Witajcie! Już kiedyś się do Redakcji zwróciłem z pewnym

pytaniem i dostałem odpowiedź, a ponieważ nie mam się

kogo specjalnie pytać, więc zwracam się do Redakcji z na-

stępnym pytaniem: czy możliwe jest zbudowanie zasilacza

symetrycznego do wzmacniacza audio bez zastosowania

transformatora. Na przykład przez wyprostowanie napię-

cia 230V, obniżenie na tranzystorach i stworzenie sztucz-

nej masy. Chodzi mi o zasilacz o mocy około 300W i na-

pięciu ±50....±70V. Jeżeli to możliwe, to może by Redakcja

opracowała taki zasilacz i opublikowała na łamach EdW?

Na pewno by mniej ważył od transformatorów.

Następne pytanie to o półprzewodnikowy stabilizator

napięcia w sieci 220V. Czy da się zrobić taki automatycz-

ny stabilizator na elementach półprzewodnikowych?

Można zbudować taki zasilacz symetryczny! Jednak z uwagi na duże
prądy potrzebne do zasilenia wzmacniacza mocy, musiałby to być za-
silacz impulsowy, gdzie energia magazynowana byłaby w indukcyj-
ności. W zasilaczu klasycznym, liniowym, w szeregowych tranzysto-
rach stabilizatora (ew. rezystorach szeregowych) wydzielałyby się
kolosalne ilości ciepła, kilkakrotnie więcej, niż wynosi moc wzmac-
niacza, dlatego zwykły zasilacz liniowy ze stabilizatorem absolutnie
nie wchodzi tu w grę. Ponadto izolacja galwaniczna układu wzmac-
niacza od sieci energetycznej jest tu absolutnie niezbędna, żeby na
elementach wzmacniacza, w tym na jego obwodzie masy, nie mogło
w żadnym wypadku wystąpić groźne dla życia napięcie sieci.

Bez wątpienia musiałby to więc być zasilacz impulsowy, a jeśli

tak, powinien zawierać transformator separujący. Oznacza to, że do
zasilania wzmacniaczy audio można wykorzystywać sieciowe prze-
twornice impulsowe, szeroko stosowane w innym sprzęcie elektro-
nicznym. Zasilacze takie mają zalety, są mniejsze, lżejsze, a obecnie
nawet tańsze od klasycznych. Mimo to zasilacze impulsowe prak-
tycznie nie są stosowane we wzmacniaczach audio. Jedną z przyczyn
jest właśnie impulsowy sposób pracy i nieuniknione zakłócenia, które
utrudniają osiąganie wymaganego odstępu sygnału od zakłóceń. Inną
istotną przyczyną jest obecnie już niezbyt przekonujące, ale od lat
ugruntowane wśród odbiorców przekonanie o wyższości klasycznych
zasilaczy nad impulsowymi.

Z podanych względów we wzmacniaczach mocy NIE STOSUJE

SIĘ beztransformatorowych zasilaczy. Jedynym wyjątkiem znanym
w Redakcji jest projekt prymitywnego wzmacniacza mocy klasy D z nie-
istniejącego już, amatorskiego czasopisma amerykańskiego (wyko-

rzystano tam nieco obniżone, wyprostowane napięcie sieci
110V i wykorzystano obwód sztucznej masy). Nie jest to jednak wzór
do naśladowania, a raczej przykład ostrzegawczy.

Proszę o pomoc - jak rozwiązać problem obniżenia sygna-

łu o poziomie liniowym z wyjścia miksera (dla ścisłości -

kilkaset mV) do poziomu mikrofonowego 20mV? (...)

Wiem, że można wykonać dzielnik napięć, ale czy istnieje

jakiś lepszy sposób na to? (...) Mamy do dyspozycji tylko

jedno (...) „wystające ze ściany” gniazdo XLR, bez możli-

wości regulacji poziomu (sama aparatura jest dla nas nie-

dostępna).

W opisywanym przypadku optymalne będzie wykorzystanie dzielni-
ka, w którym „dolny” rezystor, z którego napięcie podawane jest na
tor mikrofonowy, będzie miał wartość 100

Ω...1kΩ. Drugi, „górny”

rezystor o znacznie większej wartości trzeba dobrać stosownie do
wymaganego stopnia tłumienia. Nie ma żadnego lepszego sposobu
zmniejszenia napięcia. Można wprawdzie wykorzystać transformato-
rek mikrofonowy o przekładni 1:7...1:10, ale w tym wypadku nie ma
to zauważalnych zalet.

Kluczowym kryterium w tego typu przypadkach są szumy, a wła-

ściwie możliwość ich zmniejszenia. Zazwyczaj niestety wzmacniacze
w torach mikrofonowych mają dynamikę, inaczej odstęp sygnał
/szum, znacznie mniejszą niż tory z wejściami liniowymi. Dynamiki
tej nie można polepszyć. Ważne, by jej nie zepsuć. A zepsuć mogła-
by na przykład zbyt duża rezystancja źródła sygnału widziana od
strony wejścia wzmacniacza mikrofonowego. Ma to związek z para-
metrem zwanym gęstością szumów prądowych. W omawianym przy-
padku rezystancję tę wyznacza głównie „dolny” rezystor dzielnika,
więc powinien on mieć możliwie małą wartość (poniżej 1k

Ω). Z dru-

giej strony sumaryczna wartość rezystancji obu rezystorów dzielnika
nie może być za mała, żeby nie przeciążyć wzmacniacza operacyjne-
go, który zapewne będzie pracował na wyjściu miksera.

Dlaczego jedne kolumny głośnikowe mają większą sku-

teczność (efektywność), a inne mniejszą? Co określa ten

parametr (wyrażany w dB) i z czego wynika ta różnica?

Parametr ten w sumie jest miarą skuteczności przetwarzania energii
elektrycznej w akustyczną. Nie podaje się go jednak w procentach,
tylko w decybelach ciśnienia akustycznego. Głośnik podczas pomia-
ru jest zasilany sygnałem sinusoidalnym 1kHz o mocy 1W (2,83V dla

Elektronika dla Wszystkich

Skrzynka

Porad

W rubryce przedstawiane są odpowiedzi na pytania nade-
słane do Redakcji. Są to sprawy, które, naszym zdaniem,
zainteresują szersze grono Czytelników.

Jednocześnie informujemy, że Redakcja nie jest w stanie
odpowiedzieć na wszystkie nadesłane pytania, dotyczą-
ce różnych drobnych szczegółów.

Ω). Zmierzony w odległości 1m od membrany (w osi głośnika) po-

ziom ciśnienia akustycznego to podawana w katalogu efektywność.

Typowe głośniki do domowych zestawów zwykle mają efektyw-

ność w granicach 88...93dB. Głośniki estradowe i przeznaczone do
dużych systemów nagłośnieniowych z reguły mają efektywność po-
wyżej 100dB (często są to głośniki tubowe). Oznacza to, że do uzy-
skania potrzebnej głośności wystarczy dużo mniejsza moc elektrycz-
na. Efektywność głośnika wynika z jego konstrukcji. Zwykle zwięk-
szenie skuteczności odbywa się kosztem pogorszenia innych parame-
trów, więc efektywność nie może być podstawą oceny przydatności
głośnika do domowych kolumn.

...kupiłem akumulatorki alkaliczno-manganowe EuroCell

1500mAh 1,5V. Problem w tym, że producent poleca na

opakowaniu „częste doładowywanie wydłużające żywot-

ność” itp. oraz „ładować tylko w ładowarkach serii AK”.

Nie miałem nigdy do czynienia z tymi akumulatorkami,

boję się więc je przeładować.

Redakcja nie może podać konkretnego przepisu i wziąć odpowie-
dzialności za ewentualne skrócenie żywotności wynikające z nieopty-
malnego ładowania takich ogniw. Producent ma swoje tajemnice, a po-
nadto prawdopodobnie ma też interes w tym, żeby użytkownicy wyko-
rzystywali dedykowane ładowarki. Warto jednak mieć podstawowe
wiadomości o takich ogniwach, by nie popełnić rażących błędów.

Otóż można w pewnym uproszczeniu stwierdzić, że wspomniane

akumulatorki alkaliczno-manganowe to po prostu odmiana klasycz-

nych jednorazowych baterii alkalicznych. Jak już kilkakrotnie pisali-
śmy w EdW, doświadczenia Czytelników oraz Redakcji wskazują, że
można i warto doładowywać także klasyczne jednorazowe baterie al-
kaliczne. Te zwykłe baterie na pewno nie zasługują na miano akumu-
latorów, bo po rozładowaniu nie da się przywrócić ich początkowej
pojemności. Nie należy czekać do całkowitego rozładowania, bo
uniemożliwi to jakąkolwiek „reanimację”. Należy podładowywać ba-
terie kilkakrotnie podczas użytkowania i za każdym razem przywra-
cać znaczną część pojemności. Nie ma ścisłych reguł takiego podła-
dowywania baterii, w każdym razie prąd nie może przekraczać
0,1C (liczbowo 0,1 pojemności), bezpieczne wartości to 0,02...0,05C.
Podczas regeneracji tak małym prądem władowana pojemność nie
powinna przekroczyć pojemności baterii. Dla orientacji, pojemność
jednorazowych baterii alkalicznych AA („paluszek”) to około
1,5...2,5Ah.

Wszystko wskazuje, iż w przypadku wspomnianych przez Czytel-

nika akumulatorów EuroCell z powodzeniem można stosować
podobne prądy. Różnica jest taka, że są to najprawdziwsze akumula-
tory, które można ładować co najmniej kilkadziesiąt razy. Czas łado-
wania należy dobrać, żeby całkowity ładunek wynosił 120...130%
pojemności nominalnej (dla prądu 0,1C oznacza to czas ładowania
12...13 godzin). Próba ładowania tych 1,5-woltowych ogniw w trybie
szybkim i przyspieszonym (prądy rzędu 0,3C...2C) w ładowarkach
przeznaczonych dla ogniw NiCd i NiMH (1,2V) może doprowadzić
do uszkodzenia lub niedoładowania, zależnie od konstrukcji
ładowarki.

Skrzynka porad

Elektronika dla Wszystkich

Konkurs

Na rysunku przedsta-
wiony jest układ ze
wzmacniaczem opera-
cyjnym.

Jak zwykle zada-

nie konkursowe pole-
ga na rozszyfrowaniu

Jak działa i do czego
służy taki układ?

Odpowiedzi, koniecznie oznaczone dopi-

skiem Jak12, należy nadsyłać w terminie 45
dni od ukazania się tego numeru EdW. Na-
grodami w konkursie będą kity AVT lub
książki.

Rozwiązanie zadania

z EdW 8/2003

Przedstawiony układ z dwoma tranzystorami
i trzema diodami LED to monitor napięcia.
Zależnie od doboru rezystorów R2...R5 uzy-
skuje się różne progi zaświecania poszcze-
gólnych diod. Układ może służyć jako wska-
źnik napięcia na akumulatorze samochodo-
wym 12V - gdy napięcie jest za małe, świeci
dioda żółta D2, gdy jest prawidłowe, świeci
zielona dioda D1. Gdy podczas jazdy akumu-

lator jest ładowany przez alternator i ma na-
pięcie ok. 14,4V, świecą diody zielona i czer-
wona, a gdy napięcie jest za duże, świeci tyl-
ko dioda czerwona.

Przy napięciach większych niż ok.

5,3V...5,5V dioda Zenera zaczyna przewo-
dzić, więc zaświeca się stopniowo żółta dio-
da D2 sygnalizująca napięcie zbyt niskie.
Tranzystory T1, T2 są zatkane. Zwiększanie
napięcia spowoduje otwarcie jednego z tran-
zystorów. Dzielniki R2, R3 oraz R4, R5 nale-
ży tak dobrać, żeby przy zwiększaniu napię-
cia najpierw otworzył się tranzystor T1. Gdy
zostanie on nasycony, prąd popłynie przez
D1, D4, T1, a dioda D2 zgaśnie. Zielona dio-
da pokaże, iż napięcie jest prawidłowe. Przy
dalszym zwiększaniu napięcia otworzy się
T2. Wtedy prąd popłynie przez czerwoną
diodę D3. Nasycenie tranzystora T2 spowo-
duje, że choć tranzystor T1 będzie otwarty,
dioda zielona zgaśnie. Teoretycznie układ
powinien działać także bez diody D4, której
zadaniem jest tylko zwiększyć napięcie wy-
magane do zaświecenia zielonej diody D1 -
diody zielone mają napięcie przewodzenia
wyższe niż czerwone. W praktyce dioda D4
może okazać się niezbędna ze względu na to,
że niektóre diody czerwone mają napięcie
przewodzenia około 2V, czyli niewiele mniej
niż zielone i żółte.

Słusznie zauważyliście, iż przy wzroście

napięcia wejściowego U napięcie na zespole
diod maleje i kolejno zaświecają się diody
żółta, zielona i czerwona. Oznacza to jedno-
cześnie, iż ze wzrostem napięcia U wzrasta
napięcie na rezystorze R1, a tym samym prąd
płynący przez diody. Wynikającą stąd wadą
tego interesującego, ale prostego układu jest
niejednakowa jasność diod – dioda żółta bę-

dzie świecić zdecydowanie słabiej niż pozo-
stałe. Aby zlikwidować taką wadę, rezystor
R1 można zastąpić źródłem prądowym.

W oryginalnym układzie wystąpi też zjawi-
sko płynnego zaświecania i gaśnięcia sąsie-
dnich diod. Może to nawet być zaletą.
W przypadku, gdyby wymagane były jak
najostrzejsze progi, należy zastosować dwie
dodatkowe diody Zenera i radykalnie zmniej-
szyć wartość R2 i R4. Zmodyfikowany sche-
mat pokazany jest na rysunku powyżej.

Praktycznie wszystkie nadesłane odpo-

wiedzi były poprawne – stwierdziliście, że
jest to wskaźnik napięcia. W niektórych od-
powiedziach pojawiły się jednak błędne
wnioski, na przykład, że jest to tester baterii
4,5V, że wskaźnik zadziała przy napięciu
1,2V, że dioda żółta świeci ciągle albo że przy
dużym napięciu zaświecą wszystkie diody.

Kilku uczestników słusznie stwierdziło,

że „od biedy” może to być też prymitywny
układ wskaźnika wysterowania kolumn lub
miniiluminofonii. Nagrody otrzymują: Zbi-
gniew Słodownik - Elbląg, Marcin Niemiec
- Radom, Jacek Zawada - Kliszyno.

Projekty AVT

Elektronika dla Wszystkich

Uwaga! Podczas użytkowania przyrzą-
du w jego obwodach mogą wystąpić na-
pięcia groźne dla życia i zdrowia. Oso-
by niepełnoletnie mogą wykonać i prze-
testować przyrząd wyłącznie pod opie-
ką wykwalifikowanych opiekunów.

Prawie każdemu elektronikowi zdarzyło

się, że potrzebował lub został poproszony, by
określić trasę przewodów instalacji elektrycz-
nej w ścianach budynku. Nie trzeba chyba do-
kładnie tłumaczyć, ile kłopotów sprawia
uszkodzenie przewodów w ścianie, np. pod-
czas wiercenia otworów, nie wspominając
o jeszcze groźniejszej możliwości porażenia
prądem. Podobnie czasem trzeba określić lo-
kalizację rur wodociągowych lub centralnego
ogrzewania. We wszystkich tego typu przy-
padkach z pomocą przyjdzie opisany przy-
rząd.

W literaturze opisywane są rozmaite przy-

rządy wykrywające przewody energetyczne
będące pod napięciem na podstawie wytwa-
rzanego przez nie pola magnetycznego czy
elektrycznego. Prezentowany układ działa na
innej zasadzie, wykorzystuje własny sygnał
i dzięki temu może służyć nie tylko do loka-
lizacji przewodów pod napięciem. Doskona-
le nadaje się do poszukiwań wszelkich prze-
wodów, np. telefonicznych, alarmowych, do-
mofonowych i metalowych rur. Co bardzo
ważne, dokładność lokalizacji jest duża – po
kilku prostych próbach można określić poło-
żenie kabla z dokładnością 1...2cm.

Bezpośrednim powodem powstania

pierwszego modelu, zrealizowanego „w pa-
jąku” była konieczność określenia przebiegu
głównych kabli zasilających w zewnętrznych
ścianach budynku, który został obłożony sty-
ropianem. Płyty styropianowe o grubości
10cm zostały przyklejone do ścian, a potem
trzeba było je dodatkowo zamocować za po-
mocą specjalnych kołków plastikowych, pod
które należało wywiercić w ścianie otwory
o średnicy 10mm. Teoria prawdopodobień-

stwa wskazuje, że nieuniknione było przy-
padkowe trafienie w długi przewód prowa-
dzący od przyłącza do skrzynki bezpieczni-
kowej lub jeszcze dłuższe kable, prowadzące
od tej skrzynki do liczników. Aby tego unik-
nąć, trzeba było sprawdzić przebieg kabli
pod warstwą styropianu i tynku, czyli na głę-
bokości ponad 12cm. W tej roli opisywany
układ sprawdził się doskonale. Późniejsze
próby wykazały, że jest to znakomite narzę-
dzie do wszelkich poszukiwań przewodów
i metalowych rur.

Opis układu

Zasada działania przyrządu pokazana jest na
rysunku 1. Jak widać, system poszukiwaw-
czy składa się z dwóch części. Jedna to...
nadajnik radiowy pracujący w zakresie fal
średnich, druga to jakikolwiek przenośny fa-
bryczny odbiornik radiowy z zakresem fal
średnich. Poszukiwane przewody czy rury
pracują w roli anteny. Lokalizacja „anteny”
polega na zbliżaniu do niej
odbiornika radiowego. W po-
bliżu „anteny” następuje spe-
cyficzna reakcja odbiornika,
którą dobrze słychać w gło-
śniku.

Tematem artykułu jest pro-

ściutki mininadajnik. W roli
odbiornika należy wykorzy-
stać fabryczny bateryjny
odbiornik radiowy.

Po rozważeniu aktualnej sy-

tuacji pomysł wykorzystania
częstotliwości z zakresu fal
długich został odrzucony. Choć
w naszych domach nadal pra-
cuje wiele odbiorników z za-
kresem fal długich, w większo-
ści są to odbiorniki stacjonarne,
nieprzydatne do opisywanego
celu. Natomiast wiele nowych
małych bateryjnych odbiorni-
ków wyposażonych jest tylko
w zakres fal średnich i nowy
UKF, a brak tam zakresu fal

długich. Tym samym częstotliwość nadajnika
powinna wynosić mniej więcej 550...600kHz,
co odpowiada początkowi zakresu fal śre-
dnich.

Jak widać z rysunku 1, nadajnik zasilany

z baterii ma dwa zaciski wyjściowe. Jeden
(A) to zacisk „gorący”, dołączony w jednym
punkcie do „anteny”. Dla znacznego zwięk-
szenia skuteczności należy zacisk B dołączyć
do uziemionej instalacji c.o. lub wodociągo-
wej, ewentualnie zastosować inny sposób
uziemienia.

Bardzo prosty schemat blokowy nadajni-

ka można zobaczyć na rysunku 2. Nadajnik
czystej, niemodulowanej fali nośnej byłby
trudny do wykrycia. Aby to zmienić, należy
zastosować dodatkowy generator zapewnia-
jący modulacje przebiegu. W zakresie fal
średnich powinna to być modulacja AM,
a w najprostszym przypadku kluczowanie
przebiegiem prostokątnym. Generator klu-
czujący powinien pracować z częstotliwością

Rys. 1 Zasada działania

Rys. 2 Schemat blokowy

Projekty AVT

Elektronika dla Wszystkich

akustyczną, którą łatwo będzie usłyszeć
w małym głośniku przenośnego radioodbior-
nika. Wykluczone są częstotliwości ze skra-
jów zakresu audio. Optymalny jest ton o czę-
stotliwości 2...4kHz, ponieważ ucho jest naj-
bardziej czułe na takie właśnie dźwięki.

Prosty generator fali nośnej wytwarza

przebieg prostokątny o częstotliwości radio-
wej. Jak wiadomo, przebieg taki zawiera
wiele parzystych i nieparzystych harmonicz-
nych, które niepotrzebnie byłoby słychać
w wyższych zakresach częstotliwości. Aby
znacznie stłumić te harmoniczne, w układzie
przewidziano prosty filtr – obwód rezonanso-
wy. Dopiero po odfiltrowaniu harmonicz-
nych zmodulowany sygnał podawany jest na
zaciski wyjściowe A, B.

Moc takiego nadajnika jest znikoma, po-

niżej 1mW, więc nie powinien on zakłócać
żadnych stacji radiowych, tym bardziej że
w naszym kraju prawie nikt nie korzysta
z zakresu średniofalowego.

Schemat ideowy nadajnika pokazany jest

na rysunku 3. Generator częstotliwości no-
śnej zbudowany jest z bramek U1C, U1D.
Pracuje on z częstotliwością 550...600kHz,
a częstotliwość można regulować w znacz-
nych granicach za pomocą potencjometru
PR1. Drugi generator z bramkami U1A,
U1B pracuje w układzie jako generator klu-
czujący o częstotliwości około 2kHz. Kluczu-
je on pracę generatora fali nośnej, czyli za-
pewnia modulację 100%. Dzięki temu łatwo
jest w głośniku znaleźć sygnał nadajnika –
ciągły ton o częstotliwości nieco powyżej
2kHz.

Sygnał z generatora podany jest na bufor

z tranzystorami T1, T2 i dalej przez rezystor
R6 na obwód rezonansowy. Odfiltrowany sy-
gnał z tego obwodu rezonansowego zostaje
podany na wyjście, czyli na punkty A, B. Po-
nieważ często punkt A będzie dołączany do
przewodu fazowego sieci energetycznej,
a punkt B do uziemienia, przewidziano sze-
reg środków zabezpieczających układ przed
uszkodzeniem. Przede wszystkim w układzie
pracują po dwa kondensatory C5, C6 oraz

C9, C9 o napięciu nominalnym
630V, które skutecznie oddziela-
ją galwanicznie punkty A, B.
Przez te cztery szeregowo połą-
czone kondensatory przepływa
znikomo mały prąd zmienny
50Hz – mniejszy niż 1mA. Na-
tomiast dla przebiegu nośnego
o częstotliwości około 600kHz
kondensatory te stanowią pomi-
jalną reaktancję około 20

Ω.

Rezystory R7, R8, R6 i diody

D1, D2 chronią układ scalony
i tranzystory T1, T2 przed uszkodzeniem pod
wpływem ewentualnych zakłóceń przedosta-
jących się z sieci. W praktyce ryzyko jest
niewielkie, a największym zakłóceniem bę-
dzie impuls powstający podczas dołączania
punktów A, B w obwód sieci. Jeśli nastąpi to
w szczycie półfali sieci, popłynie przez chwi-
lę znaczny prąd ładowania, ograniczony war-
tością R8 i pojemnością kondensatorów.
Właśnie wtedy elementy R7, R6 i diody D1,
D2 spełnią swą ochronną rolę.

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na małej płytce
drukowanej, pokazanej na rysunku 4. Mon-
taż jest klasyczny, nie wymaga szerszego ko-
mentarza. Pod układ scalony można dać pod-
stawkę. Wyjściem sygnału jest zacisk A, na-
tomiast zacisk B należy w miarę możliwości
uziemić, zwłaszcza przy zasilaniu bateryj-
nym przyrządu. Uziemienie zacisku
B zwiększy wtedy znacznie skuteczność sy-
stemu. W przypadku zasilania sieciowego,
np. przez zasilacz wtyczkowy, sytuacja jest
inna. W zasilaczu sieciowym zawsze wystę-
pują pojemności między masą układu a sie-
cią, w tym przewodem zerowym sieci (po-
jemność między uzwojeniami transformato-
ra), co poniekąd przypomina uziemienie.
W zasadzie pojemność ta umożliwia rezy-
gnację z zewnętrznego uziemienia, jednak
w przypadku poszukiwań kabli będących pod
napięciem tej samej fazy komplikuje to sytu-
ację i może spowodować zmniejszenie sku-
teczności poszukiwań.

Należy pamiętać, że między zaciskami A,

B podczas lokalizacji przewodów pod napię-
ciem będzie występować pełne napięcie sie-
ci, które łatwo może doprowadzić do poraże-
nia, silnego szoku, a nawet śmierci.

Dlatego podczas testów i użytkowania

przyrządu należy zachować wyjątkową
ostrożność i nie dotykać obwodów będą-
cych pod napięciem.

Obsługa przyrządu

Przed przystąpieniem do poszukiwań warto
przeprowadzić proste testy z przewodami,
które nie są ukryte w ścianach. Należy spraw-
dzić reakcję radioodbiornika, przemieszcza-
jąc go w pobliżu przewodu, który pełni rolę
anteny. W pobliżu przewodu-anteny z głośni-
ka słychać ciągły ton 2kHz. Przesuwanie ra-
dia nie wzdłuż przewodu, tylko w poprzek
powoduje chwilowe „zachwianie” tego cią-
głego dźwięku. Takie „wahnięcie” dźwięku,
występujące w chwili, gdy oś anteny ferryto-
wej radia przechodzi koło przewodu pozwa-
la przy odrobinie wprawy na jego lokalizację
z dokładnością 1...2cm.

Przy sprawdzaniu przebiegu przewodów

sieci energetycznej pod napięciem należy
w miarę możliwości dołączyć punkt A nadaj-
nika do przewodu fazowego (który można zi-
dentyfikować za pomocą śrubokręta z neo-
nówką). Dla zwiększenie czułości wykrywa-
nia przewód zerowy sieci (neutralny, uzie-
mienie) należy pozostawić niepodłączony,
a punkt B nadajnika uziemić za pomocą ze-

wnętrznego obwodu, np. dołączając
do najbliższego metalowego kranu.

Możliwości zmian

Jeśli ktoś ma mały bateryjny odbior-
nik z zakresem fal długich, może
obniżyć częstotliwość generatora
w.cz. Choć moc nadajnika jest zni-
koma, należy przy tym pamiętać, że na
częstotliwościach 198kHz i 225kHz
pracują nadajniki Programu Pierw-
szego PR i Radia Parlament. Czę-
stotliwość pracy generatora należy
ustawić albo poniżej 198kHz, albo
powyżej 225kHz.

Ciąg dalszy na stronie 17.

Rys. 3 Schemat ideowy

Rys. 4 Schemat montażowy

Proponowany układ należy do rodziny urzą-
dzeń, których celem jest zabezpieczenie na-
szego mienia przed osobami, które chciały-
by tanim kosztem powiększyć stan swego
posiadania. Tym razem jest to zamek szyfro-
wy, ale o nietypowej, a zarazem bardzo
praktycznej i taniej konstrukcji. Powstało
już tysiące opracowań różnego rodzaju za-
mków. W niektórych trzeba było wystuki-
wać niekiedy wielocyfrowy kod, w innych
wykorzystywano różnego rodzaju nośniki
słów kodu np. karty magnetyczne, chipowe
lub też innego rodzaju wynalazki (np. pa-
stylki Dallasa). Prezentowane rozwiązanie
wykorzystuje jako element kodowy chipową
kartę telefoniczną, która w sobie ukrywa cał-
kiem niemały kawałek elektroniki. Zastoso-
wanie takiego nośnika nie tylko daje możli-
wość wykorzystania zużytych już kart tele-
fonicznych i zaoszczędzenie na kupnie spe-
cjalizowanych kart jak również umożliwia
bardzo dobre zabezpieczenie naszego mienia
przed intruzami.

Nasz zamek szyfrowy może być używany

w wielu sytuacjach. Może służyć jako szy-
frowy włącznik – wyłącznik dowolnego
urządzenia elektrycznego. Dzięki przekaźni-
kowi możemy sterować załączaniem urzą-
dzenia pobierającego prąd do 8A przy 220V.
Jumper umieszczony na płytce drukowanej
umożliwia konfiguracje zamka również do
pracy z ryglem elektromagnetycznym. W ta-
kim przypadku, po włożeniu poprawnej kar-
ty, przekaźnik zostaje załączony na ok. 2 se-
kundy (co umożliwia otwarcie drzwi i wej-
ście do pomieszczenia), po czym układ sa-
moczynnie blokuje dostęp, wyłączając prze-
kaźnik. Istnieje również możliwość wyko-
rzystania naszego układu jako imobilizera
blokującego zapłon w samochodzie, jak rów-
nież może znaleźć zastosowanie do współ-

pracy z centralką alarmową i być częścią
większego systemu antywłamaniowego.

Opis układu

Jak już wspomniałem, karta telefoniczna po-
siada niemałe możliwości. Wyprowadzenia
dwóch rodzajów kart występujących w Pol-
sce przedstawione są na rysunku 1.

