowych

spraw będzie obudowa, nagrodami będą pro−
fesjonalne obudowy.

Czekam  na  propozycje  kolejnych  zadań.

Pomysłodawcy wykorzystanych zadań otrzy−
mują nagrody rzeczowe.

Temat  zadania  67  brzmiał:  Zaprojektować
układ  „przypominacza  lekarskiego”  −  przy−
rządu, który w określonych odstępach czasu
dźwiękiem  przypomni  o konieczności  zaży−
cia kolejnej dawki leku.

Zadanie  okazało  się  trudniejsze,  niż  mo−

gło  wyglądać  na  pierwszy  rzut  oka.  Jedno−
cześnie wielu uczestników podkreślało prak−
tyczną  przydatność  takiego  urządzenia.  Je−
den z nich napisał: Od jakiegoś czasu prak−
tycznie  nie  uczestniczę  w „Szkole  Konstruk−
torów”.  Jednak    udziału  w niniejszym  zada−

niu nie mogłem sobie odmówić ze względu na
temat.  Jest  on  tak  celnie  dobrany,  że  dziwię
się, iż wcześniej nie zaprojektowałem tego ty−
pu urządzenia lub nie uczynili tego inni. Tym
bardziej, że wśród wielu rodzin (np. w mojej)
są  osoby,  które  regularnie  muszą  zażywać
określone  lekarstwa.  Nie  wykluczone, 

Rozwiązanie zadania nr 67

Zadanie nr 71

34

Szkoła Konstruktorów

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

Styczeń 2002

że  i zdrowego  dopadnie  jakaś  dolegliwość
zmuszająca  do  stosowania  medykamentów.
Dlatego  już  teraz  warto  być  przezornym
i wykonać układ będący tematem tego zada−
nia. Urządzenie tego typu może być dobrym
prezentem dla przewlekle chorej osoby. Ge−
neralnie  nie  wypada  obdarowywać  kogoś
prezentami  kojarzącymi  się  z chorobą  (np.
leki). W tym przypadku można jednak uczy−
nić  wyjątek,  gdyż  taki  „przypominacz”  nie−
jednemu  może  uratować  zdrowie  lub  nawet
życie.

Cieszę się z dziesięciu modeli i wielu po−

prawnych prac teoretycznych.

Zanim 

przejdę 

do 

szczegółowego

omówienia  godnych  wzmianki  propozycji
podkreślam,  że  przypominacz  nie  musi  pre−
cyzyjnie  odmierzać  wyznaczonego  czasu.
Działanie  leku  nie  kończy  się  raptownie  po
6 czy 8 godzinach. Wpływ lekarstwa po za−
życiu stopniowo zwiększa się, osiąga maksy−
malną wartość, a potem stopniowo zmniejsza
się. Wygląda to różnie w przypadku różnych
medykamentów i sposobów ich podania, ale
we  wszystkich  przypadkach  podane  czasy
między kolejnymi dawkami należy traktować
jako  czasy  zalecane,  a ewentualna  odchyłka
o pół godziny nie jest tragedią. Dlatego błąd
odmierzania czasu ±10% jest w tym wypad−
ku jak najbardziej dopuszczalny. A znacznie
większą dokładność, rzędu ±3% można osią−
gnąć w prosty sposób za pomocą elementów
RC  bez  użycia  generatora  kwarcowego.
Trzeba tylko w obwodzie odmierzania czasu
zastosować stabilne kondensatory stałe, kon−
kretnie foliowe oraz metalizowane rezystory.
Wykorzystanie  generatora  kwarcowego  nie
jest  błędem,  ale  zwykle  wiąże  się  z niepo−
trzebną komplikacją układu.

Wystarczającym rozwiązaniem było więc

wykorzystanie  generatora  RC  i licznika.  12
godzin  to  43200  sekund,  wystarczy  więc
licznik  o współczynniku  podziału  2

14

,  na

przykład CMOS 4060 czy CMOS 4541. Kil−
ku  uczestników  niepotrzebnie  martwiło  się
o to,  jak  rozpoznać  nadejście  nowego  dnia.
Nie ma problemu − przypominacz nie ma być
wyłączany na noc, wprost przeciwnie, ma da−
wać sygnały co określoną liczbę godzin, nie−
zależnie, czy będzie to dzień, czy noc.

Więcej uwagi należało poświęcić proble−

mowi  praktycznej  przydatności,  zwłaszcza
kwestii  obudowy,  zasilania  i sposobowi  sy−
gnalizacji.  Na  pewno  urządzenie  musi  być
zasilane z baterii, żeby całkowicie uniezależ−
nić się od sieci i możliwości zaniku napięcia.

Rozwiązania teoretyczne

W tej grupie zdecydowanie przeważały pro−
ste propozycje: oscylator, licznik, układ róż−
niczkujący, i brzęczyk. Rozwiązania tej dość
licznej  grupy  różnią  się  szczegółami.  Prosty
przykład pokazany jest na rysunku 1. Oscy−
lator i licznik to albo kostka 4060, albo 4541.
W większości są to rozwiązania prawidłowe,

o ile  tylko  układ  zostanie  zrealizowany
w sposób porządny i estetyczny.

Marcin Kartowicz z Bolechowa zapropo−

nował prosty układ z mniej popularną kostką
CMOS  4521  oraz  bramkami  kostki  4093
(Kartowicz.gif). Układ 4521 zawiera oscyla−
tor  i 24−stoniowy  licznik,  którego  ostatnie
siedem  wyjść  jest  wyprowadzonych  na  ze−
wnątrz.  Zapewnia  to  podział  częstotliwości
oscylatora 

przez 

liczby 

2

18

...2

24

(262144...16777216),  czyli  łatwą  realizację
długich czasów.

Mariusz Chilmon z Augustowa chce wy−

korzystać  kostki  CMOS  4541  i 4093.  Sche−
mat  jego  „Przypominadła”  pokazany  jest  na
rysunku  2.  Warto  zwrócić  uwagę  na  inny
tryb  pracy.  Gdy  po  upływie  wyznaczonego
czasu  na  wyjściu  Q pojawi  się  stan  wysoki,
zacznie pracować generator U2A, a konden−
sator C3 zacznie się rozładowywać przez R4.
Brzęczyk będzie pracował w sposób przery−
wany przez czas wyznaczony przez elementy
R4C3, chyba, że wcześniej użytkownik naci−
śnie przycisk S1. Dziwny obwód z potencjo−
metrem PR1 pełni rolę... testera baterii.

Gdy napięcie baterii się obniży, brzęczyk

B1 odezwie się w sposób ciągły, sygnalizując
potrzebę zmiany baterii. Choć taki sposób sy−
gnalizacji stanu baterii utrudni zażycie kolej−
nej dawki leku, pomysł jest wart odnotowa−
nia.  A Mariusz  za  swą  propozycję  otrzyma
nagrodę, choć jak napisał, „zadanie 67 trochę
mi nie wyszło”. Ja akurat jestem innego zda−
nia (ale może się mylę).

Chciałbym jeszcze wymienić rozwiązania

zaproponowane  przez Jacka  Koniecznego
z Poznania, Jarosława Chudoby z Gorzowa
Wlkp. i Piotra Bechcickiego z Sochaczewa.
Jacek  jak  zwykle  nadesłał  jedynie  ogólną
propozycje  z kostkami  4538,  4516,  4067
i 4093,  która  jest  zdecydowanie  zbyt  skom−
plikowana.  Jarek  zaproponował  sensowny
i prawidłowy  układ  (Chudoba.gif),  jednak
pięć  układów  scalonych  i sporo  innych  ele−
mentów  to  jednak  trochę  zbyt  dużo,  jak  na
pełnione  funkcje.  Piotr  przedstawił  schemat
(Bechcicki.gif)  z dwoma  licznikami  4017,
gdzie czas w zakresie 1...18 godzin wybiera
się za pomocą zwory.

Po upływie terminu, tuż przed oddaniem

artykułu  do  druku,  nadesłał  e−mailem  swą
pracę  Marcin  Malich z Wodzisławia  Śl.
Niestety dołączył zazipowane dwa schema−
ty w plikach bez rozszerzenia, a przy braku
nagłówka  nie  wiadomo,  czym  je  odczytać.
Z załączonego  listu  można  się  zorientować
o ogólnej koncepcji i za rozwiązanie, zwła−
szcza za pomysł monitora przydzielam Mar−

cinowi trzy punkty. Pierwszy układ jest zbu−
dowany na kostce 4060, która wysyła impuls
o okresie 2 h na wejście licznika 4017. Licz−
nik zlicza kolejne impulsy i zostaje włączony
alarm co 2, 4, 6, 8, 10 lub 12 godzin, w za−
leżności od ustawienia przełącznika S1. Ge−
nerator zbudowany na bramce Schmitta ste−
ruje brzęczykiem piezo i diodą LED D1. (...)
Jeśli  w czasie  trwania  alarmu  zostanie
zwarty  przełącznik  S2,  wtedy  licznik  wraz
z generatorem  zostaną  wyzerowane  i układ
przechodzi  do  kolejnego  odmierzania  usta−
wionego czasu. Jeżeli w czasie trwania alar−
mu nie zostaną zwarte styki S2, po dodatko−
wym  czasie  wyznaczonym  elementami 
R4 i C2 automatycznie zostaną zresetowane
kostki  U1  i U2.  Przełącznik  S3  służy  do
sprawdzania gotowości urządzenia i baterii
zasilającej.

Drugi  układ  umożliwia  płynną  regulację

czasu, a oprócz tego dodano prosty monitor
upłynnionego czasu. 

Rys. 1

Rys. 2

Płynną regulację czasu uzyskano włącza−

jąc zamiast rezystora potencjometr w obwo−
dzie generatora (...)

Licznik  U2  4017  pełni  tutaj  nietypową

funkcję, jest dzielnikiem częstotliwości przez
8 i steruje również diodami LED, które two−
rzą prosty monitor upłynnionego czasu. Aby
diody  nie  pobierały  zbyt  dużej  energii  i nie
rozładowały  baterii  zasilającej  zastosowano
dodatkowy przełącznik S2. Chcąc sprawdzić
ile minęło czasu od ostatniego alarmu, nale−
ży  zewrzeć  styki  S2  i zapali  się  dioda  odpo−
wiednia  do  minionego  czasu.  Przerywanie
dźwięku oraz dodatkową sygnalizację świetl−
ną  zapewnia  migająca  dioda  LED  Dx  połą−
czona  równolegle  do  brzęczyka  piezzo  Q1.
Podobnie  jak  w poprzednim  układzie  zasto−
sowano  również  obwód  automatycznego  ze−
rowania  kostek  U1  i U2  po  czasie  około 
10 sekund trwania alarmu.

Rozwiązania praktyczne

Na fotografii 1 można zobaczyć model Ro−
berta Jaworowskiego z Augustowa. Kostka
4541  pracuje  jako  uniwibrator  i daje  sygnał
po  upływie  wyznaczonego  czasu  (Jaworow−
ski.gif).  Sygnał  dźwiękowy  jest  przerywany
dzięki  włączeniu  w szereg  diody  migającej
i brzęczyka HCM1212.

Fotografia 2 pokazuje model Piotra Ku−

śmierczuka z Gościna.  Układ  jest  nietypo−
wy,  ma  zalety  i wady,  niemniej  zdecydowa−
łem się podać oryginalny schemat − patrz ry−
sunek 3. Piotr zaprojektował układ, który ma
milczeć w nocy i działać tylko w ciągu dnia,
przypominając  o zażyciu  tabletek  czy  syro−
pu.  Należy  go  włączyć  rano,  gdy  zażywana

jest  pierwsza  porcja  leku.  Układ  U2  daje  sy−
gnał  co  24  godziny,  rozpoczynając  cykl
„dzienny”. W tym czasie generator U1 co na−
stawiony czas daje impuls do licznika U3. Po
zliczeniu  dwóch  kolejnych  impulsów  zostaje
wyzwolony uniwibrator U4c, U4d. Przełączni−
kiem S1 można wybrać, ile razy w ciągu dnia
ma się odezwać sygnalizator (2, 3 lub 4 razy). 

Zwora przy nóżkach 12, 12 kostki U2 po−

maga skalibrować układ odmierzania 24 go−
dzin.  Po  jej  zdjęciu  czas  pracy  licznika  U2
skraca się do 5 minut i 36 sekund.

Dariusz Drelicharz z Przemyśla wykonał

estetyczny przypominacz w pudełku po Tik−
Takach. Model pokazany jest na fotografii 3.
Układ  (Drelicharz.gif)  jest  stosunkowo  roz−
budowany. Oprócz generatora 4541 o okresie
2  godzin  zawiera  licznik  4017,  zworę,  po−
zwalająca  wybrać  czas  2,  4,  6,  8,  10  lub  12
godzin oraz kostkę 4011 tworzącą dwa gene−
ratory sterujące membraną piezo.

Wyjątkowo starannie wykonał swój model

Roman  Biadalski  z Zielonej  Góry.  Model

można zobaczyć na fotografii 4, a oryginalny
schemat na rysunku 4. Schemat nie wyróżnia
się  niczym  szczególnym.  Na  stronie  interne−
towej  można  znaleźć  projekt  płytki  i płyty
czołowej  do  tego  urządzenia  (Biadalski.zip).
Roman  przysłał  też  płytkę  do  TAB−DOK−
TORKA−SMD  z procesorem  AT90S1200,

35

Szkoła Konstruktorów

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

Styczeń 2002

Fot. 1 Model Roberta Jaworowskiego

Fot. 2 Układ Piotra Kuśmierczuka

Rys. 4

Rys. 3

Fot. 3 Przypominacz 

Dariusza Drelicharza

którego nie zdążył
skończyć  z powo−
du  choroby.  Na−
grodę i pięć punk−
tów  otrzymuje  za
wyjątkową staran−
ność  wykonania
płytek  i modelu.
Fragmenty  płytki
modelu z fotogra−
fii 4 i płytki DOK−
T O R K A − S M D
można  zobaczyć
na fotografii 5. 

Fotografia 6 pokazuje prototyp Michała

Koziaka z Sosnowca. Układ (Koziak.gif) jest
rozbudowany i należałoby go znacznie upro−
ścić.  Rafał  Stępień z Rud  wykonał  model
pokazany  na  fotografii  7.  Schemat  Rafała
jest pokazany na rysunku 5a. Układ można
zmodyfikować  według  rysunku  5b.  W obu

przypadkach po odmierzeniu zadanego czasu
sygnalizator odezwie się na stałe i będzie pi−
szczał aż do chwili naciśnięcia przycisku S1.
Kolejny cykl zacznie się dopiero po naciśnię−
ciu przycisku RESET.

Marcin  Wiązania z Gacek  przysłał  dwa

modele.  Fotografia  8 pokazuje  prototyp
z kostką  4060.  Schemat  ideowy  pokazany
jest  na rysunku  6.  Jak  widać,  różne  czasy
uzyskuje się tu dzięki zastosowaniu diodowej
bramki AND. Fotografia 9 przedstawia dru−
gi model wykonany przez Marcina w oparciu
o mikrokontroler  AVT AT90S2343.  Progra−
mowanie  i obsługa  tego  dwukanałowego
przypominacza są na pewno zbyt skompliko−
wane  dla  przeciętnego  użytkownika,  nie−
mniej  projekt  jest  interesujący,  ma  walory

dydaktyczne, a model jest wykonany staran−
nie. Dlatego kieruję ten projekt do Pracowni,
skąd po sprawdzeniu trafi do działu 

µ

P−3000

lub do Forum Czytelników. Podobnie kieruję
do pracowni dwa proste przypominacze z ko−
stkami 4541 i 4060. Jeden, pokazany na foto−
grafii  10 jest  autorstwa  Dariusza  Knulla

36

Szkoła Konstruktorów

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

Styczeń 2002

Fot. 4 Model Romana Biadalskiego

Fot. 5 Płytki Romana Biadalskiego

Rys. 5

Fot. 6 Prototyp Michała Koziaka

Fot. 7 Przypominacz Rafała Stępnia

Fot. 8 Model 1 Marcina Wiązani

Rys. 6

Fot. 9 Model 2 Marcina Wiązani

Fot. 10 Układ Dariusza Knulla

z Zabrza, drugi, przedstawiony na fotografii
11  został  wykonany  przez Piotra  Wójtowi−
cza  z Wólki  Bodzechowskiej.  Wymienieni
trzej koledzy otrzymują na razie drobne upo−
minki, a po opublikowaniu projektów − hono−
raria autorskie.

Uwagi końcowe

Bardzo się cieszę, że większość nadesłanych
modeli została wykonana bardzo estetycznie.
Liczba przyznanych punktów w istotny spo−
sób uzależniona była też od estetyki wykona−
nia modelu.

Myślę,  że  przedstawione  propozycje  ukła−

dowe  zainspirują  do  dalszych  modyfikacji
i ulepszeń. Decydując się na zaprojektowanie
nowej wersji przypominacza lekarskiego nale−
żałoby dokładnie określić sposób jego działa−
nia.  Zdecydowana  większość  uczestników
proponuje jedynie krótki sygnał dźwiękowy po
upływie zadanego czasu. Czy to wystarczy?

Wystarczy, o ile będziemy przypominacz

stale  nosić  przy  sobie,  na  przykład  gdy  bę−
dzie miał on postać małego breloczka moco−
wanego do szlufki spodni. Jeden niezbyt dłu−
gi i niezbyt głośny sygnał dźwiękowy całko−
wicie  wystarczy.  Taki  przypominacz  dobrze
zda egzamin u osób, które prowadzą normal−
ny tryb życia, a muszą regularnie zażywać ja−
kieś  lekarstwo.  W tym  wypadku  nie  trzeba
przełącznika  czasów  −  wystarczy  jednorazo−
wo ustalić długość cyklu pracy.

Działanie powinno być inne, jeśli przypo−

minacz  miałby  być  większym  urządzeniem,
którego nie będziemy stale nosić przy sobie.
Taka  wersja  jest  także  jak  najbardziej  sen−
sowna i byłaby przeznaczona do użytku do−
mowego  sporadycznie,  tylko  w okresach,

gdy  zachoruje  ktoś  z domowników. Przypo−
minacz  miałby  wtedy  postać  niewielkiego
pudełka,  ale  nie  musi  być  aż  tak  mały,  jak
breloczek. W tej drugiej wersji, przeznaczo−
nej dla różnych osób i różnych lekarstw nale−
żałoby koniecznie przewidzieć możliwość ła−
twego nastawienia długości cyklu pracy.

W takim  przypadku  trzeba  też  uwzględnić

dodatkowy istotny problem. Pominięcie porcji
syropu  czy  witamin  ma  niewielkie  znaczenie.
Ale pominięcie jednej lub kilku dawek antybio−
tyku może mieć istotny wpływ na skuteczność
kuracji. Pół biedy, gdy chory „klient” leży plac−
kiem  w łóżku.  Wtedy  prawdopodobnie  nie
przegapi sygnału dźwiękowego z przypomina−
cza, o ile tylko nie śpi kamiennym snem. Ale
nie zawsze przyjmowanie antybiotyków wiąże
się  z leżeniem  w łóżku.  Zdarza  się,  że  mamy
zwolnienie i pozostajemy w domu, ale przebieg
choroby  nie  jest  drastyczny  i możemy  nawet
wychodzić na dwór. Wtedy łatwo przegapić ko−
lejny  sygnał  przypominacza  i pominąć  dawkę
leku.  Jak  wspomniałem  ogłaszając  zadanie,
przed wakacjami na własnej skórze przekona−
łem się, jak łatwo jest „przegapić kolejkę”. Że−
by mieć kontrolę nad zużyciem leku oznacza−
łem  flamastrem  terminy  zażycia  na  plastiko−
wym listku z tabletkami, co nie do końca roz−
wiązało problem. Jeszcze trudniej jest kontrolo−
wać zużycie leku w postaci syropu czy proszku
(np. leki wziewne na astmę). Warto w związku
z tym rozważyć, czy ma sens zastosowanie ja−
kiegoś prostego licznika, pomocne do kontroli
przyjmowania kolejnych dawek.

Osobiście nie jestem przekonany do takie−

go licznika, ale może on zainteresować Kole−
gów,  którzy  lubią  rozbudowywać  układ
i wzbogacać go o różne dodatkowe funkcje.