Wewnątrz karty telefonicznej możemy

wyróżnić następujące bloki: pamięć EE-
PROM 221 bitów, ROM 16 bitów programo-
wany maską, bloki kontroli i zabezpieczenia
oraz specjalna jednostka autentyfikacji służą-
ca do kontroli autentyczności układu. Wśród
pamięci EEPROM możemy wyróżnić nastę-
pujące obszary: pierwsze 64 bity należą do
„Identification Area”, która może być (i jest)
zapisana na stałe przez producenta. Potem
następuje 40 bitów zaprojektowanych jako
„counter area” (obszar taryfikacji). Dodatko-
wo chip oferuje pierwsze 16 Bitów „User
Data Area” od adresu 112 do 127. Bity w tym
przedziale mogą być kasowane. Drugie 64
Bitów „User Data Area” jest zawarte pomię-
dzy adresem 320 a 383.

Jednostka autentyfikacji jest odpowie-

dzialna za protokół pytania/odpowiedzi. Naj-
pierw terminal (telefon) generuje przypadko-
wy numer i wysyła go do karty, terminal

i karta przepuszczają ten numer przez swoje
klucze następnie karta wysyła wynik tych
przeliczeń do terminala. Terminal porównuje
odpowiedź karty ze swoim rezultatem i tylko
jeżeli oba rezultaty są identyczne, terminal
wie, że wsadzona karta jest autentyczna. Kar-
ta przyjmuje 48-bitowe pytanie, aby wygene-
rować 16 bitów odpowiedzi. Do wygenero-
wania odpowiedzi karta wykorzystuje takie
informacje jak: dane jawne (numer identyfi-
kacyjny karty, numer serii, aktualny stan licz-
nika, czyli liczba impulsów), dane ukryte
(tajny klucz), liczba pseudolosowa. Nie mu-
sze już chyba pisać, że algorytm kryptogra-
ficzny jest tajny. Autentyczność karty może
być sprawdzana na przykład co sekundę lub
po każdym odjęciu impulsu.

Komunikacja z chipem odbywa się trze-

ma złączami: RST, CLK i I/O. Złącza RST
i CLK są nazywane kontrolnymi. Złącze
I/O odzwierciedla stan komórki pamięci
w EPROMie, na którą wskazuje aktualny
stan licznika adresu. Licznik adresu może
być tylko zwiększany, lub kasowany do 0 -
dzięki RST. Ponieważ ponowne napełnienie
karty musi być uniemożliwione, można tylko
kasować bity w strefie jednostek taryfikacyj-
nych.

Możliwe do wydania są 4 rozkazy:

a) Ustaw licznik adresu na 0 (Reset) - impuls
na CLK, gdy stan RST jest 1 (wysoki)
b) Zwiększ licznik adresu o 1 - impuls na
CLK gdy stan RST jest stan niski.
c) „Zapisz” bit (ustaw go na zero 0) - impuls
na RST, gdy stan CKL jest 0, i zaraz potem
impuls na CLK, gdy RST jest 0. Stan licznika
adresu się nie zmieni. „Zapis” jest możliwy
tylko na określonych pozycjach EPROM-u!
d) „Zapisz” bit z Nośną (WriteCarry) - jeśli
powtórzysz sekwencję „Zapisz” dwa razy na
tym samym bicie, który to bit musi być

Projekty AVT

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 1

ostatnim bitem 8-bitowego licznika, ten bit
zostanie skasowany, a następne 8 bitów licz-
nika zostanie wypełnione na 11111111 (FFh).
Przebiegi czasowe rozkazów przedstawione
są na rysunku 2.

Więcej ciekawych informacji o nowocze-

snych kartach chipowych i o tzw. prepa-
id’ach można się dowiedzieć z literatury
lub/i z sieci Internet.

Schemat proponowanego urządzenia

przedstawia rysunek 3.

Sercem urządzenia jest mikrokontroler

AT90S2313 taktowany kwarcem 4MHz.
W nim to są zawarte procedury odczytujące
dane z karty. Do budowy urządzenia wyko-
rzystane zostało gniazdo na karty elektro-
niczne wraz z wbudowanym stykiem, który
rozwierał się po włożeniu karty. Sytuacja ta
wymusiła do zastosowania rezystora R5
przez który dostarczane jest napięcie zasila-
jące kartę. Jednocześnie informacja o włoże-
niu karty dostarczana jest do mikroprocesora.
W przypadku zastosowania slotów ze sty-
kiem zwierającym nie trzeba wlutowywać re-
zystora R5 a w jego miejsce należy doprowa-
dzić dwie końcówki załącznika. Po wykryciu

karty w gnieździe rozpoczyna się sprawdza-
nie jej autentyczności. Algorytm sprawdza-
nia karty oparty jest, podobnie jak w budkach
telefonicznych, na protokole pytanie – odpo-
wiedź, jednak w tym rozwiązaniu nieco
okrojonym z powodu nieznajomości algoryt-
mów generacji kodów odpowiedzi, które są
tajne. Mikroprocesor podaje 48-bitowe pyta-
nie, które jest stałe a następnie porównuje
odpowiedź karty z zapisanymi w jego EE-
PROMie poprawnymi (zarejestrowanymi)
odpowiedziami kart. W wyniku porównania,
albo zostaje załączony przekaźnik i świeci
dioda LED2, albo, gdy karta nie jest zareje-
strowana, przekaźnik pozostaje w niezmien-
nym stanie. Jednocześnie zwiększany zostaje
licznik niepoprawnych prób otwarcia i gdy
uzyska wartość równa 5, to załączony zosta-
nie na kilkadziesiąt sekund sygnał dźwięko-
wy.

Do napisania programu mikroprocesora

wykorzystany został kompilator CodeVision
AVR v1.23.8b w wersji ograniczonej długo-
ścią kodu. Gotowy program zajmuje 562 sło-
wa, czyli wykorzystano około połowę po-
jemności pamięci flash mikrokontrolera.

Montaż i uruchomienie

Schemat montażowy przedstawiony został
na rysunku 4. Zarówno wejście napięcia za-
silającego jak i wyjście z przekaźnika umoż-
liwiają złącza typu ARK. Jako brzęczyka B1
należy użyć buzzera z wbudowanym już ge-
neratorkiem, może być zarówno na 5V jak
i na 12V.

Układ zamka możemy zasilić dowolnym

napięciem (nawet przemiennym – prosto
z transformatora) z przedziału 12-15V. Istot-
ną sprawą może być zainstalowanie zasilania
awaryjnego. Wprawdzie zbieg okoliczności

polegający na wyłączeniu prądu podczas
naszego powrotu do domu jest mało prawdo-
podobny, ale lepiej byłoby wyposażyć nasz
układ w zasilacz awaryjny lub też zasilać go
cały czas z okresowo doładowywanego aku-
mulatora.

Montaż, ze względu na niewielką ilość

elementów nie jest uciążliwy. Należy jednak
zadbać o poprawność wykonanych lutów.
„Zimne luty” mogą stać się przyczyną wario-
wania układu i zablokowywaniu dostępu za-
rejestrowanym kartom chipowym. Nie nale-
ży również zapomnieć o wlutowaniu jedynej
zworki.

Po poprawnym zmontowaniu urządzenia

przyszedł czas na sprawdzenie poprawności
działania układu, jaki i rejestracji kart telefo-
nicznych, które będą naszymi kluczami.
Pierwszą oznaką poprawnego działania ukła-
du jest świecenie diody LED1 i LED2. Gdy
tak nie jest należy sprawdzić czy przypad-
kiem nie są ona na odwrót wlutowane. Teraz
spróbujmy wsadzić jakąś kartę do czytnika.
Jeżeli zauważyliśmy krótkie przygaśnięcie
diody LED2 to już możemy być pewni, że

Projekty AVT

Elektronika dla Wszystkich

Wykaz elementów

Rezystory
R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470Ω
R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ
R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,7kΩ
R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1kΩ
R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220Ω

Kondensatory
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1000µF/25V
C2,C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczny
C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V
C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10µF/16V
C6,C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33pF

Półprzewodniki
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .AT90S2313
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7805
T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC547B
D1,D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148
LED1,LED2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .diody LED
M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . .mostek prostowniczy 1A

Pozostałe
ARK1,ARK2 . . . . . . . . . . . . . . . . . .złącza typu ARK
B1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .buzzer z gen. 12V
P1 . . . . . . . . . . . . . . .przekaźnik RM96P Relpol 8A
X1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .kwarc 4MHz
G1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .slot na karty Chip
J1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .jumper
S1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .mikrostyk

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT

jako kit szkolny AVT-2689

Rys. 2

Rys. 3 Schemat ideowy

układ złożyliśmy poprawnie. Mrugnięcie,
bez sygnału dźwiękowego sygnalizuje, że
włożona karta jest niezarejestrowana.

Opiszę teraz procedurę, która pozwoli na

zaprogramowanie zamka tak, aby otwierały
go tylko wybrane przez nas karty telefonicz-
ne. Układ nasz dzięki wbudowanej w mikro-
procesor sterujący całym urządzeniem nieu-
lotnej pamięci EEPROM, pozwala na zareje-
strowanie do 20 kart – kluczy. Nie jest to mo-
że zbyt oszałamiająca ilość, ale myślę, że
większości użytkownikom to wystarczy. Je-
żeli chcemy zarejestrować nową kartę to po
włożeniu jej do slotu musimy krótko przyci-
snąć przycisk S1. Potwierdzeniem operacji

będzie krótki sygnał dźwiękowy. Od tego
momentu z taką kartą już wejdziemy do
strzeżonego pomieszczenia. W ten sam spo-
sób możemy zarejestrować następne karty.

Jumperem J1 możemy sobie skonfiguro-

wać zamek do naszych potrzeb. Pozostawie-
nie go rozwartego powoduje prace bistabilną
zamka, czyli za każdym poprawnym odczy-
taniem karty zmienia się stan przekaźnika na
przeciwny. Zwarty jumper umożliwia prace
z ryglem elektromagnetycznym. Warto tutaj
wspomnieć o zabezpieczeniu polegającym
na zablokowaniu zamka przy 5 nieudanej
próbie otwarcia zamka - w ciągu 3 min, nie-
dozwoloną kartą. W przypadku zaistnienia
takiej sytuacji zostaje zablokowany układ za-

mka na wkładane karty i zostaje załączony
sygnalizator dźwiękowy na czas ok. 20s.
Funkcja ta pozwala wyeliminować osoby
próbujące otworzyć zamek metodą próbując
szczęścia z nie zarejestrowanymi kartami lub
innymi „wynalazkami”. Aby zamek spełniał
nasze wszystkie wymagania musi także ist-
nieć możliwość kasowania zawartości pa-
mięci z numerami „pasujących kluczy”. Mo-
żemy to uczynić naciskając i trzymając przy-
cisk S1 (do momentu usłyszenia wydłużone-
go sygnału buzzera). Jako karty – klucze mo-
żemy zarówno wykorzystać puste, jak i je-
szcze niewykorzystane karty telefoniczne.
Należy jednak powiedzieć, że po wykasowa-
niu przez budkę telefoniczną impulsów,

wcześniej zarejestrowana karta nie bę-
dzie już „pasowała” do zamka. Wynika
to z faktu, że do generowania odpowie-
dzi przez kartę wykorzystywany jest
także bieżący stan licznika impulsów.

Po uruchomieniu układu możemy

umieścić płytkę drukowaną w obudo-
wie. Dobrze, żeby to było metalowe
pudełko z zabezpieczeniem antywła-
maniowym w postaci umieszczonego
styku, który uruchamiałby alarm po jej
otworzeniu.

Grzegorz Bednarz

gbed@zeus.polsl.gliwice.pl

Rys. 4 Schemat montażowy

Komplet ppodzespołów zz płytką ddrukowaną jjest ddostępny ww sieci hhandlowej AAVT jjako kkit sszkolny AAVT-22688

Ciąg dalszy ze strony 14.

Jeśli ktoś chce, może też spróbować ustawić
częstotliwość generatora w.cz. dokładnie na
częstotliwość pośredniej posiadanego od-
biornika 455...465kHz i sprawdzić, na ile
zmniejszy się czułość wykrywania.

Opisane urządzenie pozwala z łatwością

wykryć przebieg przewodów i metalowych
rur instalacji c.o. czy wodociągowej. W przy-
padku coraz popularniejszych instalacji pla-
stikowych można spróbować potraktować
(przewodzącą prąd) wodę w rurach jako an-
tenę.

Jerzy Częstochowski

Projekty AVT

Elektronika dla Wszystkich

Wykaz elementów

Rezystory
R1,R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ
R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330Ω
R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .820Ω
R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2kΩ
R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1kΩ
R7,R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .510Ω
PR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1kΩ PR miniaturowy

Kondensatory
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V
C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczny
C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2nF

C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .nie montować
C5,C6,C9-C10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47nF/630V
C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22nF
C8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470pF

Półprzewodniki
D1,D2 . . . . . . . . . . . . . . .MBR735 (Schottky’ego 1A)
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4011

Pozostałe
L1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33µH
T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC547
T2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC557
Złączka na baterię 9V
Obudowa KM33

Większość z nas chyba lubi słuchać muzyki.
Dzisiaj towarzyszy nam ona wszędzie - w sa-
mochodzie, w pracy, w sklepie. Gdy przy-
chodzimy do domu, natychmiast włączamy
radio lub odtwarzacz CD z ulubioną płytą.
Muzyka snuje się „kilometrogodzinami”,
czasem aż do przesytu. Zwykle nie zwraca-
my uwagi na jakość odtwarzanego dźwięku.
Ale zdarza się taka chwila, gdy z zaskocze-
niem stwierdzamy, że u naszego kolegi czy
nawet w sklepie dźwięk jest o wiele ciekaw-
szy, bardziej wciągający niż z naszego zesta-
wu. Czasem impulsem do poszukiwań jest
zręczna reklama, ładnie wyeksponowany ze-
staw audio w sklepie lub entuzjastyczna opi-

nia naszego sąsiada. Rozpoczynamy wtedy
wertowanie czasopism audio, katalogów firm
produkujących sprzęt audio, odwiedzamy
sklepy. Sprzedawcy kuszą nas doskonale gra-
jącymi wzmacniaczami, odtwarzaczami czy
rewelacyjnymi kolumnami za równie rewela-
cyjną cenę. Gdy nie mamy chęci na zakup ca-
łego zestawu, zaoferują nam różne cudowne
kabelki, radykalnie poprawiające brzmienie,
podstawki pod kolumny doskonale tłumiące
szkodliwe rezonanse lub inny cudowny ga-
dżet, który podobno z naszego zestawu uczy-
ni rewelacyjną maszynkę do odtwarzania
muzyki.

Innym sposobem na poprawę, a przynaj-

mniej zmianę brzmienia
zestawu audio jest uży-
cie lamp. Tak wzmac-
niacze lampowe, jak
i hybrydy lampowo-
tranzystorowe są ofe-
rowane przez licznych
producentów i mają
zwolenników, a nawet
entuzjastów wśród au-
diofilów. Obecnie wie-
lu znanych producen-
tów ma w swojej ofer-
cie przynajmniej jeden
model wzmacniacza
tranzystorowego, gdzie
w stopniu wejściowym
znajdują się lampy.
Zdarzają się nawet od-
twarzacze CD z lampą -
tym razem na wyjściu.

Tańszym rozwiąza-

niem niż zakup nowe-
go wzmacniacza jest
użycie bufora lampo-
wego, który wpina się
pomiędzy odtwarzacz
CD a wzmacniacz. Je-
żeli się nie mylę, to
modę na bufory lam-

powe wylansowała w latach 90. ubiegłego
wieku angielska firma Musical Fidelity swo-
im „prosiaczkiem” X10D, opartym na dwóch
lampach ECC88. Ta pieszczotliwa nazwa bu-
fora wzięła się stąd, iż lampy zamknięte są
w nieco dziwnej obudowie w kształcie wal-
ca, stąd skojarzenie ze świnką.

Bufor lampowy ma złagodzić ostre

brzmienie, szczególnie tańszych zestawów,
dodać nieco ciepła i czaru słuchanej muzyce.

Taki układ nie ma być kompletnym lam-

powym wzmacniaczem mocy, tylko ma
„psuć charakterystykę” klasycznego wzmac-
niacza półprzewodnikowego, żeby uzyskać
charakterystyczny „lampowy”, ciepły
dźwięk. Ten „dźwięk lampowy” to głównie
efekt różnego typu zniekształceń, w szcze-
gólności parzystych harmonicznych. Zapew-
ne wpływ lampy na brzmienie nie będzie tak
duży, jak sugerują niektóre reklamy buforów
lampowych, ale cóż szkodzi zbudować wła-
sny bufor, czy nawet przedwzmacniacz lam-
powy i przekonać się o tym samemu. Tym
bardziej, że jest to naprawdę proste, a koszt
niewielki.

Opis układu

O buforze
Zaprezentowany na rysunku 1 bufor nie jest
kopią „prosiaczka” Musical Fidelity, lecz
spełnia podobną rolę. Jest układem najprost-
szym z możliwych – do jego budowy wystar-
czy jedna podwójna trioda małej mocy. Do
zasilania tej lampy użyjemy jednego napięcia
zmiennego12V, uzyskanego z transformatora
małej mocy.

Bufor ten to po prostu wtórnik katodowy

- jego odpowiednikiem w technice tranzysto-
rowej jest wtórnik emiterowy. Ma wyso-
ką impedancję wejścia i niską wyjścia. Impe-
dancja wyjścia w przybliżeniu wynosi Rwy=
1\Sa. Sa to nachylenie charakterystyki, poda-
wane w katalogu lampy. W przypadku ECC
88 (PCC88) Sa wynosi 12,5V/V. Wtórnik nie
wzmacnia napięcia sygnału (nawet go nieco

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

czyli

prosiaczek w domu

Rys. 1

Projekty AVT

osłabia), ale ma znaczny współczynnik
wzmocnienia prądowego. Dzięki niskiej im-
pedancji wyjścia doskonale nadaje się jako
separator stopni, bufor czy nawet stopień
końcowy.

Nasz wtórnik katodowy ma szerokie pa-

smo przenoszenia, a charakterystyka wzmoc-
nienia jest płaska, praktycznie od 10Hz do
200kHz.

Krótko o działaniu
Sygnał wejściowy przez kondensator C11
przechodzi do siatki lampy. Siatka jest spola-
ryzowana napięciem ujemnym względem ka-
tody, uzyskanym z dzielnika rezystorowego
R4 i R5, które poprzez rezystor R3 „przedo-
staje” się na siatkę, polaryzując ją o spadek
napięcia uzyskany na rezystorze R4. W na-
szym przypadku jest to ok. -1...-1,2V. Zmie-
niając wartość R4, zmieniamy prąd anodowy
płynący przez lampę (zmieniamy „punkt pra-
cy”). Jak pamiętamy, wtórnik pracuje w kla-
sie A, przez lampę płynie cały czas prąd ano-
dowy, zależny od napięcia anodowego, ro-
dzaju lampy, wartości rezystorów katodo-
wych i od napięcia polaryzacji siatki. Przesu-
wając punkt pracy lampy w kierunku zagię-
cia charakterystyki zwiększamy ilość harmo-
nicznych, co daje zmianę charakteru dźwię-
ku. Dokonujemy tego za pomocą rezystora
R4, którego wartość możemy zmieniać od 0
do kilku kiloomów.

Wartość R5 będzie miała wpływ na war-

tość prądu anodowego i tym samym (pośre-
dnio) na ustalenie punktu pracy.

Wejściowy sygnał zmienny moduluje na-

pięcie siatki, które z kolei moduluje prąd
anodowy lampy. Wyjściowy sygnał zmienny
pobierany jest z katody lampy i przez kon-
densator C12 podawany do wyjścia.

Lampa
Najłatwiej chyba zdobyć niskonapięciową
lampę ECC88 o napięciu żarzenia 6,3V i prą-
dzie żarzenia 365mA lub jej „telewizyjny”
odpowiednik PCC88. Ta ostatnia ma nieco
wyższe napięcie żarzenia, które wynosi oko-
ło 7,2...7,6V. Około, ponieważ ważniejszy
jest tutaj prąd żarzenia, który powinien wy-
nosić 300mA (±5%). ECC88 ma „lepszą”
wersję - E88CC. Inne odpowiedniki tej lam-
py to: amerykańska 6DJ8, rosyjska 6N23P.
Można też eksperymentować z rosyjską (ra-
dziecką) 6N3P, która może być zasilana ni-
skim napięciem, lecz jej prąd żarzenia jest
wyższy, a lampa ma inny układ wyprowa-
dzeń. Jeżeli zbudujemy powielacz dający
wyższe napięcie anodowe, można zastoso-
wać inną lampę, jak np. ECC81, 82 czy cie-
szącą się doskonałą opinią 6SN7 (jej radziec-
ki odpowiednik to 6N8S). W tym ostatnim
przypadku musimy zakupić inną podstawkę
– typu octal (lampa ma 8 nóżek) oraz wziąć
pod uwagę wyższy prąd żarzenia lampy –
0,6A.

Zasilanie
Układ zasilany jest napięciem zmiennym
z transformatora o mocy ok. 10W i napięciu
pracy 11-13V. Może być wyższe niż 13V,
pod warunkiem że nie przekroczy napięcia
pracy kondensatorów.

Napięcie to służy tak do zasilania żarze-

nia, jak i do zasilania anody lam-
py. Napięcie żarzenia o wartości
ok. 6,3V (±5%) uzyskuje się
z prostownika jednopołówkowego
(dioda D1 i D2), a po odfiltrowa-
niu (C7-C10) za pomocą rezystora
R1 redukuje do wymaganej war-
tości. Rezystor powinien mieć
moc 3-5W, ze względu na sporą
ilość ciepła wydzielającą się na re-
zystancji. Jego wartość należy do-
brać doświadczalnie, tak by otrzy-
mać odpowiednie napięcie lub
prąd żarzenia.

„Wysokie” napięcie anodowe

uzyskuje się z powielacza napięcia.

Najprostszym powielaczem

jest podwajacz napięcia, który wi-
dzimy na rysunku 2. Za jego po-
mocą możemy podnieść napięcie
dwukrotnie. Gdy żądane napięcie
będzie zbyt małe, musimy użyć
powielacza napięcia. W tym przy-
padku użyłem potrajacza napięcia,
który na biegu jałowym daje na-
pięcie ok. 60V. Po obciążeniu napięcie wyj-
ściowe zmniejszy się. Wadą powielaczy jest
silna zależność napięcia wyjściowego od ob-
ciążenia i niezbyt duża wydajność prądowa,
zależna głównie od pojemności kondensato-
rów elektrolitycznych.

Powielanie napięcia realizowane jest na

diodach D2-D4 i kondensatorach C1-C3. Na-
pięcie zmienne jest powielane (i przy okazji
prostowane) 4 – 5-krotnie (mimo że jest to
potrajacz), w naszym przypadku do 50-60V.
Podczas pracy lampy napięcie spada do ok.
45-48V. Są powielacze zwiększające napię-
cie wielokrotnie, np. w telewizorach do zasi-
lania kineskopów napięcie jest powielane do
kilkudziesięciu kV.

Powielone i wyprostowane napięcie jest

jeszcze wygładzone w filtrze składającym się
z diody D5, rezystora R2 i kondensatorów
C4-C6 i dopiero wtedy podawane na anody
lampy. Dioda D5 w zasadzie nie jest po-
trzebna, ale bez niej, po dołączeniu konden-

satorów filtrujących (C4-C6) zdarza się, że
zasilacz pracuje niestabilnie.

Ciąg dalszy na stronie 22..

Elektronika dla Wszystkich

Wykaz elementów

Rezystory
R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . .20-50Ω/5W - dobierane
R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200-300Ω
R3,R3A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150-470kΩ
R4,R4A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .700-800Ω
R5,R5A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-7kΩ
R6,R6A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470kΩ-1MΩ

Kondensatory
C1-C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1000µF/35V
C4, C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1000µF/63V
C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF/63V
C7, C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1000µF/16V
C8, C10 . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczne
C11,C11A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF/63V
C12,C12A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470nF/63V

Półprzewodniki
D1-D5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001

Pozostałe
L . . . . . . . . . . . .lampa ECC88 lub jej odpowiednik
Podstawka do lampy typu noval
Transformator 10VA/12V

PPłłyyttkkaa ddrruukkoowwaannaa jjeesstt

ddoossttęęppnnaa ww ssiieeccii hhaannddlloowweejj AAVVTT

jjaakkoo kkiitt sszzkkoollnnyy AAVVTT-22669900

Rys. 2

Rys. 3 Schemat montażowy

Listy od Piotra

Elektronika dla Wszystkich

Prezentowany cykl artykułów przeznaczo-

ny jest wyłącznie dla “analogowców”, czy-

li tych, którzy budują układy analogowe,

zarówno audio, jak i pomiarowe. Poniższe-

go artykułu pod żadnym pozorem nie po-

winni czytać ci, którzy wykorzystują wy-

łącznie układy cyfrowe! „Cyfrowcy” zajmu-

ją się dziedziną nieporównanie łatwiejszą,

a podane dalej informacje mogłyby im po-

ważnie zaszkodzić, na zawsze odbierając

spokój umysłu!

Z podanym materiałem powinni koniecz-

nie zapoznać się wszyscy ci, którym wyda-

je się, iż konstruktorem można zostać w

dwa tygodnie po zainteresowaniu się elek-

troniką i po przeczytaniu kilku książek. Po-

dane informacje uświadomią im, że dobry

konstruktor musi zdobyć solidną dawkę wie-

dzy teoretycznej i praktycznego doświad-

czenia, a tego nie sposób osiągnąć ani

w dwa tygodnie, ani nawet dwa miesiące.

O paskudztwach i czarodziejach,

czyli zakłócenia w układach elektronicznych

Uwaga! Osoby niepełnoletnie

mogą przeczytać niniejszy artykuł

wyłącznie pod opieką wykwalifiko-

wanych osób dorosłych!

Artykuł zawiera bowiem wiele

szokujących wiadomości, które mo-

gą nieprzygotowanego odbiorcę po-

zbawić snu, doprowadzić do cięż-

kiego rozstroju nerwowego, a na-

wet do śmierci ze zmartwienia.

Obwody masy i zasilania

Podane w poprzednim odcinku informacje
o rezystancji i indukcyjności połączeń (ście-
żek i przewodów) oraz o szkodliwych pojem-
nościach między nimi nie powinny przera-
żać. Zwłaszcza w „czystej” technice cyfro-
wej przy zastosowaniu względnie powolnych
układów CMOS4000 prawie wszystkie te
uboczne efekty można spokojnie pominąć –
wpływ wspomnianych czynników skutecznie
likwiduje się, stosując jeden lub kilka małych
kondensatorów ceramicznych odsprzęgają-
cych zasilanie. Nieco trudniej jest przy stoso-
waniu szybkich układów cyfrowych, np. 74F,
74AS, 74AC, 74ACT, gdzie zbocza sygna-
łów cyfrowych są bardzo ostre i mają czasy
rzędu jednej nanosekundy. Jednak mimo
wszystko „cyfrowcy” mają zadanie niepo-
równanie łatwiejsze niż konstruktorzy sprzę-
tu analogowego. W wielu szybkich i precy-
zyjnych układach analogowych nie można
bowiem załatwić problemu kondensatorami
odsprzęgającymi i pominąć tego, co dzieje
się w obwodach masy oraz w szynach zasila-
nia. Dotyczy to zwłaszcza układów pomiaro-
wych, sprzętu audio oraz niektórych współ-
czesnych mieszanych urządzeń (mixed mo-
de) zawierających zarówno obwody analogo-
we, jak i cyfrowe. Zazwyczaj najwięcej uwa-
gi trzeba poświęcić obwodowi masy - zapew-
ne czujesz, że jest to najważniejszy obwód
w urządzeniu. Przyjrzyjmy się temu proble-
mowi bardzo dokładnie. Zrobimy to na przy-
kładzie wzmacniaczy audio.

Rysunek 31 pokazuje uproszczony sche-

mat blokowy wzmacniacza mocy audio
z przedwzmacniaczem i korektorem. Sche-
mat blokowy czy nawet ideowy nie zwiastu-
je żadnego problemu związanego z masą.
Trzeba jednak pamiętać, że w rzeczywistości
sygnał nie wędruje pojedynczym przewo-
dem. Sygnał to napięcie, a napięcie zawsze
występuje między dwoma punktami. Doty-
czy to zarówno wejść, jak i wyjść poszcze-
gólnych bloków. Mało który wzmacniacz czy
przedwzmacniacz ma po dwa niezależne za-
ciski wejściowe i wyjściowe, jak przykłado-
wy przedwzmacniacz z wejściem i wyjściem
symetrycznym według rysunku 32a, który
reaguje na sygnał występujący między punk-
tami A–B, a sygnał wyjściowy dostępny jest
między punktami D–E. Punkty B i D można
zewrzeć do masy uzyskując układ z trzema
zaciskami według rysunku 32b. Wtedy
oczywiście wzmacniacz reaguje na sygnał
napięciowy występujący między punktami
A–C, natomiast sygnałem wyjściowym jest
napięcie między punktami C–E. Tak samo

jest w przypadku popularnych wzmacniaczy
zrealizowanych według rysunku 32c, które
zwykle są blokami systemu z rysunku 31.
I wszystko byłoby dobrze, gdyby punkty J,
K, L, M miały dokładnie ten sam potencjał.
Jak jednak wiesz, obwód masy ma jakąś nie-
zerową rezystancję i indukcyjność. Schemat
blokowy typowego wzmacniacza należałoby
więc raczej narysować jak na rysunku 33a.
I tu już widzisz jasno, że napięciem wejścio-
wym dla następnego stopnia jest nie tylko
„czysty” sygnał z poprzedniego, ale też spa-
dek napięcia na fragmencie obwodu masy.
Wyraźniej pokazuje to rysunek 33b.

W układzie według rysunku 33 oporność ma-

sy sama w sobie nie jest problemem. Problemy
pojawią się, jeśli przez te rezystancje masy po-
płyną prądy. Prądy te, płynąc przez oporności
masy, wywołają na niej spadki napięcia. Pomię-
dzy poszczególnymi punktami obwodu masy
pojawią się wtedy niewielkie napięcia stałe
i zmienne. Te spadki napięcia zostaną potrak-
towane jako sygnał i wzmocnione. Mogą spo-
wodować zniekształcenia sygnału, a w skraj-

nym przypadku nawet dopro-
wadzić do samowzbudzenia
wzmacniacza.

I tu doszliśmy do istoty

problemów związanych z ma-
są: nie ma tu ani odrobiny ma-
gii, a przyczyną kłopotów są
spadki napięcia między po-
szczególnymi punktami ob-

wodu masy. Cały problem
wynika z przepływu prądu
przez obwody masy o nieze-
rowej oporności. Wielkość

część 5

Rys. 31

Rys. 32

tych szkodliwych spadków napięcia zależy
od dwóch czynników:
1. oporności obwodu masy,
2. natężenia prądu w obwodzie masy.

I tu masz dwa podstawowe kierunki wal-

ki z omawianym problemem:

Po pierwsze, żeby zmniejszyć rezystan-

cję, obwód masy powinien zawierać szerokie
ścieżki i grube przewody. Po drugie, należy
zastosować przemyślane połączenie obwodu
masy i taką konfigurację układu, żeby mini-
malizować wartość prądu w newralgicznych
obwodach masy.

Te podstawowe zasady są oczywiste, jed-

nak w praktyce wcale nie jest łatwo uniknąć
rozmaitych pułapek. W grę wchodzą różne
czynniki i nie ma jednoznacznych recept dla
każdej sytuacji – dlatego trzeba przyjrzeć się
problemowi jeszcze dokładniej.

Zasilanie napięciem

pojedynczym

W układach zasilanych napięciem pojedyn-
czym, w obwodzie masy płyną nie tylko prą-
dy związane z sygnałami, ale też wszystkie
prądy zasilające. I właśnie wtedy mogą bole-
śnie dać o sobie znać zjawiska zilustrowane
na rysunku 33. Warto podkreślić, iż w precy-
zyjnych układach pomiarowych należałoby
rozpatrywać zarówno występujące napięcia
stałe, jak i składowe zmienne. Natomiast
w układach audio analizujemy z reguły tylko
składowe zmienne, które trzeba traktować ja-

ko dodatkowe, niepożądane sygnały audio.
Te szkodliwe sygnały, przedstawione na ry-
sunku 33, wynikają z przepływu składowych
zmiennych prądu przez rezystancję masy.
Słusznie domyślasz się, że te składowe
zmienne to zmiany prądu zasilania w takt sy-
gnału. Inaczej mówiąc, te szkodliwe składni-
ki mogą mieć częstotliwość i kształt sygnału
użytecznego. Gdy sumują się dwa sygnały
zmienne, to jeśli mają tę samą częstotliwość
i fazę, amplituda zwiększy się, a jeśli faza
jest przeciwna, amplitudy się odejmą – przy-
pomina o tym rysunek 34. Ponieważ w rze-
czywistym układzie wystąpią przesunięcia
fazowe, więc wystąpią też sytuacje pośre-
dnie. Sygnały i zakłócenia o różnych często-
tliwościach będą mieć inną fazę. Generalnie,
czym większa częstotliwość, tym większe
przesunięcie fazy, więc dla pewnych często-
tliwości nastąpi dodawanie amplitud, co
w skrajnym przypadku może doprowadzić do
samowzbudzenia, a dla innych odejmowanie
amplitud, co samowzbudzeniem nie grozi,
ale spowoduje szkodliwe zniekształcenia li-
niowe. W efekcie charakterystyka amplitu-
dowa będzie zniekształcona, co z pewną
przesadą pokazane jest na rysunku 35. Pod-
kreślam, że takie pofalowanie charakterysty-
ki to zniekształcenia liniowe, wynikające
z przepływu przez obwody masy składowych
o częstotliwościach sygnału użytecznego.
Rysunek 35 pokazuje problem w sposób nie-
co sztuczny, niemniej w układach pomiaro-
wych i wysokiej klasy systemach audio nie

można go pominąć, nawet jeśli nie grozi sa-
mowzbudzeniem.

W obwodach masy mogą jednak wystę-

pować nie tylko składowe odpowiadające sy-
gnałowi użytecznemu. Na przykład we
wzmacniaczu zasilanym napięciem pojedyn-
czym w obwodzie masy wystąpią jakby „wy-
prostowane jednopołówkowo” połówki sy-
gnału, jak pokazuje to rysunek 36a. Wynika
to ze sposobu pracy wzmacniacza – prąd jest
pobierany z zasilacza tylko w jednej połówce
sygnału (dodatniej) i wtedy przepływa on
przez głośnik i doładowuje wyjściowy kon-
densator głośnikowy. Podczas drugiej (ujem-
nej) połówki źródłem prądu płynącego przez
głośnik jest właśnie kondensator wyjściowy,

Listy od Piotra

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 34

Rys. 33

Rys. 35

Rys. 36

Listy od Piotra

Elektronika dla Wszystkich

a nie zasilacz. Z kolei we wzmacniaczu most-
kowym zasilanym pojedynczym napięciem
w obwodzie masy może wystąpić przebieg
zmienny o częstotliwości dwa razy większej
niż sygnał – ilustruje to rysunek 36b. W obu
przypadkach oznacza to, że pojawiają się wy-
ższe harmoniczne sygnału użytecznego.
W praktyce może się okazać, iż w obwodzie
masy mogą też pojawić się jeszcze inne skła-
dniki, na przykład w pasożytniczej pętli masy
może indukować się prąd o częstotliwości sie-
ci pod wpływem pola magnetycznego transfor-
matora zasilającego. Przecież pętla masy to po-
jedynczy zwarty zwój „uzwojenia wtórnego”,
w którym popłynie prąd zaindukowany głów-
nie przez pole rozproszenia transformatora za-
silającego – omawialiśmy to już wcześniej.

Gdy wszystkie takie „śmieci” zsumują się

z sygnałem użytecznym, ulegnie on znie-
kształceniu. I tu trzeba wyraźnie podkreślić,
że przy konstruowaniu wzmacniaczy wyso-
kiej klasy, gdzie konstruktor chce osiągnąć
zniekształcenia na poziomie setnych i ty-
sięcznych części procenta, koniecznie trzeba
uwzględnić omawiane problemy. Może się
bowiem okazać, że osiągnięty poziom znie-
kształceń nie wynika z właściwości użytych
układów scalonych, tylko właśnie z nieprze-
myślanego poprowadzenia obwodu masy.

Przykładowo we wzmacnia-

czu zrealizowanym według ry-
sunku 37 popełnione są kary-
godne błędy: potężny prąd zasi-
lania końcówki mocy płynie
przez obwód masy przedwzmac-
niacza. Spadki napięcia na ob-
wodzie masy między punktami
J...M

zostaną wzmocnione

w kolejnych stopniach, głównie
w przedwzmacniaczu, i nie-
chybnie zdeformują sygnał wyj-
ściowy.

Niewątpliwie lepszy jest spo-

sób według rysunku 38, gdzie
w obwodzie masy przedwzmac-
niacza płynie tylko niewielki
prąd, więc ewentualne szkodliwe
spadki napięcia będą niewielkie.
Rysunek 38 sugeruje też, że nie
cały obwód masy musi być zrealizowany
przewodami i ścieżkami o jednakowej grubo-
ści. Masa przedwzmacniacza może być
znacznie cieńsza z uwagi na małe prądy.

Z uwagi na opisane niebezpieczeństwo,

zawsze przed wykonaniem modelu zawiera-
jącego kilka bloków trzeba zastanowić się,
a jeszcze lepiej zaznaczyć na rysunku monta-
żowym, jakimi drogami i jak duże prądy bę-

dą płynąć w poszczególnych obwodach ma-
sy. Warto stworzyć specjalnie do takiego ce-
lu szkic obwodu masy, uwzględniający fi-
zyczny przebieg przewodów i ważniejszych
ścieżek. Sam schemat ideowy jest bowiem
w tym zakresie wręcz zdradliwy.

Piotr Górecki

Rys. 37

Rys. 38

Ciąg dalszy ze strony 19.

Montaż i uruchomienie

Układ bufora można zamontować na jedno-
stronnej płytce drukowanej pokazanej na ry-
sunku 3. Lampa umieszczona jest na pod-
stawce typu noval (9 nóżek) wlutowanej w
płytkę.
Lampa ze względu na to, że jest źródłem spo-
rej ilości ciepła, oddalona jest od wrażliwych
na ciepło elementów (elektrolity). Podobnie
jest z opornikiem redukcyjnym R2 zasilacza.

Wejście i wyjście to gniazda RCA wluto-

wano do płytki, ale oczywiście można z nich
zrezygnować i przylutować ekranowane kable.

Bufor można obudować i stosować jako

samodzielne urządzenie lub wbudować do
odtwarzacza CD - jeżeli będzie w nim trochę
miejsca, a okres gwarancji już się skończył.
Jeżeli na wejściu bufora damy potencjometr
np. 50-100k/B, to otrzymamy najprostszy
przedwzmacniacz lampowy, który wpraw-
dzie nie wzmacnia sygnału, ale może być
użyty do regulowania sygnału (głośności)
z odtwarzacza CD współpracującego z koń-
cówką mocy.

Stanisław

Chrząszcz

P.S. Gdzie moż-

na kupić lampy
i podstawki?

Internecie

znajdziecie wiele
polskich firm, które
wyślą Wam tak
lampy, jak i pod-
stawki. Niestety ce-
ny nie są najniższe.
Lampa typu ECC
kosztuje 15-50 zł,
podstawka, w za-
leżności od typu 4-
15 zł. Do tego do-

chodzą koszty transportu. Taniej kupimy
lampy z ogłoszeń, pojawiających się w prasie
elektronicznej, jak i w Internecie na nie-
których stronach poświęconych lampom czy
na grupach dyskusyjnych związanych z au-
dio lub elektroniką.

Tańszym rozwiązaniem, chociaż nie za-

wsze możliwym do zrealizowania, jest za-
kup na giełdach elektronicznych. Często
można spotkać ciekawe lampy za dobrą ce-
nę. Zwykle są to tzw. NOS-y, czyli lampy
nieużywane, lecz długo magazynowane,
czasem sprzed wielu lat. Zakup lamp ra-
dzieckiej jeszcze produkcji, bezpośrednio
u handlowca zza wschodniej granicy jest
z reguły okazją, bowiem trioda małej mocy
to wydatek 3-5 zł, podobnie jak podstawka.
Lampy większej mocy też są w dobrej cenie
– 7-20 zł/szt. Dobrą opinią cieszą się militar-
ne wersje lamp.

Ostatnia możliwość zdobycia lamp to

przeszukanie strychów czy piwnic i rozmon-
towanie starego radia lampowego czy telewi-
zora. W telewizorach wprawdzie nie ma zbyt
wielu interesujących nas lamp, ale czasem
zdarzają się podwójne triody PCC88 czy
ECC85. Cenniejsze są podstawki typu noval
(jak w buforze) do wlutowania na płytkę dru-
kowaną. Ponadto przydają się drutowe rezy-
story dużej mocy. W odbiornikach radio-
wych do użytku nadają się pentody mocy
i podstawki, a transformator zasilający może
nam się przydać w późniejszych, bardziej za-
awansowanych konstrukcjach.

Elektronika dla Wszystkich

Układ zmieniający wysokość i barwę dźwię-
ku. Potrafi przekształcić głos męski w kobie-
cy i na odwrót. Przy dużym przesunięciu czę-
stotliwości uzyskuje się „głos robota”. Urzą-
dzenie może być wykorzystane jako skram-
bler - do utajniania rozmowy przez odwróce-
nie pasma częstotliwości, także do ekspery-
mentów z dźwiękiem i do... robienia dowci-
pów znajomym.
Opis w EdW 3/97.

Ten praktyczny układ zapewnia komunikację
między mieszkaniem a drzwiami wejściowy-
mi lub bramą. Dzięki zastosowaniu głośni-
ków i mikrofonów po obu stronach instalacji
można prowadzić rozmowę, mając wolne rę-
ce. Po za tym gość przy bramie unika „cało-
wania” domofonu, może mówić do niego ze
znacznej odległości.

Układ może mieć także inne zastosowa-

nia, na przykład do komunikacji kasjer-klient
w banku czy kasie biletowej albo do komuni-
kacji z osobą sparaliżowaną, znajdującą się
w innym pomieszczeniu lub budynku.

Praktycznie nie wymaga żadnego urucho-

mienia ani regulacji.
Opis w EdW 11/97.

Tematem podsumowującym rok 2003 będzie
złożenie propozycji Romana Biadalskiego
z Zielonej Góry oraz Mirosława Jabłońskie-
go z Łodzi.

Roman napisał: Szanowny Panie Piotrze,

moja propozycja zadania dla uczestników
„Szkoły Konstruktorów” polegałaby na
przedstawieniu jednego z najlepszych urzą-
dzeń, które wykonali i uważają, że powinno
być zaprezentowane szerszej publiczności.
Przypuszczam, że z tego zadania wyłoniłyby
się wspaniałe pomysły i projekty. Dodatkową
korzyścią dla uczestników tego zadania byłby
fakt posiadania pełnej dokumentacji do wła-
snego urządzenia. Z praktyki wiem, że ama-
torskie modele są często pozbawione dokład-
nego opisu, a czasami nie posiadają go wca-
le. Przesyłam kilka fotografii takich prototy-
pów. Dla uczestników, którzy częściej nadsy-
łają rozwiązania teoretyczne, temat polegał-
by na stworzeniu wstępnego projektu (upro-
szczony schemat ideowy lub schemat bloko-
wy) i dokładnym opisie działania urządzenia,
które chcieliby zbudować, ale z pewnych
względów nie mogą. Najciekawsze z tych
propozycji mogłyby być kolejnymi tematami
„Szkoły Konstruktorów”.

Mirosław zwrócił uwagę na bardzo ważny

problem, z którym ja mam do czynienia przy
rozwiązaniu każdego zadania ze Szkoły –
estetykę wykonania modelu, w szczególności
obudowy. Zaproponował nawet, żebyśmy ja-
ko Redakcja poszukali warsztatów mecha-
nicznych, które mogłyby produkować klu-
czowe „półfabrykaty mechaniczne” oraz

świadczyć indywidualne usługi związane
z wykonaniem ładnej obudowy. Firma AVT
podejmowała w przeszłości takie próby i ba-
dała rynek w tym zakresie, ale okazało się, że
w przypadku pojedynczych egzemplarzy ko-
szty projektu i realizacji są zdecydowanie
zbyt wysokie dla hobbystów. Choć komple-
ksowe rozwiązanie problemu mechaniki
i estetycznego wyglądu modeli nie jest łatwe,
i tak sytuacja jest nieporównanie lepsza od
tej sprzed dwudziestu lat, gdy nie mieliśmy
dostępu nawet do sensownych obudów. Dziś
najróżniejsze ładne obudowy z tworzyw
sztucznych i metalowe są powszechnie do-
stępne, podobnie jako różne gałki, przyciski
i pokrętła. I nie są to wcale elementy ko-
sztowne. Nie tylko ja jestem przekonany, że
robi się z nich zbyt słaby użytek. Oto frag-
menty e-maila Mirosława, związanego też
z wcześniejszymi listami opublikowanymi
w naszej Poczcie: (...) nieistniejące (chyba)
czasopismo „Zrób sam“ publikowało cykl
artykułów „Zrób ładnie”. Główna myśl tam
zawarta to, że wygląd jest jednym ze składni-
ków pozwalających określić, że „coś” jest
zrobione dobrze! Często konstrukcje (szcze-
gólnie dalekowschodnie) nie są wyrafinowa-
nymi cudami myśli technicznej, ale są zrobio-
ne ładnie, czy może właściwiej mówiąc, „mo-
dnie”. I sprzedają się w milionach sztuk.
„Ładnie zrobiona rzecz” - tak mówimy
o czymś, co dobrze działa, ładnie wygląda
i ma przemyślaną konstrukcję mechaniczną.
Może przydałby się następca Adama Słodo-
wego, co to ze szpulki do nici, gumki i patycz-
ka zrobi czołg (a naprawdę powstał taki mo-
del gdzie ww. „składniki” stanowiły napęd).
Często opracowane konstrukcje pozostają

w wersji laboratoryjnej, bo nie zostaje wyko-
nana część mechaniczna. (...) Jeżeli „mecha-
nizmy” mają być wykonane „u ślusarza”, to
musicie zdać sobie sprawę, że wielu czytelni-
ków nawet nie pomyśli, żeby spróbować. (...)
Brawa dla redakcji za umożliwienie kupienia
płytek drukowanych czy obudów. To pierwszy
krok do „zrobienia ładnie”. (...)

Te dwa listy określają treść kolejnego za-

dania naszej Szkoły:

Zaprezentować ładnie wykonany

projekt dowolnego urządzenia elektro-
nicznego.

Znów zadanie jest niezmiernie szerokie.

Jak się zorientowaliście, w zadaniu chodzi
głównie o estetykę oraz staranność i dokład-
ność. Dodatkowa sprawa to możliwość pre-
zentacji dowolnych własnych konstrukcji na
łamach EdW i związane z tym honorarium
autorskie.

Oczywiście spodziewam się, iż nadeślecie

działające modele. I to oczywiście ładne mo-
dele, które wykorzystujecie w swojej co-
dziennej praktyce. Z przyjemnością zapre-
zentuję je nie tylko przy rozwiązaniu zadania
Szkoły, ale też w dziale E-2000 lub w Forum
Czytelników. Dlatego bardzo proszę, żeby-
ście opis zredagowali w takiej formie, jaką
mają artykuły serii E-2000 (Do czego to słu-
ży?, Jak to działa?, Montaż i uruchomienie).
Oczywiście jeśli będą to Wasze własne pro-
jekty, koniecznie dołączcie kartkę z własno-
ręcznym podpisem i informacją, że projekt
taki a taki jest waszym samodzielnym opra-
cowaniem i nie był dotychczas nigdzie publi-
kowany. Podstawowym kryterium oceny bę-
dzie właśnie staranność wykonania i „dopie-

Szkoła Konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich

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).

Zadanie nr 94

Temat zadania 90 brzmiał: Zaprojektować
system pozwalający zlokalizować skra-
dziony pojazd.

Zadanie było specyficzne i dość trudne.

Zgodnie z oczekiwaniami prac było mniej.
Jestem pozytywnie zaskoczony, że nadesłali-
ście modele, a jeszcze bardziej zadowolony
z tego, że gruntownie przeanalizowaliście te-
mat, rozważyliście za i przeciw, a w rezulta-
cie przedstawiliście szereg naprawdę intere-
sujących idei. Doceniam także te idee trudne
w realizacji – jakże często najbardziej liczy
się dobry pomysł. A przecież jesteśmy
w Szkole, a od jej uczestników nie można
wymagać pełnego profesjonalizmu i głębo-
kiej znajomości najnowszej techniki. Jedno-
cześnie jestem przekonany, że część z opisa-
nych dalej idei można i warto wykorzystać.
Przy okazji już teraz zachęcam Czytelników,
żeby spróbowali przekuć podane idee
w czyn. Gotów jestem opublikować takie
projekty, ale bardzo proszę, żeby były to kon-
strukcje wypróbowane w praktyce.

Rozwiązania teoretyczne

Na początek chciałem króciutko omówić po-
mysły dotyczące amerykańskiego satelitar-
nego systemu GPS (Global Positioning Sy-
stem). Kilka osób słusznie widzi możliwość
jego wykorzystania. Zaproponowaliście nie
tylko fabryczne odbiorniki GPS, ale też
znacznie tańsze moduły odbiorcze, które mo-
gą się stać częścią systemu powiadamiania.
Interesujące rozważania w tym zakresie
nadesłali Jacek Stec z Kalinowa i Michał

Stach z Kamionki Małej. Niektórzy wspo-
mnieli, że chcą w przyszłości zbudować sy-
stem z wykorzystaniem modułów GPS. Tu
jednak muszę kilku najmłodszym uczestni-
kom przypomnieć, że odbiornik systemu
GPS pozwala jedynie określić położenie te-
goż odbiornika. Jest to właśnie odbiornik,
a nie nadajnik, więc nie wysyła on do tego
amerykańskiego systemu satelitarnego żad-
nych informacji. „Wewnętrzna” informacja
o lokalizacji odbiornika i skradzionego sa-
mochodu jest zupełnie bezużyteczna, jeśli
nie zostanie przesłana do użytkownika lub
policji. Dlatego urządzenia z odbiornikiem
GPS obowiązkowo muszą zawierać dodatko-
wo bloki realizujące wysyłkę informacji.

Kolejna grupa rozwiązań to propozycje

kilkunastu uczestników, polegające na wyko-
rzystaniu kompletów nadajnik radiowy +
odbiornik. Tego rodzaju systemy są od lat re-
alizowane profesjonalnie. Wystarczy obej-
rzeć kilka programów przyrodniczych, żeby
podziwiać miniaturowe nadajniczki, które
„instalowane” są, czasem wręcz wszczepiane
w dzikie zwierzęta. Taki mininadajnik pracu-
je zwykle ponad rok i pozwala precyzyjnie
lokalizować zwierzę za pomocą odbiorników
z odpowiednimi antenami. Systemy tego ty-
pu, zwykle o nie tak rewelacyjnych parame-
trach, ale też o przystępniejszej cenie, są ofe-
rowane także u nas w kraju. Nie będę tu re-
klamował żadnych firm, o których wspomi-
nali niektórzy uczestnicy. Chciałbym nato-
miast zwrócić uwagę na rozwiązania możli-
we do wykonania przez amatorów, także tych
mniej zaawansowanych. I tu w oczywisty
sposób trzeba wspomnieć o popularnej swe-
go czasu wśród młodych radioamatorów za-

bawie „łowy na lisa” (ARS). W terenie ukry-
ty był nadajnik lub raczej nadajniki. Uczest-
nicy wyposażeni w odbiorniki z antenami
kierunkowymi (np. ramowymi) mieli za za-
danie odnaleźć te ukryte nadajniki w jak naj-
krótszym czasie, dotrzeć do nich i uzyskać
potwierdzenie tego na karcie startowej.

Artykuł na ten temat ukazał się w EdW

9/1997 na str. 63: Prosty sprzęt treningowy
do „łowów na lisa”. Takie propozycje przed-
stawili Jan Anderman z Warszawy, Marcin
Rekowski z Brus, Stanisław Rozbicki
z Czerwonki, Michał Gołębiewski z Bydgo-
szczy, Krzysztof Mierzejewski z Postolisk,
Tomasz Gajda z Wrząsawy, 13-letni Michał
Włodarczyk z Krakowa i Radek Majeran
z Jawora. Na rysunku 1 można zobaczyć
przeznaczony do samochodu sterownik
nadajnika, zaproponowany przez Jarosława
Tarnawę z Godziszki. Jest on włączany au-
tomatycznie po uruchomieniu pojazdu przez
osoby niepowołane, które nie wyłączą ste-
rownika ukrytym przyciskiem K1. Przy każ-
dym otwarciu drzwi samochodu zostanie
zwarty przycisk DRZWI, co przez tranzystor
T1 ustawi przerzutnik U1A. Późniejsze włą-
czenie stacyjki spowoduje ustawienie rów-
nież przerzutnika U1B i włączenie generato-
ra sterującego nadajnikiem. Obecność gene-
ratora o małym współczynniku wypełnienia
impulsów ma obniżyć średni pobór prądu
i zapewnić radykalnie dłuższą pracę przy za-
silaniu z baterii.

Zwróciłem się do znanego wszystkim

Czytelnikom EdW specjalisty w dziedzinie
sprzętu nadawczego Andrzeja Janeczka
z pytaniem, czy mógłby podać naszym Czy-
telnikom garść dodatkowych wskazówek na

Szkoła Konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich

szczenie” szczegółów, dlatego szanse na na-
grody i publikacje mają też urządzenia mało
skomplikowane, a za to ładne i atrakcyjne.

Możecie też zaprezentować estetycznie

wykonane urządzenia, które nie są Waszymi
projektami, tylko realizacją schematów z li-
teratury, także z naszego czasopisma,
również z użyciem płytek kupionych w AVT.
W takim wypadku oceniana będzie tylko sta-
ranność wykonania dokumentacji oraz mo-
delu, w szczególności obudowy. W opisie
podajcie koniecznie, skąd pochodzi schemat,
natomiast skoncentrujcie się na kwestii obu-
dowy i podzielcie się doświadczeniami prak-
tycznymi w tym zakresie – takie prace z cen-
nymi dla innych wskazówkami „mechanicz-
nymi” też mają szansę na nagrody. Najlepsze
z przyjemnością zaprezentuję w Forum Czy-
telników. Zachęcam serdecznie, żebyście
podzielili się też swoimi doświadczeniami
z korzystania z pomocy warsztatów mecha-
nicznych. Ta sprawa jest wyjątkowo aktual-
na, ponieważ wielu Czytelników EdW z en-
tuzjazmem zajęło się lampami elektronowy-

mi, a w tym przypadku estetyka wykonania
modelu ma kluczowe znaczenie. Właśnie
odwiedziłem Audio Show 2003 i zwracałem
baczną uwagę na audiofilskie konstrukcje
lampowe, osiągające bajońskie ceny. Nie ule-
ga wątpliwości, że udział eleganckiej, często
wręcz niecodziennej obudowy w cenie tych
wyrobów jest wysoki. Serdecznie zachęcam
praktykujących „lampowców” do podziele-
nia się swoimi doświadczeniami w zakresie
obudów (obudowy drewniane, elementy
chromowane, obudowy i fragmenty tłoczo-
ne) – praktyczne wskazówki w tym zakresie
zilustrowane fotografiami natychmiast skie-
ruję do publikacji. Osoby, które znają takich
doświadczonych konstruktorów, zwłaszcza
„lampowców”, mogą zachęcić ich do zapre-
zentowania swojego dorobku i doświadczeń
na naszych łamach, ewentualnie za ich zgodą
przedstawić kilka pożytecznych wskazówek.

Rozwiązania mogą też nadesłać „teorety-

cy”. W naszej redakcyjnej poczcie nazbyt
często znajdujemy koślawe szkice i niesta-
ranne opisy tego, co chcielibyście zobaczyć

w EdW w postaci projektów. Upominki,
a nawet nagrody za zadanie 94 mogą trafić
do tych uczestników, którzy nadeślą staranną
dokumentację... pomysłu dowolnego urzą-
dzenia. Dobre pomysły mogą się też stać na-
stępnymi zadaniami w naszej Szkole.

Na pewno z tej ostatniej „teoretycznej”

możliwości mogą skorzystać najmłodsi ucze-
stnicy. Zapewniam, że w przypadku młodych
osób, które już wcześniej nadsyłały swoje
prace teoretyczne bądź praktyczne, przy oce-
nie będę brał pod uwagę nie tylko estetyczną
„wartość bezwzględną”, ale ocenię i docenię
postęp między wcześniejszymi rozwiązania-
mi a najnowszą pracą.

Serdecznie zachęcam więc do udziału

w tym zadaniu. Jego głównym, bardzo waż-
nym celem jest pobudzenie wszystkich prak-
tykujących elektroników do jak największej
staranności przy wykonywaniu zarówno do-
kumentacji, jak i modeli.

Stale czekam też na propozycje kolejnych te-

matów. Przypominam, że pomysłodawcy wyko-
rzystanych zadań otrzymują nagrody rzeczowe.