Ja  byłbym  za  prostszym  rozwiązaniem  −

niech sygnał dźwiękowy zostanie włączony aż
do  czasu,  gdy  użytkownik  skasuje  go  przyci−
śnięciem przycisku i dopiero wtedy rozpocznie
się nowy cykl (przy czym dźwięk nie powinien
być ciągły ze względu na oszczędność prądu,
tylko powinny to być impulsy, powtarzane np.
co 20 sekund czy co minutę.). W takiej wersji
wymagana byłaby reakcja użytkownika − wci−
śnięcie przycisku i zażycie lekarstwa. Z pew−
nością  radykalnie  zmniejszy  to  szansę  pomi−
nięcia dawki medykamentu. Przypominam, że
takie działanie byłoby potrzebne do przypomi−
nacza  „stacjonarnego”,  stosowanego  w domu

dla różnych chorych i różnych leków.

Przeanalizujcie  pod  tym  kątem  przedsta−

wione rozwiązania.

W każdym przypadku trzeba się też zasta−

nowić, czy sygnał ma być na tyle głośny, że−
by  obudzić  zainteresowanego,  jeśli  kolejny
termin  wypada  w środku  nocy?  Jeśli  tak,  to
czy  nie  wprowadzić  obwodu  stopniowego
zwiększania głośności?

Gratuluję  wszystkim  uczestnikom  i licznej

grupie tych, którzy rozwiązali zadanie, ale z róż−
nych  względów  nie  nadesłali  prac.  Nagrody
i upominki otrzymują: Piotr Bechcicki, Roman
Biadalski,  Mariusz  Chilmon,  Dariusz  Dreli−
charz,  Robert  Jaworowski,  Dariusz  Knull,
Michał  Koziak,  Piotr Kuśmierczuk,  Rafał
Stępień, Marcin Wiązania i Piotr Wójtowicz.
Aktualna punktacja podana jest w tabeli.

Zachęcam serdecznie do udziału w bieżą−

cym i następnych zadaniach.

Wasz Instruktor

Piotr Górecki

37

Szkoła Konstruktorów

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

Styczeń 2002

Fot. 11 Przypominacz Piotra Wójtowicza

Marcin Wiązania Gacki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Krzysztof Kraska Przemyśl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Mariusz Chilmon Augustów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Dariusz Drelicharz Przemyśl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Bartłomiej Radzik Ostrowiec Św.  . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Dariusz Knull Zabrze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Mariusz Ciołek Kownaciska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Jakub Kallas Gdynia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Filip Rus Zawiercie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Rafał Stępień Rudy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Michał Pasiecznik Zawiszów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Marcin Malich Wodzisław Śl.  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Radosław Koppel Gliwice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Łukasz Cyga Chełmek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Jacek Konieczny Poznań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Radosław Ciosk Trzebnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  15
Maciej Jurzak Rabka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Ryszard Milewicz Wrocław . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Piotr Romysz Koszalin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Emil Ulanowski Skierniewice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Piotr  Wójtowicz Wólka Bodzechowska . . . . . . . . . . . . . 15
Artur Filip Legionowo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Roman Biadalski Zielona Góra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Jarosław Tarnawa Godziszka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Arkadiusz Zieliński Częstochowa . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Piotr Dereszowski Chrzanów. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Aleksander Drab Zdziechowice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Szymon Janek Lublin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Wojciech Macek Nowy Sącz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Sebastian Mankiewicz Poznań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Punktacja Szkoły Konstruktorów

C

C

C

C

o

o

o

o

 

 

tt

tt

u

u

u

u

 

 

n

n

n

n

ii

ii

e

e

e

e

 

 

g

g

g

g

rr

rr

a

a

a

a

?

?

?

?

− S

Szzkkoołłaa K

Koonnssttrruukkttoorróów

w kkllaassaa IIII

Rozwiązanie zadania 63

W EdW 9/2001  zamieszczony  był  schemat
dalmierza  laserowego,  nadesłany  jako  roz−
wiązanie  jednego  z wcześniejszych  zadań
Szkoły  przez  młodego  uczestnika.  Układ

można zobaczyć na rysunku A. Według po−
mysłodawcy  naciśnięcie  przycisku  START
uruchomi  laser  oraz  przerzutnik  4013  oraz
generator 555. Gdy promień lasera odbije się
od  przeszkody  i wróci  do  fototranzystora

SFH300,  przerzutnik  zostanie  wyzerowany,
a generator zatrzymany. Liczba impulsów zli−
czonych przez liczniki będzie zależna od cza−
su powrotu promienia, czyli od odległości od
przeszkody. Odpowiednie dobranie częstotli−

38

Szkoła Konstruktorów

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

Styczeń 2002

wości 555 powoli uzyskać wskazanie bez−
pośrednio w metrach.

Znaleźliście  mnóstwo  błędów  i zgo−

dnie oceniliście, że układ nie ma żadnych
szans  pracować  w takiej  roli.  Bardzo
młodemu  kandydatowi  na  konstruktora
można wiele wybaczyć, a nawet pochwa−
lić  za  pomysł,  niemniej  warto  omówić
przynajmniej część błędów.

Najważniejszym  błędem  jest  zbyt

mała szybkość układu. Jeden z uczestni−
ków napisał, że autor chyba zapomniał,
że  prędkość  światła  jest  całkiem  spora,
jak na mierzone odległości. Nawet gdy−
by  udało  się  wyeliminować  wszystkie
inne  usterki,  układ  jest  zdecydowanie
zbyt  powolny.  Prędkość  światła  to  pra−
wie  300000km/s (3*10

8

m/s).  Załóżmy,

że rozdzielczość miałaby wynosić 10m,
czyli trzycyfrowy wyświetlacz pokazał−
by  odległość  w zakresie  10m...9,99km.
Jeśli  światło  przebywa  drogę  np.
10m do  obiektu  i 10m z powrotem, 
potrwa to tylko
t = 20m / 3*10

8

m/s = 0,0666(6)

µ

s=66,6(6)ns

Żeby więc licznik miał rozdzielczość od−

czytu równą 10m, licznik z układem 555 mu−
siałby  wytwarzać  impulsy  o częstotliwości
f = 1 \ 66,6(6)ns = 15MHz

Jak wiadomo, popularna wersja bipolarna

układu 555 może pracować z częstotliwością
co najwyżej 200kHz, a inne wersje też mają
częstotliwość  maksymalną  ograniczoną  do
co najwyżej 3MHz.

Impulsy o częstotliwości 15MHz musiał−

by  też  zliczyć  pierwszy  układ  licznika
40110,  co  przy  zasilaniu  napięciem  5V jest
niemożliwe.

Obniżenie częstotliwości generatora dzie−

sięciokrotnie  obniży  rozdzielczość  odczytu
odległości  do  100m,  co  przekreśla  sens  sto−
sowania  wyświetlacza  3−cyfrowego,  teore−
tycznie  pozwalającego  wtedy  mierzyć  odle−
głości do 99,9km. Teoretycznie, bo wskaźnik
laserowy  o znikomej  mocy  „nie  sięgnie”  na
tak dużą odległość.

Mała szybkość części odbiorczej, łącznie

z fototranzystorem,  przerzutnikiem,  genera−
torem  i licznikiem  jest  najważniejszą  wadą
układu.  Układ  nie  spełni  swojej  roli  także
z wielu  innych  względów.  Słusznie  stwier−
dziliście,  że  ustawianie  przerzutnika  kostki
4013 za pomocą poziomu wysokiego z przy−
cisku START jest błędem. Przerzutnik będzie
ustawiony przez cały czas naciskania przyci−
sku,  niezależnie  od  impulsu  odebranego
przez  fototranzystor.  Należało  wykorzystać
wejście CLK, ale to wymaga odkłócenia sy−
gnału  z przycisku  START,  w którym  to  sy−
gnale  mogą  się  pojawić  impulsy  wynikłe
z drgań styków.

Słusznie też stwierdziliście, że fototranzy−

stor jest włączony błędnie. Przerzutnik 4013
jest zerowany sygnałem wysokim, więc foto−
tranzystor  powinien  być  włączony  między

plus zasilania a wejście R przerzutnika.

Wykryliście błędy w dołączeniu poszcze−

gólnych  nóżek  kostki  555.  Wskazywaliście
na  dołączenie  wyjścia  Q przerzutnika  4013
wprost  do  plusa  zasilania.  Łatwo  się  domy−
ślić, że to jest jedynie
błąd  rysunkowy  na
schemacie  −  autor
chce  włączać  kostkę
555 przez podanie za−
silania  z wyjścia  Q.
Pomysł  taki  jest  nie−
zbyt  fortunny  z kilku
powodów.

Słusznie dopatrzy−

liście się braku obwo−
du  zerowania  liczni−
ków 40110 przed każ−
dym pomiarem.

Skrytykowaliście

pomysł  zastosowania
przypadkowo  wybra−
nego  fototranzystora
do odbioru światła lasera i to bez jakiegokol−
wiek filtru i układu soczewek. Rzeczywiście,
fototranzystory  mają  największą  czułość
w zakresie podczerwieni, a zastosowany był−
by najprawdopodobniej popularny czerwony
laser o długości fali światła 680nm.

Pojawiło się też kilka odpowiedzi nietraf−

nych  od  najmniej  doświadczonych  adeptów
elektroniki.

Gratuluję  wnikliwości  w wynajdywaniu

usterek,  a młodego  pomysłodawcę  układu
chciałbym  mimo  tych  usterek  pochwalić  za
pomysł i zachęcić do dalszej nauki.

Nagrody w postaci kitów startowych AVT

za najlepsze odpowiedzi otrzymują:
Michał Stach Kamionka Mała
Stanisław Szwarc Wrocław
Marek Hajduczenia Białystok.

Zadanie numer 71

Na rysunku B pokazany jest schemat będący
fragmentem  rozwiązania  zadania  66  Szkoły.
Jak zwykle odpowiedzcie na pytanie

Co tu nie gra?

Czytelnik  napisał  „przeprowadziłem  eks−

perymenty  ze  wzmacniaczem  operacyjnym
i wypadły one pomyślnie. Układ był zasilany
napięciem  +5V i wzmacniacz  operacyjny
funkcjonował  bez  zarzutu“.  Czy  to  prawda?
Czy  rzeczywiście  układ  będzie  działać  pra−
widłowo?  A może  młody  kandydat  na  kon−
struktora koniecznie chciał otrzymać nagrodę
i upominek i skłamał, nie przeprowadziwszy
żadnych testów?

Odpowiedzi z króciutkim uzasadnieniem

nadsyłajcie  w terminie  45  dni  od  ukazania
się tego numeru EdW. Nie zapomnijcie o do−
pisku  NieGra71.  Nagrodami  będą  drobne
kity AVT.

Piotr Górecki

A

B

47

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

Styczeń 2002

W swoim  czasie,  opisując  konstrukcję  pro−
stego  pilota  RC5,  napisałem:  ...wystarczy
nam malutki pilocik, wyposażony w klawiatu−
rę  zawierającą  maksimum  16  przycisków,
w tym  w klawisze  numeryczne...(EdW  9/00).
Taki pogląd wyznawałem w ubiegłym wieku
(tak,  tak,  to  było  w zeszłym  stuleciu),  ale
obecnie jestem zmuszony zmienić zdanie. Po
pierwsze,  zakupienie  gotowego  pilota  bez
dołączonego do niego telewizora czy innego
urządzenia  RTV nie  jest  wcale  takie  proste,
jak  początkowo  przypuszczałem.  Po  drugie,
dobranie  pilota,  który  z zasady  dedykowany
jest  jakiemuś  konkretnemu  telewizorowi  lub
innemu  urządzeniu  RTV do  naszych  potrzeb
wcale  nie  jest  takie  łatwe.  Jeżeli  będziemy
chcieli  obsługiwać  za  pomocą  pilota  odtwa−
rzacz  plików  MP3,  tuner  telewizyjny,  odtwa−
rzacz DVD i jeszcze kilka innych „rozrywko−
wych” programów, to musimy mieć pilota nie
tylko  z większą  ilością  przycisków,  ale  najle−
piej  pracującego  na  kilku,  wybieranych  sto−
sownie  do  potrzeb  kanałach.  Po  trzecie,  nie
każdy  pilot,  który  zobaczymy  w sklepie
i który  spełnia  nasze  wymagania  techniczne
i estetyczne, jest pilotem RC5. Istnieją także
inne,  popularne  standardy  transmisji  danych
w podczerwieni, np. standard SONY.

Jeżeli doszliśmy do wniosku, że potrzebu−

jemy pilota RC5 pracującego na kilku wybra−
nych kanałach, to najlepiej od razu wziąć by−
ka  za  rogi  i zbudować  pilota,  który  mógłby
pracować  na  każdym  z  kanałów dostęp−
nych w standardzie RC5!
Podstawowe dane techniczne prezentowanego
pilota „JUMBO” RC5 są następujące:
− Układ, wyposażony w 65− przyciskową kla−
wiaturę umożliwia wysłanie dowolnej spośród
64 komend dostępnych w standardzie RC5.
− Każda z komend może być skierowana pod
dowolny  spośród  32  adresów,  czyli  do  32
różnych urządzeń odbiorczych. Daje to w su−
mie aż 2048 rozkazów, które możemy wysłać
z naszego pilota.

− Układ może być zasilany z baterii o napię−
ciu 3 ... 6VDC. Znikomy pobór prądu pozwa−
la mieć nadzieję, że komplet baterii alkalicz−
nych  dobrego  producenta  powinien  wystar−
czyć nawet na kilka lat eksploatacji pilota. 

Wykonanie  układu  mogę  polecić  nawet

mało doświadczonym elektronikom, pod wa−
runkiem, że nie obawiają się Oni konieczno−
ści  wlutowania  w płytkę  jednego  układu
SMD  i posiadają  dość  cierpliwości  potrzeb−
nej  do  zamontowania  na  płytce  65  przyci−
sków microswitch.

Zanim  przejdziemy  do  szczegółowego

opisu  układu  pilota,  warto  powiedzieć  parę
słów na temat kodu RC5. Ramka sygnału ge−
nerowanego  przez  nadajnik  kodu  RC5  za−
wiera dane o adresie (kodowanym na pięciu
bitach),  pod  jaki  informacja  jest  przekazy−
wana  oraz  daną,  która  niesie  informację
o konkretnym poleceniu dla układu dekodu−
jącego odbiornika (kodowaną na sześciu bi−
tach).  Do  niedawna  odbiornikami  były  pra−
wie wyłącznie specjalne układy scalone, tak−
że  obecnie  wypierane  przez  procesory,
których  zadaniem  jest  nie  tylko  dekodowa−
nie  sygnału  RC5,  ale  także,  a nawet  przede
wszystkim  sterowanie  całym  urządzeniem
RTV czy  innym  sprzętem  domowym.  Obe−
cnie  kod  RC5  znalazł  zastosowanie  także
w zdalnym sterowaniu ... komputerami klasy
PC. Oczywiście, nie mam tu na myśli obsłu−
gi klawiatury czy myszki, ale nadzorowanie
aplikacji multimedialnych, takich jak playe−
ry MP3, odtwarzacze DVD czy tunery tele−
wizyjne i radiowe. 

Dla przykładu podaję Wam typowe adre−

sy RC5 różnych urządzeń RTV, a także nu−
mery  niektórych  komend  stosowanych  przy
ich obsłudze.

Opis układu

Schemat elektryczny proponowanego układu pi−
lota  został  pokazany  na  rysunku  1.  Sercem
układu  jest  układ  typu  SAA3010  (HT6230,

INA3010 i liczne inne odpowiedniki),  uniwer−
salny nadajnik kodu RC5. Układ ten, spełniający
bardzo złożone funkcje, potrzebuje do działania
zaledwie dwóch elementów zewnętrznych: rezy−
stora i taniego rezonatora ceramicznego.

2

2

2

2

6

6

6

6

0

0

0

0

0

0

0

0

##

##

Adresy poszczególnych urządzeń sterowanych kodem RC5

Adres

Urządzenie

00

Odbiornik telewizyjny 1

01

Odbiornik telewizyjny 2

02

Teletekst

05

Magnetowid 1

06

Magnetowid 2

16

Przedwzmacniacz audio 1

17

Radioodbiornik

18

Magnetofon

19

Przedwzmacniacz audio 2

20

Odtwarzacz CD

22

Tuner satelitarny

07, 11, 13,

Adresy zwykle nie wykorzystywane,

15, 24 − 25,

które możemy przydzielić samodzielnie

27 − 31

skonstruowanym urządzeniom

Numery poleceń w kodzie RC5 − telewizor

Numer

Polecenie

00 − 09

Cyfry od 0 do 9, numery kanałów TV

12

Stand by (wyłączenie telewizora z zapamiętaniem
ustawionych parametrów)

13

Mute (wyciszenie dźwięku)

14 

Normalizacja

16

Zwiększenie głośności

17

Zmniejszenie głośności

18

Zwiększenie jaskrawości

19

Zmniejszenie jaskrawości

20

Zwiększenie nasycenia

21

Zmniejszenie nasycenia

22

Zwiększenie poziomu tonów niskich

23

Zmniejszenie poziomu tonów niskich

24

Zwiększenie poziomu tonów wysokich

25

Zmniejszenie poziomu tonów wysokich

26

Balans w prawo

27

Balans w lewo

Numery poleceń w kodzie RC5 − magnetowid

48

Pauza

50

Przewijanie do tyłu

52

Przewijanie do przodu

53

Odtwarzanie

54

Stop

55

Zapis

P

P

P

P

ii

ii

ll

ll

o

o

o

o

tt

tt

„

„

„

„

J

J

J

J

U

U

U

U

M

M

M

M

B

B

B

B

O

O

O

O

”

”

”

”

 

 

R

R

R

R

C

C

C

C

5

5

5

5

Podstawowe  parametry  elektryczne  ukła−
du SAA3010:
Napięcie zasilania...... 2 ... 7VDC (8V maks.)
Prąd zasilania........1

µ

A w stanie spoczynku, 

1,5 mA w stanie aktywnym

Częstotliwość oscylatora..................... 429kHz

Ogromną  wygodą  dla  konstruktorów  jest

wyposażenie układu w wyjście MCODE, na
którym  podczas  transmisji  danych  pojawia
się odpowiednio zmodulowany sygnał o czę−
stotliwości  36kHz.  Dzięki  temu  kompletny
układ  pilota  może  składać  się  zaledwie
z trzech  rezystorów,  rezonatora,  tranzystora
i diody  IRED.  Może  się  składać,  ale  w
naszym przypadku się nie składa! Aby zapew−
nić możliwie maksymalny komfort obsługi pi−
lota  i ograniczyć  liczbę  zastosowanych
w układzie  przycisków  dodałem  jeszcze  trzy
układy scalone z rodziny 4000. W dalszej czę−
ści artykułu dowiecie się jaką pełnią one rolę.  

Układ SAA3010 może pracować w dwóch

trybach, wybieranych za pomocą wymuszenia
stanu niskiego lub wysokiego na wejściu MS.

Tryb  pracy  z wybieraniem  jednym

przyciskiem – na wejściu MS stan niski

W tym trybie naciśnięcie jednego z przy−

cisków klawiatury wybierania adresu powo−
duje  zapamiętanie  go  w rejestrach  układu,
wygenerowanie jego kodu i polecenia numer
63.  Ponieważ  adres  urządzenia  został  zapa−
miętany,  do  wydawania  następnych  poleceń
używamy tylko jednego z klawiszy klawiatu−
ry rozkazów.

Tryb  pracy  z wybieraniem  za  pomocą

dwóch  przycisków  –  na  wejściu  MS  stan
wysoki.

W tym trybie adres nie jest zapamiętywany

i do wydania polecenia potrzebne jest jednocze−
sne naciśnięcie dwóch klawiszy: adresu stero−
wanego urządzenia i odpowiedniego polecenia.

W układzie naszego pilota SAA3010 pra−

cuje w trybie pierwszym, co mogłoby sugero−
wać, że do emisji wszystkich komend pod do−
wolnie wybrane adresy  potrzeba będzie aż 96
klawiszy. Tak jednak nie jest i zadowolimy się
tylko 65 przyciskami. Aby dobrze zrozumieć
zasadę działania pilota, przyjrzyjmy się dokła−
dniej układowi SAA3010 i rysunkowi 2.

Do  sterowania  pracą  układu  kodera  RC5

SAA3010  służą  trzy  grupy  wyprowadzeń.
Wyjścia  oznaczone  jako  DRSx  pracują  jako

drivery  dołączające  do  masy  kolejne  rzędy
matrycy klawiatury. Zwarcie do aktualnie ak−
tywnego wyjścia DRS jednego z wejść XIN
powoduje  wygenerowanie  kodu  komendy
o numerze  określonym  w sposób  pokazany
w tabeli 1. 

Analogicznie podczas podawania numeru

adresu,  pod  który  chcemy  wysłać  polecenie
do  wyjść  DRS  zwierane  jest  jedno  z wejść
ZIN (tabela 2).

Warto  zauważyć,  że  zmiana  adresu  pod

jaki wysyłane są komendy, odbywa się z za−
sady  znaczne  rzadziej  niż  samo  wysyłanie
poleceń.  A zatem,  nic  nie  stoi  na  przeszko−
dzie,  aby  zbudować  klawiaturę,  której  poło−
wa będzie wspólna dla obydwu funkcji: wy−
bierania  adresu  i wysyłania  komendy.  Ko−
nieczny  będzie  jednak  jakiś  przełącznik,
który w momencie kiedy zechcemy zmienić
adres, dołączy klawiatury wyjścia ZIN, a po
podaniu  adresu  z powrotem  dołączy  do  ma−
trycy wejścia XIN. Taki właśnie przełącz−
nik został zbudowany z wykorzystaniem
układów IC2, IC3 i IC4.

Do przełączania wejść dołączanych do ma−

trycy  klawiatury  zastosowałem  dwa  układy
scalone  typu  4066,  z których  każdy  zawiera
w swojej  strukturze  cztery  przełączniki  elek−
troniczne,  aktywne  przy  stanie  wysokim  na
ich wejściach sterujących. Cztery z tych prze−
łączników  zostały  dołączone  do  wejść  ZIN,

48

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

Styczeń 2002

Opis wyprowadzeń układu SAA3010

Pin

Nazwa

Funkcja

1 ...3, 28

ZIN0 ... ZIN3

Wejścia matrycy Z (adresu)

4

MCODE

Wyjście modulowanej 
danymi częstotliwości nośnej

5

CODE

Wyjście szeregowe danych

6 ... 10, 12 ... 14 DRS0 ... DRS7

Wyjścia driverów skanowania klawiatury

11

VSS

Masa zasilania

15

OSC

Wejście oscylatora generatora
zegarowego

16, 17

TT

Wejścia testowania układu

18 ... 24, 26

XIN0 ... XIN7

Wejścia matrycy X (poleceń)

25

VDD

Dodatnie napięcie zasilania

27

MS

Wejście wyboru trybu pracy

Rys. 1 Schemat ideowy

Rys. 2

a cztery do młodszych wejść XIN.  Przełącz−
nikami steruje prosty układ zbudowany z bra−
mek  NAND  zawartych  w strukturze  układu
IC4 – 4093. Jeżeli przycisk S65 nie jest naci−
śnięty,  do  matrycy  klawiatury  dołączone  są
wszystkie wejścia XIN i pilot działa „normal−
nie”.  Aktywne  są  obie  (żółta  i czerwona  na
schemacie)  części  klawiatury  i naciśnięcie
któregokolwiek z przycisków spowoduje wy−
słanie kodu przyporządkowanej mu komendy,
oczywiście  poprzedzonego  przez  kod  aktual−
nego adresu. Jeżeli od czasu włączenia zasila−
nia adres nie był zmieniany, to komenda zosta−
nie wysłana do urządzenia o adresie 0. 

W momencie  naciśnięcia  przycisku  S65

stany  na  wejściach  sterujących  przełączni−
ków zmieniają się na przeciwne i do matrycy
klawiatury  zostają  teraz  dołączone  wejścia
ZIN, służące podawaniu adresu, pod jaki bę−
dą  wysyłane  polecenia  RC5.  Od  tego  mo−
mentu użyteczna jest tylko „żółta” część kla−
wiatury, z której możemy wprowadzić jeden
z 32  stosowanych  w standardzie  RC5  adre−
sów. Adres ten zostanie zapamiętany i aż do
momentu  wprowadzenia  nowego  będą  pod
niego wysyłane wszystkie polecenia.

Zmodulowany sygnał częstotliwości nośnej

pobierany  jest  z wyjścia  MCODE  układu
SAA3010 i podawany na bramkę tranzystora
T1, który pełni rolę wzmacniacza prądowego
zasilającego diodę nadawczą IRED. Do dys−
pozycji  miałem  jeszcze  jedno  wyjście,  na
którym  występuje  „czysty”  kod  RC5  −  CO−
DE.  Postanowiłem  dołączyć  do  niego  diodę
LED, która swoimi błyskami będzie sygnali−
zować fakt nadawania przez pilota sygnału. 

Montaż i uruchomienie

Na rysunku 3 została pokazana mozaika ście−
żek płytki obwodu drukowanego wykonanego
na laminacie dwustronnym z metalizacją oraz
rozmieszczenie elementów na płytce.

Uważni Czytelnicy z pewnością zauważy−

li  już  pewne  rozbieżności  występujące  po−
między rysunkiem płytki i fotografią modelu.

Spowodowane one zostały faktem, że pomi−
mo  licznych  poszukiwań,  nie  udało  mi  się
znaleźć  jakiejkolwiek  fabrycznej  obudowy
do  naszego  pilota.  Ponieważ  obudowę  bę−
dziecie musieli wykonać samodzielnie, zmie−
niłem nieco kształt płytki obwodu drukowa−
nego.  Płytka  została  przedłużona,  a na  jej
końcu umieszczone zostało wycięcie, umoż−
liwiające  włożenie  w nie  dwóch  baterii
1,5V typu  AAA.  Na  obrzeżach  wycięcia
umieszczone  zostały  duże  punkty  lutowni−
cze, do których można przylutować sprężyste
styki łączące układ z bateryjkami.

Aby  więc  ułatwić  Wam  wykonanie  obu−

dowy,  zaprojektowałem
do niej płytę czołową wy−
konaną  jako  ...  płytka
PCB.  Jest  to  rozwiązanie
najprostsze i najmniej pra−
cochłonne,  a tak  obudo−
wany  pilot  od  biedy  za−
spakaja  nasze  wymagania
estetyczne.  Korzystając
z gotowej  płyty  czołowej
nie  musimy  już  wykony−
wać 65 otworów pod kla−
wisze,  co  w warunkach
amatorskich byłoby czyn−
nością  wyjątkowo  żmud−
ną  i której  rezultat  byłby
co najmniej niepewny. 

Montaż  rozpoczniemy

od  przylutowania  układu
SAA3010 do wierzchniej

strony płytki i jest to jedyna czynność, która
może  sprawić  pewne  trudności  początkują−
cym  konstruktorom.  Absolutnie  nieodzow−
nym warunkiem jej prawidłowego wykona−
nia jest posiadanie lutownicy wysokiej kla−
sy, najlepiej specjalnie przeznaczonej do lu−
towania  elementów  SMD.  Układ  scalony
należy  najpierw  przykleić  do  powierzchni
płytki, układając go tak, aby wszystkie wy−
prowadzenia znalazły się dokładnie pośrod−
ku  przeznaczonych  dla  nich  pól  lutowni−
czych. Do klejenia nie należy używać kleju
szybkoschnącego w rodzaju SUPER GLUE,
ale  wyłącznie  kleje  wolno  wiążące,  nawet
zwyczajny  klej  biurowy  lub  małą  kropelkę
DISTAL−u lub POXIPOL−u. Po zaschnięciu
kleju  dobrze  oczyszczoną  lutownicą  lutuje−
my  wyprowadzenia  układu,  stosując  mini−
malne, śladowe  ilości cyny.

Montaż  pozostałej  części  układu  nie  wy−

maga  już  komentarza,  ponieważ  wymagać
ona  będzie  jedynie  sporej  cierpliwości  –  65
przycisków! Sądzę jednak, że zaprojektowa−
ny  przeze  mnie  pilot  najczęściej  będzie  wy−
korzystywany  do  sterowania  układami  do−
mowej  automatyki,  a w szczególności  pole−
całbym  go  do  sterowania  komputerem  PC,
pełniącym  rolę  „Domowego  Centrum  Roz−
rywkowego”. Układ odbiorczy  umożliwiają−
cy  takie  sterowanie  został  opisany  w nume−
rze  09/01 Elektroniki Praktycznej.   

Na wkładce w środku nuneru zamieszczony

jest rysunek płyty czołowej. Jest to propozycja
wykonania klawiatury do sterowania aplikacja−
mi multimedialnymi.  

Ciąg dalszy na stronie  57.

49

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

Styczeń 2002

DRS

XIN

0

1

2

3

4

5

6

7

0

0

1

2

3

4

5

6

7

1

8

9

10

11

12

13

14

15

2

16

17

18

19

20

21

22

23

3

24

25

26

27

28

29

30

31

4

31

32

33

34

35

36

37

39

5

40

41

42

43

44

45

46

47

6

48

49

50

51

52

53

54

55

7

56

57

58

59

60

61

62

63

Numer komendy

DRS

ZIN

0

1

2

3

4

5

6

7

0

0

1

2

3

4

5

6

7

1

8

9

10

11

12

13

14

15

2

16

17

18

19

20

21

22

23

3

24

25

26

27

28

29

30

31

Numer adresu

Tabela 1

Tabela 2

Rys. 3 Schemat montażowy

Wykaz elementów

R

R11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..55,,66kk

Ω

Ω

R

R22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

M

Ω

Ω

R

R33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

Ω

Ω

R

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33,,33

Ω

Ω

C

C11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200nnFF
D

D11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D nnaadd IIR

REED

D

D

D22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D ff33 cczzeerrw

woonnaa

IIC

C11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..S

SA

AA

A 33001100

IIC

C22,, IIC

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44006666

IIC

C44  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44009933

TT11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BS

S110099

Q

Q11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..rreezzoonnaattoorr cceerraam

miicczznnyy 442299kkH

Hzz

S

S11 ...... S

S6655  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

miiccrroossw

wiittcchh 66m

mm

m 

Komplet podzespołów z płytką jest 

dostępny w sieci handlowej AVT−2600

50

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

Styczeń 2002

Ciąg dalszy ze strony 49.

Wykorzystujemy  tam  tylko  część  przyci−

sków  (pozostałych  możemy  w ogóle  nie
montować),  ale  za  to  mamy  do  dyspozycji
wyraźnie  zaznaczone  klawisze  obsługujące
najczęściej  wykorzystywane  funkcje,  takie

jak  PLAY,  PAUSE,  NEXT itd.  Gdybyśmy
zdecydowali się na budowę takiego pilota, to
należy wlutować w płytkę tylko  przyciski 0
... 15, 27, 30, 41, 45, 59, 54 i 65. 

W każdym  przypadku,  niezależnie  od

sposobu  wykończenia  pilota,  musimy  połą−
czyć ze sobą dwie płytki: płytę główną i czo−

łową.  Najlepiej  dokonać  tego  za  pomocą
czterech  śrubek  M3,  których  łebki  można
przylutować  do  dużych  punktów  lutowni−
czych na spodniej stronie płyty czołowej.  

Zbigniew Raabe

e−mail: zbigniew.raabe@edw.com.pl 

50

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

Styczeń 2002

Do czego to służy 

W ostatnich latach pojawiły się na rynku pro−
ste  radiotelefony  (transceivery)  należące  do
grupy LPD (low−power device), chętnie wy−
korzystywane przez młodzież.  

Kilka fabrycznych takich urządzeń było już

opisywanych na łamach EDW, lecz dla styka−
jących się po raz pierwszy z tym określeniem
warto  dodać,  że  LPD  to  urządzenia  których
moc wyjściowa w.cz. wynosi koło 10mW. 

Są to miniaturowych wymiarów urządze−

nia  nadawczo−odbiorcze  FM  zapewniające
transmisję danych oraz łączność głosową na
maksymalną odległości do około 1km. Mogą
one  przydać  się  w wielu  sytuacjach,  takich
jak: łączność w sklepie, plenerze czy podczas
turystycznych wędrówek lub do kontaktowa−
nia się z rodziną. 

Radiotelefony  takie  cechuje  prostota  ob−

sługi,  małe  wymiary  i lekkość,  a przede
wszystkim  ogólna  dostępność  z racji  zwol−
nienia  z jakichkolwiek  zezwoleń,  opłat  czy
rejestracji. Nic dziwnego, że w ostatnim cza−
sie  oprócz  gotowych  wyrobów  pojawia  się
na rynku coraz więcej firm − dystrybutorów
oferujących oprócz takiego sprzętu także go−
towe  moduły  nadajników  i odbiorników
LPD.

Właśnie  dostępność  takich  modułów  ra−

diowych LPD włoskiej firmy STE było inspi−
racją do powstania opisywanego poniżej eks−
perymantalnego radiotelefonu LPD.

Jak to działa

Do budowy radiotelefonu wykorzysatno dwa
fabrycznie zestrojone moduły:
BT37 − nadajnik FM z kwarcową stabilizacją, 
BR37 − odbiornik FM z kwarcową stabilizacją. 

Schematy modułów wraz z ich wyglądem

z obydwu stron płytki drukowanej pokazano
na rysunkach.

BT37 (nadajnik FM z kwarcową 
stabilizacją) − rys. 1, fot. 1:
−  częstotliwość  pracy:  433,05...434,79MHz
(34 kanały)
− modulacja: FM
− dewiacja: 7kHz
− odstęp międzykanałowy: 50kHz
− częstotliwość rezonatora: F/20 MHz
− moc wyjściowa: 10mW
− szerokość pasma: 800kHz
− stabilność częstotliwości: 5kHz

− zasilanie 5V +/−5%
− pobór prądu: 22mA
−  napięcie  wejściowe  m.cz.:  3Vpp  analog.
(0...5V digital) 
− temperatura pracy: −10...+55

o

C 

− wymiary: 41,9x11,6x7mm

BR37 (odbiornik FM z kwarcową
stabilizacją) − rys. 2, fot. 2:
−  częstotliwość  pracy:  433,05...434,79MHz
(34 kanały)
− odstęp międzykanałowy: 50kHz
− częstotliwość pośrednia: 10,7MHz
− modulacja: FM
− szerokość pasma: 20kHz
− stabilność częstotliwości: 5kHz
−  napięcie  wyjściowe  m.cz.:  100mV analog.
(0...5V digital). 
− zasilanie 5V +/−5%
− pobór prądu: 14mA
− temperatura pracy: −10...+55

o

C 

− wymiary: 20x50x7,5mm

2

2

2

2

6

6

6

6

1

1

1

1

8

8

8

8

###

###

Rys. 1 

Fot. 1

E

E

E

E

k

k

k

k

ss

ss

p

p

p

p

e

e

e

e

rr

rr

yy

yy

m

m

m

m

e

e

e

e

n

n

n

n

tt

tt

a

a

a

a

ll

ll

n

n

n

n

yy

yy

rr

rr

a

a

a

a

d

d

d

d

ii

ii

o

o

o

o

tt

tt

e

e

e

e

ll

ll

e

e

e

e

ff

ff

o

o

o

o

n

n

n

n

 

 

LL

LL

P

P

P

P

D

D

D

D

Moduły te, zarówno odbiorniki jak i nadajni−

ki, są zmontowane techniką montażu powierzch−
niowego przy użyciu wysokiej klasy elementów
elektronicznych,  takich  jak  rezonatory  SAW
oraz  rezonatory  telekomunikacyjne  o współ−
czynnnikach temeperaturowych 7 lub 10ppm. 

W tranzystorowym nadajniku zastosowa−

no  bezpośrednią  modulację  częstotliwości.
Nieco bardziej skomplikowana jest konstruk−

cja odbiornika. W module odbiornika zasto−
sowano  znane  układy  scalone  firmy  Philips
UAA3201T oraz Motorola MC13156DW. 

Schemat  elektryczny  eksperymentalnego

radiotelefonu pokazano na rysunku 3. Jest to
układ uproszczony do granic możliwości.

Do przełączania zasilania 5V oraz anteny

wykorzystano przełącznik hebelkowy. Oczy−
wiście  lepszy  byłby  przekaźnik  w.cz.,  ale
przełącznik  mechaniczny  okazał  się  także
skuteczny, a przy tym jest b. tani i nie pobie−
ra prądu.   

Jeden  z dwu  wzmacniaczy  operacyjnych

układu  scalonego  TL082  wzmacnia  sygnał
m.cz. z wyjścia odbiornika i zasila słuchaw−
kę,  drugi  zaś  sygnał  z mikrofonu  sterując
wejście modulatora nadajnika.

Wzmacniacze  te  są  przełączane  napię−

ciem  5V podawanym  odpowiednio  na  wej−
ścia nieodwracające układu US2.

Ważną  częścią  składową  ra−

diotelefonu  jest  antena.  Jest  to
element  przeznaczony  do  prze−
kształcania  energii  wielkiej  czę−
stotliwości na falę elektromagne−
tyczną  podczas  nadawania  lub
przekształcenia  fali  elektroma−
gnetycznej na napięcie w.cz. pod−
czas odbioru. 

Montaż

i uruchomienie

Układ modelowy został wykona−
ny  sposobem  przestrzennym  po−
przez  przylutowanie  kilku  ele−
mentów bezpośrednio do wypro−
wadzeń  modułów  bądź  układów
scalonych.  Jako  słuchawki  i mi−
krofonu  użyto  do  prób  telefo−
nicznych wkładek W−68.

Płytka  laminowana  stanowiła

oprócz  masy  także  przeciwwagę
anteny.  Anteną  może  być  odci−
nek drutu DNE1 o długości oko−
ło  17cm  (1/4

λ

).  W urządzeniu

modelowym wykorzytano antenę

skróconą  również  o długości  1/4

λ

której

szkic konstrukcji pokazano na rysunku 4.

Zmniejszenie wymiarów anteny osiągnię−

to poprzez wykonanie w pobliżu masy cewki
składającej  się  z 15  zwojów  tego  samego
drutu,  co  cały  promiennik.  Charakterystyka
tej  anteny  i właściwości  są  identyczne  jak
w przypadku  pełnowymiarowej  1/4

λ

,  ale

zysk jest mniejszy o 3−4dB. 

Chcąc uzyskać jeszcze mniejsze wymiary

godząc się jednocześnie na mniejszą skutecz−
ność  można  zastosować  antenę  helikalną.
W najprostszym przypadku może ją stanowić
odcinek drutu zwiniętego w spiralę. W zależ−
ności  od  średnicy  nawinięcia  wystąpi  różna
ilość zwojów oraz długość spirali.

Dla przykładu nawijając drut na średnicy

5mm  w ilości  17  zwojów  powinniśmy  uzy−
skać długość anteny tylko 30mm.

Zmontowany układ po podłączeniu zewnę−

trznych urządzeń (anteny, mikrofonu i słucha−
wek)  oraz  zasilania  9V był  gotowy  do  pracy
z identycznym drugim takim samym urządze−
niem lub fabrycznym radiotelefonem UHF.

Parametry powstałego prostego urządzenia

nadawczo−odbiorczego są następujące:
− częstotliowść pracy: 433,075MHz (jeden ka−
nał w zależności od zastosowanych modułów)
− rodzaj emisji: F3E
− moc wyjściowa: 10mW
− zasilanie: 9V (6F22)
− zasięg: około 200m

Modelowe  urządzenie  zostało  wyposażo−

ne w gniazdka na zewnętrzny mikrofon i słu−
chawkę  do  których  próbowano  podłączyć
także sprzęg z RS232 komputera (modem do
transmisji danych).

Opisane moduły umożliwiają własnoręcz−

ne  konstruowanie  bardziej  profesjonalnych
urządzeń  o wszechstronnym  zastosowaniu
(radiolinie,  zdalne  sterowanie,  telemetria,
alarmy radiowe, transmisja wideo...).