Rozwiązanie zadania nr 90

Szkoła Konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich

temat sprzętu ARS. Choć ma napięty termi-
narz prac, postara się w najbliższym czasie
napisać na ten temat. Ja też z niecierpliwo-
ścią będę czekał na ten materiał.

A my teraz przejdźmy do koncepcji wy-

korzystania... telefonów komórkowych.
Wszystkie propozycje wymagają umieszcze-
nia w samochodzie telefonu komórkowego
albo, co byłoby zadaniem bardziej złożonym,
samodzielnego modułu GSM.

Kilku Kolegów, między innymi: wspo-

mniany już Jan Anderman z Warszawy, Ja-
kub Jankowski z Katowic, Szymon Ra-
domski z Gdańska, Maciej Hajduk z Koło-
brzegu, zaproponowało system, w którym te-
lefon ukryty w samochodzie po kradzieży
sam dzwoniłby do właściciela lub na inny
numer. Odpowiednie służby mogłyby taki sa-
mochód łatwo namierzyć. Jest to oczywiście
realne pod względem technicznym, ale we-
dług moich informacji operatorzy sieci ko-
mórkowych i policja do tej pory nie chcieli
zajmować się lokalizacją skradzionych tele-
fonów komórkowych. U nas w kraju do tej
pory tylko w przypadku poważniejszych
przestępstw możliwości takie wykorzysty-
wała jedynie policja i podobne służby. Nato-
miast kradzież telefonu, a tak operator sieci
może traktować zgłoszone zniknięcie samo-
chodu z zamontowaną komórką, prawdopo-
dobnie nie pozwoli wszcząć urzędowej pro-
cedury poszukiwawczej.

Inna z koncepcji „telefonicznych” to

podłączenie wyjścia słuchawkowego do sa-
mochodowego odbiornika radiowego. Dawa-
łoby to możliwość zadzwonienia na taką ko-
mórkę i podania głośnego komunikatu przez
samochodowe głośniki. Mogłaby to być za-
równo informacja dla złodzieja, np.: „zosta-
łeś namierzony” albo głośny komunikat dla
otoczenia słyszalny na zewnątrz samochodu,
typu „ten samochód został skradziony!”.

A oto trzecia opcja „telefoniczna”: nie od

dziś wiadomo, że włączony telefon komór-
kowy, nawet jeśli nie jest używany, co jakiś
czas kontaktuje się z najbliższa stacją bazo-
wą. Sieć cały czas „wie”, gdzie znajduje się
dany aparat. W Stanach Zjednoczonych już
kilka lat temu wiele mówiło się o możliwo-
ści lokalizacji osób właśnie przez lokalizację
ich komórki. Ponieważ każdy aparat ma in-
dywidualny, niepowtarzalny numer seryjny,
lokalizacja aparatu możliwa jest nawet wte-
dy, gdy złodziej wymieni kartę SIM. W na-
szym kraju dopiero niedawno udostępniono
ogółowi usługę lokalizacji „zaprzyjaźnio-
nych” komórek. To jest jak najbardziej real-
na możliwość, zaproponowana przez kilka
osób, w tym Michała Gołębiewskiego
z Bydgoszczy oraz Czytelnika czy może
Czytelniczkę podpisującą się ejrene. Nie-
którzy podeszli do pomysłu z wielkim entu-
zjazmem. Na przykład Jakub Galas z Łodzi
napisał: (...) Dodatkowo można sprzęgnąć
telefon z syreną alarmową, tak aby sygnał

dzwonienia uruchamiał alarm. Można roz-
ważyć np. wykorzystanie wyjścia dla wibra-
tora. Trzeba pamiętać, by taki system odróż-
niał sygnał dzwonienia od sygnału nadejścia
wiadomości SMS, ale to już kwestia skonfi-
gurowania aparatu. (...) Sprawdzamy za po-
mocą SMS-a, gdzie znajduje się aparat - in-
formacja, którą otrzymamy nie będzie prze-
cież precyzyjna, położenie aparatu określimy
z dokładnością kilkuset lub kilkudziesięciu
metrów - po czym dzwonimy na aparat,
umieszczony w samochodzie i nasłuchujemy.
Prawdopodobnie zanim złodziej zorientuje
się, co się dzieje i unieszkodliwi syrenę, zdą-
żymy stwierdzić, gdzie znajduje się nasza
zguba. (...) Pojawia się tu naturalnie kwestia
kosztów. W POPie, aby utrzymać ważność
karty SIM, wystarczy doładowywać konto
raz w roku kartą o wartości 50zł. Koszt tego
rzędu nie jest pomijalnie mały, ale wobec ko-
rzyści, jakie przynosi takie rozwiązanie, wart
jest rozważenia. (...)

Niestety, dokładność lokalizacji za pomo-

cą sieci komórkowej będzie znacznie gorsza,
niż spodziewa się Jakub. Nie ma tu żadnych
mechanizmów kierunkowego namierzania.
Sieć podaje tylko informacje o nadajniku,
w którego zasięgu jest aktualnie abonent. Oto
fragmenty listu Tomasza Gajdy z Wrząsa-
wy: (...) W moim rozwiązaniu tego problemu
wykorzystałbym możliwości jakie można uzy-
skać z sieci GSM, a dokładniej systemu LBS
(Location Base Service) w sieci IDEA. Na
stronie tego operatora można znaleźć cieka-
we informacje na temat wykorzystania usłu-
gi „Gdzie jesteście?”. Usługa ta umożliwia
znalezienie znajomych, czyli drugiego nr
pracującego w tej samej sieci poprzez wysła-
nie SMS. Wystarczy aktywować i stworzyć
własną GRUPE numerów telefonów. Niestety
do tego celu trzeba wykorzystać drugi telefon
z kartą. Sumując koszty jakie trzeba ponieść

to nie jest tak dużo, jeśli mówimy o zabezpie-
czeniu samochodu wartego kilka albo kilka-
naście tysięcy złotych. Nie musimy kupować
specjalnie telefonu, wystarczy wykorzystać
jakiś uszkodzony, myślę tu o uszkodzeniu ty-
pu pęknięty LCD lub uszkodzona bateria.
Warto jednak wyposażyć go w antenę zewnę-
trzna, polepszająca zasięg. Całość należy do-
brze schować w samochodzie i doprowadzić
zasilanie, lepiej jednak, aby nasz telefon miał
sprawną baterię, na wypadek gdyby złodziej
odciął zasilanie z akumulatora w samocho-
dzie.

Zapomniałem napisać jaką dokładność

można uzyskać. W tym celu przytoczę frag-
ment tekstu jaki można znaleźć na stronie
www.idea.pl:
„Możliwe są dwie dokładności lokalizacji:

* jeżeli Twój znajomy (w naszym przypad-

ku samochód), którego chcesz zlokalizować,
znajduje się w jednym z 20 największych
miast, to otrzymasz informację o jego położe-
niu z dokładnością do kilku ulic,

* jeżeli Twój znajomy, którego chcesz zlo-

kalizować, znajduje się w mniejszej miejsco-
wości lub na terenie wiejskim, wówczas
otrzymasz informację z nazwą miejscowości
w okolicach, której on się aktualnie znajdu-
je.”

Nie jest to więc sposób na lokalizację tak

dokładny jak GPS, ale znamy już orientacyj-
ne położenie naszego skradzionego pojazdu,
a to jest już wiele. W następnej kolejności
możemy dobudować niewielki nadajnik (czyt.
niewielkiej mocy wyjściowej), coś podobnego
do „łowów na lisa” (mam tu na myśli kit
AVT2162) wysyłający krótkie sygnały. Te
dwie rzeczy należałoby sprzęgnąć z uP tak,
aby dałoby się uruchomić nadajnik poprzez
SMS w momencie, kiedy stwierdzimy, że
doszło do kradzieży. Dalej to tylko krok do

Rys. 1

Szkoła Konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich

znalezienia „lisa” za pomocą odbiornika wy-
posażonego w antenę kierunkową.

Myślę, że przedstawiony sposób na posta-

wiony problem w zadaniu jest jak najbardziej
do wykonania. Jedyna trudność (może raczej
przyjemność) to napisać odpowiednie opro-
gramowanie pod uP. Sam jakiś czas temu bu-
dowałem interfejs, który odczytywał SMS
z telefonu Siemens, a to przecież ...... wystar-
czy! Szkoda, że tak późno się zabrałem za te-
mat.

Tomasz przekonująco udowadnia, że sam

system GSM nie wystarczy ze względu na
małą precyzję – skradziony samochód praw-
dopodobnie zostanie odprowadzony do
„dziupli” gdzieś na wsi lub na obrzeżach
miasta, więc trzeba liczyć się z małą precyzją
– obszarem poszukiwać będzie koło o średni-
cy kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu kilo-
metrów. Zgodnie z przedstawionym rozumo-
waniem, system powinien być dwustopnio-
wy: GSM do zgrubnej lokalizacji i nadajnik
do „łowów na lisa” do precyzyjnej. Przy oka-
zji zapraszam Tomka do zaprezentowania
swoich tablic świetlnych i opisu działania
różnych takich wyświetlaczy na łamach
EdW.

Przechodzimy do kolejnej ważnej grupy

rozwiązań. Kilka osób do lokalizacji samo-
chodu podeszło zupełnie inaczej. Oprócz
układów utrudniających kradzież chcą mia-
nowicie skradziony samochód jakoś wyróż-
nić spośród innych pojazdów i w ten sposób
zwrócić nań uwagę świadków kradzieży.
Wychodzą z założenia, że ludzie zapamiętają
tak wyróżniony pojazd i będzie można na
podstawie „zeznań świadków zdarzenia” zre-
konstruować trasę, a tym samym miejsce po-
bytu. Choć takie założenie tchnie być może
troszkę nadmiernym optymizmem, na pewno
jest godne uwagi. Na przykład Łukasz
Jóźwik z Legnicy przysłał obszerny list
z opisem autentycznych poszukiwań samo-
chodu skradzionego w sierpniu. Jego rozu-
mowanie związane jest z doświadczeniami
z tych poszukiwań. Pomysł polega właśnie
na tym, żeby samochód zwracał na siebie
uwagę przechodniów. Może to obejmować
nietypowe zachowanie samochodu, niewi-
doczne dla złodzieja siedzącego wewnątrz.
Łukasz wspomniał nawet o ingerencji
w układ hamulcowy, żeby dodatkowy ste-
rownik co jakiś czas uruchamiał hamulce, ale
rzeczywiście byłoby to zbyt niebezpieczne
dla współużytkowników drogi. Trzeba po-
przestać na mniej groźnych sposobach, na
przykład na dodatkowych migających lamp-
kach – taka jeżdżąca choinka zostanie zau-
ważona i zapamiętana przez wiele osób.

Jedną z propozycji Łukasza jest umie-

szczenie w aucie układu odtwarzającego
z maksymalną mocą wzmacniacza przez sa-
mochodowe głośniki krótkiego komunikatu
typu: UWAGA! JESTEM SKRADZIONYM
SAMOCHODEM. JEŚLI MNIE WIDZISZ

LUB SŁYSZYSZ, ZADZWOŃ NA POLICJĘ!”
Łukasz dodatkowo proponuje wykorzystanie
wyróżniającego się z otoczenia głosu robota
lub podobnego. Łukasz za swe propozycje
otrzyma upominek. A pomysł z komunika-
tem dźwiękowym rzeczywiście jest godny
uwagi, zwłaszcza jeśli złodziej nie będzie
miał łatwego sposobu na wyłączenie takiego
stresującego komunikatu. Należałoby zasta-
nowić się, czy aby nie wystarczy tu prosty
układ wzmacniacza (np. TDA1554), przeka-
źnik przełączający głośniki oraz „gadający”
układ rodziny ISD. Taki pomysł naprawdę
jest godny rozważenia – chętnie opublikuję
w EdW stosowny projekt, ale pod warun-
kiem że będzie to konstrukcja wypróbowana
w praktyce. Na dodatek mogę bezpłatnie
udostępnić układ ISD do modelu – zaintere-
sowanych proszę o schemat i opis, wtedy
wyślę próbki.

Upominek otrzyma także Jakub Siwiec

z Tarnowa, który podał szereg pomysłów.
Oto niektóre z nich:
- Wykorzystanie ultradźwięków (z modula-
cją 1kHz lub 10kHz i układem LM567)
- Urządzenie zbierające i wysyłające infor-
macje drogą radiową. Byłyby to informacje
o prędkości pojazdu, włączonym biegu, kie-
runkowskazach (istnieją też elektroniczne
kompasy). Z tych informacji według pomy-
słodawcy można byłoby zrekonstruować tra-
sę pojazdu przez porównanie z mapą (nawi-
gacja zliczeniowa). Jakub napisał, że można
się pobawić w detektywa i sprawdzić, gdzie
np. młodszy brat jeździł twoim samochodem
o drugiej w nocy. Mógłby także nadzorować
syna lub córkę, który poprosił o kluczyki, bo
chciał się gdzieś wybrać ze znajomymi.
- Wyświetlenie napisu na zewnątrz samocho-
du: ZOSTAŁEM SKRADZIONY albo podob-
nego: ZŁODZIEJ. Napis wykonany byłby
z diod LED i migał z częstotliwością
0,5...1Hz.
- Zastosować nagranie o podobnej treści
„Znajdujesz się w policyjnym samochodzie
pułapce. Jeśli nie zatrzymasz się bezpiecznie
w ciągu 15 sekund, włączą się blokady okien
i drzwi, a pojazd zostanie unieruchomiony.
- Zastosowanie samochodowego pipka drę-
czyciela
- Zainstalowanie podsłuchu radiowego w po-
jeździe i rejestracja na magnetofonie. Zło-
dziej na pewno będzie chciał się skontaktować
z pomocnikiem np. przez telefon komórkowy.
(...) Pomocne w lokalizacji byłyby dźwięki to-
warzyszące, np. przejazd kolejowy.
- Zainstalowanie minikamery z nadaj-
nikiem.
- Odtwarzać w aucie bardzo głośne na-
granie dźwięku o wysokiej częstotliwo-
ści lub komunikat „Ten pojazd został
skradziony, proszę wezwać policję”.
- Wykorzystać zjawisko Dopplera do
określenia, czy pojazd oddala się, czy
przybliża.

Cieszę się, że Jakub zaprezentował te in-

teresujące pomysły i serdecznie zachęcam,
nie tylko jego zresztą, do prób stosowania ta-
kich pomysłów w praktyce. Wiek 18 czy 19
lat to najwyższa pora, żeby zacząć nabywać
praktyczne umiejętności związane nie tylko
z wymyślaniem schematów, ale przede wszy-
stkim z usuwaniem błędów i niedoróbek
w układach, które tylko na papierze wygląda-
ją doskonale.

Jak już wielokrotnie pisałem, dobre po-

mysły i samodzielnie opracowane schematy
to bardzo ważny element pracy konstruktora.
Ale jeszcze ważniejsza jest umiejętność
praktycznej realizacji, gdy trzeba uwzględnić
specyfikę układu, warunki pracy i kwestie
mechaniczne, w tym obudowę. Prace Jakuba
i kilku innych Kolegów wskazują, że nie
brak im pomysłów. Teraz trzeba do tego do-
dać pracę nad modelami, by za jakiś czas cie-
szyć się w pełni samodzielnymi, wartościo-
wymi opracowaniami. Z serca życzę takiej
radości i jednocześnie zachęcam, żeby nie
poprzestali na „papierowych” pomysłach.

Rozwiązania praktyczne

Cieszę się, że przy tak trudnym temacie
otrzymałem aż trzy modele i jedną fotogra-
fię. Tomasz Jadasch z Kęt wykonał model
pokazany na fotografii 1. Napisał, że nie
sprawiła kłopotu część cyfrowa – sterownik,
zbudowany według rysunku 2. Problemy
związane były z częścią radiową. Nadajnik
FM o częstotliwości ok. 105MHz zrealizowa-
ny według schematu z literatury (Jadasch.gif)
nie działał zgodnie z oczekiwaniami. Choć
Tomkowi nie udało się do końca zrealizować
postawionego celu, doceniam nie tylko wkład
pracy, ale też determinację w ustaleniu przy-
czyn słabych parametrów części radiowej.

Robert Jaworowski z Augustowa wyko-

rzystał obwody radiowe ze zdalnie sterowa-
nej zabawki – patrz fotografia 2. Po kradzie-
ży nadajnik cały czas ma wysyłać rozkaz (np.
jazdy do przodu), co potem w odbiorniku ma
spowodować reakcję odpowiednio włączo-
nego brzęczyka. Robert ma świadomość, że
zasięg takiego nadajnika pracującego małą
mocą w paśmie 27MHz jest niewielki, ale ma
nadzieję, że skradziony samochód nie zosta-
nie rozebrany na części, a po przemalowaniu
i przebiciu numerów będzie jeździł po okoli-
cy, więc w końcu zostanie „namierzony”
przez właściciela.

Fot. 1 Nadajnik Tomasza Jadascha

Szkoła Konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich

Oczywiście przy takim rozwiązaniu za-

sięg będzie naprawdę mały i należałoby ra-
czej poświęcić trochę czasu bliższemu zba-
daniu sposobu modulacji sygnału radiowego
nadajnika. Często rozkazy związane z kie-
runkiem jazdy i skrętem powodują zmianę
zarówno częstotliwości, jak i współczynnika
wypełnienia impulsów o niewielkiej często-
tliwości, sterujących nadajnikiem w.cz. Nale-
żałoby tak zmodyfikować układ, żeby uzy-
skać charakterystyczny sposób modulacji
i potem poszukiwać w eterze tak zmodulo-
wanego sygnału metodą na słuch, a nie za po-
mocą zabawkowego odbiornika fabrycznego,
do którego zadziałania potrzebny jest silny
sygnał, więc zasięg może być ograniczony
dosłownie do kilku metrów. Metoda poszuki-
wania „na słuch” jest nieporównanie czulsza,
bo można wykryć nawet ślady sygnału
dźwiękowego o charakterystycznej modula-
cji. Powyższe uwagi dotyczą także rozwiąza-
nia Marcina Wiązani z Buska Zdroju, który
wykonał model pokazany na fotografii 3, za-
wierający fabryczne moduły radiowe 433MHz
oraz układy MC145026/28 Rysunki 3 i 4 po-
kazują oryginalne schematy. Zależnie od
ustawienia jumpera JP1 w odbiorniku układ
może reagować albo na obecność sygnałów
z nadajnika, albo na ich brak (oddalenie się
roweru poza obszar zasięgu). Ze względu na
fakt, że do prawidłowego zdekodowania sy-
gnału przez układ MC145028 wymagany jest
silny sygnał radiowy, rzeczywisty zasięg sy-
stemu z prostymi modułami 433MHz (mają-
cymi jak wiadomo, znaczne rozrzuty para-
metrów) może, zależnie od egzemplarza, wy-
nieść nie oczekiwane 100m, tylko kilka me-
trów, co przekreśli praktyczną przydatność
takiej konstrukcji. Rozwiązanie z modułami
na pasmo 0,7m miałoby sens pod warunkiem
wykorzystania innego, czulszego sposobu
wykrywania sygnału nadajnika. Oczywiście
wymagałoby to szeregu eksperymentów
i prawdopodobnie niewielkiej ingerencji
w układ (prostego, superreakcyjnego)
odbiornika. Być może trzeba po prostu klu-
czować sygnał w.cz. nadajnika częstotliwo-
ścią akustyczną i dodatkowo np. przebiegiem
0,5...1Hz. A potem wystarczyłoby „pod-
kraść” sygnał z modułu odbiornika przed
przekształceniem go na postać cyfrową i „na
słuch” zbadać jego zawartość, na przykład
z użyciem filtru, przepuszczającego tylko sy-
gnały m.cz. o częstotliwości modulacji. Jeśli
ktoś z Czytelników przeprowadzi rzetelne
próby takiego „nieortodoksyjnego” wyko-
rzystania modułów radiowych, z przyjemno-
ścią zaprezentuję wyniki w Forum Czytelni-
ków, także wtedy, jeśli te wyniki będą nie-
zbyt rewelacyjne. Mam nadzieję, że wielu
uczestników Szkoły wykaże się dociekliwo-
ścią i wnikliwością, by maksymalnie wyko-
rzystać możliwości, jakie dają gotowe modu-
ły radiowe i inne sprawdzone sposoby i ukła-
dy. Natomiast próby samodzielnego budowa-

nia od podstaw skomplikowanych nadajni-
ków i odbiorników można zalecać tylko do-
świadczonym krótkofalowcom.

Powyższe rozważania doprowadziły nas

do kolejnego rozwiązania. Praktyk z krwi
i kości, Roman Biadalski z Zielonej Góry,
proponuje wykorzystanie pasma 433MHz, za
którym przemawiają:
- ogólna dostępność,
- małe gabaryty anten,
- mała wrażliwość na warunki atmosferyczne,
- duża odporność na zakłócenia.

Nadajnik powinien być kwarcowy, z mo-

dulacją A1A (kluczowana fala nośna z tak-
tem 1s co 3s), mocą 20mW i pionową anteną
ćwierćfalową. (...) Odbiornik – podwójna
przemiana częstotliwości, odbierający sy-
gnały CW i SSB. Wyposażony w możliwość
odbioru sygnału akustycznie i optycznie
(głośniczek i S-meter), (...) Antena 2- lub 3-
elementowa YAGI-UDA. (...) Obecnie na
świecie jest około 6 firm (nie wliczając pro-
fesjonalnych – wojskowych), które podobne
układy produkują i rozprowadzają. Do przo-
dujących można zaliczyć firmę TRACKER.
Przeznaczenie tych układów są bardzo róż-
ne, począwszy od kontroli życia dzikich zwie-
rząt w parkach i rezerwatach, po układy
określające miejsce przebywania naszych
milusińskich (psów, kotów). Są też wersje

ułatwiające życie
ludziom niepełno-
sprawnym, np. dla
niewidomych – po-
zwalające odszukać
drogę do domu (...),
miałem okazję wy-
próbować w prak-
tyce kilka takich
układów, a nawet
podejrzeć dwa mo-
dele w

środku.

W skrócie powiem,

że zasięg tych urządzeń (przy tak małych mo-
cach nadajników) jest imponujący (...). Jako
jedno z możliwych rozwiązań można zapro-
ponować budowę tylko mikronadajnika, a do
odbioru wykorzystać gotowy odbiornik lub
skaner z anteną kierunkową. Przedstawiam
schemat takiego prostego nadajnika, który
wykonałem ponad dwa lata temu oraz zdję-
cie z odbiornikiem fabrycznym. Oczywiście
nadajnik z falą SAW nie może równać się
z nadajnikiem kwarcowym. Serdecznie po-
zdrawiam, SQ3BMA.

Rys. 2

Rys. 3

Fot. 2 Moduły Roberta Jaworowskie-

Szkoła Konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich

Oryginalny schemat mininadajnika pokaza-

ny jest na rysunku 5, a model na fotografii 4.

Podsumowanie

Jestem przekonany, iż przedstawione informa-
cje i pomysły zmobilizują Was do dalszych
działań, bo temat jest wciąż bardzo aktualny.
Zdaję sobie sprawę, że budowa pojedynczego
egzemplarza systemu wykrywania może oka-
zać się zdecydowanie nieopłacalna. Ale już
system obsługujący auta kilku zaprzyjaźnio-
nych osób pozwoli rozłożyć i radykalnie obni-
żyć koszty. Wtedy można ze składkowych
pieniędzy pozwolić sobie na zakup dobrego
fabrycznego odbiornika czy skanera oraz ante-
ny odbiorczej, a we własnym zakresie wyko-
nać tylko mininadajniki i obwody sterowania
i sprytnie zainstalować je w pojazdach.

przyjemnością zaprezentowałbym

w jednym z kolejnych numerów EdW prak-
tycznie wypróbowany radiowy system loka-
lizacji pojazdu lub inne sprawdzone rozwią-

zanie opierające się na 90 zadaniu naszej
Szkoły. Zapraszam!

A teraz kilka refleksji: Zauważyłem, że

niektórzy uczestnicy Szkoły specjalizują się
w określonych dziedzinach, a nie biorą udzia-
łu w zadaniach z innych dziedzin. To dobrze,
jeśli tym samym nie chcą „wyważać otwar-
tych drzwi” w dziedzinach, których nie znają.

Z kolei część uczestników pisze, iż traktu-

je wszystkie kolejne zadania naszej Szkoły
jako „obowiązkową pracę domową”. To też
bardzo dobrze, że próbują rozszerzać swoje
horyzonty.

Do wszystkich sympatyków Szkoły apelu-

ję: nie straćcie z oczu głównego celu – Szko-
ła ma was nauczyć rozwiązywania rzeczywi-
stych problemów. Nadrzędnym celem nie po-
winno być zdobycie punktów i zobaczenie
swojego nazwiska w EdW. Chodzi o to, żeby
nie utracić kontaktu z praktyką i rozmaitymi
szczegółami, które decydują o rzeczywistej
przydatności rozwiązań. U wielu uczestników
widzę w tym zakresie postęp, ale też nie da
się ukryć, że niektórzy mają w tym zakresie
jeszcze sporo do zrobienia. Dlatego serdecz-
nie zachęcam wszystkich do „dopieszczania”
swoich projektów – poświęcone temu jest też
bieżące, 94 zadanie Szkoły. Lepiej jest reali-
zować projekty mniej skomplikowane, ale za
to je dopracować do ostatniego szczegółu.
Kilka osób napisało, że próby z nadajnikami

radiowymi wypadły słabo. Nie dziwię się –
budowa jakiegokolwiek nadajnika to napraw-
dę niełatwa sprawa. A już kilkustopniowy
nadajnik to naprawdę bardzo trudny projekt
i próba uzyskania optymalnych parametrów
metodą prób i błędów, bez gruntownej znajo-
mości techniki w.cz., doświadczenia i przy-
rządów jest z góry skazana na niepowodze-
nie. Wchodzą tu w grę liczne czynniki, choć-
by właściwości płytki drukowanej i rozmie-
szczenie elementów, jakość podzespołów,
kwestie harmonicznych, dopasowanie impe-
dancji między poszczególnymi stopniami
oraz dopasowanie do anteny. Realizacja pro-
stszych układów ma większe szanse powo-
dzenia, a mniejsze ryzyko fiaska i frustracji.
Warto też wykorzystywać fabryczne moduły
i sprawdzone rozwiązania. Stopniowo zdoby-
wane doświadczenie z czasem umożliwi rea-
lizację także bardziej złożonych projektów.

Ja ze swej strony naprawdę cieszę się

z każdego nadesłanego rozwiązania. Wielu
spośród tych, którzy dziś samodzielnie opra-
cowują wspaniałe urządzenia, zaczynało od
nadsyłania „kulawych” prac do naszej Szko-
ły. Ćwiczenie czyni mistrza, więc serdecznie
zachęcam do rozwiązywania stawianych za-
dań i nadsyłania swoich prac.

Na marginesie wspomnę, iż dochodzą do

mnie co jakiś czas pojedyncze sygnały, że
czyjeś rozwiązanie nie pojawiło się w EdW.

Fot. 3 System Marcina Wiązani

Fot. 4 Propozycja Romana Biadalskiego

Rys. 4

Rys. 5

Rozwiązanie zadania 90

W EdW 8/2003 na stronie 38 zamieszczony
był schemat układu nadesłany jako rozwiąza-
nie jednego z wcześniejszych zadań Szkoły.
Oryginalny schemat pokazany jest na rysun-
ku A. Ma to być aktywny tor podczerwieni.
Młody pomysłodawca chce w taki sposób
zrealizować transmisję sygnału audio, czyli
po prostu stworzyć proste, monofoniczne
słuchawki bezprzewodowe. Układ po przery-
sowaniu pokazany jest na rysunku B. Autor
schematu jest bardzo młody i dlatego nie
można do niego mieć pretensji za błędy,
a wręcz trzeba go pochwalić za śmiałość i za-
chęcić do dalszej wytrwałej nauki. Jeśli cho-
dzi o błędy, znaleźliście ich wiele (ale nie
wszystkie). Zapraszam do analizy.

Najwięcej zastrzeżeń wywołał... zasilacz.

Zgodnym chórem orzekliście, że trzeba do-
dać stabilizator, na przykład kostkę 7812.
Słusznie: brak stabilizacji mógłby zaowoco-
wać w oryginalnym prostym układzie dodat-
kowym niewielkim przydźwiękiem 100Hz.
Jeśli chodzi o obwody zasilania, zupełnie
niepotrzebny jest rezystor R8 (680

Ω). Jego

obecność nie ma żadnego uzasadnienia i jest
błędem ewidentnym, choć mało znaczącym
w praktyce. Obecność R8 niepotrzebnie
ograniczy napięcie na wyjściu. Układy
TL082 są mało podatne na samowzbudzenie,
ale w przypadku innych wzmacniaczy doda-

nie w szynie zasilania szeregowego rezystora
może zaowocować różnymi niespodzianka-
mi, z samowzbudzeniem włącznie.