Andrzej Janeczek

51

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

Styczeń 2002

Wykaz elementów

Rezystory

R

R11,, R

R22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700kk

Ω

Ω

Kondensatory

C

C11,, C

C33,, C

C44,, C

C66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

C

C22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477

µµ

ff//1166V

V

C

C55,, C

C77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100nnFF

C

C88  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100

µµ

FF//1166V

V

Pozostałe

O

O  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BR

R3377

N

N .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BTT3377

U

US

S11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..77880055

U

US

S22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTLL008822

Płytka drukowana jest dostępna

w sieci handlowej AVT

jako kit szkolny AVT−2618 A

Rys. 2

Fot. 2

Rys. 3 Schemat ideowy radiotelefonu

Rys. 4 Schemat anteny

52

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

Styczeń 2002

Do czego to służy 

Opisany  układ  sygnalizuje  dźwiękiem  wy−
czerpywanie  się  baterii  zasilającej,  a dokła−
dniej obniżenie jej napięcia poniżej założonej
wartości. Przy napięciach powyżej ustalone−
go progu układ milczy i monitoruje napięcie,
pobierając tylko około 2

µ

A prądu.

W wielu urządzeniach jedynym wskaźni−

kiem,  że  bateria  lub  akumulator  ulega  wy−
czerpaniu jest nieprawidłowe działanie urzą−
dzenia.  W przypadku  zabawek  i niektórych
innych przyrządów sytuacja jest dopuszczal−
na. Niemniej, są układy, gdzie obniżenie się
napięcia baterii może spowodować niedopu−
szczalne błędy. Dotyczy to przede wszystkim
różnych  przyrządów  pomiarowych.  Przy
zbyt małym napięciu zasilania urządzenie je−
szcze  pracuje,  ale  wskazania  są  obarczone
poważnym błędem.

Problem  powstaje  też  w układach  zasila−

nych z baterii, które pobierają niewielki prąd,
cały czas są w stanie czuwania czy gotowo−
ści i mają zadziałać niezawodnie w razie po−
trzeby. Sytuacje takie mają miejsce np. w sy−
stemach  sygnalizacyjnych  i alarmowych,
gdzie układ stoi pod napięciem cały czas i nie
pobiera prądu, a włącza się tylko w rzadkich
przypadkach. Zapomniane baterie po dwóch
czy trzech latach nie spełnią swej roli, a ich
zużycie  nie  jest  niczym  sygnalizowane.  Po−
tem,  gdy  urządzenie  powinno  zadziałać,  zu−
żyta bateria zawiedzie. 

Opisywany  układ  przeznaczony  jest  do

kontroli napięcia baterii w dowolnym urządze−
niu  elektronicznym.  Monitor  baterii  będzie
niezmiernie  pomocny  także  w przypadku  in−
nych  urządzeń,  gdzie  napięcie  zasilania  nie
może obniżyć się poniżej zadanego progu.

Jak  pokazuje  schemat  ideowy,  układ  za−

wiera kilka popularnych elementów. Droga do
opracowania  tego  prościutkiego  układu  była
jednak długa i trudna. Już na początku założo−
no bowiem, że układ powinien być nad wyraz
oszczędny  i w spoczynku  pobierać  znikomy

prąd, co najwyżej rzędu pojedynczych mikro−
amperów.  Cóż  to  bowiem  byłby  za  monitor,
który sam pobierałby znaczny prąd i tym sa−
mym znacząco obciążał niewielką baterię?

Opracowanie tego prostego układu poprze−

dzone było licznymi próbami i powstaniem kil−
ku różnych monitorów, z których jeszcze jeden
zostanie opisany w jednym z następnych nume−
rów  EdW.  Fotografia  w artykule  pokazuje
próbną wersję zmontowaną na płytce stykowej.

Jak to działa

Schemat  ideowy  monitora  pokazany  jest  na
rysunku  1.  Funkcja  spełniana  przez  układ
jest bardzo prosta. Obniżenie napięcia zasila−
nia  poniżej  ustalonego  poziomu  spowoduje
pojawienie  się  przerywanego  dźwięku  brzę−
czyka.  Głównym  zadaniem  układu  jest  po−
równanie napięcia baterii z napięciem wzor−
cowym. Rolę komparatora pełni tu... tranzy−
stor  T1.  Porównuje  on  „napięcie  odniesie−
nia”z diody świecącej D1 z napięciem na re−
zystorze  R3.  Napięcie  na  diodzie  LED  nie−
wiele zmienia się przy zmianach napięcia ba−
terii,  natomiast  napięcie  na  R3  jest  wprost
proporcjonalne do napięcia zasilania.

Jeśli napięcie baterii jest duże, napięcie na

R3 też jest znaczne i tranzystor T1 nie prze−
wodzi. Nie przewodzą też tranzystory T2, T3.

Gdy  napięcie  zasilające  obniży  się,  za−

cznie przewodzić tranzystor T1. Otworzy on
też tranzystory T2, T3 i uruchomi sygnaliza−
tor  piezo.  Kondensator  C1  włączony  równo−
legle do brzęczyka jest konieczny, bo niektóre
brzęczyki nie chcą pracować, jeśli są zasilane
ze źródła o dużej rezystancji wyjściowej.

Migająca  dioda  LED  2  powoduje,  że

dźwięk  brzęczyka  jest  przerywany.  Rezystor
R5 dodatkowo zmniejsza pobór prądu, a gło−
śność brzęczyka jest zupełnie wystarczająca.

Pobór prądu w czasie działania sygnaliza−

tora  nie  przekracza  wtedy  1

µ

A,  co  nawet

w przypadku małej, częściowo zużytej bate−
rii nie jest znaczącym obciążeniem.

Ważną rolę pełni rezystor R4. Wprowadza

on  dodatnie  sprzężenie  zwrotne  i niewielką
histerezę. Dzięki temu nawet przy bardzo po−
wolnym spadku napięcia zasilania sygnaliza−
tor włącza się w sposób zdecydowany.

Dzięki  zadziwiająco  dużym  wartościom

rezystorów R1, R3, R6, R7 pobór prądu jest
znikomy,  a monitor  nie  obciąża  baterii.
Układ  w stanie  czuwania  pobiera  około
2mA prądu. Oznacza to, że nawet gdyby był
podłączony  do  baterii  nieprzerwanie  przez
rok, pobierze z niej mniej niż 17,5mAh (2

µ

A

x 365dni  x 24h),  zapewne  nieporównanie
mniej, niż główny układ zasilany z tej baterii.

Oczywiście,  jak  wspomniano  na  wstępie,

może być dołączony do baterii i monitorować
jej stan, niezależnie od tego, czy jakieś obcią−
żenie jest do niej dołączone, czy nie. W zde−
cydowanej większości przypadków opisywa−
ny  monitor  będzie  dołączony  do  obciążenia
razem z jakimś głównym obciążeniem.

2

2

2

2

6

6

6

6

1

1

1

1

6

6

6

6

#

#

#

Rys. 1 Schemat ideowy

M

M

M

M

o

o

o

o

n

n

n

n

ii

ii

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

 

 

b

b

b

b

a

a

a

a

tt

tt

e

e

e

e

rr

rr

ii

ii

ii

ii

 

 

1

1

1

1

Pobór prądu 

w stanie 

czuwania 

około 2

µµ

A!

53

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

Styczeń 2002

Aby radykalnie zmniejszyć pobór prądu,

wykorzystano diodę LED w roli źródła na−
pięcia wzorcowego. Co prawda napięcie na
diodzie LED zmienia się z temperaturą, ale
w tym  wypadku  nie  jest  to  wadą.  Wprost
przeciwnie!  Zmiany  napięcia  na  diodzie
świecącej są zbliżone do zmian napięcia na
złączy  baza−emiter  tranzystora  T1,  dzięki
czemu  zmiany  napięć  zostają  w znacznym
stopniu  skompensowane  i napięcie  zadzia−
łania  sygnalizatora  pozostaje  w miarę 
stabilne.

Podczas  opracowywania  tego  projektu

przebadano  diody  LED  pod  kątem  zastoso−
wania  ich  jako  źródła  napięcia  odniesienia
przy  bardzo  małych  prądach.  Ostatecznie
wybrano diody żółte, choć diody zielone też
dobrze  pełniłyby  taką  rolę.  Z diodami  czer−
wonymi jest pewien kłopot. Są on wytwarza−
ne  z różnych  materiałów  i napięcia  przewo−
dzenia  poszczególnych  egzemplarzy  znacz−
nie się różnią, nawet o 0,5V, co wymagałoby
dodatkowego  dobierania  wartości  elemen−
tów.  Zastosowanie  układu  scalonego,  np.
LM385  w roli  źródła  napięcia  wzorcowego
nie  jest  dobrym  pomysłem.  Kostki  LM385
wymagają do pracy prądu o wartości co naj−
mniej 15...20

µ

A.

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na maleńkiej płyt−
ce  drukowanej  pokazanej  na  rysunku  2.
Układ  może  współpracować  z bateriami
o napięciu  nominalnym  4,5V...18V,  a po
drobnej  modyfikacji  nawet  poniżej  3V.
Montaż jest  klasyczny i nie  powinien  spra−
wić kłopotów. Jedyną czynnością, wymaga−
jącą więcej uwagi będzie dobranie napięcia
progowego sygnalizatora. Przy niższych na−
pięciach  brzęczyk  wyda  przerywany
dźwięk. O napięciu progowym sygnalizato−
ra  decyduje  sumaryczna  rezystancja  R6
i R7.  Układ  modelowy  przy  wartości
R6+R7 równej 10M

Ω

odzywał się przy na−

pięciach  niższych  niż  12,45V.  Przy  suma−
rycznej  wartości  R6+R7  równej  4,7M

Ω

próg 

wynosił 

6,36V, 

przy 

3,2M

Ω

(2,2M

Ω

+1M

Ω

)  −  4,40V,  przy  2,2M

Ω

−

3,25V. Nie ma sensu obniżać progu poniżej
3V,  bo  i tak  przy  napięciach  w zakresie
0...2,65V układ  milczy  ze  względu  na  wy−
magane spadki napięcia na T3, R5, D2, Y1.

Dlatego  w układzie  przewidziano  R7

o wartości 2,2M

Ω

, natomiast dobierany re−

zystor  R6  może  mieć  wartość  w zakresie

0...10M

Ω

.  Ostatecznie  próg  zadziałania

należy  więc  ustawić,  dobierając  wartość

rezystora R6.

W modelu  pokazanym  na  fotografii

wstępnej  dobrano  R6,  by  układ  pełnił  rolę
monitora  baterii  9−woltowej.  Sumaryczna
wartość R6+R7 wynosi 5,4M

Ω

(R7=2,2M

Ω

i R6=3,2M

Ω

=2,2M

Ω

+1M

Ω

),  co  dało  próg

zadziałania równy 7,1V. Oznacza to, że przy
napięciu zasilania powyżej 7,1V układ mil−
czy. 

W

zakresie 

napięć 

zasilania

2,7...7,1V wydaje przerywany dźwięk i mil−
czy przy napięciu w zakresie 0...2,7V. Przy
napięciu 9V układ pobiera prąd spoczynko−
wy równy 2,48

µ

A.

Uwaga! W roli brzęczyka piezo Y1 powi−

nien  pracować  element  pokazany  na  foto−
grafii wstępnej. Podczas prób przetestowano
współpracę  z brzęczykami  różnego  typu,
w tym z popularnymi HCM1203..1212, które
okazały się nieporównanie gorsze, bo pobie−
rają więcej prądu i przy proponowanej warto−
ści R5 układ nie będzie pełnił swej roli przy
niższych  napięciach.  Przykładowo  układ
z brzęczykiem HCM1206 i zwartym rezysto−
rem  R5  wydawał  głos  dopiero  przy  napię−
ciach  większych  niż  4,4V,  a dopiero  przy
zwarciu zarówno R5 jak i D2 wydawał (cią−
gły) dźwięk przy napięciach powyżej 2,7V.

Uwaga! Ze względu na duże wartości re−

zystancji  prądy  w układzie  są  wyjątkowo
małe. Jeśli monitor ma długo i niezawodnie
pracować, płytkę trzeba starannie zabezpie−
czyć  dobrym  lakierem  izolacyjnym!  Chodzi
o to, by kurz i wilgoć nie spowodowały prze−
pływu prądów, które zakłócą pracę urządze−
nia.  W przypadkach,  gdy  układ  będzie  czę−
ścią  większego  urządzenia,  umieszczoną  na
wspólnej  płytce  drukowanej,  też  trzeba
uwzględnić problem kurzu i wilgoci.

Możliwości zmian

Układ generalnie przewidziany jest do pracy
ciągłej. Będzie wtedy na stałe włączony rów−
nolegle  do  obciążenia.  W niektórych  przy−
padkach  trzeba  sprawdzać  możliwości  bate−
rii,  by  nie  dać  się  zaskoczyć  jej  wyczerpa−
niem.  Wtedy  można  dodać  przycisk  TEST
włączający rezystor obciążenia i ewentualną
kontrolkę LED.

Układ zaprojektowany jest tak, by pobie−

rał  jak  najmniejszy  prąd  także  w stanie  ak−
tywnym. Kto chce zwiększyć głośność brzę−
czyka  i jasność  diody  D2,  może  dowolnie
zmniejszyć  R5  (0...10k

Ω

).  Trzeba  jednak

rozważyć, czy ma to sens, bo dodatkowo wy−
czerpuje  baterię,  która  niekiedy  po  odpo−
czynku mogłaby jeszcze trochę popracować.

Jak  wspomniano  wcześniej,  próg  zadzia−

łania  wersji  podstawowej  nie  powinien  być
niższy niż 3V, bo napięcie poniżej 2,7V oka−
że się za małe do zadziałania szeregowo po−
łączonych brzęczyka i migającej diody LED.

Układ można jednak w prosty sposób do−

stosować  do  napięć  znacznie  niższych.  Wy−

starczy zewrzeć diodę D2. Wtedy układ wy−
daje (ciągły) dźwięk już dla napięć powyżej
1,3V. Zwarcie D2 i R5 oznacza pracę dla na−
pięć  powyżej  1,15V.  Można  wtedy  obniżyć
wartość  R6+R7  i obniżyć  próg  zadziałania
nawet do 2,5V. Układ modelowy z żółtą dio−
dą D1, ze zwartymi D2, R5 pracuje przy war−
tościach  R6+R7  powyżej  1,5M

Ω

(co  daje

najniższe  napięcie  progowe  2,5V).  Jeśli
układ miałby służyć do monitorowania bate−
rii  3−woltowej,  należy  zamiast  żółtej  diody
D1,  zastosować  czerwoną  lub  dwie  zwykłe
diody krzemowe. Można też zmniejszyć war−
tość R1 do 1M

Ω

...4,7M

Ω

. Mniejsze napięcie

z diody D1 i odpowiednio dobrane rezystory
R6+R7  umożliwią  niezawodną  pracę  także
przy napięciach zasilania mniejszych niż 3V.

Piotr Górecki

Uwaga!  Układ  może  być  wykorzystany  wy−
łącznie  do  własnych  potrzeb.  Wykorzystanie
go do celów komercyjnych wymaga pisemnej
zgody Redakcji i Autora.

Wykaz elementów

Rezystory

R

R11,,R

R22,,R

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100M

M

Ω

Ω

EE

R

R33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

M

Ω

Ω

R

R55  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Ω

R

R66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33,,33M

M

Ω

Ω

((00......1100M

M

Ω

Ω

,, ppaattrrzz tteekksstt))

R

R77  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22M

M

Ω

Ω

Kondensatory

C

C11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200nnFF

Inne

D

D11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D żżóółłttaa

D

D22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D 55m

mm

m cczzeerrw

woonnaa m

miiggaajjąąccąą

TT11−TT33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C554488

Y

Y11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..P

Piieezzoo zz ggeenneerraattoorreem

m

Komplet podzespołów z płytką jest 

dostępny w sieci handlowej AVT−2616

Rys. 2 Schemat montażowy

54

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

Styczeń 2002

Do czego to służy?

Przedstawione urządzenie jest mikroproceso−
rową wersją kitu AVT−2261 opublikowanego
w EdW6/1998.  Wszystkim  niezorientowa−
nym mogę przypomnieć, że to urządzenie ma
na  celu  ułatwienie  pracy  podczas  konstruo−
wania  i naprawy  urządzeń  cyfrowych.  Po−
zwala  na  wymuszanie  żądanych  stanów  lo−
gicznych  w maksymalnie  ośmiu  punktach
badanego  układu.  Te  stany  mogą  się  zmie−
niać w ściśle określony sposób. Dzięki temu
wystarczy raz wpisać do pamięci Generatora
kombinację poziomów logicznych, by potem
móc się skupić na testowaniu układu. 

Generator  sekwencji  stanów  logicznych,

wersja µP (zwany dalej Generatorem v2) ma
wiele cech, które dają mu przewagę nad jego
pierwowzorem.  Zastosowanie  mikrokontro−

lera ma też dodatkową zaletę – program Ge−
neratora v2 będzie na pewno dalej rozwijany.

Jak to działa?

Schemat elektryczny Generatora v2 jest poka−
zany  na  rysunku  1.  Sercem  urządzenia  jest
układ scalony IC3. Steruje on całym urządze−
niem.  Dzięki  kostce  IC2  możliwe  stało  się
użycie  mikrokontrolera  AT89C4051.  Wpa−
mięci IC1 są przechowywane kombinacje sta−
nów logicznych, zdefiniowanych przez użyt−
kownika.  Niektórzy  zdziwią  się  widząc  nie
podłączone końcówki A0, A1, A2. Wystarczy
zajrzeć  do  jednego  z numerów  Elektroniki
Praktycznej by stwierdzić, że  takie postępo−
wanie jest w pełni uzasadnione w przypadku
pewnych  pamięci  z serii  AT24Cxx.  Bufory
IC4 i IC5 sterują odpowiednio podłączaniem
kabla  wyjściowego  i zespołu  przełączników

programujących S1−S8 do PCF’a. Tranzystor
T1  wraz  z opornikami  R1  i R2    tworzy  naj−
prostszy  inwerter.  Zasilacz  jest  tworzony
przez kondensatory C1−C5 i C7, stabilizator
IC6 oraz diodę D1, dzięki której możliwe jest
dwojakie  zasilanie  całości:  albo  z zasilacza
zewnętrznego  poprzez  gniazdo  CON2,  albo
z układu  badanego  poprzez  złącze  CON1.
Rezonator X1 wraz z kondensatorami C5, C6
są  układem  generującym  sygnał  zegarowy
dla mikrokontrolera, a C8 i SW12 resetują go
po  włączeniu  zasilania  i pozwalają  na
późniejszy  restart    w dowolnym  momencie.
Jedyną rolą rezystorów R3 i R4 jest ustalanie
kontrastu  wyświetlacza.  Czytelnicy  pewnie
się oburzą, że nie zastosowałem potencjome−
tru  montażowego  by  ustawiać  kontrast.  Na
potencjometr  zabrakło  miejsca  na  płytce.  Za−
zwyczaj kontrast ustawia się tylko raz, podczas

G

G

G

G

e

e

e

e

n

n

n

n

e

e

e

e

rr

rr

a

a

a

a

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

 

 

ss

ss

e

e

e

e

k

k

k

k

w

w

w

w

e

e

e

e

n

n

n

n

c

c

c

c

jj

jj

ii

ii

ss

ss

tt

tt

a

a

a

a

n

n

n

n

ó

ó

ó

ó

w

w

w

w

 

 

ll

ll

o

o

o

o

g

g

g

g

ii

ii

c

c

c

c

zz

zz

n

n

n

n

yy

yy

c

c

c

c

h

h

h

h

,,

,,

w

w

w

w

e

e

e

e

rr

rr

ss

ss

jj

jj

a

a

a

a

 

 

µµ

µµ

P

P

P

P

##

##

Rys. 1 Schemat ideowy

uruchamiania urządzenia, więc nie będzie
problemem  dobranie  dwóch  oporników.
No, pora przejść do sedna sprawy, czyli do
przycisków  SW9−SW11:−)  To  dzięki  nim
możliwe jest sterowanie całym Generato−
rem  v2.  Realizują  one  trzy  podstawowe
funkcje: UP, DOWN, OK. 