Ewidentnym błędem jest włączenie po-

tencjometru P4 w szereg z rezystorem R7
o wartości 1M

Ω. Zmiana głośności za pomo-

cą P4 będzie zupełnie niezauważalna. Obe-
cność w tym prostym układzie aż trzech po-
tencjometrów (P2, P3, P4) do regulacji
wzmocnienia jest grubą przesadą – z powo-
dzeniem wystarczy jeden. Przy takim dołą-
czeniu tranzystora T3 rezystor R3 jest zupeł-
nie niepotrzebny i można go bez chwili wa-
hania usunąć. Nie wszyscy uczestnicy
zwrócili uwagę na fakt, że układ nadajnika
będzie przenosił tylko dodatnie połówki sy-
gnału, co oczywiście oznacza niedopuszczal-
nie duże zniekształcenia. Nawet jeśli tak
miałoby być (ale nie przy transmisji sygna-
łów audio), wzmacniacz operacyjny TL082
z tranzystorami JFET-P na wejściach na
pewno nie będzie pracował z napięciami wej-
ściowymi na poziomie ujemnego napięcia
zasilania. Do takiej pracy trzeba zastosować
inny wzmacniacz, na przykład popularny
LM358, przeznaczony do zasilania napię-
ciem pojedynczym, mogący pracować przy
napięciach wejściowych nawet nieco mniej-
szych od ujemnego napięcia zasilania. Je-
szcze raz podkreślam, że taka konfiguracja
nie może być wykorzystana w liniowym

nadajniku sygnałów audio. W takim prostym
układzie wzmacniacz musi pracować w try-
bie liniowym, podobnie jak dioda nadawcza
IRED. Rysunki C i D pokazują przykładowe
sposoby realizacji takiego prymitywnego li-
niowego nadajnika.

Nie znaczy to, że taki prosty system zda

egzamin w praktyce. Przecież do promienio-
wania wytwarzanego przez diodę nadawczą
doda się promieniowanie podczerwone i wi-
dzialne, w tym tętniące promieniowanie wy-
twarzane przez żarówki, a jeszcze gorzej –
impulsowe emitowane przez świetlówki.

Nawet gdyby założyć, że obce, zakłócają-

ce źródła światła zostaną wyeliminowane,

Szkoła Konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich

Informuję, iż zarówno w tym zadaniu, jak
i w większości poprzednich wymieniłem na-
zwiska wszystkich osób, których prace dotar-
ły do Redakcji. Nazwisk nie podaję tylko
w przypadkach, gdy rozwiązanie polega na
kilku ogólnikowych zdaniach, gdy jest ewi-
dentnie błędne, zupełnie niespełniające wa-
runków zadania albo „żywcem zerżnięte”
z literatury. O nielicznych spóźnionych
listach i paczkach informuję w następnym
miesiacu i zwykle też przydzielam punkty.
Może się zdarzyć, że praca, zwłaszcza nade-
słana e-mailem zaginie, choć teoretycznie nie
powinna (obsługujący redakcyjną pocztę
Zbyszek Orłowski informuje mnie o nie-
których dziwnych przypadkach).

Nagrody za zadanie 90 otrzymają Tomasz

Jadasch i Roman Biadalski. Upominki otrzy-
mają: Łukasz Jóźwik, Jakub Siwiec, Robert
Jaworowski i Marcin Wiązania. Aktualna
punktacja zawarta jest w tabeli (na prośbę jed-
nego z uczestników, nie prezentowałem szcze-

gółów rozwiązania, a należne punkty przydzie-
liłem). Ponawiam prośbę: jeśli nadsyłacie pra-
cę do Szkoły e-mailem, podawajcie od razu
swój adres pocztowy. Serdecznie zapraszam

do udziału w rozwiązywaniu kolejnych zadań
i do nadsyłania prac w terminie.

Wasz Instruktor

Piotr Górecki

Marcin Wiązania Busko Zdrój . . . . . . . . .182
Mariusz Chilmon Augustów . . . . . . . . . .110
Michał Stach Kamionka Mała . . . . . . . . .106
Dariusz Drelicharz Przemyśl . . . . . . . . . .100
Roman Biadalski Zielona Góra . . . . . . . . .79
Jarosław Tarnawa Godziszka . . . . . . . . . .70
Michał Koziak Sosnowiec . . . . . . . . . . . . .63
Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. . . . . . . .55
Marcin Malich Wodzisław Śl. . . . . . . . . . .44
Piotr Wójtowicz Wólka Bodzechowska . .44
Krzysztof Kraska Przemyśl . . . . . . . . . . . .41
Arkadiusz Zieliński Częstochowa . . . . . . .41
Piotr Romysz Koszalin . . . . . . . . . . . . . . .39
Bartłomiej Radzik Ostrowiec Św. . . . . . . .37
Rafał Stępień Rudy . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Szymon Janek Lublin . . . . . . . . . . . . . . . .32
Dawid Lichosyt Gorenice . . . . . . . . . . . . . .32
Dariusz Knull Zabrze . . . . . . . . . . . . . . . . .29
Filip Rus Zawiercie . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
Radosław Ciosk Trzebnica . . . . . . . . . . . . .26
Bartek Czerwiec Mogilno . . . . . . . . . . . . .26

Dawid Kozioł Elbląg . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Piotr Dereszowski Chrzanów . . . . . . . . . . .24
Piotr Bechcicki Sochaczew . . . . . . . . . . . .23
Robert Jaworowski Augustów . . . . . . . . . .23
Andrzej Sadowski Skarżysko-Kam. . . . . . .23
Jakub Jagiełło Gorzów Wlkp. . . . . . . . . . .22
Tomasz Jadasch Kęty . . . . . . . . . . . . . . . .21
Mariusz Ciołek Kownaciska . . . . . . . . . . .20
Jakub Kallas Gdynia . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Jacek Konieczny Poznań . . . . . . . . . . . . . .20
Krzysztof Żmuda Chrzanów . . . . . . . . . . .20
Michał Pasiecznik Zawiszów . . . . . . . . . . .18
Tomasz Gajda Wrząsawa . . . . . . . . . . . . . .17
Radosław Koppel Gliwice . . . . . . . . . . . . .17
Łukasz Cyga Chełmek . . . . . . . . . . . . . . . .16
Piotr Podczarski Redecz . . . . . . . . . . . . . .16
Jakub Świegot Środa Wlkp. . . . . . . . . . . . .16
Maciej Jurzak Rabka . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Ryszard Milewicz Wrocław . . . . . . . . . . . .15
Emil Ulanowski Skierniewice . . . . . . . . . .15
Artur Filip Legionowo . . . . . . . . . . . . . . . .14

Paweł Szwed Grodziec Śl. . . . . . . . . . . . . .14
Aleksander Drab Zdziechowice . . . . . . . . .13
Michał Gołębiewski Bydgoszcz . . . . . . . . .13
Wojciech Macek Nowy Sącz . . . . . . . . . . .13
Zbigniew Meus Dąbrowa Szlach. . . . . . . .12
Jakub Siwiec Tarnów . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Rafał Kobylecki Czarnowo . . . . . . . . . . . .11
Mirosław Kopera Dębica . . . . . . . . . . . . . .11
Sebastian Mankiewicz Poznań . . . . . . . . . .11
Marcin Piotrowski Białystok . . . . . . . . . . .11
Andrzej Szymczak Środa Wlkp. . . . . . . . .11
Marcin Dyoniziak Brwinów . . . . . . . . . . .10
Bartek Stróżyński Kęty . . . . . . . . . . . . . . .10
Mariusz Ciszewski Polanica Zdr. . . . . . . . . .9
Piotr Diaków Kraków . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Filip Karbowski Warszawa . . . . . . . . . . . . .9
Paweł Knioła Lublewo . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Arkadiusz Kocowicz Czarny Las . . . . . . . . .9
Witold Krzak Żywiec . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Piotr Kuśmierczuk Gościno . . . . . . . . . . . .9
Łukasz Kwiatkowski Kraków . . . . . . . . . . .9
Kamil Urbanowicz Ełk . . . . . . . . . . . . . . . .9
Michał Waśkiewicz Białystok . . . . . . . . . . .9
Piotr Wilk Suchedniów . . . . . . . . . . . . . . . .9

Punktacja Szkoły Konstruktorów

- Szkoła KKonstruktorów klasa III

system nie sprawdzi się w praktyce, ponieważ
głośność dźwięku w słuchawkach odbiornika
będzie zależeć od odległości od nadajnika.

Jeśli chodzi o odbiornik, zaproponowany

układ Darlingtona nie ma szans na prawidło-
we działanie. Chwilowe napięcie na słu-
chawkach będzie silnie zależeć od poziomu
sumarycznego oświetlenia (użytecznego, za-
kłócającego i światła otoczenia). W przedsta-
wionej wersji układ będzie się szybko nasy-
cał, bo tranzystory mają ogromne wypadko-
we wzmocnienie prądowe. Niedoróbką jest
przepuszczanie przez słuchawki prądu stałe-
go. Oznacza to niepotrzebne marnowanie
prądu przy wyższych poziomach oświetlenia,
a w przypadku słuchawek kiepskiej jakości
może też spowodować ich uszkodzenie (roz-
magnesowanie magnesów).

Generalnie odbiornika nie można w pro-

sty sposób ulepszyć – należy zastosować zu-
pełnie inny, znacznie bardziej skomplikowa-
ny układ, o ile to oczywiście ma sens przy za-
łożonej liniowej metodzie modulacji stru-
mienia świetlnego sygnałem audio. Lepiej od
razu generalnie przekonstruować system i za-
stosować inną metodę modulacji, dającą lep-
sze parametry. Jeszcze raz podkreślam, że
młodego pomysłodawcę należy wręcz po-
chwalić za próbę realizacji trudnego zadania,
a jednocześnie zachęcić do praktycznych
prób – wszystkie wymienione usterki dałyby
o sobie znać w realnym układzie.

Praktycznie wszystkie nadesłane odpo-

wiedzi były poprawne, z tym że wiele zawie-
rało opis tylko nielicznych spośród wymie-
nionych usterek. Najpełniejszą, najciekawszą
i najdowcipniejszą odpowiedź nadesłał Bog-
dan Motyl z Krakowa. Oto fragmenty e-ma-
ila: (...) R7 ma zbyt dużą wartość w stosunku
do P4, przy dwustukrotnej różnicy rezystancji

regulacja poziomu sygnału wejściowego jest
mało spektakularna, ale za to jakże precyzyj-
na. Wyrzucenie R7 i zmiana potencjometru
na większy np. 47 kom jest sensowna. Sygnał
jest kierowany przez pojemność sprzęgającą
na wejście nieodwracające, które niestety
znajduje się na poziomie masy. Mogłoby tak
być, gdyby zasilacz był symetryczny, ale nie
jest, więc wejście to powinno zostać podpar-
te drugim rezystorem do plusa zasilania aby
potencjał wynosił na nim ok. 0,5 Uz. W obe-
cnej formie zostaną obcięte wszystkie ujemne
połówki sygnału audio, a chyba nie o to au-
torowi chodziło. Przekombinowano regulację
wzmocnienia, która na dobrą sprawę powin-
na być ustawiona na sztywno. Chociaż myślę,
że rozumiem autora układu w momencie kie-
dy stwierdził, iż regulacja P4 nic nie daje, za-
czął regulować wzmocnieniem (P2), a że i ta
metoda nie dawała możliwości zejścia sygna-
łem do poziomu zera, zaczął przekombinowy-
wać. To widać po wartościach R4, R5, P2,
P3, dających porażającą dynamikę regulacji
wzmocnienia. Dioda D2 i rezystor R2 powin-
ny być raczej dołączone od strony kolektora,
ponieważ teraz niepotrzebnie podnoszą próg
wysterowania tranzystora, powiększając
również nieliniowość ch-ki. Natomiast po ich
przeniesieniu na drugą stronę można by
w emiterze dobrać mały rezystor, z którego
zbierany byłby sygnał sprzężenia zwrotnego
wzmacniacza operacyjnego (zamiast tak jak
jest obecnie bezpośrednio z wyjścia). Taka
zmiana poprawiłaby znacząco liniowość
nadajnika. Nie umiem dociec, po co autor
zastosował niezablokowany żadną pojem-
nością rezystor R8. Sprawa jest tajemnicza
i można go zlikwidować, ponieważ modu-
luje tylko niepotrzebnie napięcie zasilają-
ce. (...) Odbiornik – jest szczytem prostoty,
co niestety... nie pozwoli mu zadziałać. Za-
kładając nawet nieduże wzmocnienia po-
szczególnych tranzystorów sumaryczne
wzmocnienie wyniesie ok. 150 tys., co po-
zwoli mu się zatkać dowolnym zakłóce-
niem, zarówno w podczerwieni, jak i widmie
widzialnym. Nie ma regulacji punktu pracy,
a P1 go nie ustawi. Z odbiornikiem nie da się
nic zrobić. Poza tym, dlaczego autor tego
układu uparł się podmagnesowywać słu-
chawki prądem stałym, co obniża ich para-

metry elektroakustyczne, nie mówiąc o trwa-
łości szczególnie tych tańszych modeli. (...)
Odbiornik musi zostać oczywiście mocno
przeprojektowany. Będzie on odbierał raz
sygnał bezpośredni, a raz odbity, nieporów-
nywalnie słabszy, pojawi się więc pro-
blem, jak ustawić wzmocnienie takiego
odbiornika, żeby go wysterować i nie przeste-
rować. Jak dynamiczna i jak inteligentna mu-
si być pętla ARW. Myślę, że przedstawioną tu
ideę można by zastosować z jakimś skutkiem
przy braku zakłóceń zewnętrznych (szczegól-
nie od oświetlenia jarzeniowego) i ustalonym
położeniu nadajnika i odbiornika. Myślę,
również, że niezbędna jest jakaś optyka, że-
by strumienie światła się nie rozpraszały.

Nagrody otrzymują: Bogdan Motyl -

Kraków, Jarosław Zalewski - Chrzęstne,
Maciej Romańczuk - Raczki.

Zadanie 94

Na rysunku E pokazany jest fragment sche-
matu nadesłanego jako rozwiązanie jednego
z poprzednich zadań Szkoły. Klasyczny dwu-
bramkowy generator wytwarza impulsy po-
dawane na popularny licznik 4017, a kon-
kretnie jego wejście CL, wyposażone w ob-
wód zapewniający histerezę. Według „ze-
znań” Autora licznik 4017 „wariował”, pro-
blem zniknął dopiero po dołączeniu w szereg
z wejściem licznika U2 rezystora Rx o warto-
ści 220k.

Jak zwykle pytanie brzmi:

Co tu nie gra?

Proszę o możliwie krótkie odpowiedzi.

Kartki, listy i e-maile oznaczcie dopiskiem
NieGra94 i nadeślijcie w terminie 45 dni od
ukazania się tego numeru EdW. Autorzy naj-
lepszych odpowiedzi otrzymają upominki.

Piotr Górecki

Szkoła Konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich

Do czego to służy?

Za sprawą ostatniej światowej konferencji
WRC03 w wielu krajach likwiduje się wy-
móg znajomści telegrafii na egzaminach na
świadectwa radiooperatora. Choć w Polsce
nie zapadły decyzje na ten temat, to w 2003
roku obserwuje się renesans pracy małymi
mocami na telegrafii (QRP/CW). Organizo-
wane są specjalne zawody, właśnie
QRP/CW. Jednak warunkiem uczestniczenia
w takich zawodach jest m.in. konieczność
posiadania transceivera QRP/CW lub obni-
żenie mocy w posiadanym transceiverze do 5
czy 10W.

Nic dziwnego, że w ostatnim czasie do

sklepu firmowego AVT przybywali krótkofa-
lowcy z zapytaniem o możliwość nabycia ki-
tu transceivera małej mocy przeznaczonego
do pracy telegraficzej.

Wychodząc naprzeciw tym zapotrzebo-

waniom, publikujemy koncepcję wykonania
prostego dwupasmowego transceivera
QRP/CW w oparciu o dostępne kity czy płyt-
ki AVT.

Właściwości transceivera:

- praca tylko emisją telegraficzną (CW),
- zastąpienie nawijania cewek poprzez łatwe
do nabycia dławiki w.cz.,
- zastąpienie drogiego fabrycznego filtru
SSB poprzez filtr drabinkowy zestawiony
z kilku łatwych do nabycia rezonatorów,
- maksymalne uproszczenie sposobu przełą-
czania zakresów częstotliwości,
- zastosowanie nowoczesnych układów sca-
lonych gwarantujących dobre parametry przy
prostocie układu.
- możliwość dalszej rozbudowy transceivera
oraz adaptacji do innych zakresów pasma.

Przewidywane parametry transceivera:

- emisja: A1A
- zakres częstotliwości pracy: 3,5-3,6MHz,
14,00-14,100MHz (przy zastosowaniu p.cz.
5,25MHz)
- zakres RIT-a: około 1,5kHz
- czułość odbiornika: około 0,5

µV

- moc wyjściowa nadajnika: około 5W
- zasilanie: 12-13,8V
- pobór prądu podczas odbioru: około 50mA
- pobór prądu podczas nadawania: około 1A

Jak to działa?

Schemat blokowy proponowanego rozwiąza-
nia przedstawia rysunek 1. Kompletny sche-

mat transceivera QRP/CW na popularne pa-
sma 80m i 20m został przedstawiony na ry-
sunku 2.

Tak jak w każdym transceiverze, również

i w tym układzie można wyróżnić odbiornik,
nadajnik (+ wzmacniacz końcowy).

W skład urządzenia wchodzą następujące

bloki (kity AVT):
- odbiornik: kit AVT-157,
- nadajnik: kit AVT-351 (wykorzystany tylko
częściowo),
- wzmacniacz mocy: kit AVT-2327,
- układ BK + strojenia (nieskomplikowany
układ dodatkowy możliwy do wykonania na-
wet bez płytki drukowanej).

Odbiornik
Odbiornik jest superheterodyną z pojedynczą
przemianą częstotliwości o p.cz. 5MHz. Od
razu na początku warto wyjaśnić, że choć
w kicie AVT-157 były zastosowane rezona-
tory 5MHz, to lepiej jest użyć tutaj rezonato-
rów o częstotliwościach 5,25MHz.

W odbiorniku zastosowano cztery układy

scalone (nie licząc stabilizatora napięcia)
oraz dwa tranzystory FET. Odbiornik można
pominąć.

Duże uproszczenie konstrukcji uzyskano

dzięki zastosowaniu popularnych układów
NE612 (NE602) które zawierają wewnątrz
struktury wzmacniacz w.cz. oraz generator
i mieszacz zrównoważony.

Choć były już informacje na ten temat

w EdW, to warto przypomnieć, że NE612
charakteryzują się niskim współczynni-
kiem szumów, niskim poborem prądu
oraz wysoką częstotliwością pracy. Oto
kilka wybranych parametrów tych ukła-
dów:
- napięcie zasilania: 4,5...9V (typ. 6V),
- typowy pobór prądu: 2,4mA,
- minimalna częstotliwość pracy:
500MHz,
- minimalna częstotliwość pracy we-
wnętrznego oscylatora: 200MHz,
- typowe wzmocnienie przemiany: 14dB
(przy 50MHz),
- impedancja wejściowa/wyjściowa:
1,5k

Ω.

Korzystną właściwością tych ukła-

dów jest porównywalna impedancja
wejścia - wyjście, co znacznie ułatwia

konstrukcję filtrów pośredniczących między
tymi układami.

Jak widać na rysunku, na wejściu odbior-

nika włączane są trójobwodowe filtry pasmo-
we L1...L3 C2...C8 (pasmo 80m) i L4...L6
C9...C15 (pasmo 20m) przełączane elektro-
nicznie za pośrednictwem diod D1...D4.

Zakresy są przełączane poprzez odpowie-

dnie ustawienia poziomu napięcia na diodach
za pośrednictwem przełącznika zakresów
80m/20m.

W przypadku pasma 80m (U L11/L2 =

12V) sygnał z anteny poprzez spolaryzowane
w kierunku przepustowym diody D1 D3
i filtr o pasmie przepustowym 3,5...3,6MHz
zestawiony z dławików o indukcyjnościach
po 10

µH i pojemnościach po 150pF jest skie-

rowany na wejście 1 mieszacza US1 (NE
612). Przepływ prądu stałego przez diody
wygląda następująco: +12V-L11-D1-R1-
L8+6V, +12V-L7-D3-R3-L8+6V.

Po ustawieniu przełączenika na pasmo

20m (L11-L7 zwarte do masy) prąd stały
w tym przypadku przebiega poprzez diody
następująco: +6V-L8-R4-D4-L7-0V,+6V-
L8-R2-D2-R11-0V. W efekcie sygnał z ante-
ny poprzez spolaryzowane w kierunku prze-
pustowym diody D2 D4 i filtr o pasmie prze-
pustowym 14,0...14,1MHz zrealizowany
z dławików o indukcyjnościach po 1

µH i po-

jemnościach po 100pF jest podany na mie-
szacz.

Dwupasmowy transceiver

QRP/CW

Rys. 1 Schemat blokowy

+++

Sygnał wyjściowy z mieszacza (jako czę-

stotliwość pośrednia będąca różnicą często-
tliwości doprowadzonej do wejścia układu
NE612 i częstotliwości generatora) jest skie-
rowany do filtra kwarcowego.

Oryginalany filtr drabinkowy zestawiony

z czterech rezonatorów kwarcowych X1...X5
o jednakowych wartościach 5MHz oraz pię-
ciu kondensatorów C30...C35 po 33pF każdy
- ma pasmo przenoszenia około 2,4kHz, co
odpowiada szerokości odbieranego sygnału
SSB. Zmieniając wartości kondensatorów
można zawęzić pasmo odpowiednio do wy-
magań CW.

Z kolei przy p.cz. 5,25MHz można przy

jednym zakresie pracy generatora przestraja-
nego uzyskać jednakową szerokość pokrycia
pasm 80m i 20m (w dalszej części będzie po-
dane, że można użyć także innych wartości).

W skład generatora FVO wchodzą ele-

menty zewnętrzne układu US1-NE612: kon-
densatory dzielnika pojemnościowego C25
C26, rezystor emiterowy R7, kondensator se-
parujący C24, właściwy obwód rezonansowy
z cewką L9 i dołączonymi kondensatorami.
Częstotliwość pracy generatora wyznacza
cewka (dławik) o indukcyjności 1

µH (L9)

wraz z kondensatorem C23 i pojemnością
diody pojemnościowej D5. Aby uzyskać po-
trzebny zakres przestrajania VFO - 100kHz,
wystarczy użyć jako D5 jednej diody typu
BB105 (zielona kropka).

Przy zastosowaniu w p.cz. 5,25MHz i ko-

rekcji wartości kondensatora C23, dolnemu
zakresowi częstotliwości pracy VFO -
8,75MHz odpowiada częstotliwość wejścio-
wa 3,5MHz, zaś górnej wartości VFO -
8,85MHz (identycznie jest w pasmie 20m -
8,75MHz daje 14,0MHz, a 8,85MHz odpo-
wiednio 14,1MHz).

Dioda pojemnościowa jest sterowana na-

pięciem z zakresu 9V uzyskanego z dodatko-
wego stabilizatora 7809. Zmianę napięcia
uzyskuje sie za pośrednictwem potencjome-
tru 10k

Ω - strojenie. Przy ustawieniu suwaka

w dolnym położeniu dioda pojemnościowa
ma największą pojemność i generator wy-
twarza sygnał odpowiadający początkowi
pasm 80m i 20m, zaś przy ustawieniu suwa-
ka w górnym położeniu dioda pojemnościo-
wa ma najmniejszą pojemność i generator
wytwarza sygnał odpowiadający wyższej
wartości częstotliwości tych pasm.

Dodatkowy potencjometr 10k

Ω-RIT jest

precyzerem umożliwiającym dokładne usta-
wienie częstotliwości pracy tranasceivera.

Odfiltrowany sygnał p.cz. jest następnie

skierowany na drugi taki sam układ scalony
NE 612 (US2) pracujący tym razem jako de-
tektor iloczynowy. W wyniku zmieszania sy-
gnału p.cz. z sygnałem wewnętrznego oscy-
latora układu na wyjściu uzyskuje się sygnał
małej częstotliwości. Zewnętrzne elementy
dołączone do koncówek 6 i 7 układu US2
wchodzą w skład generatora BFO. Częstotli-
wość układu wyznacza rezonator kwarcowy
X5 (również 5,25MHz). Włączenie w szereg
z rezonatorem dławika (jak na rysunku) za-
pewnia zmianę częstotliwości BFO i zmianę
jakości odbieranego dźwięku (tonu).

Wyściowy sygnał m.cz. jest wzmocniony

za pośrednictwem wzmacniacza operacyjne-
go 741 (US3), a następnie we wzmacniaczu
końcowym z układem scalonym LM386
(US4) i skierowany do gniazdka zasilającego
głośnik lub słuchawki. Układy te nie wyma-
gają omówienia. Warto jednak zwrócić uwa-
gę, że drugie wejście wzmacniacza operacyj-
nego jest spolaryzowane za pośrednictwem
napięcia 6V służącego do zasilania układów

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 2 Schemat ideowy

NE612 oraz potencjometru strojenia. Napię-
cie to wytwarza stablizator scalony 7806.

W układzie odbiornika zastosowano jeszcze

dwa wtórniki źródłowe z tranzystorami FET ty-
pu BF245 (T1, T2), które stanowią separatory
odpowiednio sygnału VFO (8,75...8,75MHz)
oraz BFO (5,25kHz) wykorzystane w torze
nadajnika.

Sygnał VFO może być wykorzystany

także do podłączenia cyfrowej skali częstotli-
wości.

Nadajnik
W urządzeniu wykorzystano jeden układ sca-
lony (US3-NE612) pełniący rolę mieszacza
oraz dwa popularne tranzystory w torze
wzmacniacza w.cz. - drivera nadajnika (nie
licząc stabilizatora napięcia).

Na jedno z wejść mieszacza jest podany

sygnał z generatora przestrajanego VFO zaś
na drugie sygnał BFO. W efekcie w wyniku
zmieszania tych sygnałów na wyjściu układu
uzyskuje się sygnał fali nośnej na częstotli-
wości leżącej w zakresie pasma amatorskie-
go 80 lub 20m.

Bezpośrednio do wyjścia mieszacza włą-

czane są trójobwodowe filtry pasmowe
L1...L3 C19...C25 (pasmo 80m) i L4...L6
C28...C34 (pasmo 20m) przełączane elektro-
nicznie za pośrednictwem diod D1...D4.

Przełączenia zakresów dokonuje się iden-

tycznie jak w odbiorniku za pośrednictwem
odpowiedniego ustawienia poziomu napięcia
za pomocą ww. przełącznika.

W przypadku pasma 80m sygnał z mie-

szacza poprzez spolaryzowane w kierunku
przepustowym diody D1 D3 i filtr o pasmie
przepustowym 3,5...3,6MHz zestawiony
z dławików o indukcyjnościach po 10

µH

i pojemnościach po 150pF jest skierowany na
wejście drivera z tranzystorem T2. Przepływ
prądu stałego przez diody wygląda następu-
jąco: +12V-L9-D1-R13-L8+6V, +12V-L10-
D3-R15-L8+6V.

Po przełączeniu odbiornika na pasmo

20m sygnał przez spolaryzowane w kierunku
przepustowym diody D2 D4 jest filtrowany
w układzie o pasmie przepustowym
14,0...14, 1MHz zrealizowanym z dławików
o indukcyjnościach po 1

µH i pojemnościach

po 100pF. Prąd stały w tym przypadku prze-
biega poprzez diody następująco: +6V-L8-
R14-D2-L9-0V, +6V-L8-R16-D4-L10-0V.

Odfiltrowany sygnał po przejściu przez

filtry pasmowe jest następnie wzmocniony
w szerokopasmowym układzie dwutranzy-
storowym. Jako T2 można użyć w zasadzie
innego łatwo dostępnego np. BC547, zaś ja-
ko tranzystora T3 także innego lecz o więk-
szej mocy np. starszego typu tranzystora
BC211.

Kluczowanie amplitudy sygnału wyjścio-

wego dokonuje się w obwodzie emitera tran-
zystora T2.

Sterowanie przekaźnika odbywa się po-

przez dodatkowy tranzystor BC557 włączo-
ny w tak zwanym układzie BK. Opóźnienie
wyłączenia przekaźnika PZ1 nadajnika jest
uzależnione głównie od wartości kondensa-
tora w obwodzie bazy tego tranzystora.
Zwiększenie wartości tego kondensatora po-
woduje wydłużenie czasu, po jakim przeka-
źnik przełączy się na odbiór po zwolnieniu
klucza telegraficznego.