Po  resecie  procesor  wystawia  na  nóżkę

P3.5  stan  wysoki,  co  powoduje  ustawienie
bufora  wyjściowego  IC4  w stan  odcięcia
(wysokiej impedancji), a podłączenie bufora
IC5  do  IC2.  Taka  sytuacja  utrzymuje  się
również  w trybie  zapisu,  eliminując  ko−
nieczność odłączania Generatora v2 od ba−
danego  urządzenia  w celu  np.  modyfikacji
sekwencji  stanów  logicznych.  Natomiast
w trybie odczytu odłączony jest bufor IC4,
a odłączony IC5. Dalsze działanie polega na
wymianie  danych  pomiędzy  procesorem,  pa−
mięcią i konwerterem I

2

C – 8 bit. Przy zapisie

kierunek  przesyłania  danej  jest  następujący:
PCF8574A 89C4051 24C16;  natomiast
przy odczycie odwrotny. Zezwolenie na prze−
słanie kolejnej danej przez I

2

C jest wydawa−

ne poprzez naciśnięcie przycisku OK, chyba,
że odczyt jest realizowany w trybie automa−
tycznym.  Wówczas  czas  odstępu  pomiędzy
kolejnymi danymi na wyjściu jest wyznaczo−
ny przez wartość ustawianą programowo.   

Montaż i uruchomienie

Rozmieszczenie elementów na płytce generato−
ra v2 jest przedstawione na rysunku 2. Ponie−
waż płytka została zwymiarowana pod obudo−
wę Z−34, przed wlutowaniem czegokolwiek na−
leży  wykonać  niezbędne  otwory  w obudowie
wykorzystując  punkty  pod  mikroprzyciskami,
wyświetlaczem LCD (te w narożnikach wewnę−
trznego obrysu) oraz środkowe przełączników.
Dla przełączników o średnicy 6mm, dla przyci−
sków – 4 mm, a dla wyświetlacza 1mm – łączy−
my następnie te punkty, otrzymując otwór pod
LCD.  Montaż  płytki  rozpoczynamy  od  wluto−
wania  zwór.  Następnie  montujemy  rezystory
(poza R4 i R5), kondensatory stałe, diodę, tran−
zystor, kondensatory elektrolityczne i podstaw−
ki pod układy scalone (pod mikrokontroler naj−
lepiej precyzyjna) oraz złącze CON1 Rezonator
oraz  stabilizator  należy  przylutować  od  strony

druku.  Przycisk  RST ma  być  zamontowany
równolegle do kondensatora C8 – są punkty lu−
townicze; gniazdo zasilające może być dowol−
nego  typu,  w modelu  zastosowano  minijack.
Nieco  uwagi  należy  poświęcić  zamontowaniu
złącza pod wyświetlacz, przycisków i przełącz−
ników, gdyż ze względu na dużą wysokość obu−
dowy trzeba je zamontować inaczej. Jako złącze
pod LCD lutujemy odcinki srebrzanki o długo−
ści 20mm, po czym przycinamy je na odpowie−
dnią  długość,  tak  by  sam  wyświetlacz  był  na
równi z płaszczyzną obudowy. Mikroprzyciski
lutujemy  również  na  odcinkach  srebrzanki,  by
wystawały  ponad  obudowę  2−3mm.  Do  nóżek
przełączników lutujemy odcinki drutu miedzia−
nego,  przekładamy  je  przez  otwory  w płytce,
a całość składamy razem z górną połową obu−
dowy.  Przylutowujemy  i obcinamy  nadmiar.
Górne wyprowadzenia przełączników łączymy
razem  za  pomocą  odcinka  „gołego”  przewodu
i dołączamy go do zwory obok układu IC4 i C4.
Pozostał  już  tylko  do  wykonania  otwór  pod
gniazdo DB9F w bocznej ścianie obudowy. 

Po  podłączeniu  zasilania  8−15V spraw−

dzamy  napięcie  w podstawkach  (5V±5%)
i po wyłączeniu go wkładamy układy scalone
i uruchamiamy całość. Na LCD powinien się
po  chwili  pojawić  napis:  GENERATOR
STANOW, a po nim następne. Jeśli tak jest,
to  trzeba  jeszcze  sprawdzić  komunikację  po
I

2

C. Wtym celu należy wpisać jakieś dane do

pamięci i sprawdzić czy te dane pojawiają się
na  wyjściu.  Rysunek  3  przedstawia  rozkład
sygnałów  na  złączu  wyjściowym.  Na  górę
obudowy  można  nakleić  naklejkę  przedsta−
wioną na wkładce. Otwory pod przełączniki
można wykonać dziurkaczem biurowym. 

Obsługa

Wszystkie wartości ustawiamy przy pomocy
przycisków UP (także: wybór opcji lewej lub
NO) i DOWN (także: wybór prawej opcji lub
YES). Po napisach powitalnych program po−
prosi o ustawienie tzw. okresu (SELECT PE−
RIOD), czyli czasu trwania pojedynczej danej
na wyjściu w trybie automatycznego odczytu.
Następnie wybieramy jeden z ośmiu banków
w pamięci (SELECT BANK). Kolejną czyn−
nością, którą wykonujemy jest selekcja trybu
pracy  (MODE:  READ/WRITE):  odczyt  lub
zapis.  Wpierwszym  trybie  musimy  jeszcze
zadecydować  czy  będzie  to  odczyt  automa−
tyczny czy ręczny, krok po kroku. 

Ciąg dalszy na stronie 62.

55

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

Styczeń 2002

Wykaz elementów

R

R11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

R

R22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1155kk

Ω

Ω

R

R33**  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..668800

Ω

Ω

R

R44**  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..88,,22kk

Ω

Ω

C

C11,, C

C22−C

C44  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF cceerraam

miicczznnyy

C

C55,, C

C66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3333ppFF

C

C77  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000µµFF//1166V

V

C

C88  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100FFµµFF//1166V

V

IIC

C11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..A

ATT2244C

C1166

IIC

C22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..P

PC

CFF88557744A

A

IIC

C33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..A

ATT8899C

C44005511

IIC

C44,, IIC

C55  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..7744LLS

S224444 lluubb 7744H

HC

C((TT))224444

IIC

C66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..77880055

TT11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C554488

D

D11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N55881199

X

X11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..rreezzoonnaattoorr kkw

waarrccoow

wyy 1122M

MH

Hzz

C

CO

ON

N11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..D

DB

B99FF kkąąttoow

wee ddoo ddrruukkuu

S

S11−S

S88  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..pprrzzeełłąącczznniikk ddźźw

wiiggnniioow

wyy 

22−ppoozzyyccyyjjnnyy ppoojjeeddyynncczzyy

S

SW

W99−S

SW

W1111  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

miiccrroossw

wiittcchh 1100m

mm

m

S

SW

W1122  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

miiccrroossw

wiittcchh 66m

mm

m

D

DIIS

SP

P11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..w

wyyśśw

wiieettllaacczz LLC

CD

D 1166**11

O

Obbuuddoow

waa ZZ−3344B

B ((w

wyyssookkoośśćć 3377m

mm

m))

P

Pooddssttaaw

wkkii ppoodd uukkłłaaddyy ssccaalloonnee

LLiissttw

waa ggoollddppiinn 1166

ZZłłąącczzee sszzuuffllaaddoow

wee 1166 ppiinn

K

Kaabbeell ppoom

miiaarroow

wyy

W

Wttyycczzkkaa D

DB

B99M

M zz oobbuuddoow

wąą

TTaaśśm

maa 1100.. żżyyłłoow

waa 3300ccm

m

C

Chhw

wyyttaakkii ppoom

miiaarroow

wee 99 sszztt..

K

Krrookkooddyylleekk 11sszztt..

Rys. 2 Schemat montażowy

Rys. 3

56

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

Styczeń 2002

Ciąg dalszy ze strony 55.

Wtym  ostatnim  naciskając  OK.  powoduje−
my  wystawienie  kolejnej  danej  na  wyjściu.
Wtrybie zapisu daną do wpisania ustawiamy
za  pomocą  przełączników.  Wyświetlacz  bę−
dzie 

wyglądał 

następująco:

XXX/YYY/ZZZZZZZZ;  gdzie  XXX  to  ad−
res (numer komórki w pamięci) danej, YYY
to  jej  wartość  w systemie  dziesiętnym,
a ZZZZZZZZ w systemie  binarnym.  Każdą
daną  zapisujemy  do  pamięci  poprzez  przy−
cisk  OK.  Po  zakończeniu  odczytu  (zapisu)
pojawi się pytanie: FINISH WORKING? Je−
śli  odpowiemy  twierdząco,  to  Generator  v2
przejdzie  w tryb  Powerdown,  zmniejszając
pobór  prądu  do  minimum.  Jeśli  zaprzeczy−

my,  wróci  do  początku,  czyli  wyboru  tzw.
okresu.    Niestety  to  pytanie  pada  tylko  raz.
Po drugim cyklu Generator v2 sam przecho−
dzi  w stan  uśpienia,  gdyż  jest  to  związane
z pewnym błędem w programie, który powo−
dował restart procesora po trzecim – piątym
cyklu.  Błąd  ten  występował  tylko  w zapro−
gramowanym  procesorze.  Wtym  miejscu
chciałbym  ogłosić  mały  konkurs!  Pierwsza
osoba, która znajdzie przyczynę tak dziwne−
go zachowania programu i prześle rozwiąza−
nie  na  mój  adres  e−mail  (badworm@po−
czta.fm),  otrzyma  wartościową  nagrodę  –
niespodziankę! Żeby móc wykryć błąd, nale−
ży usunąć linie 5−7 w podprogramie Finish:
If Koniec = 2 Then

Gosub Ending

End If

Przewidywane  modyfikacje  programu

w przyszłości:  możliwość  rozpoczęcia  zapi−
su/odczytu  od  dowolnego  adresu,  naprawie−
nie błędu wspomnianego powyżej, zlikwido−
wanie  konieczności  przerwania  zapisu/od−
czytu  w dowolnym  momencie  poprzez  re−
start,  wyświetlanie  stanu  wyjścia  w trybie
ręcznego odczytu i inne.

Adam Robaczewski

Uwaga!  Plik  z programem  (w Bascomie)

można  ściągnąć  ze  strony  internetowej
www.edw.com.pl/library/pliki/gen_v2.zip 

56

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

Styczeń 2002

Opisywana miniruletka naśladuje swoim za−
chowaniem  pierwowzór  (terkoczący  dźwięk
o coraz mniejszej częstotliwości i coraz wol−
niejsze  zmiany  losowanych  liczb).  Zabawka
„testowana”  była  przez  dzieci  autora
i w przeciwieństwie  nazwa  jest  to  elektro−
niczny odpowiednik prostej ruletki do gry. Po
naciśnięciu przycisku, układ losowo wybiera
jedną  z 10  do  innych  zabawek  nadal...  jest
sprawna i daje wiele radości.

Opis układu

Na rysunku 1 przedstawiony został schemat
ideowy.  Po  naciśnięciu  przycisku  S1,  przez
rezystor R1 ładuje się kondensator C3. Tran−
zystory Q3 i Q4 zaczynają przewodzić prąd,
dioda  LED  D1  oświetla  fotorezystor,  który
w tym momencie ma najmniejszą rezystancję,
więc  częstotliwość  pracy  generatora  będzie
największa.  Impulsy  z generatora  podawane
są na bramki U1B, U1C, U1D. Dwie ostatnie

bramki  sterują  pra−
cą  brzęczyka  piezo
z generatorem,  na−
tomiast 

bramka

U1B podaje  impul−
sy na wejście T ko−
stki 4017, a ta z ko−
lei  steruje  pracą
diod  LED.  Obwód
z tranzystorami Q1,
Q2  oraz  rezystora−
mi R4−R6 ma za za−
danie włączyć i wy−
łączyć 

generator

zbudowany 

na

bramce  U1A.  Po
zwolnieniu  przyci−
sku S1 kondensator
C3  będzie  rozłado−
wywał  się  przez
złącze  B−E tranzy−
storów.  W wyniku
tego,  kolejno  zapa−
lające  się,  diody
LED  świecą  coraz
słabiej,  rezystancja
fotorezystora  staje
się  coraz  większa
i generator  pracuje
coraz wolniej aż do
zatrzymania.

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na płytce uniwer−
salnej. Zmontowany ze sprawnych elemen−
tów  nie  wymaga  uruchamiania  i od  razu
powinien pracować. Warto pamiętać o tym,
aby  dioda  LED  D1  stykała  się  bezpośre−
dnio  z elementem  światłoczułym  −  fotore−
zystorem  FR.  Jeśli  całość  nie  będzie  za−
mknięta  w światłoczułej  obudowie,  wów−
czas  należy  fotorezystor  FR  i diodę  LED
D1  zabezpieczyć  przed  wpływem  światła
zewnętrznego,  np.  zaklejając  je  szczelnie
izolacją elektryczną.

Miłej zabawy życzy

Krzysztof Kraska

M

M

M

M

ii

ii

n

n

n

n

ii

ii

rr

rr

u

u

u

u

ll

ll

e

e

e

e

tt

tt

k

k

k

k

a

a

a

a

Rys. 1 

Wykaz elementów:

Rezystory

R

R11,,R

R44  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Ω

R

R22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200

Ω

Ω

R

R33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..55,,11kk

Ω

Ω

R

R55,,R

R66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

FFR

R  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ffoottoorreezzyyssttoorr

Kondensatory

C

C11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200nnFF
C

C22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

µµ

FF//1166V

V

C

C33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11Q

Qm

mFF M

MK

KTT

C

C44  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF cceerraam

miicczznnyy

Półprzewodniki

D

D11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D cczzeerrw

woonnaa 33m

mm

m

D

D22,,D

D44,,D

D66,,D

D88,,D

D1100  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D cczzeerrw

woonnaa 55m

mm

m

D

D33,,D

D55,,D

D77,,D

D99,,D

D1111  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D zziieelloonnaa 55m

mm

m

Q

Q11−Q

Q44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C554488

U

U11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44009933
U

U22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44001177

FF

FF

o

o

o

o

rr

rr

u

u

u

u

m

m

m

m

 

 

C

C

C

C

zz

zz

yy

yy

tt

tt

e

e

e

e

ll

ll

n

n

n

n

ii

ii

k

k

k

k

ó

ó

ó

ó

w

w

w

w

58

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

Styczeń 2002

Lata 70. i 80. to dalsza miniaturyzacja przy−
rządów  i rozwój firmy. Na deskach projek−
tantów  były  wtedy  subminiaturowe  oscylo−
skopy  przenośne,  doskonalono  serię  7000,
wprowadzając wkładkę o paśmie 1GHz, „od−
chudzono” wersję 7000 do wersji 5000 o ra−
mie  3  wkładkowej,  powstała  niezwykle  po−
pularna  seria  400  (wszystkie  wspomniane
rozwiązania jeszcze pracują w wielu instytu−
cjach).  Wychodząc  naprzeciw  dynamicznie
rozwijającemu  się  sektorowi  elektroniki  cy−
frowej, ze współpracy Sony/Tektronix wpro−
wadzono analizatory stanów logicznych serii
300, następnie 1200. Dominacja pośród przy−
rządów „High−End” pozwoliła na zastosowa−
nie  już  sprawdzonych  rozwiązań  w innych
sektorach rynku. Kolejna seria oscyloskopów
niższej  klasy  okazała  się  tak  popularna,  ze
choć  mamy  już  2001r.,  spotykam  klientów
zachwalających 2225 lub pytających o model
2465B z serii  2000.  Opłaciły  się  inwestycje
w sektor  komponentów.  Rozwój  układów
scalonych  zaowocował  przyrządami  o pa−
mięci cyfrowej, prostymi w obsłudze, o ma−
łych  gabarytach,  bardzo  dobrych  parame−
trach elektrycznych, dodatkowych funkcjach
pomiarowych  (np.  zintegrowany  multimetr)
oraz  −  tu  ukłon  w stronę  serwisu  −  łatwych
w kalibracji i naprawie.

Jakkolwiek rozwój i doskonalenie analogo−

wej  budowy  oscyloskopu  zostały  w pewnym
momencie  zatrzymane,  klienci  ciągle  oczeki−
wali  od  przyrządu  pomiarowego  więcej.
Stwierdzono, że oscyloskop analogowy nie za−
wsze  może  sprostać  coraz  trudniejszym  zada−
niom.  Przede  wszystkim  przeszkadzała  trud−
ność w zapisie pomiarów, nie mówiąc już o ja−
kiejkolwiek  obróbce.  Przy  szybkich  przebie−
gach strumień tak szybko przemiatał luminofor,
że nie był go w stanie dostatecznie rozświetlić,
zaś przy przebiegach wolnozmiennych na koń−
cu  przemiatania  okazywało  się,  że  „gasł”  już
początek  przebiegu.  Pasmo  nie  wystarczało,
a jeśli nawet, to jego koszt był horrendalny, ar−
chitektura zoptymalizowana była pod operacje
jednokanałowe,  brakowało  obróbki  matema−
tycznej  na  przebiegach,  wyzwalanie  jedynie
poziomem lub sygnałem TV i niezwykle skąpy
pretrigger nie sprostały potrzebom wykrywania
i identyfikacji problemów.  

Pojawianie  się  w latach  80−tych  oscylo−

skopu cyfrowego na pewien czas zafascyno−
wało  użytkowników.  Otrzymali  narzędzie,
którym zapamiętywali przebieg i to nie tylko
przebieg  po  wyzwoleniu,  ale  też  przed  tym
punktem (pre− i posttrigger − obraz przed i po
wyzwalaniu). Pojawiły się nowe funkcje wy−
zwalania  nakierowane  na  anomalia  przebie−
gu,  możliwość  pomiarów  automatycznych,
niezależna  akwizycja  i analiza  sygnałów
w maksymalnie 4 kanałach i co bardzo waż−
ne możliwość różnorodnej obróbki matema−
tycznej pozyskiwanych danych.

Początek  lat  90.  zaowocował  dwiema  ro−

dzinami  przyrządów  oznaczonych  skrótem
TDS  (ang.  Tektronix  Digital  Storage):
TDS400  i TDS500.  Część  analogowa  bazo−
wała na lampie kineskopowej, jednak już spo−
sób obrazowania wykazywał tendencje cyfro−
we.  Oscyloskopy  TDS  otworzyły  nowy  roz−
dział, jeśli chodzi o obróbkę sygnału, oferując
dystrybucję  sygnału  w dziedzinie  częstotli−
wości  (transformata  FFT)  i podstawy  cyfro−
wego przetwarzania sygnału, jak np. filtracja
dolnoprzepustowa w celu redukcji szumów.

Wprowadzenie w 1997 roku serii TDS200

sprowadziło  cenę  oscyloskopu  w okolice 
1000  USD  i rozpowszechniło  w pełni  cyfro−
wy,  oparty  na  ekranie  LCD  typ  przyrządów
powszechnego 

użytku. 

Parametry 

60

i 100MHz oraz próbkowania 1GSa/s wytyczy−
ły nowe granice dla sprzętu z najniższej półki.

Początkowe  zachłyśnięcie  się  możliwo−

ściami techniki cyfrowej szybko minęło, a po−
nad  wszelką  wątpliwość  ujawniły  się  wady
oscyloskopów  cyfrowych.  Kluczową  sprawą

jest fakt, że oscyloskop cyfrowy częściej nie
pracuje niż pracuje! Dziwne? Nie, gdyż zasto−
sowano  w nim  szeregową  obróbkę  danych,
więc przyrząd nie mógł rejestrować ewentual−
nych  szybkich  zmian  w czasie,  kiedy  akurat
przetwarzał  dane  na  współrzędne  ekranowe.
Czas  zapisu,  czyli  monitorowania  sygnału,
okazał  się  być  o kilka  rzędów  mniejszy  do
czasu obróbki danych, czasu martwego. Jed−
nym z bardzo istotnych skutków była możli−
wość  „przegapienia”  króciutkich  impulsów,
które często są przyczyną błędów i zakłóceń.
O zgrozo, pomyślelibyśmy, więc czemu kto−
kolwiek kupował oscyloskopy cyfrowe?

Chodziło  nie  tylko  o modę  na  nowocze−

sność i o pieniądze. Oscyloskop cyfrowy do−
skonale  zdaje  egzamin  w wielu  zastosowa−
niach, a dodatkowe możliwości wyzwalania,
obróbki matematycznej i zapamiętywania od
dawna  rekompensowały  koszt  zakupu  oscy−
loskopu cyfrowego.

Niemniej  jednak  w licznych  zastosowa−

niach  mankament  czasu  przetwarzania,  zwa−
nego czasem martwym, był nie do zaakcepto−
wania,  zwłaszcza  dla  wyrafinowanych  biur
konstrukcyjnych  czy  ośrodków  badawczych,
które podczas pomiarów nie mogły pozwolić
sobie na oczekiwanie w nieskończoność, kie−
dy  rzadko  występująca,  króciutka  anomalia
trafi  akurat  na  moment  rejestracji.  Znów  za−
częto  z utęsknieniem  spoglądać  w stronę
przyrządów  analogowych,  traktując  je  jako
jedyne miarodajne źródło pomiarów w czasie
rzeczywistym. Tektronix podjął więc starania
przeorganizowania  architektury  oscyloskopu

Parada gigantów

Styczeń 2002

MM

MM

ÓÓ

ÓÓ

WW

WW

II

II

SS

SS

ZZ

ZZ

 

 

OO

OO

SS

SS

CC

CC

YY

YY

LL

LL

OO

OO

SS

SS

KK

KK

OO

OO

PP

PP

 

 

−

−

 

 

MM

MM

YY

YY

ŚŚ

ŚŚ

LL

LL

II

II

SS

SS

ZZ

ZZ

 

 

TT

TT

EE

EE

KK

KK

TT

TT

RR

RR

OO

OO

NN

NN

II

II

XX

XX

H

H

H

H

ii

ii

ss

ss

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

ii

ii

a

a

a

a

 

 

ii

ii

 

 

tt

tt

e

e

e

e

rr

rr

a

a

a

a

źź

źź

n

n

n

n

ii

ii

e

e

e

e

jj

jj

ss

ss

zz

zz

o

o

o

o

śś

śś

ć

ć

ć

ć

 

 

o

o

o

o

ss

ss

c

c

c

c

yy

yy

ll

ll

o

o

o

o

ss

ss

k

k

k

k

o

o

o

o

p

p

p

p

u

u

u

u

Część 2

Fot. 5 Przenośny oscyloskop 434

Fot. 6  TDS7104 DPO, 1GHz, 10GS/s

59

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

Styczeń 2002

cyfrowego dla minimalizacji czasu martwego.
W 1998r. wypuścił na rynek TDS700D − pierw−
szy  oscyloskop  DPO  (ang.  Digital  Phosphor
Oscilloscope),  tłumaczony  jako  oscyloskop
z luminoforem  cyfrowym.  Jest  to  w istocie
oscyloskop  cyfrowy  o niektórych  właściwo−
ściach  przypominających  klasyczny  oscylo−
skop z lampą o długiej poświacie. Opatento−
wane rozwiązanie bazuje na pomyśle zrówno−
leglenia architektury za sprawą wyspecjalizo−
wanych  układów  procesorowych  DPX™.
Akwizycja jest tu prowadzona stale, a DPX™
organizuje pamięć w postaci trójwymiarowej
tablicy 500x200 o głębokości 21 bitów. Każ−
da  komórka  pamięci  odpowiada  jednemu
punktowi wyświetlacza, a sygnał zapisywany
w czasie  rzeczywistym  tworzy  historię,  zo−
brazowaną  na  ekranie  przez  mikroprocesor
i rasteryzer, odświeżaną raz na 30 sekund. Sy−
tuacja jak na ekranie oscyloskopu analogowe−
go  −  im  częściej  następuje  zapis  określonej
komórki pamięci, tym jaśniejszy jest na ekra−
nie odpowiadający jej punkt. W ten sposób ja−
sność niesie informacje o dodatkowym, trze−
cim  wymiarze.  Mamy  więc  na  ekranie  czas
(oś  pozioma),  amplituę  (oś  pionowa)  oraz
dystrybucję  kolejnych  cykli  pomiarowych
w czasie (jasność). Rozwiązanie architektury
DPO zminimalizowało czas martwy przyrzą−
dów,  zbliżając  je  do  monitorowania  sygnału
przez oscyloskop analogowy.

Technologia  DPO  to  obecnie  główna

tendencja  rozwojowa  firmy.  Dostępne  na
rynku  modele  oscyloskopów  DPO  to:
TDS3000B (patrz:  ilustracja),  TDS700,
TDS5000  oraz  TDS7000.  Do  liczby  „7000”
Tektronix  wykazuje  wyjątkowy  sentyment,
gdyż  po  raz  kolejny  opatrzono  nią  inżynier−
skie  arcydzieło  sztuki  budowy  przyrządów
pomiarowych.  Szczytowym  osiągnięciem
jest model TDS7404. Zachowano tu wszelkie
zalety  oscyloskopu  cyfrowego:  pamięć,  nie−
zwykle rozbudowane wyzwalanie, automaty−
ka  pomiarów,  funkcje  matematyczne,  staty−
styczne  i DSP,  praca  wielokanałowa,  archi−
wizacja  i obróbka  wyników  pomiarów  oraz
komunikacja  ze  światem  zewnętrznym  (za−
implementowane właściwości sieciowe).

Mniej więcej 5 lat temu stało się oczywiste,

że  obecnie  stosowana  technologia  krzemowa

nie będzie umożliwiała wystarczającej poprawy
szybkości układów cyfrowych. Jedyną alterna−
tywą  stała  się  zapomniana  już  technologia  ar−
senku  galu  (GaAs),  jednak  po  wstępnych  stu−
diach okazała się niemożliwa do zastosowania,
ze  względu  na  zależności  termiczne,  niedosta−
teczne scalenie układów, niemożliwe było rów−
nież  uzyskanie  pożądanych  czułości  układów
wejściowych.  Strategiczna  decyzja  inwestycji
14mln USD w kooperacji z firmą IBM przy pra−
cach  nad  nową  technologią  krzemowo−germa−
nową  przyniosła  rezultaty,  przechodzące  naj−
śmielsze  oczekiwania  −  wyśmienite  parametry
elektryczne  komponentów  przy  zachowaniu
umiarkowanych  cen.  Pierwszym  „dzieckiem”
nowej technologii był właśnie TDS 7404, oferu−
jący pasmo 4GHz przy próbkowaniu 20GSa/s,
lecz godne szczególnej uwagi są nie same para−
metry, lecz fakt uzyskania ich przy płaskiej cha−
rakterystyce w całym paśmie przenoszenia.

Rewolucyjne  jest  również  podejście  do

matematyki, jako tworzenia dowolnej formu−
ły  z funkcji  predefiniowanych,  przebiegów,
wyników  pomiarów  lub  stałych.  System  ten
zastosowano ostatnio również w popularnych
oscyloskopach  serii  TDS3000B z modułem
zaawansowanej  analizy  matematycznej.  Ob−
sługę FFT przystosowano pod użytkowników
przyzwyczajonych  do  analizatorów  widma,
z nastawą  częstotliwości  środkowej,  zakresu
przemiatania i rozdzielczości pasmowej. Jest
to  także  pierwszy  z oscyloskopów  sprzężo−
nych przez interfejs użytkownika z kompute−
rem,  jednak  dla  wiarygodności  pomiarów
rozdzielono wewnętrznie funkcje komputero−
we (oparte na Pentium III 500MHz) od oscy−
loskopowych  (Power  PC).  To  na  pozór  nie−
wiarygodne, ale śmiało można stwierdzić, że
w tym  oscyloskopie  wbudowany  jest  naj−
prawdziwszy komputer PC z Pentium III, po−
zwalający  bezpośrednio  wprowadzać  i prze−
twarzać  uzyskane  dane  pomiarowe  na  przy−
kład w popularnym Excelu.

Posuwając  się  dalej,  Tektronix  zaimple−

mentował  w oscyloskopach  serii  TDS7000,
TDS5000  i TDS700D,  TDS700  narzędzia
programowania  w języku  Java.  Pozwala  to
użytkownikowi w pełni dopasować przyrząd
pod  potrzeby  własnej  aplikacji  pomiarowej.
Część  przykładowych  nakładek  programo−
wych  jest  już  gotowa,  kolejne  są  w fazie
przygotowania.

Przypomniawszy  sobie  początki  oscylo−

skopów  zauważyć  można,  że  względna  pro−
stota i łatwość ich obsługi stoją w sprzeczno−
ści  z obecnymi  tendencjami  rozwojowymi
aparatury pomiarowej. Za cenę skomplikowa−
nia  obsługi  uzyskuje  się  fantastyczne,  wręcz
niewyobrażalne  możliwości.  Oscyloskop
z przyrządu  do  podglądania  sygnałów  elek−
trycznych  stał  się  centralną  częścią  laborato−
rium, zawierającą w sobie maszynę badawczą
i obrabiającą wyniki pomiarów, archiwum po−
miarowe  i punkt  rozsyłu  informacji.  By
„uczłowieczyć”  tak  skomplikowaną  maszynę
implementuje  się  weń  znane  interfejsy  użyt−
kownika jak Microsoft® Windows™, umożli−
wia  stosowanie  powszechnych  programów
narzędziowych  sterowania  i obróbki  wyni−
ków  pomiarów  (LabView™,  MathCAD™,
MATHLAB™), pozwala na tworzenie aplikacji
właściwych  specyfice  pomiarów,  ucieka  się
wręcz  do  sterowania  przyrządu  głosem 
(VocalLINK™)  z rozpoznawaniem  komend
i możliwością ich grupowania w rozkazy. Bie−
rze  się  jednocześnie  pod  uwagę  niedoskona−
łość ludzkiej wymowy, ucząc przyrząd dialek−
tu, slangu czy charakterystycznego akcentu.

Wszystkie  te  niesamowite  możliwości

współczesnych  oscyloskopów  mogą  wręcz
odstraszać. Aby dojrzeć do tych najnowocze−
śniejszych przyrządów, zmuszając je do pracy
dla  nas,  a nie  przeciw  nam,  najlepiej  zacząć
od modeli prostszych, tańszych, niemniej tak−
że mających ogromne możliwości. Doskona−
łym  przykładem  jest  TDS200.  Zaskakuje
przyjemnie  swoimi  możliwościami  i przyja−
zną obsługą. TDS200 to najlepiej sprzedawa−
ny produkt firmy Tektronix w jej historii. To
jeden  z popularniejszych  przyrządów  w pra−
cowniach studenckich, laboratoriach podstaw
elektroniki i metrologii, a w przyszłości także
w pracowniach średnich szkół technicznych. 

Krzysztof Mazur, TESPOL Sp. z o.o.

P.S.  Sponsorując  konkurs  na  najlepszą  pracę
dyplomową  pragniemy  zachęcić  i zmobilizo−
wać dyplomantów średnich szkół technicznych
do  pracy  nad  nowatorskimi  pomysłami  i nie−
konwencjonalnymi  rozwiązaniami  układowy−
mi. Przecież wspominany w artykule TDS7404
też został zbudowany przez ludzi. Może więc to
któryś z Was opracuje jego kolejną wersję...

Parada gigantów

Fot. 7  TDS3054  DPO, 500MHz, 

5GS/s

Fot. 8 Rodzina TDS200

Garść obliczeń

Cóż, na początku był ...  punkt, a właściwie
dwa punkty.

Od  jednego  −  A(x1,  y1)  do  drugiego  −

B(x2,y2) chcemy przeprowadzić po linii pro−
stej  złowieszczo  wirujące  narzędzie.  Przy
tym powinna być utrzymana stała (ewentual−
nie regulowana) prędkość posuwu − niezależ−
nie od położenia obu tych punktów; do tego
jeszcze wrócimy. Dla uproszczenia najpierw
zajmijmy  się  przypadkiem,  gdy  w układzie
współrzędnych X−Y punkt B jest „sporo da−
lej“ i „nieco wyżej“ niż punkt A (rysunek 4).
Załóżmy,  że  mamy  już  frez  w punkcie  A,
a wartości x i y wyrażone są po prostu w kro−
kach  silników.  Jeszcze  uwaga:  ilekroć  dalej
będzie mowa o krokach, będę miał na myśli
półkroki, bo taki mamy przecież sterownik.

W celu  pokonania  odległości  A−B silnik

X musi  wykonać  (x2−x1)  kroków,  a silnik 
Y − (y2−y1) kroków. Rzecz jasna nie może to
być  tak,  że  najpierw  jeden  silnik  wykona
swoją  pracę,  a dopiero  potem  ruszy  drugi.
Aby to zapewnić obliczmy, ile kroków silni−
ka  Y musi  przypadać  na  1  krok  silnika  X.

Kłania się podstawówka: m=(y2−y1)/(x2−x1).
Toż to przecież nic innego jak współczynnik
kierunkowy  prostej  przechodzącej  przez
punkty  A i B.  Jeśli  więc  np.  mielibyśmy
punkt  A o współrzędnych  100  i 50  oraz
B(220,70), to m=20/120=1/6. Przekładając to
na język naszej frezarki: na jeden krok silni−
ka  X przypada  1/6  kroku  silnika  Y.  Jeszcze
inaczej − silnik Y ma wykonywać jeden krok
co szósty krok silnika X. 

I nie  jest  tu  specjalnie  ważne,  czy  silnik

Y wykona  swoje  kroki  w czasie  np.  1,  7,13
itd. kroku silnika X, czy w czasie 2, 8, 14 itd.
kroku, czy też np. w czasie 4, 10, 16 itd. kro−
ku. Przy przemieszczaniu się stołu lub narzę−
dzia o powiedzmy  0,01  mm  na  1  krok  −  nie
ma  to  w większości  przypadków  istotnego
znaczenia. 

A jak  w ogóle  wykonywane  są  poszcze−

gólne kroki. 

Program  cały  czas  w pętli  DO  −  LOOP

kontroluje aktualną wartość x i y. Jeśli akurat
mamy przypadek opisany wyżej, czyli m<1 −
program  dodaje  do  aktualnej  współrzędnej
x w kolejnych,  równych  odstępach  czasu
wartość  d=1  krok.  W każdym  obiegu  pętli
wysyłana jest na port drukarki kolejna wyli−
czona  sekwencja  stanów  dla  faz  silnika  X,
odpowiadająca kolejnym krokom. Do współ−
rzędnej y natomiast dodawana jest w każdym
przejściu pętli 1/6 kroku. Kolejny swój krok
silnik  Y wykona  zatem  dopiero  po  przekro−
czeniu wartości y równej kolejnej liczbie cał−
kowitej, czyli zawsze co 6 kroków silnika X.
W każdym przejściu pętli oczywiście spraw−
dzany jest warunek, czy x>x2, aby w odpo−

wiednim  momencie  zakończyć  odcinek  ru−
chu A−B i pobrać z pliku dane dla następne−
go odcinka.

Okrutna  rzeczywistość  znów  jednak  sta−

wia przed nami schody − przecież frez nie za−
wsze porusza się po prostej spełniającej wa−
runek 0<m<1. W programie musiałem zatem
wyszczególnić  8  przypadków  w zależności
od położenia punktu B względem punktu A.
Rozpatrzmy jeszcze drugi podstawowy przy−
padek, gdy m>1. Gdyby zastosować teraz po−
wyższą  procedurę,  to  na  jeden  krok  silnika
X mogłoby  przypadać  kilka  kroków  silnika
Y. Wtedy silnik Y pogubiłby kroki, ponieważ
dla zapewnienia dokładnej pracy wymagane
jest  przechodzenie  kolejno  przez  wszystkie
sąsiednie kroki − bez przeskoków.

Zrobiłem więc tak, że jeśli jest m>1, to te−

raz współrzędna y zwiększa się o jeden krok
przy każdym przejściu pętli, a x zwiększa się
w każdym przejściu o 1/m. Sytuacja jest więc
analogiczna do poprzedniej z tym, że „takt“
wyznacza teraz silnik Y. Nie ma możliwości
przyrostu x ani y większego niż 1 krok, za−
tem wszystko gra.

Żeby  znów  nie  było  zbyt  łatwo,    trzeba

przewidzieć  jeszcze  6  przypadków  −  po  2
w każdej ćwiartce układu współrzędnych X−
Y. Jeden dla |m|<1 i drugi dla |m|> 1.

Wszystko  (tzn.  frezowanie)  odbywa  się

w bezwzględnym  układzie  współrzędnych
X−Y, a dokładniej w jego pierwszej ćwiartce,
natomiast  dla  potrzeb  powyższego  rozumo−
wania tworzymy za każdym razem lokalny
układ współrzędnych o początku w punkcie
A(x1,y1).  Dopiero  teraz,  w zależności  od

60

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

Styczeń 2002

FF

FF

o

o

o

o

rr

rr

u

u

u

u

m

m

m

m

 

 

C

C

C

C

zz

zz

yy

yy

tt

tt

e

e

e

e

ll

ll

n

n

n

n

ii

ii

k

k

k

k

ó

ó

ó

ó

w

w

w

w

C

C

C

C

N

N

N

N

C

C

C

C

 

 

−

−

 

 

d

d

d

d

ll

ll

a

a

a

a

 

 

w

w

w

w

ss

ss

zz

zz

yy

yy

ss

ss

tt

tt

k

k

k

k

ii

ii

c

c

c

c

h

h

h

h

wiertarki, frezarki, grawerki

część 2

Rys. 4

tego  w której  jego  ćwiartce  znajduje  się
punkt  B i od  wartości  |m|  program  wybiera
stosowny przypadek i realizuje ruch do punk−
tu B(x2,y2).

Dla przykładu: mamy, powiedzmy, punk−

ty  A(150,20)  i B(100,30),  czyli  B leży  w II
ćwiartce  lokalnego  układu  współrzędnych
i |m|=(30−20)/(150−100)=1/5.

Silnik  X cofa  się  po  1  kroku  w każdym

przejściu  pętli,  a silnik  Y wykonuje  1  krok
naprzód co 5 kroków silnika X.

Oto wspomniane 8 przypadków:

1x2>x1 y2>y1 |m|<1
2

x2>x1y2>y1|m|>1

3

x2<x1y2>y1|m|<1

4

x2<x1y2>y1|m|>1

5

x2<x1y2<y2

|m|<1

6

x2<x1y2<y1|m|>1

7

x2>x1y2<y1|m|<1

8

x2>x1y2<y1|m|>1

Czas i prędkość

Wróćmy jeszcze na chwilę  do  prędkości  ru−
chu.  Wyobraźmy  sobie  wycinanie  trójkąta
z

rysunku  5.  Frez  pokona  odcinek 

A−B o długości  1000  kroków  w czasie  po−
wiedzmy  5s,  potem  taki  sam  długi  odcinek
B−C również w czasie 5s i na koniec odcinek
C−A,  czyli  odległość  1414  kroków  −  ale...
w jakim czasie?

Okazuje się, że również 5s!  Fatalnie. No

cóż,  program  w każdym  odcinku  wykonuje
po 1000 przejść pętli, traci więc na to tyle sa−
mo czasu.

Ale nic to. Aby zachować stałą prędkość

postępową frezu należy po prostu czas dodat−
kowego opóźnienia w pętli uzależnić od ab−
solutnej  wartości  współczynnika  kierunko−
wego prostej czyli |m| lub od 1/|m| gdy, 

m > 1 .

Podpowiem,  że  trzeba  to  ustalić  trochę  do−
świadczalnie, bo same obliczenia i wykony−
wanie innych instrukcji w pętli zabierają tro−
chę  czasu,  a do  niego  trzeba  dodać  pewien
dodatkowy czas zależny od |m|.

Rzecz  jasna  −  w pętli  należy  również

umieścić  fragment  badający  klawiaturę,  aby
można  było  w dowolnej  chwili  wstrzymać
wykonywanie programu w celu np. wymiany
frezu lub w sytuacji jakiegoś zagrożenia. 