Do wyjścia nadajnika został podłączony

dodatkowy wzmacniacz celem uzyskania wy-
maganej mocy wyjściowej, choć poprzez za-
stosowanie układu dopasowującego (skrzyn-
ka antenowa) i dwupasmowej anteny można
już przeprowadzić pierwsze łączności QRPP.

Wzmacniacz mocy
We wzmacniaczu (kit AVT-2327) został uży-
ty łatwo dostępny tranzystor polowy mocy
VMOSFET, który w porównaniu z tranzysto-
rami bipolarnymi o porównywalnej mocy
posiada lepsze parametry temperaturowe,
większe wzmocnienie, lepszą liniowość
i większą odporność na niedopasowanie.
Warto przypomnieć, że przy podwyższeniu
temperatury obudowy w tranzystorach bipo-
larnych zwiększają się, oprócz prądów zero-
wych, także statyczne i dynamiczne współ-
czynniki wzmocnienia.

Choć na schemacie szerokopasmowego

wzmacniacza mocy KF zastosowano daleko-
wschodni tranzystor polowy VMOSFET
o oznaczeniu IRF 510, to można tutaj zasto-
sować podobny typ np. IRF 520 czy BUZ 11.
Tranzystory te są w zasadzie przeznaczone
do wzmacniaczy i przetwornic mocy, a także
generatorów wysokiej częstotliwości.

Sygnał w.cz. z wyjścia nadajnika KF jest

podawany poprzez kondensator C1 na bram-
kę tranzystora IRF. Rezystor R1 pełni funk-
cję obciążenia, zamykając koniec kabla kon-
centrycznego, a zarazem wyjście nadajnika,
oraz zamyka obwód polaryzacji bramki.
Właściwą polaryzację bramki, odpowiadają-
cą pracy stopnia z maksymalną mocą, za-
pewnia potencjometr montażowy PR.

W obwodzie drenu tranzystora znajduje

się transformator w.cz. TR dopasowujący
wyjście wzmacniacza do impedancji znamio-
nowej 50S filtru antenowego i anteny KF.

Na wyjściu wzmacniacza znajdują się

dwa przełączane filtry P: L1...L3 na pasmo
80m i L4...L5 na pasmo 20m.

Filtry wyjściowe są przełączane za pośre-

dnictwem przekaźnika RA12WN-K. W sta-
nie spoczynkowym styki są ustawione na pa-
smo 80m (można zmienić w zależności od
najczęściej wykorzystywanego pasma). Załą-
czenie pasma 20m następuje poprzez podanie
na cewkę przekaźnika napięcia 12V (tego sa-
mego, które przełącza inne cewki w transce-
iverze).

Wzmacniacz wymaga zasilacza dostar-

czającego napięcia głównego rzędu 25...30V

i wydajności prądowej co najmniej 1A oraz
napięcia pomocniczego 12V, służącego do
ustalenia prądu wstępnego wzmacniacza.
Napięcie pomocnicze może być pominięte
przy innym wykorzystaniu wzmacniacza
i w takim przypadku należy obwód polaryza-
cji zasilić z napięcia głównego, zwiększając
dwu- lub trzykrotnie wartość rezystora R2
(nie zapomnieć o wyłączaniu zasilania
wzmacniacza podczas odbioru!).

Wyłącznie prądu drenu ma na celu nie tyl-

ko zmniejszenie niepotrzebnego poboru prą-
du, ale także uchronienie się przed możliwo-
ścią wprowadzania podczas odbioru szumu
czy nawet wzbudzenia układu. Zasilacz
+25V nie musi koniecznie być stabilizowany,
wystarczy mostek diodowy na prąd co naj-
mniej 2A i kondensator elektrolityczny o po-
jemności minimum 6800

µF/40V.

Montaż i uruchomienie

Na poczętek należy uruchomić odbiornik
z wykorzystaniem płytki drukowanej AVT-
157. Układ został tak zaprojektowany, aby po
wstawieniu wszystkich elementów w zasa-
dzie nie trzeba było dokonywać żadnych re-
gulacji. Po załączeniu zasilania i anteny
odbiornik powinien być gotowy do pracy.

Tym niemniej ze względu na tolerancje

wartości zastosowanych kondensatorów oraz
indukcyjności dławików może zajść koniecz-
ność korekcji niektórych elementów układu.
Najbardziej wrażliwą częścią układu na
zmiany pojemności jest generator, a dokła-
dniej kondensator C23. Sprawdzenie pracy
generatora jest bardzo proste, bowiem wy-
starczy do punktu VFO podłączyć miernik
częstotliwości i skontrolować częstotliwość
wyjściową w dwóch skrajnych położeniach
potencjometru dziesięcioobrotowego dołą-
czonego do punktu S. Jeżeli stwierdzimy
przesunięcie częstotliwości do dołu (wartość
poniżej pasma przy skręconym suwaku do
masy) - należy zmniejszyć pojemność C23.
Jeżeli sytuacja będzie odwrotna - należy
zwiększyć wartość C23.

Warto też spróbować zamiast elementów

LC generatora VFO wstawić w miejsce kon-
densatora C12 dwa rezonatory kwarcowe po
8,8MHz połączone równolegle (po usunięciu
L9 i C23). Oczywiście nie należy zapomnieć

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 3 Przykładowa szata graficzna

obudowy

Elektronika dla Wszystkich

o wymianie diody pojemnościowej np. na
BB130 lub innej o wartości kilkuset pF (im
więcej, tym lepiej; można połączyc kilka
diod lub użyć zwykłego kondensatora zmien-
nego z zakresu AM). W każdym razie tak
prosto zrealizowany generator VXO wyka-
zuje się bardzo dużą stabilnością, jednak mo-
gą być kłopoty z uzyskaniem pokrycia całe-
go zakresu pasma. Oczywiście można tutaj
poeksperymentować, szczególnie jeżeli ktoś
ma dostęp do rezonatorów o różnych warto-
ściach częstotliwości.

Oczywiście w przypadku zastosowania

innych wartości rezonatorów kwarcowych
w filtrze p.cz. odbiornika należy odpowie-
dnio zmienić częstotliwości generatorów
VFO i BFO. Warto dodać, że inną optymalną
wartością częstotliwości pośredniej (jeżeli
chodzi o wykorzystanie częstotliwości VFO)
jest wartość 8,8MHz. Tak więc zastosowanie
rezonatorów X1...X5 o częstotliwości
8,8MHz prowadzi do zmniejszenia zakresu
pracy VFO (5,2...5,3MHz) przy zachowaniu
początków pasm 80 i 20m w tym samym
punkcie na skali. Nie jest to takie ważne
w przypadku korzystania z cyfrowego odczy-
tu częstotliwości, ale upraszcza rysowanie
skali przy odczycie mechanicznym.

Mając do dyspozycji generator sygnało-

wy, można sprawdzić czułość odbiornika
i ewentualnie spróbować korygować warto-
ści kondensatorów w filtrach w celu uzyska-
nia największego sygnału wyjściowego w ca-
łym zakresie pasma. Jeżeli stwierdzimy
niewystarczające wzmocnienie stopnia koń-
cowego m.cz., warto wiedzieć, że istnieje je-
szcze możliwość jego zwiększenia poprzez
zwarcie wyprowadzeń 1 i 8 układu LM386
za pośrednictwem kondensatora elektroli-
tycznego 1...10

µF.

Jeżeli odbiornik pracuje poprawnie, czas

zająć się nadajnikiem.

Jeżeli komuś udało się zdobyć kit AVT-

351 (w chwili pisania tych słów kit ten nie
jest osiągalny w AVT), należy pominąć ele-
menty wzmacniacza mikrofonowego
US1/741 oraz modulator zrównoważony
US2/NE612 i filtr kwarcowy 5MHz (elemen-
ty używane w przypadku emisji SSB).

Również ten układ został tak zaprojekto-

wany, aby po wstawieniu wszystkich ele-
mentów w zasadzie nie trzeba było dokony-
wać żadnych czynności strojeniowych.

Po dołączeniu generatorów VFO i BFO,

a następnie załączeniu zasilania nadajnik po-

winien być gotowy do pracy QRPP. Tym nie-
mniej, ze względu na tolerancje wartości za-
stosowanych kondensatorów oraz indukcyj-
ności dławików, może zajść konieczność ko-
rekcji niektórych elementów układu.

Nie należy zapomnieć o ustawieniu po-

tencjometrów montażowych w obwodzie
strojenia diody pojemnościowej VFO. Do-
datkowy potencjometr zasilany podczas
nadawania ma na celu przesunięcie częstotli-
wości nadawania względem odbioru w celu
uzyskania najbardziej przyjemnego dla ope-
ratora tonu telegraficznego.

Najbardziej pracochłonny w wykonaniu

jest wzmacniacz końcowy na płytce AVT-
2327.

Transformator wzmacniacza TR mocy

można wykonać na ferrytowym rdzeniu toro-
idalnym F82 o średnicy 20mm. Uzwojenia
należy nawinąć bifilarnie - równocześnie po
10 zwojów dwoma przewodami miedziany-
mi o średnicy 1mm w izolacji igelitowej, pa-
miętając, aby koniec pierwszego uzwojenia
połączyć z początkiem drugiego uzwojenia
(można użyć przewodu instalacyjnego).

W filtrach wyjściowych L1...L6 wzmac-

niacza można zastosować dostępne dławiki
w.cz. na rdzeniach ferrytowych o obciążalno-
ści około 0,5A lub można je nawinąć własno-
ręcznie na pręciki ferrytowe o średnicy nie
mniejszej niż 2mm.

L1, L2, L3 powinny zawierać po 10 zwo-

jów drutu DNE 0,4, zaś L4, L5, L6 po 3 zwo-
je drutu w izolacji igelitowej.

Dławik może być fabryczny o indukcyj-

ności 10

µH/2A (18 zwojów drutu DNE 0,5

na pręciku ferrytowym).

Oczywiście przed zalaniem ich klejem

(czy inną substancją zabezpieczającą przed
rozwijaniem się) jest wskazane sprawdzenie
indukcyjności za pośrednictwem mostka LC
lub multimetru wyposażonego w pomiar in-
dukcyjności.

Wywiercone otwory na płytce AVT-2327

służą do zamontowania gniazd niezbędnych do
dołączenia zasilania (DIN) oraz anteny (UC1).

Dodatkowe gniazdo DIN może służyć do

doprowadzenia sygnału do sterowania pracą
przekaźników N/O (PTT) w dodatkowym PA
większej mocy.

W centralnej części płytki znajduje się

tranzystor przykręcony (za pośrednictwem
podkładki mikowej) do blachy aluminiowej,
której wielkość odpowiada wielkości płytki
drukowanej; blacha ta stanowi zarówno tylną

ściankę urządzenia, jak i niezbędny radiator
do odprowadzenia ciepła.

Transformator w.cz. może być zamonto-

wany poprzez przykręcenie rdzenia za pomo-
cą śruby M2 przełożonej w środku rdzenia
(punkt neutralny). Wskazane jest, aby nawi-
nięty transformator usztywnić poprzez skle-
jenie uzwojeń i rdzenia klejem, np. typu „Di-
stal”.

Uruchomienie wzmacniacza sprowadza

się do ustawieniu prądu spoczynkowego
tranzystora na masymalny sygnał. Podczas
prób wzmacniacz powinien być obciążony
sztuczną anteną 50

Ω i oscyloskopem lub

sondą w.cz.

Jeżeli próba wypadła pomyślnie i tranzy-

stor nie nagrzewał się za mocno, należy
podłączyć właściwą antenę (jednopasmową
lub szerokopasmową KF) i można uznać, że
TRX jest gotowy do prowadzenia łączności.

Wypada jeszcze dodać kilka słów na te-

mat obudowy. Konstrukcja urządzenia jest
uproszczona do minimum (jeśli chodzi o ilość
niezbędnych elementów regulacyjnych).

W każdym razie na płycie czołowej obudo-

wy metalowej należy umieścić trzy potencjo-
metry (strojenie zgrubne, strojenie dokładne
i siła głosu) oraz dwa przełączniki (wył. zasi-
lania, przełącznik 80/20m), zaś na tylnej
ściance gniazda: antenowe (najlepiej UC1 lub
odpowiednik), zasilania, głośnikowe, i klucza.

Układ można zasilać z akumulatora, bate-

rii, zewnętrznego zasilacza o napięciu 12V,
a także z wewnętrznego zasilacza sieciowe-
go. W tym ostatnim przypadku trzeba być
bardzo ostrożnym, aby nie wprowadzić przy-
dźwięku sieciowego. Złe ustawienie rdzenia
transformatora sieciowego, szczególnie
w stosunku do obwodu VFO, może wprowa-
dzić „brum” trudny do wyeliminowania (le-
piej jest dać od razu dodatkowy ekran
z miękkiej blachy stalowej).

Na zakończenie wypada życzyć wielu cie-

kawych łączności na własnoręcznie skon-
struowanym transceiverze, który jest dużo
tańszy od sprzętu fabrycznego. Na przykład
dostępny transceiver o zbliżonych parame-
trach, jednak na jedno pasmo 20m, produko-
wany w USA - MFJ 9020 kosztuje ponad
160$.

Pomimo niewielkiej mocy wyjściowej

praca w zakresie pasma amatorskiego powin-
na być prowadzona wyłącznie przez osoby
do tego uprawnione.

Andrzej Janeczek

Elektronika dla Wszystkich

Do czego to służy?

A cóż to takiego owo PSI? Czy aby kogoś się
w ten sposób nie obraża? A dlaczego PSI-
Meter? Informuję Cię uprzejmie, że PSI (

ψ)

– to 23 litera alfabetu greckiego, od której za-
czyna się słowo psyche (dusza), litera przyję-
ta do oznaczania zjawisk parapsychicznych.
Ale jaki to ma związek z elektroniką? Toć
przecież elektronika, to także magia!!!

Pomysł na... moją grę zręcznościową, bo

w tym tkwi sedno, zrodził się pewnego wie-
czoru, gdy przypomniałem sobie o programie
„Nie do wiary”, który oglądałem daaaaawno
temu. Był tam przedstawiony zestaw testów,
którym poddawani są osobnicy uważający

się za obdarzonych „mocą” :). Niestety nie
było nikogo z bohaterów „Gwiezdnych wo-
jen”:(.

Oprócz podgrzewania wody w szklance

(siłą woli – nie 200-watową grzałką elek-
tryczną), taki delikwent musiał poprowadzić
pętlę z drutu po specjalnej ścieżce – i to na
trzeźwo! Każde dotknięcie pętlą do ścieżki
zamykało obwód i uruchamiało brzęczyk.
Mała liczba błędów miała świadczyć o zdol-
ności do skupiania się. Pomyślałem, że
świadczy to raczej o zręczności niż o zdolno-
ściach parapsychicznych, ale któż wie, jak
jest naprawdę? Niemniej postanowiłem na-
zwać swój wynalazek PSI-Meter – na wszel-
ki wypadek.

Jak to działa?

Schemat ideowy przed-
stawiony został na ry-
sunku 1. Zasada pracy
układu jest niezwykle
prosta (jak sznurek
w kieszeni) - licznik
4017 zlicza błędy (do-
tknięcia pętli do ścież-
ki) i wykazuje to za po-
mocą zaświecania ko-
lejnych diod LED, nato-
miast obwody z bram-
kami NOR 4001 sterują
pracą urządzenia.

Należy jednak pa-

miętać, aby po włącze-
niu psycho-miernika
(lub po włożeniu ścież-
ki z pętlą) zresetować
go - naciskając przy-
cisk S1. Spowoduje to
zapalenie się diody D1
(0 błędów) i pojawienie
się stanu wysokiego
w punkcie A, czyli na

pętli z drutu. PSI-Meter nie będzie piszczał
(jak dusza w katuszach) ani zliczał błędów
(tak jak w dniu sądu).

Jak widać, układ nie jest nadmiernie

skomplikowany, w przeciwieństwie do
wspomnianej wcześniej ludzkiej psyche (du-
szy).

Teraz najciekawsze, czyli zastosowania

PSI-Metra (te, które udało się mojej duszy
wymyślić):
1. Miernik zdolności parapsychicznych.
2. Gra zręcznościowa.
3. Stresomierz.
4. Miernik (nie)trzeźwości :).

Znalazłem także dwa poważniejsze zasto-

sowania:
1. Urządzenie do ćwiczeń nadgarstka

dla osób długo pracujących przy komputerze.

2. Przyrząd wspomagający rehabilitację rąk.

Montaż i uruchomienie

A oto kilka uwag na temat modelu.

Ścieżka wraz z pętlą zostały zamontowa-

ne we wtyku minijack, można je zatem bez
problemu wymieniać. Rolę punktu końcowe-
go C pełni metalowa obudowa wtyczki. Pod-
czas „testowania duszy” należy, po przejściu
całej ścieżki, dotknąć pętlą do wspomnianej
wtyczki.

Zaprezentowaną na fotografii wstępnej

plastikową obudowę, w której zamontowany
jest główny układ, nabyłem w sklepie elek-
tronicznym i poddałem obróbce miniwiertar-
ką. Obawiałem się, że wybrałem za duże pu-
dełko, jednak okazało się, że i tak z trudem
upchnąłem w środku układ i wszystkie prze-
wody.

Efekt końcowy okazał się na tyle interesu-

jący, że opłaciło się zaprojektować płytkę
drukowaną, zaprezentowaną na rysunku 2.

Ciąg dalszy na stronie 53.

Duszomiernik

Rys. 1 Schemat ideowy

Elektronika dla Wszystkich

Do czego to służy?

Generator jest jednym z bardziej przydatnych
narzędzi w pracowni elektronicznej. Dla po-
trzeb hobbystycznych nie jest potrzebny roz-
budowany układ o wielu funkcjach i szero-
kich zakresach. Jednak zbudowanie nawet
względnie prostego generatora może pochło-
nąć dużo czasu i spore środki. Choć sam ge-
nerator jest zazwyczaj układem tanim i pro-
stym, to cenę wykonania podbijają układy
wpływające na komfort jego obsługi: elektro-
niczna skala częstotliwości, obudowa czy do-
datkowe układy, jak np. zasilacz. Prezento-
wany w artykule generator pozbawiony jest
tych wad i to bez uszczerbku na funkcjonal-
ności. Jest bardzo prosty i tani w budowie,
a jednocześnie posiada takie „luksusy” jak
wyświetlacz generowanej częstotliwości,
obudowę i własne zasilanie. Swoją prostotę
zawdzięcza temu, że wszystkie jego funkcje
osiągane są programowo przez komputer,
z którym współpracuje. Program komputero-
wy steruje pracą generatora przez port szere-
gowy i pozwala na kontrolę takich parame-
trów generowanego sygnału jak częstotli-
wość i współczynnik wypełnienia. Szcze-
gółowe parametry generatora przedstawione
są poniżej.

Zakres cczęstotliwości ggenerowanego ssygnału
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

1Hz – 500Hz

Regulacja wwspółczynnika wwypełnienia ggenerowa-
nego ssygnału .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

1% - 99%

Kształt ggenerowanego ssygnału .. .. .. ..

prostokątny

Amplituda ggenerowanego ssygnału .. .. ..

około 10V

Częstotliwość maksymalna może nie

oszałamia, ale trzeba pamiętać, że jest ona
generowana programowo. Oznacza to, że
maksymalna częstotliwość, jaką można osią-
gnąć na danym komputerze, zależy od jego
wydajności. Zasada jest prosta: im szybszy
procesor, tym lepiej.

Jak to działa?

Schemat ideowy przedstawia rysunek 1. Sy-
gnał generowany przez wyjście portu poda-
wany jest na wyjście generatora za pośre-

dnictwem elementów D1 i R2. Dioda D1
przewodzi tylko wówczas, gdy na wyjściu
portu panuje stan wysoki. Rezystor R2 tro-
szczy się o to, aby w czasie gdy dioda D1 nie
przewodzi, na wyjściu generatora panował
stan niski równy potencjałowi masy. Rezy-
stor R1 pełni funkcję zabezpieczającą wyj-
ście portu przed zwarciem do masy. Jest do-
dany nieco „na zapas”, ponieważ wyjścia po-
rtu w komputerze są wystarczająco zabezpie-
czone. Niemniej warto go zastosować.

Generator obsługiwany jest z poziomu

programu pracującego w środowisku Win-
dows. Okno główne programu można zoba-

czyć na rysunku 2. Za pomocą suwaków
można nastawić częstotliwość z przedziału
od 1Hz do 500Hz oraz współczynnik wypeł-
nienia generowanego sygnału w przedziale
od 1% do 99%. Po kliknięciu na przycisku,
ON sygnał o nastawionych parametrach zo-
stanie podany na wyjście generatora. Jak to
już wcześniej zostało zasygnalizowane,
wszystkie funkcje generatora uzyskiwane są
programowo. Z tego względu częstotliwość
nastawiona może różnić się od częstotliwości
generowanej. Jest to szczególnie widoczne
przy nastawieniu częstotliwości wyższych,
bliskich częstotliwości maksymalnej. War-
tość aktualną (prawdziwą) generowanego sy-
gnału można odczytać z wyświetlacza
w oknie programu. Można też „ręcznie” usta-
wić na wyjściu generatora stan wysoki lub
niski za pomocą przycisków USTAW NA
WYJŚCIU STAN WYSOKI i USTAW NA
WYJŚCIU STAN NISKI.

Dioda D2 pełni funkcję informacyjną. Po

podłączeniu do portu i włączeniu programu
F-Generator dioda ta zaświeca się. Po usta-
wieniu wybranych parametrów generowane-
go sygnału i kliknięciu na przycisku ON, dio-
da ta zacznie świecić światłem impulsowym.
Informuje tym o pracy generatora, czyli o tym,
że na jego wyjściu jest generowany sygnał. Po
kliknięciu na przycisku OFF generator zakoń-
czy generowanie sygnału, a na jego wyjście
powróci stały stan niski. Dioda D2 zacznie
znów świecić światłem ciągłym. Po wyjściu
z programu F-Generator dioda zgaśnie.

Montaż i uruchomienie

Montażu dokonujemy w sposób przestrzen-

ny, tzn. z pominięciem nośni-
ka w postaci płytki drukowa-
nej. Elementem nośnym jest
gniazdo DB25 i obudowa tego
złącza. Na początku wiercimy
otwór 3mm pod diodę D2
w wybranym miejscu obudo-
wy gniazda, np. w tym samym
co w modelu.

Ciąg dalszy na stronie 57.

Rys. 1 Schemat ideowy

Rys. 2 Okno główne programu

Elektronika dla Wszystkich

Do czego to służy?

Na łamach EdW były już opisywane łado-
warki do różnych typów akumulatorów. Tym
razem zajmiemy się wykonaniem układu ła-
dującego akumulatorek będący odpowiedni-
kiem popularnej, małej baterii 9V o oznacze-
niu 6F22. Akumulatorki te są wykonywane
zarówno w wersji niklowo-kadmowej
(NiCd) jak i ekologicznej, niklowo-żelazowej
(NiMH). Te pierwsze są wprawdzie tańsze,
ale mają pewne wady:
- tzw. efekt pamięciowy, tzn. pozorną utratę
części pojemności spowodowaną niepełnym
rozładowaniem akumulatora przed rozpoczę-
ciem procesu ładowania,
- niższą pojemność w porównaniu z wersją
NiMH.

Oba typy akumulatorków pozwalają zao-

szczędzić na zakupie baterii. Ich koszt zwra-
ca się już po kilkunastu ładowaniach.

W dalszym opisie będę posługiwał się

zwrotem „akumulatorek 9V”. Umownie,
gdyż napięcie rozładowanego akumulatorka
wynosi nominalnie 8,4V lub 9,6V, w zależ-
ności czy wewnętrznych, wbudowanych
ogniw akumulatora jest 7 lub 8 (po 1,2V).

Podczas ładowania napięcie akumulatora

może przekroczyć bezpieczną granicę około
1,5V dla pojedynczego ogniwa. Gdy osią-
gnie ono wartość 1,55V z ujemnej elektrody
zacznie się wydzielać wodór. Ta niebezpiecz-
na sytuacja przeładowania ma miejsce przy
ładowaniu prądami przekraczającymi 0,2

C=pojemność akumulatora). W przypad-

ku akumulatorka 9V producenci zalecają ła-
dowanie ich prądem o wartości rzędu 0,1

Teoretycznie nie grozi sytuacja przeładowa-
nia akumulatorka przy ładowaniu takim prą-
dem (napięcie tak ładowanego pojedynczego
ogniwa wynosi zwykle 1,4...1,45V pod ko-
niec procesu ładowania). W praktyce lepiej
nie ładować dłużej niż zaleca to producent.
W przeciwnym wypadku skróci się żywot-
ność akumulatora.

Niżej opisana, prosta ładowarka nie dopu-

ści do przeładowania akumulatorka 9V.

Jak to działa?

Schemat ładowarki przedstawia rysunek 1.

Tranzystory T1,T2 oraz rezystory R1,R3

to klasyczne źródło prądowe. Zapewnia ono
niemal niezmienny prąd w czasie całego cy-
klu ładowania akumulatorka, niezależnie od
zmian napięcia na zaciskach akumulatora.
Rezystor R1 ustala wielkość prądu przepły-
wającego przez źródło i akumulator. Prąd
źródła zmienia się w pewnym stopniu wraz
z temperaturą, o około -0,3%/C. Tzn. prąd
maleje, gdy temperatura struktur tranzystorów
wzrasta. Ta dokładność jest jednak w zupełno-
ści wystarczająca w tym układzie ładowarki.

Dioda D1 chroni akumulator przed szyb-

kim rozładowaniem po zaniku napięcia zasi-
lania (bez diody prąd rozładowywujący się-
gałby kilkudziesięciu miliamperów). Nie-
znaczny prąd rozładowywujący będzie nato-
miast przepływał przez helitrim P1. Poten-
cjometrem tym ustala się takie napięcie aku-
mulatora, po osiągnięciu którego bramka
IC1A otwiera tranzystory T3 i T4. Otwarcie
T3 spowoduje zamknięcie T1 i zaprzestanie
ładowania akumulatora. Odtąd ładowarka
pracuje w trybie utrzymywa-
nia akumulatorka w stanie
„gotowości bojowej” podła-
dowywując go niewielkim
prądem przepływającym
przez rezystor R2 (dla
R2=2k

Ω I=2...3mA). Otwar-

cie T4 oznacza włączenie dio-
dy świecącej D2. Informuje
ona o zakończeniu procesu ła-
dowania. D2 będzie świecić
także w przypadku braku po-
łączenia akumulatorka z łado-
warką.

D3 zabezpiecza ładowarkę

przed skutkami odwrotnej po-

laryzacji zasilania. Spowodowałaby ona nie-
chybnie uszkodzenie układu scalonego.

Popularny CMOS zastosowany jako IC1

w tym układzie jest wykorzystany zaledwie
w 25% (jedna z czterech bramek NOR). Po-
zwala jednak kontrolować stan napięcia aku-
mulatora 9V bez stosowania większej ilości
rezystorów zewnętrznych jak w przypadku
komparatora. Bramka NOR IC1A jest bez
obwodu Schmitta. Praktyka dowodzi jednak,
że wyłączenie ładowania akumulatora, gdy
ten osiągnie ustawione helitrimem P1 napię-
cie, następuje w przeciągu paru sekund.

Bramka NOR ma swój uproszczony od-

powiednik tranzystorowy przedstawiony na
rysunku 2. W przypadku tej ładowarki nie
można jednak zastąpić bramki IC1A takim
układem, gdyż wyłączenie ładowania aku-
mulatora nie byłoby całkowite lub nie nastę-
powałoby w ogóle . W grę wchodzi tutaj wy-
korzystanie specyficznej budowy bramki
CMOS złożonej z komplementarnych tran-
zystorów MosFet z kanałem P oraz N. Czy-
telnik chcący dogłębniej poznać budowę bra-
mek CMOS może sięgnąć do EdW5/97
(s.65...68) lub innej literatury z dziedziny
elektroniki.

Rys. 1 Schemat ideowy

Niestabilizowany zasilacz wtyczkowy za-

silający ładowarkę jest łatwy do zdobycia
i bardzo tani. Posiada skokowy przełącznik
zakresów w granicach 3÷12V i wydajność
prądową 0,3A. Moc transformatora wynosi
5W. W przypadku korzystania z ładowarki
zasilacz ustawiamy na najwyższy zakres.