Łatwo zauważyć, że komputer traci o wie−

le mniej czasu na badanie stanu wejść portu
drukarki niż na badanie stanu klawiatury. Le−
piej  jest  na  maszynie  umieścić  przycisk

STOP i podłączyć go do jednego z wejść po−
rtu.  Komputer  nie  zawsze  musi  stać  blisko
maszyny,  a dodatkowo  mamy  oszczędność
czasu,  czyli  możemy  zastosować  gorszy
(starszy i tańszy) „blaszak”. I przycisk STOP
jest zawsze pod ręką. W moim programie na−
ciśnięcie  STOP−u powodowało  natychmia−
stowe  wyłączenie  silnika  wrzeciona,  zatrzy−
manie posuwów X i Y oraz wyjechanie frezu
w górę ponad materiał na „z góry upatrzoną
pozycję”. Po usunięciu przyczyny zatrzyma−
nia  −  teraz  już  z klawiatury,  z odpowiednią
zachętą płynącą z ekranu − można było spo−
wodować  ponowne  załączenie  silnika  wrze−
ciona,  automatyczny zjazd frezu z powrotem
na poprzednią głębokość w obrabiany mate−
riał i kontynuowanie posuwów X−Y.

Mając dość szybki komputer (jak na star−

sze  modele),  czyli  w granicach  100MHz,
można pokusić się w każdym przejściu pętli
o badanie klawiszy + i −  żeby w ten sposób
mieć możliwość zmiany prędkości posuwów
w trakcie pracy. Bardzo przydatna funkcja.

I znowu,  jeśli  brakuje  prędkości  −  wyko−

rzystujemy dodatkowe wejścia portu drukarki.

Dla  przeciętnego  pro−

gramisty to zabawa − spo−
wodować,  aby  naciskanie
„+“ powodowało stopnio−
we  zwiększanie  opóźnie−
nia w pętli, ale tak aby za−
chować stosowną propor−
cję  zależności  tego  czasu
od  |m|.  Naciskamy  „−“
i prędkość  posuwów  się
zmniejsza,  a na  ekranie
widzimy  jaka  jest  jej  ak−
tualna wartość.

Pozostałe 

wejścia

można  wykorzystać  na
przykład  do  podłączenia
wyłączników krańcowych
w osiach X i Y. Nie jest to
konieczne, ponieważ przy
niezbyt przecież mocnych
silnikach  krokowych  po
dojechaniu  do  końca  me−
chanicznego  zakresu  pra−
cy danej osi nic specjalne−
go  się  nie  stanie,  poza
oczywiście 

całkowitą

utratą  kontroli  nad  dalszą
częścią pracy.

Luksus, 

czyli oś Z

Jeszcze cokolwiek o osi Z.
W maszynie  typu  grawer−
ka  czy  frezarka  do  liter
z plexi,  oś  Z napędzana
jest  wprawdzie  też  silni−
kiem  krokowym,  ale  nie
korzysta  on  z danych
z pliku.  Przynajmniej  nie
tak  intensywnie  jak  2 

pozostałe silniki. Trzeci silnik ma za zadanie
opuścić frez na zadaną na wstępie głębokość
podczas  frezowania  i podnieść  go  z powro−
tem  ponad  materiał  obrabiany  po  zakończe−
niu pracy lub jej fragmentu. Taką maszynką
można  również  wiercić  np.  płytki  drukowa−
ne;  wtedy  oś  Z nabiera  może  nieco  więcej
prestiżu. 

W pliku PLT z Corela mamy na początku

każdego  wiersza  ze  współrzędnymi  2  literki:
PD  albo  PU  (Pen  Down,  Pen  Up).  Program
musi  reagować  na  nie  tak,  że  jeśli  po  raz
pierwszy w kolejności pobierania danych wy−
stąpi  PD,  to  trzeba  zatrzymać  posuwy  X−Y,
opuścić  frez  i dopiero  jechać  do  punktu
o współrzędnych podanych za PD. Jeśli nato−
miast pierwsze 2 znaki zmieniają się z PD na
PU, to również zatrzymujemy posuwy, wyjeż−
dżamy z frezem do góry i kontynuujemy jazdę
X−Y ponad  obrabianym  materiałem.  Można
przy tych pustych przebiegach wyłączać silnik
wrzeciona,  ale  może  się  wtedy  okazać  ko−
nieczne  odczekanie,  przed  ponownym  jego
opuszczeniem,  na  uzyskanie  maksymalnej
prędkości obrotowej wrzeciona.

61

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

Styczeń 2002

Forum Czytelników

Rys. 5

Fot. 5 Widok tylnej ścianki sterownika. Gniazdo kabla

drukarkowego (połączenie z PC), trzy wyjścia do

silników krokowych, port sieciowy z wyłączni−

kiem, bezpiecznik sieciowy. 

Fot. 6 Widok sterownika z przodu. Gniazdo sieciowe

służy do zasilania silnika wrzeciona i jest obsługi−

wane przez program lub ręcznie. 

Po  opanowaniu  podstawowych  funkcji

maszyny okazuje się, że z osią Z też można
się zabawić dłużej. Na przykład można (a na−
wet  powinno  się)  zróżnicować  prędkość  sil−
nika poruszającego narzędzie w osi Z zależ−
nie od potrzeb technologicznych i optymali−
zacji czasu pracy. Podczas pozycjonowania −
tak jak i w osiach X i Y − powinniśmy mieć
możliwość  szybkiego  (np.  po  800  kroków
czyli  2  obroty)  i powolnego  ale  dokładnego
zmieniania  położenia  z jednoczesnym  wy−
świetlaniem  aktualnej  pozycji  w milime−
trach.  Podczas  zjeżdżania  frezu  w dół  pręd−
kość w osi Z może być większa, gdy frez je−
szcze  jest  ponad  materiałem,  ale  musi  być
odpowiednio  mała  podczas  zagłębiania  się
w materiał.  Podczas  podnoszenia  może  być
cały czas duża. Widać z tego, że i tu jest spo−
re pole do popisu dla „pisarzy” programów.

Tak to wygląda...

Cały program trzeba oczywiście ozdobić mniej
lub bardziej luksusowym interfejsem użytkow−
nika − na miarę potrzeb lub/i możliwości, aby
korzystanie z niego nie było katorgą.

Opisałem  głównie  zasadę  współbieżnej

pracy  2  silników  w celu  uporania  się  z trasą
zgodną  z tym  co  zaprojektowaliśmy  sobie
w Corelu. Zaznaczę jeszcze, że jest to „moja”
zasada.  Ja  ładnych  kilka  lat  temu  taką  sobie
wymyśliłem, sprawdziłem i zaświadczam, że
działa. Szczerze mówiąc nie wiem, jak się to
dzieje  w profesjonalnych  „poważnych“  pro−
gramach,  tym  niemniej  przy  wykorzystaniu
opisanej  metody  wykonałem  serię  drewnia−
nych śmigieł (na fotografii) oraz sporą liczbę
styropianowych  liter  do  reklam.  Według
podobnej  metody  działa  przerobiona  z moją
pomocą  duża  frezarka  górnowrzecionowa,
która frezuje całkiem poważne, zoptymalizo−
wane  pod  względem  przyśpieszeń  na 
zwrotach  rowki  śrubowe  w stalowych  wał−
kach  przeznaczonych  do  mechanizmów  wo−
dzących    maszyn  włókienniczych.  Z powo−
dzeniem też pracuje kilka małych frezarek do
różnych materiałów, kilka grawerek, wiertar−

ka  do  płytek  drukowanych  oraz  słusznej  po−
stury  prasa  do  wycinania  otworów  w arku−
szach blachy stalowej.

Jeśli    temat  spotka  się  z zainteresowa−

niem,  postaram  się  odpowiedzieć  na  Wasze
ewentualne  pytania  w

Poczcie  EdW,

w Skrzynce porad, albo w ramach kolejnego
artykułu.

Marek Klimczak

matik1@poczta.onet.pl

Od  Redakcji. Osoby  zainteresowane  zapre−
zentowanym  fascynującym  tematem  znajdą
na stronie internetowej EdW
www.edw.com.pl/library/pliki/frezarki.zip
garść dalszych wskazówek, przykłady i frag−

menty programów. Bardzo prosimy o nadsy−
łanie  listów  z opiniami  i pytaniami  dotyczą−
cymi  przedstawionego  materiału  bezpośre−
dnio do Autora albo do Redakcji. W razie po−
trzeby  poprosimy  Autora  o zaprezentowanie
na łamach EdW dalszych informacji.

Jeśli ktoś ma doświadczenia z podobnymi

maszynami, również prosimy o kontakt. Roz−
ważamy  też  możliwość  ogłoszenia  konkursu
na projekt sterowanej komputerem wiertarki
do  płytek  drukowanych,  wykorzystującej.
Prosimy o listy w tej sprawie.

Fot. 7 Wnętrze sterownika. Płytka dru−

kowana z elementami SMD. Po le−

wej stronie rezystory źródeł prą−

dowych silników krokowych.

Rząd tranzystorów MOSFET doci−

śnięty jest do podstawy − blachy

Al − paskiem sprężystej blachy

stalowej. W dole fotografii widać

2 uchwyty do wentylatora, który

chłodzi rezystory mocy i fragment

najbardziej obciążony cieplnie −

w okolicy tranzystorów źródeł

prądowych. 

Fot. 8 W górnej części fotografii widać

zasilacz impulsowy 12V/6A, który

zasila część CMOS−ową i silniki

krokowe. 

Fot. 9 Widok od spodu płytki 

sterownika. Widać, że nie jest to

urządzenie produkowane seryjnie...

62

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

Styczeń 2002

Forum Czytelników

64

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

Styczeń 2002

G

e

n

i

a

l

n

e

s

c

h

e

m

a

t

y,

czyli co by było, gdyby...

W tej  rubryce  prezentujemy  schematy
nadesłane  przez  Czytelników.  Są  to  za−
równo  własne  (genialne)  rozwiązania
układowe, jak i ciekawsze schematy z li−
teratury,  godne  Waszym  zdaniem  pu−
blicznej prezentacji bądź przypomnienia.
Są  to  tylko  schematy  ideowe,  nieko−
niecznie  sprawdzone  w praktyce,  stąd

podtytuł „co by było, gdyby...” Redakcja
EdW nie gwarantuje, że schematy są bez−
błędne  i

należy  je  traktować  przede

wszystkim  jako  źródło  inspiracji  przy
tworzeniu własnych układów.
Przysyłajcie  do  tej  rubryki  przede  wszy−
stkim  schematy,  które  powstały  jedynie
na papierze, natomiast układy, które zre−

alizowaliście  w

praktyce,  nadsyłajcie

wraz z modelami do Forum Czytelników
i do działu E−2000. Nadsyłając godne za−
interesowania schematy z literatury, po−
dawajcie  źródło.  Osoby,  które  nadeślą
najciekawsze schematy oprócz satysfak−
cji z ujrzenia swego nazwiska na łamach
EdW, otrzymają drobne upominki.

Zasilacz stabilizowany

W starszej  literaturze  można  znaleźć  pro−
stownik, który jest też od razu stabilizatorem.
Diody prostownicze to diody Zenera i napię−
cie  wyjściowe  jest  takie,  jak  napięcie  tych
diod.  Wydajność  prądowa  zasilacza  zależy
od wartości kondensatora C1, a mniej od mo−
cy transformatora TS. Rezystor R1 służy do
rozładowania kondensatora C1.

Wzmacniacz 

do peceta

Poniżej  przedstawiam  układ,  który  jest
wzmacniaczem  przeznaczonym  do  kompu−
tera klasy PC. Takie jest jego główne prze−
znaczenie,  ale  kto  chce  może  go  używać
z np. walkmanem. Układ zasilany z kompu−
tera napięciem 12V ma moc ok. 2x5,5W na
4

Ω

. Warto układ, a przede wszystkim zasi−

lacz,  zabezpieczyć  bezpiecznikiem  np.
1  lub  1,5A,  aby  nie  uszkodzić  zasilacza
podczas  pomyłki  w montażu.  Dodatkowe
przełączniki pozwalają podbić niskie i wy−
sokie  częstotliwości.  Układ  można  włożyć
do obudowy po uszkodzonym CD−ROM−ie

i wmontować  w wolny  slot  w obudowie.
Taka  obudowa  może  służyć  jako  radiator,
choć  układ  zbytnio się  nie  grzeje.  Wzmac−

niacz pracuje u mnie od pół roku i nie spra−
wia problemów.

Nadesłał Rafał Stępień, Rudy

Elektroniczny 
termometr progowy

Chciałbym  zaproponować  czytelnikom  bu−
dowę  prostego  termometru  progowego.  Za−
sada działania jest bardzo prosta. Jeśli tempe−
ratura spada poniżej dolnego progu zapala się
dioda  zielona,  jeśli  przekracza  górny  próg  −
zapala się dioda czerwona. Jako czujnik zo−
stał  tu  użyty  termistor  NTC  o rezystancji
10 k

Ω

. Do regulacji progów używa się poten−

cjometru  PR1.  Układ  uA723  pracuje  w roli
wzmacniacza operacyjnego i tego układu ra−

czej  nie  trzeba  nikomu  przedstawiać.
Rozdzielczość termometru jest lepsza
niż  0,05

o

C,  czyli  całkowicie  wystar−

czająca  do  zastosowań  amatorskich.
Układ można zasilać z baterii 9−volto−
wej lub zasilacza o wydajności prądo−
wej  min.  200mA.  Układ  wykonałem
w praktyce  i działa  poprawnie.  Za−
miast tranzystorów BC107 można za−
stosować  podobne  np.  BC108,
BC109, 2N929, 2N939.

Nadesłał 

Tomasz Dębkowski, 

Warszawa

65

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

Styczeń 2002

M

E

U

Od  zarania  dziejów  ludzkość  była  żywo
zainteresowana  problemem  odróżniania
prawdy od kłamstwa. Przez stulecia stoso−
wano  i udoskonalano  zasadę,  dwóch  lub
trzech świadków. Zasada ta nie zawsze da−
je  się  zastosować,  bo  nie  zawsze  można
znaleźć  wiarygodnych  świadków  i wtedy
trzeba  sięgać  po  dodatkowe  sposoby
sprawdzenia, czy osoba składająca zazna−
nia  nie  mija  się  z prawdą.  Generalnie  te
dodatkowe  sposoby  odróżniania  prawdy
od fałszu opierają się na obserwacji zacho−
wań  osoby  poddawanej  badaniu,  a ściślej
naturalnych  i nierozerwalnych  związków
stanu  umysłu  i ciała.  Spektakularnym
przykładem jest sposób zastosowany około
3000 lat temu przez króla Salomona, który
mając rozsądzić, która z dwóch kobiet jest
matką  żywego  dziecka,  zaproponował 

rozcięcie tego dziecka na pół, by obdzielić
sprawiedliwie  obie  kobiety.  Prawdziwa
matka  gotowa  była  oddać  żywe  dziecko
obcej, druga kobieta stwierdziła „niech nie
będzie ani twoje, ani moje”.

Innym  przykładem  jest  test  pewnego

indyjskiego kapłana sprzed 2500 lat. Ma−
jąc  rozsądzić,  kto  z kilku  podejrzanych
jest  złodziejem,  posmarował  sadzą  ogon
osła  i umieścił  zwierzę  w ciemnym  zaka−
marku  świątyni.  Każdy  z podejrzanych
miał  pojedynczo  wejść  do  tego  ciemnego
pomieszczenia  i pociągnąć  osła  za  ogon.
Przed  próbą  kapłan  oznajmił,  że  ów  cu−
downy  osioł  odezwie  się  ludzkim  głosem,
gdy  za  ogon  pociągnie  go  winowajca.  Po
teście  wystarczyło  sprawdzić,  który

z podejrzanych  nie  ma  na  rękach  śladu
sadzy – tylko niewinni bez obawy ciągnę−
li osła za ogon.

Nie zawsze stosowano tak błyskotliwe me−

tody badania reakcji podejrzanych. Trudno nie
wspomnieć o haniebnych praktykach inkwizy−
torów czy funkcjonariuszy gestapo i NKWD.

Już w XIX wieku podjęto konkretne próby

wykorzystania urządzeń technicznych do we−
ryfikacji, czy dana osoba mówi prawdę. Pod−
stawą była obserwacja i rejestracja zachowa−
nia  osoby  poddanej  badaniu.  Pierwsze  udo−
kumentowane  eksperymenty,  zakończone
sukcesem,  przeprowadził  w roku  1885
Włoch Cesar Lombroso. Nazwał swą maszy−
nerię,  mierzącą  ciśnienie  krwi  i puls, 
hydrosfygmografem  (hydrosphygmograph). 

Inny  Włoch,  Vittorio
Benussi usiłował w roku

dodatek 

do

miesięcznika

To warto wiedzieć

P

o

z

n

a

ć

 

i

 

z

r

o

z

u

m

i

e

ć

 

s

p

r

z

ę

t

a g a z y n

l e k t r o n i k i

ż y t k o w e j

M

U

D

D

D

D

e

e

e

e

tt

tt

e

e

e

e

k

k

k

k

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

yy

yy

k

k

k

k

łł

łł

a

a

a

a

m

m

m

m

ss

ss

tt

tt

w

w

w

w

a

a

a

a

1914  odróżniać  prawdę  od  kłamstwa  przez
pomiar  oddechu.  W czasie  I Wojny  Świato−
wej Amerykanin William Marston próbował
wykorzystywać do sprawdzania prawdziwo−
ści  zeznań  jeńców  niemieckich  urządzenie
mierzące ciśnienie krwi.

Według  większości  źródeł  za  twórcę

„prawdziwego”  wykrywacza  kłamstwa
uchodzi  John  Larson,  wówczas  student  me−
dycyny  z Berkeley  w Kalifornii.  W latach
1920−1921 opracował dla szefa policji urzą−
dzenie,  mierzące  i rejestrujące  zarówno
chwilowe  zmiany  ciśnienia  krwi,  jak  i wła−
ściwości oddychania. Nazwał je polygrafem.

Ta  intrygująca  nazwa  pochodzi  od  słów

poly – liczny i grafos – pisanie, zapis. Poly−
graf, w pełnej zgodności ze swą nazwą, jest
urządzeniem  rejestrującym  nie  jeden  para−
metr, ale wiele parametrów (biologicznych).
Klasyczny polygraf ma wiele pisaków, które
zapisują na przesuwającej się taśmie papieru
nie tylko ciśnienie krwi i szybkość oddechu,
ale też inne parametry. 

W latach  1926...1936  Leonard  Keeler

i Walter  Summers  udoskonalali  polygraf.
Dodali do polygrafu obwody mierzące zmia−
ny  rezystancji  skóry,  znane  jako  GSR  –  ga−
lvanic skin response. Kilkanaście lat później
Keeler  założył  szkołę  dla  osób  interpretują−
cych wskazania pisaków polygrafu.

We  współczesnych  najnowocześniej−

szych  polygrafach  nie  ma  charakterystycz−
nych  pisaków  i wstęgi  papieru.  Technika
komputerowa wyparła te archaiczne sposoby
zapisu, niemniej ostateczna analiza nadal nie
jest zautomatyzowana – ostatecznej interpre−
tacji dokonuje przeszkolony operator, zwany
poligrafem.

Dziś  obok  nazwy  polygraf,  czy  jak  wolą

inni,  poligraf,  spotyka  się  też  nazwę  wario−
graf (w artykule konsekwentnie przyrząd jest
nazywany  polygrafem).  Pod  ogólną  nazwą
wykrywacz  kłamstwa tak  naprawdę  zazwy−
czaj  kryje  się  właśnie  polygraf  czyli  wario−
graf – urządzenie rejestrujące liczne parame−
try.  Natomiast  spotykane  w mniej  czy  bar−
dziej  popularnej  literaturze  „wykrywacze
kłamstwa”  będące  w istocie  omomierzami,
sprawdzającymi  rezystancję  skóry  (GSR),
nie zasługują ani na miano wykrywaczy, ani
tym bardziej polygrafów. Mierzą tylko jeden
parametr,  a na  dodatek  nie  jest  to  parametr
najistotniejszy.

Przez kilkadziesiąt lat klasyczne polygra−

fy  były  jedynymi  wykrywaczami  kłamstwa.
Sytuacja  zmieniła  się  w roku  1970,  gdy
trzech oficerów armii amerykańskiej założy−
ło firmę Dektor Counterintelligence and Se−
curity.  Pojawił  się  wykrywacz  kłamstwa
opierający  swe  działanie  na  zupełnie  innej
zasadzie.  Wykorzystano  brytyjskie  badania
z przełomu lat pięćdziesiątych i sześćdziesią−
tych  wskazujące,  iż  stres  związany  z kłam−
stwem wpływa na właściwości głosu. Nowy
wykrywacz rejestrował na taśmie głos, który

potem odtwarzano czterokrotnie wolniej, fil−
trowano, zapisywano za pośrednictwem reje−
stratora EKG i analizowano uzyskany zapis.
Nowe urządzenie otrzymało nazwę PSE 1 –
Psychological Stress Evaluator.