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na płytce drukowa-
nej przedstawionej na rysunku 3. Mieści się
ona całkowicie w obudowie o oznaczeniu
handlowym KM-22. W górnej przykrywce
obudowy wywiercono z brzegu mały otwór,
a od wewnętrznej strony przymocowano
gniazdko zasilania pasujące do wtyku zasila-
cza. Gniazdo połączono z płytką w punkty
P i O. Przewody od złącza 9V (służącego do
podłączenia akumulatorka) wlutować należy
w punkty „Ak+” oraz „Ak-”.

W pierwszej kolejności należy wlutować

zworę, następnie pozostałe podzespoły. Po-
tem sprawdzamy pojemność akumulatorka
(spójrz na napis na jego obudowie) i dobiera-
my prąd jego ładowania zgodnie z zasadą:
pojemność akumulatora(wyrażona w mA)
x 0,1. Współczesne akumulatorki
mają pojemność 110...150mAh
w zależności od typu (NICd lub
NIMH) i producenta. Należy je
więc ładować prądem 11...15mA.
Rezystor R1 o wartości 39

Ω dobra-

no tak, aby uzyskać prąd ładowania
w zakresie 14...15mA.

Ostatnią czynnością przed osta-

tecznym skręceniem obudowy bę-

dzie dobranie napięcia, po osiągnięciu które-
go akumulator przestaje być ładowany. Stan
ten zasygnalizuje swym świeceniem dioda
LED.

W zależności od tego czy na obudowie

akumulatora jest napis „8,4V”, czy „9,6V”,
ustalamy wyłączenie ładowania dla napięcia
10,15V lub 11,6V z tolerancją nie większą
niż ±0,3V. Potencjometr ustawiamy przy
podłączonym akumulatorze. Do akumulatora
podłączamy woltomierz. Najlepiej, aby jego
wskazania były z dokładnością do dwóch lub

co najmniej jednej cyfry po przecinku. Gdy
napięcie akumulatorka osiągnie 10,15V (lub
11,6V) kręcimy pokrętłem helitrimu aż do
zaświecenia diody LED. Przyłączając do ła-
dowanego akumulatora na kilka...kilkadzie-
siąt sekund małą żarówkę samochodową
12V/3...4W, będziemy mieli szansę przeko-
nać się czy ładowarka działa poprawnie. Jeśli
nie, to korygujemy ustawienie potencjometru
(„aż do skutku”).

Dariusz Knull

Elektronika dla Wszystkich

Wykaz elementów

Rezystory
*R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39Ω (dla I=14...15mA)
R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2kΩ
R3-R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3,3kΩ
R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .750Ω
P1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100kΩ helitrim
Półprzewodniki
D1,D3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001...7
D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED czerwona 3...5mm
T1÷T4 . . . . . . . . . . . . . . .BC327-25,BC557÷9 B,itp.
IC1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .MCY74001,CD4001
Pozostałe
obudowa KM-22
złącze 9V (tzw. kijanka)
podstawka DIP14
zasilacz wtyczkowy niestabilizowany 3÷12V/0,3A
gniazdko zasilania (pasujące do wtyku zasilacza)

KKoom

mpplleett ppooddzzeessppoołłóóww zz ppłłyyttkkąą

jjeesstt ddoossttęęppnnyy ww ssiieeccii hhaannddlloowweejj AAVVTT

jjaakkoo kkiitt sszzkkoollnnyy AAVVTT-22668877..

Ciąg dalszy ze strony 50.

Dzięki temu diody LED można przylutować
bezpośrednio na płytkę, unikając w ten
sposób prowadzenia całej masy przewodów.
Pozwoliło to bez problemu zmieścić „duszo-
miernik” w mniejszej obudowie – KM26.

Montaż na płytce jest klasyczny i komuś, kto
trzymał (nagrzaną) lutownicę w ręce, nie
trzeba mówić, że najpierw należy wlutować
zwory, a potem pozostałe elementy, poczyna-
jąc od najmniejszych, a kończąc na najwięk-
szych.

Ze względu na brak elementów regula-
cyjnych (PR-ki i inne skomplikowane podze-
społy) układ po poprawnym zmontowaniu od
razu nadaje się do eksploatacji i... bardzo
cieszy duszę.

Mariusz Chilmon

Wykaz elementów

Rezystory
R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1MΩ
R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ...1MΩ
R3,R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100kΩ
R5,R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330Ω

Kondensatory
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V
C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczny
C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF...470nF

Półprzewodniki
D1-D3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED G 3mm

D4-D6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED Y 3mm
D6-D9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED R 3mm
D10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED dowolna
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4001
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4017

Inne
S1 . . . . . . . . . . . . . .µswitch lub inny przycisk zwierny
Y1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .piezo z gen.
Obudowa KM26
Złącze i gniazdo mini-jack
Złącze „kijanka”
Włącznik

KKoom

mpplleett ppooddzzeessppoołłóóww zz ppłłyyttkkąą jjeesstt ddoossttęęppnnyy ww ssiieeccii hhaannddlloowweejj AAVVTT

jjaakkoo kkiitt sszzkkoollnnyy AAVVTT-22668866

Rys. 2 Schemat montażowy

Rys. 2

Rys. 3

Elektronika dla Wszystkich

Dla posiadacza akwarium bardzo ważne jest,
aby temperatura wody była utrzymywana na
stałym określonym poziomie. Za niska lub za
wysoka może przyczynić się do śmierci da-
nego gatunku ryb. Bardzo ważną też jest
sprawa odpowiedniego oświetlenia i napo-
wietrzania akwarium. Proponowany układ to
prawdziwy kombajn, który ma następujące
możliwości:
- umożliwia sterowanie dołączonymi urzą-
dzeniami w trybie 24-godzinnym,
- odczytuje temperaturę oraz steruje grzałką,
by utrzymać ustawioną temperaturę,
- alarmuje o stanach „min” oraz „max” tem-
peratury,
- alarmuje o zbyt niskim poziomie wody
w akwarium,

- umożliwia podawanie dziennie do
dwóch dawek pokarmu,
- umożliwia załączanie i wyłączanie oświe-
tlenia o wprowadzonych godzinach,
- steruje pompką o dwóch zadanych godzi-
nach włączenia i wyłączenia,
- dodatkowy przycisk umożliwia włączenie
lub wyłączenie oświetlenia w dowolnym mo-
mencie,
- zapewnia pracę w trybie automatycznym
oraz ręcznym,
- wyposażony został także w alarm dźwięko-
wy oraz optyczny.
- Praca ręczna umożliwia ręczne sterowanie
światłem, pompką oraz dozownikiem pokar-
mu. Przy pracy ręcznej grzałka jest sterowa-
na automatycznie.

- Wykorzystanie układu

watchdoga zapobiegło skut-

kom, do jakich mogłyby dojść po

zawieszeniu się programu.
- Czytelny wyświetlacz LCD umożliwia pro-
stą obsługę sterownika.
- Wprowadzone parametry przechowywane
są w pamięci EEPROM, dzięki czemu jest
możliwe ich odtworzenie po włączeniu urzą-
dzenia.
- Dodatkowe awaryjne zasilanie umożliwia
pracę zegara podczas krótkotrwałych zani-
ków zasilania.
- Podczas braku napięcia zasilającego układ
nie wykonuje wielu czynności oraz przecho-
dzi w stan IDLE, dzięki czemu pobór prądu
ze źródła awaryjnego nie jest duży.

óó

Rys. 1

- Sterowanie elektrod mierzących poziom
wody zmiennym przebiegiem przyczyniło
się do ograniczenia występowania efektu
elektrolizy.

Te wszystkie możliwości uzyskano dzięki

sterowaniu mikroprocesorowemu. Cały pro-
gram sterujący zmieścił się w pamięci o po-
jemności 4k, w którą to wyposażony został
mikrokontroler AVR AT90S4433. Sterownik
umożliwia pomiar temperatury z dokładno-
ścią do 1

C, co w zupełności wystarczy. Czas

włączenia i wyłączenia dołączonych urzą-
dzeń, może być ustawiany z dokładnością do
godziny, nie ma potrzeby sterowania z do-
kładnością do minut.

Opis układu

Schemat ideowy akwariowego kombajnu
znajduje się na rysunku 1. Głównym ele-
mentem sterującym jest mikrokontroler AVR
o symbolu AT90S4433. Mikrokontroler ten
został wybrany ze względu na większą liczbę
portów oraz ze względu na pamięć progra-
mu, która dla niego wynosi 4k. Cały port PB
mikrokontrolera został wykorzystany do ste-
rowania wyświetlaczem LCD, natomiast
część portu PD steruje przekaźnikami wyko-
nawczymi. Pin PD3 steruje dozownikiem po-
karmu, do którego dołączony jest napęd se-
rwo. Na pinie PD.4 występuje przebieg pro-
stokątny, który poprzez C9 podawany jest na
jedną z elektrod mierzących poziom wody.
Jeżeli obie elektrody dołączone do Z2 znaj-
dują się w wodzie, przebieg prostokątny
przechodzi do drugiej elektrody i dalej przez
C8. Sygnał z C8 steruje bramką tranzystora
MOSFET T5. Na jego drenie pojawia się od-
wrócony sygnał prostokątny. Przy braku po-
łączenia elektrod z wodą na dre-
nie T5 utrzymuje się cały czas
stan wysoki dzięki wewnętrzne-
mu rezystorowi, który podciąga
pin PD2 do dodatniej szyny zasi-
lania. Pin PD1 steruje poprzez
tranzystor T4 buzzerem, nato-
miast przyciski S1-S4 umożli-
wiają sterowanie wszystkimi
funkcjami sterownika. Dioda
D3, wraz z rezystorem ograni-
czającym prąd R2, jest sygnali-
zatorem sytuacji alarmowych.
Elementy C5, C6 oraz X1 są od-
powiedzialne za taktowanie mi-
krokontrolera, natomiast kon-
densator C7 za jego poprawne
zerowanie. Jako termometr zo-
stał wykorzystany dokładny
czujnik temperatury DS1820,
z którego odczyt jest możliwy
po popularnej jednoprzewodo-
wej magistrali. Dodatkowy prze-
twornik A/C, w jaki został wy-
posażony mikrokontroler, umoż-
liwia stosowanie także innych
czujników temperatury jak po-

kazany na schemacie opcjonalny LM335. Po
zastosowaniu LM335 wymagana jest tylko
zmiana procedury odczytywania temperatu-
ry. Cały sterownik zasilany jest stabilizowa-
nym napięciem z wyjścia stabilizatora U3
poprzez diodę D1. Napięcie z anody diody
D1 służy do zasilania napędu serwo oraz jest
badane przez mikrokontroler, dzięki czemu
będzie on wiedział, kiedy braknie głównego
zasilania. Dla zmniejszenia poboru prądu na
podstawie tego sygnału ograniczana jest pra-
ca mikrokontrolera. Sterownik poprzez D2
zasilany jest z awaryjnego źródła napięcia,
przez co możliwe jest utrzymanie poprawnej
pracy zegara. Dioda D2 zapobiega przepły-
wowi prądu do baterii, natomiast kondensa-
tory C1-C4 filtrują napięcia zasilające układ.
Potencjometr P1 umożliwia ustawienie kon-
trastu wyświetlacza LCD. Diody LED D7-
D9 dodatkowo sygnalizują stan przekaźni-
ków. Oprogramowanie zawarte w mikrokon-
trolerze zostało napisane w bardzo popular-
nym w naszym kraju BASCOM AVR i zaj-
muje pełne 4k pamięci.

Szczegółowy opis programu, program,

listingi i rysunek płyty czołowej można
ściągnąć ze strony internetowej EdW
z działu FTP.

Montaż i uruchomienie

Sterownik należy zmontować na płytce dru-
kowanej przedstawionej na rysunku 2. Mon-
taż należy rozpocząć od wlutowania kilku
zworek, przechodząc dalej do elementów
najmniejszych i kończąc na włożeniu mikro-

procesora do podstawki. Dodatkowo na płyt-
ce należy wykonać zworkę przewodem, łą-
cząc ze sobą punkty oznaczone jako A1.
Przed całkowitym uruchomieniem sterowni-
ka warto sprawdzić poprawność napięcia za-
silającego mikrokontroler. Jeżeli jest prawi-
dłowe, można włożyć procesor do podstaw-
niki i włączyć układ. Powinien od razu dzia-
łać poprawnie, przy czym wymagana jest
jedna regulacja - kontrastu wyświetlacza,
której należy dokonać potencjometrem P1.
Jeżeli całość działa poprawnie, układ można
umieścić w pasującej obudowie KM-60, na-
klejając na jej przód płytę czołową przedsta-
wioną na rysunku 3. Można się nią także po-
służyć do wycięcia i wywiercenia potrzeb-
nych otworów w płycie czołowej obudowy.
Warto z tyłu obudowy umieścić wyłącznik
zasilania oraz gniazdo bezpiecznikowe.

Jako elektrody mierzące poziom wody

można zastosować kawałki grubszego drutu,
które przy za niskim poziomie wody powin-
ny być wynurzone. Można je przyczepić do
spinaczy od bielizny, które będzie można ła-
two przypiąć do szyby akwarium. Więcej
problemów może przysporzyć wykonanie
obudowy czujnika. Potrzebne będą do tego
celu metalowa rurka oraz wosk. Rurkę nale-
ży z jednej strony zatkać pewną ilością wo-
sku, po czym po jego ostygnięciu można
włożyć czujnik temperatury i zalewając go
woskiem, zatkać rutkę od góry. Zamiast wo-
sku można użyć także innych substancji, jak
choćby klejów dwuskładnikowych. Tak
przygotowany termometr jest już gotowy do
pełnienia swoich obowiązków.

Do rozwiązania pozostał jeszcze problem

dozownika pokarmu, którym może sterować
napęd serwo. W EdW 12/97 rozwiązanie jed-
nego z zadań Szkoły Konstruktorów doty-
czyło w całości zagadnień akwarystycznych.
Znalazło się tam kilka ciekawych rozwiązań
sterowników i dozowników pokarmu. Wy-
brałem z nich najciekawszy i moim zdaniem
najlepszy, który się sprawdzi w swojej roli
i będzie najmniej awaryjny. Jest on także ła-
twy w budowie. Proponowany szkic dozow-
nika ze wspomnianej Szkoły Konstruktorów
przedstawia rysunek 4. Do tak skonstruowa-
nego dozownika należy dołączyć serwo,
które będzie odpowiednio przesuwało rucho-
mą częścią dozownika. Do budowy dozowni-
ka można użyć części metalowych lub drew-
nianych zabezpieczonych lakierem przed
wilgocią. Zamiast trochę droższego czujnika
DS1820 można zastosować LM335, wyko-
rzystując przy tym wewnętrzny przetwornik
A/C mikrokontrolera. Przy jego zastosowa-
niu należy całkowicie zmienić procedurę od-
czytu temperatury. Przy czym odczytana
i przeliczona wartość z przetwornika powin-
na być zapisana do zmiennej „T”. Jeżeli będą
prośby, to napiszę taką procedurę do obsługi
termometru LM335. Jako źródło napięcia
rezerwowego można zastosować niewielką

Forum Czytelników

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 2 Schemat montażowy

baterię litową, której napięcie 3V utrzyma
mikrokontroler przy prawidłowej pracy pod-
czas braku głównego napięcia zasilającego.
Mogą to też być dwa lub trzy ogniwa 1,5V,
przy czym napięcie zasilania awaryjnego nie
powinno być większe od 4,5V.

Obsługa

Obsługa sterownika i ustawienie potrzeb-
nych parametrów są bardzo łatwe. Poniżej
opisana została obsługa sterownika, zarówno
dla trybu automatycznego, jak i manualnego.

Tryb Manualny:

O pracy sterownika w trybie manualnym

świadczy litera „M” na pierwszej pozycji
wyświetlacza.
- Przycisk „Pokarm” umożliwia dawkowanie
pokarmu.
- Przycisk „Pompa” umożliwia włącza-
nie/wyłączanie pompki.
- Przycisk „Światło” umożliwia włącza-
nie/wyłączanie oświetlenia.

Tryb manualny może się przydać, gdy po-

trzebne jest ręczne sterowanie wspomniany-
mi urządzeniami. Temperatura wody jest re-
gulowana samoczynnie, bez względu na wy-
brany tryb pracy urządzenia. Ponieważ tem-
peratura jest ustawiana w trybie automatycz-
nym sterownika, trzeba pamiętać o tym, aby
po pierwszym włączeniu układu ją zmienić.

Tryb automatyczny:
- Przycisk „Światło” umożliwia włącza-
nie/wyłączania oświetlenia.
- Przycisk „Kasuj” kasuje alarm dźwiękowy.
- Przycisk „Ustaw” wprowadza sterownik
w tryb ustawień, przy czym każde przyciśnię-
cie tego przycisku wyświetla kolejny parametr.

Parametry, jakie można ustawić po naci-

śnięciu przycisku „Ustaw”, są następujące:
1. „Temp”, czyli zadana temperatura wody,
można zmieniać ją w zakresie od 20 do
35

C przyciskiem „Zmień 1”.

2. „Tmin”, czyli za niska temperatura, która
ma powodować alarm. Można ją zmieniać
w zakresie od 15 do 40

C przyciskiem

„Zmień 1”. Powinna ona być mniejsza od
ustawień temperatury maksymalnej.
3. „Tmax”, czyli za wysoka temperatura,
która ma powodować alarm. Można ją zmie-
niać w zakresie od 15 do 40

C przyciskiem

„Zmień 1”. Powinna ona być większa od
ustawień temperatury minimalnej.
4. „P:1 on:, on:”, czyli godziny podania po-
karmu. Pierwszą godzinę można wprowadzić
przyciskiem „Zmień 1”, a drugą przyciskiem
„Zmień 2”. Zakres zmian wynosi od 0 do 25
godzin, przy czym wartość 25 oznacza brak
podania pokarmu.
5. „P:2 on:, off:”, czyli godziny pierwszego
włączenia i wyłączenia pompki. Przycisk
„Zmień 1” ustawia wartości godzin dla „on”,
natomiast przycisk „Zmień 2” dla „off”. War-
tości 25 oznaczają brak sterowania, ponie-
waż nie ma takiej godziny.
6. „P:3 on:, off” oznacza to samo co dla
punktu 5, tyle że umożliwia drugie włączenie
lub wyłączenia pompki. Przykładowo usta-
wienie w punkcie 5 może załączać pompkę
od 9 do 12, a ustawienie w punkcje 6 od go-
dziny 6 do 20.
7. „L: on:, off:”, czyli godziny włączenia
i wyłączenia oświetlenia. Znaczenie przyci-
sków „Zmień 1” oraz „Zmień 2” jest takie sa-
mo jak dla punktów 5 oraz 6.
8. Znak „*” na wyświetlaczu świadczy
o możliwości ustawienia zegara. Przyciskiem

„Zmień 1” ustawia się mi-
nuty, natomiast przyci-
skiem „Zmień 2” godziny.

Kolejne przyciśnięcie

przycisku „Ustaw” powo-
duje wyjście z trybu usta-
wień. O wyjściu z trybu
ustawień świadczy pierw-
szy znak na wyświetlaczu,

który może być „A” albo
„M” w zależności od try-
bu sterowania. Sterownik
cały czas powinien praco-
wać w tym trybie. Nie po-
winno się go zostawiać

przy którymś z ustawień.
Na koniec nie pozostało
mi nic innego jak życzyć
udanej i jak najbardziej
z a u t o m a t y z o w a n e j
hodowli rybek.

Marcin Wiązania

Forum Czytelników

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 3 Płyta czołowa (skala 50%)

Rys. 4 Szkic dozownika

Wykaz elementów

Rezystory
R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,7kΩ
R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470Ω
R3-R5,R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ
R6-R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .560Ω
R10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1MΩ
P1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ PR leżący

Kondensatory
C1,C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczny
C7-C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF
C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470µF/25V
C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V
C5,C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33pF

Półprzewodniki
B1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Mostek 1A okrągły
D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001
D2,D-D6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148
D3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED 3mm czerwona
D7-D9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED 3mm zielona
T1-T4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC548
T5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BS107
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .AT90S4433
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .DS1820
U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM7805
W1 .Wyświetlacz alfanumeryczny LCD 2x16 znaków

Inne
BT1 . . . . . . . . . .Gniazdo na baterię litową CR2032
S1-S3 . . . . . .Mikrostyki jak w układzie modelowym

lub podobne

S4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Przełącznik hebelkowy
TR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Transformator TS2/56
X1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Kwarc 8MHz
Z1,Z2,Z4-Z6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Złącza ARK2
Z3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Goldpin 1x3
PK1-PK3 . . . . . . . . . . . . . . .Przekaźnik RM96/12V
Q1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Piezo z generatorem
Obudowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .KM-60

Jerzy Krajewski

Głośniki i zestawy głośnikowe

Budowa, działanie, zastosowania

Wydawnictwa Komunikacji i Łączności

Dawno techniczna książka nie zrobiła na
mnie takiego pozytywnego wrażenia. Nie bez
powodu zdecydowałem się polecić ją Czytel-
nikom EdW w sposób szczególny. Otóż wie-
le listów w redakcyjnej poczcie, zwłaszcza
pytań do Skrzynki porad, dotyczy tematyki
audio, w tym wzmacniaczy, głośników, obu-
dów i zwrotnic głośnikowych. Duża część
tych listów wskazuje, że ich Autorzy mają
z gruntu fałszywe wyobrażenie o odtwarzaniu
muzyki, o sprzęcie audio, a w szczególności
o głośnikach i kolumnach.

Bardzo się ucieszyłem, że wyszła książka,

która ma szansę wzbogacić wiedzę, sprosto-
wać wiele bardzo uproszczonych, mylnych

wyobrażeń, a dociekliwym eksperymentato-
rom pokazać kierunek sensownych działań.

W pierwszych rozdziałach rzetelnie

omówione są podstawy akustyki, parametry
i rodzaje głośników, w tym wielu egzotycz-
nych, z którymi Czytelnik zapewne jeszcze
się nie spotkał. Mnóstwo cennych praktycz-
nych informacji zawierają obszerne rozdzia-
ły 5 i 6 omawiające zwrotnice elektryczne
oraz rozmaite obudowy głośnikowe. Właśnie
ten materiał jest najcenniejszy dla prakty-
ków. W dalszych rozdziałach można znaleźć
informacje o pomiarach głośników i kolumn
oraz garść, a raczej tylko szczyptę wska-
zówek odnośnie samodzielnej budowy zesta-
wów głośnikowych, zwanych potocznie ko-
lumnami. Całości dopełniają rozdziały o gło-
śnikach do kina domowego, o akustyce po-
mieszczenia i o wyborze fabrycznych zesta-
wów. Na końcu umieszczony jest przegląd
komputerowych programów pomocniczych
oraz galeria zestawów klasy High End.

Ja po przeczytaniu połowy książki oceni-

łem ją na szóstkę. Gdy doszedłem do końca,
ocenę nieco obniżyłem. Moim zdaniem, za
mało jest mowy o samodzielnym konstruo-
waniu kolumn. Z pewnością (w następnych
wydaniach) przydałoby się kilka wyczerpu-
jących przykładów od prostych i tanich do
bardziej wyrafinowanych. Autor słusznie po-
ruszył niezmiernie ważną kwestię wpływu
czynników subiektywnych na ocenę sprzętu
audio (np. że ocena kolumn zależy od głoś-
ności dźwięku – z reguły za lepsze uznaje się
te kolumny, które... grają głośniej), ale jak na
mój gust, jeszcze za mało. Chętnie widział-

bym też więcej wniosków praktycznych, na-
wet subiektywnych i dyskusyjnych. Nie jest
bowiem tajemnicą, że sfera sprzętu audio to
dosłownie pogranicze magii. Może nieco
przesadna byłaby tu analogia ze znaną bajką
o nagim królu. Ale niewątpliwie w tej dzie-
dzinie i środowisku obraca się wielu pseudo-
ekspertów, którzy ani nie znają się na elektro-
nice, ani nie mają słuchu. Opanowali jedynie
audiofilski żargon i czarują naiwnych na za-
sadzie znanej z licznych religijnych cudów:
„kto niegodny – nie zobaczy”. Oczywiście
nikt nie chce wyjść okazać się profanem i nie
przyznaje się, że cudu nie widzi (nie słyszy).

Dla mnie rozmaite, rzetelnie podane infor-

macje techniczne nie są najważniejszą zaletą
tej publikacji. Za cenniejsze uznaję to, że
omawiana książka prostuje naiwne wyobra-
żenia. Otóż książka ta ukazuje skalę proble-
mu przy konstruowaniu kolumn do wysokiej
jakości systemów audio. Udowadnia, że spra-
wa odtwarzania dźwięku jest wyjątkowo zło-
żona, że w grę wchodzi mnóstwo rozmaitych
czynników oraz że nie ma jednego jedynego
optymalnego rozwiązania i jednych idealnych
kolumn. Dzięki temu miłośnik audio z zacię-
ciem praktyka-eksperymentatora może bez
kompleksów cieszyć się własnymi, coraz lep-
szymi opracowaniami kolumn. A inni Czytel-
nicy uwolnią się od błędnych wyobrażeń i nie
ulegną tak łatwo bezwartościowym opiniom
pseudoekspertów. Choćby z tych względów
książka ta powinna znaleźć się w biblioteczce
każdego miłośnika sprzętu audio.

Piotr Górecki

Recenzja

Elektronika dla Wszystkich

Ciąg dalszy ze strony 51.

Następnie wykorzystując klej nakładany na
gorąco za pomocą pistoletu przyklejamy do
obudowy złącza gniazdo cinch. Zrobić to na-
leży w miejscu przewidzianym na przewód.
Następnie pomiędzy złączem DB25, gnia-
zdem cinch i diodą D2 włożoną w wywierco-
ny otwór lutujemy pozostałe elementy. Posił-
kujemy się przy tym schematem ideowym
z rysunku 1 i zdjęciem modelu. Na końcu po-
zostaje tylko skręcić obudowę.

Po zmontowaniu układu ze sprawnych

elementów generator powinien zadziałać od

razu po podłączeniu.
Sprawdzić go możemy
poprzez podłączenie dio-
dy LED do jego wyjścia.
Po podłączeniu układu do
portu, włączeniu progra-
mu F-Generator i kliknięciu na przycisk ON
dioda ta powinna świecić z nastawioną czę-
stotliwością. Jeżeli tak się nie stało, to spraw-
dzić należy przede wszystkim poprawność
montażu i sprawność elementów. Generator
współpracuje tylko z portem COM2.

A co z komputerami, które mają oba gnia-

zda portu szeregowego typu DB9?

Można zastosować przejściówkę DB9 na

DB25, a najlepiej dany układ zmontować na

gnieździe DB9. Oto numery odpowiadają-
cych sobie wyprowadzeń portu:

W obecnie produkowanych komputerach

oba gniazda portu szeregowego wyprowa-
dzonego na obudowę są typu DB9. Gniazdo
DB25 jest jednak lepsze, bo można w jego
obudowie „schować” większy układ elektro-
niczny.

Dariusz Drelicharz

dariuszdrelicharz@interia.pl

Wykaz elementów

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100Ω

R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ

R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .820Ω

D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001

D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED 3mm

S1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .gniazdo DB25

Obudowa do gniazda DB25

Gniazdo chinch

DB25 >> DB9
4 >> 7
7 >> 5
20 >> 4

Elektronika dla Wszystkich

Konieczność częstej jazdy na krótkich odcin-
kach, to ciągłe szukanie i obracanie w ręku
kluczyka! Sytuacja taka skłoniła mnie do
opracowania modnego obecnie w najnow-
szych samochodach przycisku służącego do
uruchamiania i zatrzymywania silnika. Urzą-
dzenie zostało zamontowane w samochodzie
Skoda Octavia 2,0 z silnikiem benzynowym,
dokładny opis montażu dotyczy więc tego sa-
mochodu. Bez przeszkód jednak można urzą-
dzenie montować, z uwzględnieniem odpo-
wiedniego podłączenia, do każdego samo-
chodu z silnikiem benzynowym, a po nie-
wielkiej modyfikacji schematu, również do
samochodów z silnikami wysokoprężnymi.
W celu podłączenia urządzenia nie trzeba do-
konywać żadnych zmian w instalacji elek-
trycznej samochodu. Wykorzystuje się istnie-
jące połączenia stykowe, i można w przypad-

ku awarii urządzenia wrócić do stanu poprze-
dniego przez przełożenie dwóch wtyczek.

Urządzenie w stanie spoczynku nie pobie-

ra żadnego prądu, jest zachowana tzw. „prze-
rwa powietrzna”.

Zasada działania

Działanie urządzenia jest następujące:
- Naciśnięcie i przytrzymanie przycisku po-
woduje natychmiastowe włączenie zapłonu
i pozostałych odbiorników, a po czasie
opóźnienia około 0,8-1s następuje włączenie
rozrusznika oraz odłączenie wszystkich
odbiorników zbędnych w czasie rozruchu.
Czas pracy rozrusznika zależy od czasu trzy-
mania przycisku.
- Puszczenie przycisku powoduje natychmia-
stowe wyłączenie rozrusznika (silnik pracu-
je).