W roku 1971 pojawiła się praca naukowa

Olofa Lippolda, zawierająca próbę wyjaśnie−
nia  wcześniejszych  obserwacji  dokonanych
przez  innych  badaczy,  dotyczących  obecno−
ści  i wielkości  mikrowibracji  głosu  oraz  ich
zmian pod wpływem stresu.

Pełne  wyjaśnienie  mechanizmu  powsta−

wania  takich  drgań  nie  jest  łatwe.  Najogól−
niej biorąc, można porównać sytuację do sy−
stemu z serwomechanizmu, gdzie występuje
luz.  Dobrą  analogią  jest  samochód  z dużym
luzem w układzie kierowniczym. Podczas ja−
zdy  takim  samochodem  nie  uda  się  trzymać
kierownicy  nieruchomo.  Zwykle  trzeba  wy−
konywać regularne ruchy w prawo i w lewo,
a kierunek ruchu wyznacza średnie położenie
koła kierownicy. Podobnie ma być z mięśnia−
mi  sterującymi  pracą  strun  głosowych.
W stanie relaksu, gdy człowiek jest spokojny,
przeciwstawne mięśnie nie są silnie napięte.
Podczas mówienia mózg kontroluje napięcie
przeciwstawnych  mięśni  i parametry  wyda−
wanego  dźwięku,  by  średnie  napięcie  tych
mięśni dawało potrzebny re−
zultat.  Ponieważ  mięśnie  są
napięte  w niewielkim  stop−
niu,  występują  niewielkie
oscylacje  o częstotliwości
około 10Hz, by średnia war−
tość napięcia mięśni umożli−
wiła  wydanie  odpowiednie−
go dźwięku.

Gdy  człowiek  jest  w stanie  stresu,  także

przeciwstawne  mięśnie  sterujące  powstawa−
niem dźwięku są napięte dużo silniej, podob−
nie  jak  wiele  innych  mięśni  organizmu.  Sil−
niejsze  napięcie  mięśni  polepsza  kontrolę
i wspomniane  oscylacje  zmniejszają  się  lub
zanikają.

Wykrywacz PSE odniósł sukces i wywo−

łał  żywe  zainteresowanie.  Pojawiła  się  też
nadzieja,  że  do  interpretacji  wyniku  nie  bę−
dzie  potrzebny  wyszkolony  operator,  a wy−
starczy  odpowiednio  zmierzyć  i porównać
zwartość wspomnianych mikrowibracji.

Wprawdzie aparat PSE 1 nie był urządze−

niem  automatycznym,  niemniej,  mniej  wię−
cej,  do  roku  1975  święcił  tryumfy  na  rynku

wykrywaczy. Wywołało to reakcję zwolenni−
ków  klasycznego  polygrafu,  który  do  tego
czasu stał się urządzeniem dość popularnym
i co istotne, przynoszącym niemałe zyski nie
tylko producentom, ale i operatorom. 

Dobrze zorganizowana społeczność „poli−

graficzna”,  reprezentowana  w USA przez
American Polygraph Association poczuła się
zagrożona i przypuściła silny atak na konku−
rencję.  Zaczęła  się  intensywna  kampania
przeciwko wykrywaczom akustycznym.

Nic  dziwnego,  że  do  dziś  można  znaleźć

w różnych  źródłach  krańcowo  różne  opinie
o przyrządach opierających swe działanie na
analizie głosu.

Zwolennicy  wykrywaczy  akustycznych

nie pozostali bierni. W 1975 powstało stowa−
rzyszenie  International  Society  of  Stress
Analysts  zrzeszające  operatorów  wykrywa−
czy akustycznych i powstała firma Diogenes
kształcąca  w dziedzinie  analizy  dźwięku.
Późniejsze zamieszanie w szeregach „dźwię−
kowców”,  pseudonaukowe  wywody  oraz
spektakularne  „wpadki”  nowicjuszy  dostar−
czyły  dodatkowych  argumentów  obozowi
„poligrafów”.

Pomimo trudności, sporów i błędów, ana−

liza  napięcia  głosu  (voice  stress  analysis)
okazała się atrakcyjna pod względem rynko−
wym.  Aby  ominąć  patenty  związane  ze
wspomnianym  Dekorem,  opracowano  nieco
odmienne  rozwiązania.  Pojawiły  się  liczne
urządzenia,  zwykle  określane  ogólnie  jako
VSA – Voice Stress Analyzer. W wielu z nich
zrezygnowano  z analizy  wyników  dokony−
wanej  przez  wyszkolonego  operatora.  Nie−
które uproszczono do granic możliwości. Nic
więc dziwnego, że i dziś najprostsze gadżety
VSA mają  dwie  lampki  zieloną  i czerwoną
(prawda/kłamstwo).

Nietrudno  się  domyślić,  że  skuteczność

takich  uproszczonych  urządzeń  była  wręcz
żadna,  co  oznacza,  iż  szansa  na  prawidłową
diagnozę  równała  się  50%.  Inaczej  mówiąc,
zamiast stosować takie uproszczone detekto−
ry VSA, równie dobrze można rzucać mone−
tą – prawdopodobieństwo trafnego osądu bę−
dzie jednakowe.
Żenujące  wyniki  testów  prymitywnych  wy−
krywaczy  spowodowały  na  początku  lat  80.
gwałtowny spadek popularności wykrywaczy
VSA i niemal  kompletne  załamanie  ich  pro−
ducentów. Ci jednak nie poddali się. W dru−
giej połowie lat 80. pojawiły się rozwiązania
VSA,  gdzie  wykorzystano  komputerową 
analizę dźwięku, różne rozwinięte algorytmy

66

To warto wiedzieć

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

Styczeń 2002

M

E

U

i co istotne, określone procedury przeprowa−
dzania  testów.  Wykrywacze  VSA zaczęły
pomału i bez rozgłosu odzyskiwać utraconą
pozycję.

Amerykański National Institute for Truth

Verification  wprowadził  na  rynek  w roku
1988 CVSA – Computer Voice Stress Analy−
zer  i dzięki  przemyślanej  strategii  osiągnął
znaczący  sukces.  Sprzyjała  temu  ogólna  sy−
tuacja i atmosfera tworząca się wokół domi−
nujących  wówczas  niepodzielnie  polygra−
fów.  Otóż  oprócz  kwestii  technicznych
w centrum  uwagi  znalazły  się  zagadnienia
prawne  związane  z ochroną  prywatności,
a nawet godności obywateli. W USA powsta−
ły silne ruchy społeczne zdecydowanie prze−
ciwne wykorzystaniu i niezliczonym naduży−
ciom w używaniu tych aparatów. Ocenia się,
że  na  początku  lat  80.  rocznie  co  najmniej
milion  osób  sprawdzano  za  pomocą  wykry−
waczy kłamstwa i często się zdarzało, że nie−
słusznie  byli  oni  posądzani  o nieuczciwość,
co często kończyło się zwolnieniem z pracy,
albo oznaczało nieprzyjęcie do pracy. Liczne
protesty spowodowały, że już pod koniec lat
80. w USA zakazano stosowania polygrafów
przez  prywatnych  pracodawców  wobec  pra−
cowników  oraz  podczas  przyjmowania  no−
wych pracowników. Zgodnie z prawem, wy−
krywacze  kłamstwa  mogły  być  odtąd  stoso−
wane tylko przez instytucje rządowe (policja,
agencje państwowe), a i tak ich świadectwo
nadal nie było i nie jest dowodem w sądzie.

Nic  więc  dziwnego,  że  dziś  po  wpisaniu

do  przeglądarki  internetowej  hasła  „poly−
graph”  większość  znalezionych  stron  doty−
czyć  będzie  protestu  wobec  stosowania  wy−
krywaczy kłamstwa.

I właśnie  odrodzony  akustyczny  wykry−

wacz w postaci CVSA pojawił się w sprzyja−
jącym dla siebie momencie. O ile klasyczny
polygraf  wymaga  przypięcia  do  badanego
licznych sond i czujników, co samo w sobie
może  wywołać  stres,  o tyle  analizator  aku−
styczny może pracować w sposób dyskretny,
a nawet zupełnie niezauważony. Jako cieka−
wostkę można przytoczyć fakt, że przyrząda−
mi CVSA zainteresowały się... zorganizowa−
ne  grupy  przestępcze,  by  kontrolować  lojal−
ność swych członków i tropić podstawionych
agentów.

W każdym razie skomputeryzowane aku−

styczne  wykrywacze  kłamstwa,  gdzie  do−
głębnie  analizuje  się  właściwości  głosu  są
wykorzystywane. Oprócz  analizatora CVSA
oferowana jest trzecia generacja urządzenia
PSE  (PSE−2000).  Trwają  też  prace  nad 

opracowaniem  coraz  lepszych  algorytmów
pozwalających  jeszcze  trafniej  ocenić  praw−
dziwość wypowiedzi.

Polygraf, PSE, VSA, ...

Jak już wspomniano, pod nazwą detektor czy
wykrywacz kłamstwa zazwyczaj rozumie się
polygraf,  czyli  urządzenie  monitorujące  ci−
śnienie krwi, oddech i rezystancję skóry.

Nazwą tą można też śmiało objąć wykry−

wacze  akustyczne,  ogólnie  oznaczane  VSA
(Voice Stress Analyzer), takie jak wspomnia−
ne  urządzenia  serii  PSE  czy  współczesne
skomputeryzowane  CVSA.  W angielskoję−
zycznej  literaturze  wszystkie  takie  urządze−
nia  bywają  określane  jako  lie  detector.  Ale
urządzenia PSE czy VSA nie są polygrafami.

Polygraf (znany też jako poligraf czy wa−

riograf) zawiera zwykle trzy bloki mierzące:

− zmiany ciśnienia krwi i tętna za pomocą

opaski  zakładanej  na  przedramieniu  podob−
nie jak przy rutynowym pomiarze ciśnienia,

− proces oddychania przy pomocy gumo−

wej rurki zakładanej na klatkę piersiową ba−
danego oraz czujnika ciśnienia

− rezystancję skóry z użyciem niewielkich

elektrod mocowanych na palcach ręki.

Najpierw prowadzący test wyjaśnia zasa−

dy działania i pozwala oswoić się z przyrzą−
dem.  Potem  następuje  seria  pytań  kontrol−
nych,  nie  związanych  z istotą  badania.  Na−
stępnie  stawiane  są  kluczowe  pytania  testu,
po czym następuje analiza zapisu.

Inaczej  jest  w akustycznych  wykrywa−

czach kłamstwa (PSA, VSA). Tutaj osoba ba−
dana nie jest niczym związana z aparatem, co
jest  bardzo  istotną  zaletą.  Analizie  poddaje
się  głos  uzyskiwany  z mikrofonu.  Badana
osoba  wcale  nie  musi  wiedzieć,  że  jest
sprawdzana.  W skrajnym  przypadku  można
analizować zarejestrowany głos osób już nie
żyjących.  Oprócz  typowych  testów  wykry−
wacze tego typu mogą i są stosowane do ana−
lizy wypowiedzi zapisanych na taśmie, prze−

kazywanych przez radio telewizję, czy przez
telefon (ciekawe, co wykazałby taki analiza−
tor  podczas  co  niektórych  ostatnich  posie−
dzeń sejmu...). Otwiera to realne możliwości
dyskretnego  sprawdzania  wiarogodności
stron podpisujących umowy polityczne i go−
spodarcze  i jest  narzędziem  dla  wywiadu
i kontrwywiadu.  Wszystko  to  pod  warun−
kiem,  że  interpretacja  uzyskanych  danych
jest prawidłowa.

Inne metody

Warto  jeszcze  wspomnieć  o jeszcze  innych
metodach  weryfikacji  prawdy,  a właściwie
wykrywania stresu. Od dawna znany jest fakt,
że pod wpływem stresu procesy trawienne zo−
stają spowolnione. Krew kierowana jest głów−
nie  do  mięśni,  a nie  do  organów  wewnętrz−
nych. Także źrenice oczu ulegają powiększe−
niu. Tego rodzaju oznaki stresu są jednak tru−
dniejsze do precyzyjnego monitorowania i nie
ma urządzeń wykorzystujących je w praktyce.

Przeprowadzano  natomiast  próby  „prze−

słuchania”  podejrzanych  lub  świadków  po
wprowadzeniu ich w stan hipnozy. Metoda ta
budzi  ogromne  kontrowersje  i jej  wyniki
w żadnym wypadku nie mogą być dowodem
w procesie sądowym. Przeprowadzano także
tzw.  narkoanalizę  –  od  lat  znane  są  środki
chemiczne, nazywane ogólnie serum prawdy,
jak na przykład skopolamina. W istocie są to
narkotyki, które wpływają na system nerwo−
wy  i obniżając  próg  zahamowań  powodują,
że przesłuchiwany gotów jest wyjawić wszy−
stko, o co jest pytany. Choć zeznania nie ma−
ją  wartości  sądowej,  narkoanaliza  ma  duże
znaczenie dla wywiadu i wojska. 

Jeszcze  inną  metodą  jest  analiza  aktyw−

ności  mózgu.  Według  badań,  inne  obszary
mózgu  są  uaktywniane,  gdy  ktoś  mówi
prawdę,  a inne,  gdy  kłamie.  W roku  1995 

67

To warto wiedzieć

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

Styczeń 2002

M

E

U

68

To warto wiedzieć

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

Styczeń 2002

M

E

U

Lawrence Farwell opatentował technikę wy−
krywania kłamstwa, opierającą się na moni−
torowaniu  aktywności  poszczególnych  ob−
szarów  mózgu.  W metodzie  Farwella  anali−
zuje  się  specyficzny  typ  fal  mózgowych,
zwany  P300  powstający,  gdy  osoba  widzi
znany  sobie  obiekt.  Metodami  „mózgowy−
mi” zainteresowane są m.in. FBI i CIA.

Podsumowanie

Wprawdzie  już  w roku  1923  wykorzystano
polygraf  w procesie  kryminalnym,  niemniej
od samego początku interpretacja zygzaków
z papierowej taśmy nie była rozstrzygającym
dowodem winy. Od początku sądy stanęły na
stanowisku,  że  świadectwo  polygrafu  nie
może być kluczowym dowodem w procesie,
ponieważ  także  w środowisku  naukowców
nigdy  nie  było  zgodności  w kwestii  wiaro−
godności  przyrządu.  Trzeba  mieć  świado−
mość,  że  wykrywanie  kłamstwa  za  pomocą
polygrafu czy innych metod technicznych nie

jest nauką ścisłą. Opiera się na założeniu, że
osoba, która kłamie jest w stanie stresu, a na−
pięcie emocjonalne powoduje przyspieszenie
tętna, oddechu oraz zwiększone wydzielanie
potu. Choć takie założenie brzmi przekonują−
co, prawie osiemdziesiąt lat badań i rozwoju
tej dziedziny nie dało ostatecznego dowodu,
że tak jest zawsze. Wprost przeciwnie. 

Jak  nietrudno  się  zorientować,  polygraf

nie jest urządzeniem, dającym jednoznaczny
werdykt  prawda/fałsz na  przykład  zapale−
niem czerwonej czy zielonej lampki. Opinię
wydaje  przeszkolona  osoba,  interpretując
zapis,  czyli  plątaninę  krzywych.  Interpreta−
cja nie jest ani łatwa, ani szybka. Niezbędne
jest posiadanie swego rodzaju sygnałów od−
niesienia,  które  uzyskuje  się  zadając  wcze−
śniej  przesłuchiwanemu  szereg  pytań  kon−
trolnych,  nie  odnoszących  się  do  meritum
sprawy. Ostateczna decyzja zależy więc nie
tylko  od  maszyny,  ale  także  od  operatora
i jego kwalifikacji.

Trzeba  mieć  świadomość,  że  wszystkie

opisane  urządzenia  nie  są  w istocie  wykry−
waczami  kłamstwa,  tylko  wykrywaczami
stresu.  Wykryją  kłamstwo,  o ile  powoduje
ono  u badanej  osoby  stres.  Tymczasem  po−
szczególne  osoby  mają  rozmaite  cechy  psy−
chiczne  i można  się  spodziewać,  iż  pewien
odsetek badanych powinien mieć cechy wy−
bitnie  nie  sprzyjające  wykrywaniu  prawdy
podanymi metodami. Do tego dochodzi kwe−
stia  treningu  –  na  przykład  służby  specjalne
szkolą  swych  agentów  (szpiegów)  także
w zakresie  oszukiwania  wykrywaczy  kłam−
stwa. Wystarczy bowiem już na etapie pytań
kontrolnych upodobnić reakcje organizmu do
kłamstwa  przez  skoncentrowaniu  uwagi  na
określonych  tematach,  przez  świadome  na−
pięcie mięśni czy zadanie sobie bólu fizycz−
nego.  Udowodniono,  że  przez  medytacje
można niemal wyeliminować wszelkie reak−
cje na zadawane pytania.

Cała  analiza  polega  przecież  na  porówna−

niu oraz wykryciu różnic i podobieństw w za−
pisie podczas odpowiadania na wszystkie py−

tania. Ocenia się, iż
w większości przy−
padków  skutecz−

ność  badania  poli−
graficznego,  prze−
p r o w a d z o n e g o
przez  wykwalifi−
kowanego operato−
ra wynosi 90% lub
nawet więcej. Inne
oceny mówią o 60−
procentowej  wia−
rogodności. 

Ale

nawet  90%  czy
95% nie daje abso−
lutnej  pewności.
Jeszcze  bardziej
zawiła  jest  sprawa
skuteczności  wy−

krywaczy 

aku−

stycznych,  bazują−
cych  na  monitoro−
waniu mikrowibra−
cji  głosu.  Tu  roz−
bieżność opinii jest
znacznie większa.

Co  ważne,  nie

są to dyskusje aka−
demickie.  W kra−
jach, gdzie nie ma
ścisłych  regulacji
prawnych,  w tym
w Polsce,  wykry−
wacze  kłamstwa
nadal  bywają  wy−
k o r z y s t y w a n e
przez  pracodaw−
ców  do  badania
p r a c o w n i k ó w
i kandydatów  do
pracy. W takiej sy−
tuacji 

maszyna,

a raczej interpreta−
cja wyników z ma−
szyny, może decy−
dować  o karierze
zawodowej,  a tym
samym  przesądzić
o sytuacji życiowej. Choć
oczywiście na przeprowa−
dzenie takich testów bada−
ny  może  się  nie  zgodzić,
sytuacja na rynku pracy na
pewno  nie  sprzyja  pra−
cownikom  i kandydatom
na  pracowników.  Nic
dziwnego, że w kolejnych krajach problemy
prawne związane z omawianymi urządzenia−
mi  są  szeroko  dyskutowane  i wprowadzane
są przepisy zmniejszające ryzyko nadużyć.

Pomimo  ograniczeń  prawnych  dotyczą−

cych ich wykorzystania, detektory kłamstwa
rozwijają się i będą nadal rozwijać, a walka
między  polygrafami  i wykrywaczami  aku−
stycznymi będzie trwać nadal.

Piotr Górecki

Więcej informacji na temat wykrywaczy kłamstwa
i zagadnień pokrewnych można znaleźć w Interne−
cie. Warto wpisać do polskiej wyszukiwarki hasła:
poligraf,  polygraf,  wariograf,  detektor  kłamstwa,
wykrywacz kłamstwa, itp. Przy szukaniu w świato−
wym  Internecie  można  wpisać  hasła:  polygraph,
VSA,  PSE.  „voice  stress  anayz*”,  „lie  detector”,
itp.Oto kilka aresów, od których można zacząć:
http://www.polygraph.org
http://www.lafayetteinstrument.com/polygraph.htm
http://www.polygraphplace.com
http://www.axciton.com
http://www.spyzone.com/catalog/voicestressanaly−
sis/index.html
http://www.brainwavescience.com/
http://www.brum.ch/luegende.htm