- Ponowne naciśnięcie przycisku powoduje
natychmiastowe wyłączenie zapłonu i za-
trzymanie silnika. Czas naciskania przy wy-
łączeniu jest dowolny.
- Krótkie naciśnięcie przycisku, o czasie
krótszym niż czas opóźnienia (0,8-1s.), po-
woduje włączenie zapłonu i pozostałych
odbiorników bez uruchamiania rozrusznika.
Jest to potrzebne do celów serwisowo-kon-
trolnych, np. sprawdzenie kierunkowskazów,
świateł, itp.
- Ponowne naciśnięcie wyłącza układ do sta-
nu wyjściowego. Czas naciskania przy wyłą-
czeniu jest dowolny.
- Gdy zapłon jest włączony, ale nie pracuje
silnik, po czasie około 5 minut następuje au-
tomatyczne wyłączenie zapłonu i powrót
urządzenia do stanu wyjściowego.

„„

””

Rys. 1 Schemat ideowy

Forum Czytelników

Schemat ideowy urządzenia pokazany jest

na rysunku 1, a uproszczony schemat ukła-
du załączającego z przekaźnikami A i B na
rysunku 2. Rysunek 2a pokazuje stan sty-
ków w stanie wyjściowym (spoczynkowym),
rysunek 2b – w stanie załączenia. Gdy prze-
kaźniki są w stanie wyjściowym, naciśnięcie
i trzymanie przycisku P powoduje przez sty-
ki a

i a

włączenie przekaźnika B i zwarcie

styków b

i wykonawczego b

Przycisk P jest jeszcze trzymany, więc

uzwojenie przekaźnika A jest zwarte i prze-
kaźnik A nie przełącza swoich styków a

i a

Puszczenie przycisku P powoduje rozwarcie
uzwojenia przekaźnika A i jego zadziałanie,
styki a

i a

przejdą do pozycji pokazanej na

rysunku 2b. Przekaźnik B jest jednocześnie
podtrzymywany prądem płynącym przez
uzwojenie przekaźnika A. W takim stanie za-
łączenia, jeżeli uzwojenia przekaźników ma-
ją jednakową rezystancję, na każdym z nich
występuje połowa napięcia zasilania
(w punkcie X). Stan załączenia może się
utrzymywać dowolnie długo. Ponowne naci-
śnięcie i trzymanie przycisku P powoduje
zwarcie uzwojenia przekaźnika B i jego
zwolnienie, przekaźnik A jest w stanie włą-
czonym. Puszczenie przycisku P powoduje
również zwolnienie przekaźnika A i cały
układ znajdzie się w stanie wyjściowym.
Działanie tego układu jest bardzo pewne, du-
żo pewniejsze niż przycisków z blokadą me-
chaniczną. W stanie przejściowym, w czasie
naciskania przycisku P, na uzwojeniach prze-
kaźników A i B występuje naprzemian pełne
napięcie zasilania: w czasie załączania na
uzwojeniu B, a w czasie wyłączania na
uzwojeniu A. Z powyższego wynika, że
w punkcie X (rys.1 oraz rys.2) w chwili załą-
czania i trzymania przycisku P występuje na-
pięcie 12V, a w stanie załączenia, z chwilą
puszczenia przycisku występuje napięcie 6V.
Ta zmiana napięcia w punkcie X jest wyko-
rzystana do uruchamiania i zatrzymywania
rozrusznika (przekaźnika R).

Opis układu

Gdy przycisk P jest naciśnięty, w punkcie
X jest napięcie 12V, zostaje włączony prze-
kaźnik B, zostaje włączony przekaźnik
Z (zapłon) oraz zasilanie układu scalonego
US1. Dzielnik R3R4 powoduje, że w punk-

cie Y pojawi się napięcie około 7V. Napię-
cie to przez układ opóźniający R5C1 jest
podane na wejście bramki B1. Jest to bram-
ka z wejściem Schmitta, a więc stan logicz-
ny na wyjściu tej bramki zmieni się dopiero
po przekroczeniu pewnego progowego na-
pięcia na wejściu. Progowe napięcie, przy
zasilaniu 12V wynosi około 5,3V. Dzięki
elementom R5C1 napięcie w punkcie
S osiągnie wartość progową po czasie około
0,8-1s. Do osiągnięcia tego napięcia na wyj-
ściu B1 jest stan niski, a więc na wyjściu
bramki B2 stan wysoki, następuje wystero-
wanie tranzystora T2 i uruchomienie prze-
kaźnika R. Puszczenie przycisku powoduje
pojawienie się w punkcie Y napięcia około
3,6V, a więc poniżej progu Schmitta i prze-
kaźnik R zostanie wyłączony. Dioda D4 za-
pewnia szybkie rozładowanie kondensatora
C1 do napięcia 3,6V i natychmiastowe wy-
łączenie rozrusznika po zwolnieniu przyci-
sku. Czas opóźnienia włączenia rozrusznika
w zależności od czasu stabilizowania się
„elektroniki” w samochodzie można dobie-
rać w szerokich granicach zmieniając war-
tość rezystora R5. Wartość rezystorów R3
i R4 nie są zbyt krytyczne, ale szczególnie
przy małej ich rezystancji należy przestrze-
gać zależności R3/R4=0,6. Dla przykładu,
w czasie prób, zastosowanie rezystorów
R3=22k

Ω i R4=33kΩ pojawienie się w punk-

cie Y napięcia około 6,1V, co przy wielokrot-
nym włączaniu i wyłączaniu powodowało, że
nie zawsze był uruchamiany przekaźnik R.
Przy zachowaniu tej zależności nie było tego
problemu i można było stosować inne warto-
ści rezystorów.

Podłączenie uzwojenia przekaźnika R do

punku X zabezpiecza przed przypadkowym
włączeniem rozrusznika w czasie pracy silni-
ka na wypadek awarii układu np. gdy zosta-
nie uszkodzony lub odłączony rezystor R4.
Małe napięcie w punkcie X nie jest w stanie
uruchomić przekaźnika R. Przypadkowe na-
ciśnięcie przycisku w czasie pracy silnika
również nie uruchomi rozrusznika, tylko spo-
woduje wyłączenie zapłonu.

Tranzystor T1 oraz układ z bramkami B3

i B4 służą do wyłączenia zapłonu po czasie
około 5 minut gdy silnik nie pracuje. Jako je-
dynkę logiczną symbolizującą pracę silnika
(istnienie obrotów) wykorzystano napięcie
zasilania pompy paliwa. Jeżeli zapłon zosta-
nie włączony, ale nie uruchomiony silnik, lub
gdy silnik zatrzyma się z jakichkolwiek po-
wodów, sterownik silnika odłącza po kilku
sekundach zasilania pompy paliwa. W samo-
chodzie Skoda Octavia napięcie zasilania po-
mpy paliwa jest podawane przez bezpiecznik
w skrzynce bezpieczników oznaczony nume-
rem 28. W chwili naciśnięcia przycisku w ce-
lu włączenia zapłonu, lub uruchomienia sil-
nika, w punkcie X pojawi się napięcie
12V i przez układ startowy D3R7 zostanie
wprowadzony w stan przewodzenia tranzy-
stor T1. Dopiero wtedy zostanie uruchomio-
ny przekaźnik B i podane napięcie zasilania
na układ scalony US1. Jeżeli silnik nie pracu-
je, na wejściach bramki B3 jest stan niski,
a na wyjściu wysoki i rozpoczyna się łado-
wanie kondensatora C2 przez rezystor R8. Po
czasie około 5 min. napięcie na wejściach
bramki B4 osiągnie wartość progową, na
wyjściu bramki B4 pojawi się stan niski i zo-
stanie zablokowany tranzystor T1 i tym sa-
mym wyłączone przekaźniki A i B. Gdy sil-
nik pracuje, na wyjściu bramki B3 jest cały
czas stan niski, a na wyjściu B4 wysoki
i tranzystor T1 jest w stanie przewodzenia.

Dioda D5 służy do szybkiego rozładowa-

nia kondensatora C2 w chwili włączania za-
płonu, gdyż przez kilka sekund jest wtedy na
wyjściu bramki B3 stan niski.

W starszych samochodach, gdzie nie jest

stosowana elektryczna pompa paliwa można
zrezygnować z tego układu, zwierając kolek-
tor z emiterem tranzystora T1, lub łącząc nóż-
ki 1 i 2 układu US1 do nóżki 14. Należy jed-
nak wtedy zawsze pamiętać o sprawdzeniu

Forum Czytelników

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 2 Układ załączający

a) stan spoczynku

b) stan załączenia

Rys. 3 Połączenia styków wykonaw-

czych

czy zapłon jest wyłączony. Najlepiej dobudo-
wać prosty elektromagnetyczny czujnik ist-
nienia obrotów dający na wyjściu logiczną
jedynkę.

Rezystory R1 i R2 redukują napięcia wy-

stępujące na przekaźnikach w stanach przej-
ściowych do napięcia pracy, a w stanie załą-
czenia ograniczają prąd płynący przez uzwo-
jenia zmniejszając ich nagrzewanie się. Kon-
densator C3 eliminuje błędne zadziałania
przekaźników powodowane drganiem sty-
ków przycisku P.

Styki wykonawcze przekaźników R i Z,

w takim połączeniu jak na rysunku 1,
odwzorowują działanie stacyjki samocho-
dów Skoda Octavia. Na płytce drukowanej
punkty lutownicze służą tylko do przyluto-
wania podstawek przekaźników. Odpowie-
dnie połączenia należy wykonać izolowa-
nym przewodem o przekroju 2mm

. Na ry-

sunku 3 są pokazane inne możliwości połą-
czenia tych styków. Gniazdo wiązki docho-
dzącej do stacyjki jest pokazane na rysunku
4a, a połączenia dokonywane przez stacyjkę
w tabeli pokazanej na rysunku 4b. Oznacze-
nia styków na stacyjce i na gnieździe wiązki
są takie same.

Montaż i uruchomienie

Układ jest połączony z instalacją za pomocą
dodatkowej wiązki przewodów zakończonej
z jednej strony typowym ośmiostykowym
złączem konektorowym („kostka połączenio-
wa), a z drugiej strony – samodzielnie wyko-
nana wtyczka dopasowana do gniazdka sta-
cyjki. Przewody do masy i do bezpiecznika
pompy paliwa biegną oddzielnie, poza
wtyczką. Sposób wykonania wtyczki poka-
zany jest na rysunku 5.

Przebijając się przez papier do gniazda

stacyjki należy włożyć trzy kołki prowadzą-
ce, wykonane z plastyku, oraz wszystkie po-
trzebne styki z już podłączonymi przewoda-
mi, następnie na papierze narysować kształt
przyszłej wtyczki – tak aby skrajne styki by-
ły oddalone około 5mm od brzegów. Prze-
strzeń wtyczki należy wypełnić starannie
ugniecioną „Poxiliną”, służącą do naprawy
rur kanalizacyjnych i wodociągowych. Po
około 10 minutach „Poxilina” nabiera twar-
dości metalu i tak ulepionej wtyczce można
poprawić kształt przez piłowanie lub szlifo-
wanie. „Poxilina” jest produkowana na bazie
żywicy epoksydowej i ma bardzo dobre wła-
ściwości dialektryczne i mechaniczne.
W „Octavii” urządzenie zostało zamontowa-
ne na dnie pulpitu po stronie kierowcy tuż
nad półeczką na drobiazgi. Jako przycisk
„start-stop” został wykorzystany przycisk
służący do uruchamiania elektromagnesu
otwierającego dostęp do korka wlewu pali-
wa. Jest on ergonomicznie umiejscowiony,
oraz posiada podświetlenie, co również ma
znaczenie. Dodatkowy przycisk do korka
wlewu można zamontować w dowolnym, na-

wet mało dostępnym
miejscu, gdyż korzysta się
z niego raz na kilka dni.

Przycisk „Start-stop”

nie powinien być zbyt
mały ani zbyt delikatny.
Należy pamiętać, że samo-
chodem jeździ się również zi-
mą i w rękawicach.

Płytka drukowana pokaza-

na jest na rysunku 6. Montaż
jest klasyczny i nie powinien
nikomu sprawić trudności.

Obudowa urządzenia zo-

stała wykonana z blachy
ocynkowanej. Szkic obudowy
jest pokazany na rysunku 7.
Górna pokrywa obudowy jest
tak dopasowana,
że dociska prze-
kaźniki A i B do
podstawek.

Na koniec,

jeżeli się chce
zamontować taki
przycisk i wygo-
dnie z niego ko-
rzystać, trzeba
rozwiązań kilka
d o d a t k o w y c h
problemów.

Te problemy

to:
- kluczyk,
- imobilizer,
- pilot autoalar-
mu,
- mechaniczna
blokada kierow-
nicy,
- dodatkowe za-
bezpieczenie samochodu.

W zakładzie ślusarskim należy

dorobić dwa kluczyki bez trans-
ponderów immobilizera. Jeden klu-
czyk należy obciąć tak, aby po
włożeniu do stacyjki wystawał na
około 4-5mm i po przekręceniu
kombinerkami do pozycji włączo-
nego zapłonu pozostawić w stacyj-
ce na stałe. W ten sposób zostanie
wyłączona mechaniczna blokada

Forum Czytelników

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 4 Stacyjka i gniazdo stacyjki Skody Octavia

a) gniazdo

b) tabela połączeń

Rys. 5 Sposób wykonania wtyczki

Rys. 6 Schemat montażowy

Rys. 7 Szkic obudowy

Forum Czytelników

Elektronika dla Wszystkich

kierownicy. Drugi kluczyk będzie jako zapa-
sowy wyłącznie do otwierania i zamykania
drzwi, na wypadek gdyby zawiódł pilot auto-
alarmu, lub centralny zamek.

Oryginalny kluczyk z transponderem im-

mobilizera należy umieścić w specjalnej pod-
stawce w formie pudełka ze szczeliną i cew-
ką magnetyczną, służącą do sprzężenia trans-
pondera z immobilizerem.

Kluczyk można wyjmować z przystawki

i wkładać podobnie jak kartę magnetyczną,
wtedy gdy samochód trzeba pozostawić na
dłużej, np. na noc.

Sposób wykonania przystawki pokazany

został na rysunku 8. Pudełko może być wy-
konane z dowolnego materiału, ale najwygo-
dniej je zlutować z cynowanej blachy o gru-
bości 0,3mm. Wymiary pudełka i cewki mu-
szą być dopasowane do kluczyka w ten spo-
sób, aby po włożeniu kluczyk oparł się
o ściankę i ceweczka transpondera znalazła
się w środku wnętrza nawiniętej cewki.
Oparcie o ściankę ustala jednoznacznie po-
łożenie kluczyka. Kluczyk jest przytrzymy-
wany sprężystym uchwytem, wygiętym
z paska tej samej blachy o szerokości około
3cm. Uchwyt należy przylutować do ścianki
pudełka. Na karkas cewki idealnie nadaje się
zewnętrzna część pudełka po zapałkach. Po
odpowiednim przecięciu i uformowaniu na-
leży przykleić boki z tektury odpowiedniej
grubości. Sposób wykonania jest pokazany
na rysunku. Tak wykonany karkas należy
kilkakrotnie zanurzyć w farbie nitro i jego
trwałość będzie wystarczająca. Cewka we-
wnątrz pudełka jest przytrzymywana odpo-
wiednimi paskami z blachy, przylutowanymi

do boków pudełka. Oryginalną cewkę znaj-
dującą się w stacyjce należy odłączyć przez
wyciągnięcie wtyczki i podłączyć nawiniętą
cewkę za pomocą odpowiednio dobranego
złącza, oraz przewodów odpowiedniej dłu-
gości.

W „Octavii” pudełko z cewką najwygo-

dniej zamocować na półeczce na drobiazgi
po stronie kierowcy, skierowując go szczeli-
ną w prawą stroną. Kluczyk jest wtedy nie-
widoczny i jednocześnie można go łatwo
wkładać i wyjmować.

Cewka zawiera 1000 zwoi drutu o średni-

cy 0,2mm.

Pilot autoalarmu (lub drugi kluczyk, jeże-

li pilot jest w kluczyku) najwygodniej jest
umocować za pomocą agrafki na krótkim
łańcuszku wewnątrz kieszeni ubrania, tak
aby znajdował się około 10cm od dna kiesze-
ni. Można wtedy łatwo go znaleźć oraz
otwierać i zamykać drzwi nie wyjmując
z kieszeni.

Jako dodatkowe zabezpieczenie najpro-

ściej jest zamontować szeregowo połączony
z przyciskiem „Start-stop”, drugi – ukryty
(niekoniecznie) przycisk.

Lepszym rozwiązaniem jest zamontowa-

nie automatycznego zabezpieczenia odcina-
jącego zasilanie pompy paliwa. Takie zabez-
pieczenie, opisane w EdW 11/2003, zostało
zamontowane w tym samym samochodzie,
jeszcze przed zamontowaniem przycisku
„start-stop”.

Marian Burkowski

Wykaz elementów

Rezystory
R1,R2 . . . . . . . . . . .47Ω/0,5W
R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . .20kΩ
R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . .33kΩ
R5 . . . . . . . . . . . . . . . . .680kΩ
R6,R9 . . . . . . . . . . . . . . . .1kΩ
R7 . . . . . . . . . . . . . . . . .5,6kΩ
R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . .1MΩ
R10 . . . . . . . . . . . . . . . .100kΩ
R11 . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ

Kondensatory
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . .470nF
C2 . . . . . . . . . . . . .470µF/25V
C3 . . . . . . . . . . . . . . . . .220nF

Półprzewodniki
T1,T2 . . . . . . . . . . . . . . .BD135
D1-D7 . . . . . . . . . . . . .1N4007
US1 . . . . . . . . . . . . . . .CD4093

Pozostałe
A,B . . . .przekaźnik G5V-2-5VDC
R,Z . . . . .przekaźnik LY-2-12VDC
Podstawki pod przekaźniki (LY)
PT08-0

Rys. 8 Przystawka do kluczyka

Elektronika dla Wszystkich

Elektroniczne serduszko wytwarza efekty
świetlne i akustyczne. Może być doskona-
łym prezentem dla osoby darzonej uczu-
ciem. Ponadto samodzielne wykonanie te-
go prezentu dodatkowo podniesie jego wa-
lory w oczach osoby nim obdarowanej,
bardziej niż „gotowiec” kupiony na stoisku
z upominkami.

Opis układu

Schemat ideowy przedstawiony został na ry-
sunku 1. Zasada działania nie powinna bu-
dzić większych wątpliwości. Multiwibrator
astabilny wykonany na układzie NE555 wy-
twarza impulsy, których okres zależy od war-
tości elementów C1 i P1. Wartość tych ele-
mentów można dobrać według własnych
upodobań, w taki jednak sposób, aby zapala-
nie diod LED następowało w miarę
szybko i płynnie. Impulsy z wyjścia
układu U1 są doprowadzone do wej-
ścia licznika-dekodera 1 z 10 wykona-
nego na układzie U2 4017, gdzie są one
zliczane i dekodowane. Impulsy poja-
wiające się na wyjściu dekodera są kie-
rowane za pośrednictwem rezystorów
R2-R11 do tranzystorów T1-T10 steru-
jących od strony katod zapalaniem się
dwukolorowych diod LED. Natomiast
impulsy pojawiające się na wyjściu
przeniesienia licznika-dekodera U2 są
doprowadzane do wejścia scalonego
dzielnika częstotliwości U3 typu 4024.

Impulsy te są dzielone w tym ukła-

dzie i w zależności od wybranego
podziału częstotliwości pojawią się
w określonym czasie na wyjściu dzielni-
ka. Wyjścia Q1-Q6 dzielnika U3 zosta-
ły dołączone do sześciopozycyjnego
przełącznika SW DIP, za pomocą które-
go wybieramy odpowiedni stopień
podziału częstotliwości impulsów wej-
ściowych. Ponieważ do sterowania
dwukolorowymi diodami LED od stro-
ny anod potrzebne są dwa przebiegi o
odwrotnej fazie, z drugiej strony sze-
ściopozycyjnego przełącznika SW DIP
dołączony został inwerter wykonany na
tranzystorze T11. Zarówno do wejścia,
jak i wyjścia tego inwertera zostały do-

łączone dwa tranzystory T12 i T13, które ste-
rują diodami LED od strony anod. Ponieważ
tranzystory te zostały dołączone do wejścia
oraz do wyjścia inwertera (T11), zawsze prze-
wodzi tylko jeden z tranzystorów T12 lub
T13. Anody dwukolorowych diod LED są po-
łączone równolegle, osobno dla czerwonego
i zielonego koloru. Dzięki opisanemu wyżej
sposobowi sterowania tranzystorami T12
i T13 zawsze przewodzi tylko jeden z tych
tranzystorów i zawsze włączona jest tylko jed-
na z anod dwukolorowych diod LED, niemoż-
liwe jest jednoczesne włączenie dwóch kolo-
rów. Tak więc dwukolorowe diody LED są
sterowane od strony katod przez tranzystory
T1-T10, od przewodzenia których zależy,
która z dwukolorowych diod LED D1-D10
w danej chwili świeci, oraz tranzystorów T12

i T13, od przewodzenia których zależy, w ja-
kim kolorze będzie świeciła zapalona dioda
LED. Jest to po prostu multipleksowy sposób
sterowania diodami LED.

Opisany układ jest uniwersalny - można

zastosować dwukolorowe diody LED ze

Rys. 1 Schemat ideowy

Forum Czytelników

wspólną anodą lub ze wspólną katodą. W za-
leżności od zastosowanych diod LED należy
zewrzeć zwory Z1 lub Z2. Jasność świecenia
diod LED zależy od wartości rezystorów R16
i R17.

Zaświecanie się diod tego serduszka to

jednak nie wszystko. Układ elektronicznego
serduszka został dodatkowo wyposażony
w pozytywkę odgrywającą okresowo melo-
dyjkę. Do tego celu zostało wykorzystane
wyjście Q7 dzielnika częstotliwości U3. Na-
pięcie pojawiające się okresowo na tym wyj-
ściu jest wzmacniane na tranzystorze T14
i kierowane do prostego stabilizatora napię-
cia na elementach R19 i D12, z którego jest
zasilany układ pozytywki (UM 66). Układ
scalony pozytywki U4 bezpośrednio steruje
przetwornikiem piezoelektrycznym.

Częstotliwość włączania pozytywki zale-

ży przede wszystkim od częstotliwości multi-
wibratora astabilnego, a także numeru wyj-
ścia dzielnika częstotliwości U3, które steruje
włączaniem pozytywki. Wybrano jednak wyj-
ście Q7, co powoduje, iż po włączeniu się po-
zytywki będzie ona stosunkowo długo grała
melodyjkę, lecz taki sam czas trze-
ba czekać na jej włączenie. Jako
układ pozytywki proponuję układ
grający melodyjkę „Dla Elizy” Be-
ethovena, co znacząco podkreśli
wartość wykonanego serduszka.

Montaż

i uruchomienie

Przedstawiony układ elektronicz-
nego serduszka w modelowym
rozwiązaniu został zmontowany na
dwóch płytkach drukowanych (ry-
sunek 2 i 3), jednostronnej płytce
sterownika i dwustronnej płytce
wyświetlacza. Płytki połączone są
ze sobą na tzw. „kanapkę” za po-
mocą goldpinów. Płytki zostały
dostosowane do plastikowej obu-
dowy KM33B. Po dopasowaniu
płytek do obudowy należy wytra-
sować położenie diod LED w po-
krywie obudowy, aby ułatwić so-
bie montaż całości. W tym celu
płytkę wyświetlacza należy wło-
żyć w górną część obudowy
KM33B tak jak będzie ona później
montowana. Następnie wiertarką
z wiertłem 1mm, poprzez otwory
katod diod LED, w płytce wyświe-
tlacza, wiercimy otworki w pokry-
wie obudowy. Otwory te następnie
rozwiercamy do średnicy 5mm
diod LED.

Montaż płytki sterownika roz-

poczynamy od wlutowania czterech
zwór. Na tej płytce zamontowano
suwakowy (hebelkowy) przełącz-
nik. Goldpiny „żeńskie” zamoco-
wano po stronie elementów sterow-

nika po wcześniejszym usunięciu co drugiego
pinu tak, aby uzyskać rozstaw pinów 5mm.
Jeśli nie planujemy zmian częstotliwości
świecenia diod LED, to zamiast przełącznika
SW1 można zastosować zworę.

Płytka wyświetlacza ma umowną stronę

elementów - tę, na której umieszczone są
diody LED, i umowną stronę ścieżek - tę na
której umieszczone są tranzystory T1-T10.
Elementy na tej płytce są umieszczone po jej
obu stronach i są także lutowane po jej oby-
dwu stronach. Diody LED montujemy po
stronie elementów maksymalnie nisko. Pod-
czas montażu diod LED należy zwrócić uwa-
gę, aby wyprowadzenia koloru czerwonego
i zielonego diod LED były połączone razem
tj. wszystkie „zielone” do jednej ścieżki
i wszystkie „czerwone” do drugiej ścieżki.
Inaczej zmiana koloru diod LED w czasie
pracy zabawki będzie mało zauważalna. Po
stronie elementów montujemy także rezysto-
ry R16, R17 oraz zworę Z1. Natomiast od
strony ścieżek płytki wyświetlacza montuje-
my tranzystory T1-T10 oraz goldpiny „mę-
skie”. Goldpiny te należy wcześniej rozciąć

ostrym nożem tak, aby otrzymać poszczegól-
ne piny osobno rozdzielone. Należy je umie-
ścić w „żeńskiej” części goldpinów, posiada-
jącej metalowy styk. Następnie na to nakła-
damy płytkę wyświetlacza i lutujemy po-
szczególne piny do płytki wyświetlacza, do-
ciskając obydwie płytki do siebie.

Po poprawnym zmontowaniu układ powi-

nien od razu pracować. Regulacji wymaga je-
dynie częstotliwość zaświecania kolejnych
diod LED oraz częstotliwość zmian koloru
świecenia tych diod. Aby dźwięk pozytywki
był dobrze słyszalny, należy zastosować prze-
twornik piezoelektryczny w plastikowej obu-
dowie z otworem, który to otwór powinien
wychodzić na zewnątrz obudowy zabawki.

Płytki po złączeniu ich goldpinami nie

wymagają dodatkowego montowania w obu-
dowie, wystarczy płytkę wyświetlacza wło-
żyć diodami LED we wcześniej wywiercone
otwory. Dodatkowo, na górnej części obudo-
wy można nakleić ozdobną folię samoprzy-
lepną, a wewnątrz diod LED ułożonych
w kształcie serca można wkleić czerwone sa-
moprzylepne serduszko z napisem „Kocham
Cię”.

W modelowym urządzeniu przy zasilaniu

z nowej baterii 6F22/9V pobór prądu wyno-
sił około 10mA. Pobór prądu zależy głównie
od jasności świecenia diod LED ustalanej za
pomocą rezystorów R16 i R17.

Krzysztof Kawa

Forum Czytelników

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 2,3 Schematy montażowe

Wykaz elementów
Rezystory
R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47kΩ
R2-R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22kΩ
R12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ
R13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22kΩ
R14,R15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22kΩ
R16,R17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100kΩ
R18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22kΩ
R19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1kΩ
P1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .POT 22kΩ
Kondensatory
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2µF/16 V
C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF
Półprzewodniki
D1-D10 . . . . . . .LED dwukolorowe wspólna katoda
D11 . . . . . . . . . . .1N4001 – dowolna prostownicza
D12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3,3V – dioda Zenera
T1-T11,T14 . . . . . . . . . . . . .BC237 (dowolny NPN)
T13,T14 . . . . . . . . . . . . . . .BC307 (dowolny PNP)
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .NE555 CMOS
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .CD4017
U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .CD4024
U4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .UM66
Inne
DipSwitch x 6
Piezo z gen.
Goldpiny
Obudowa KM33B

Elektronika dla Wszystkich

W słynnym czasopiśmie „Nature” w końcu
września pojawił się artykuł relacjonujący
najnowsze osiągnięcia naukowców Philipsa
w dziedzinie elektronicznego papieru (Ro-
bert A. Hayes, B. Johan Feenstra, Video-spe-
ed electronic paper based on electrowetting,

„Nature” Vol. 425, pp. 383-385, 25 Septem-
ber 2003). Nieco wcześniej poinformował
o tym Philips. Podstawowa zasada działania
nowych wyświetlaczy opartych na elektro-
zwilżaniu jest niezmiernie prosta i można ją
przeanalizować za pomocą rysunku 1. Ko-

mórka wyświetlacza umieszczona jest na
białym podłożu. W spoczynku zabarwiony
olej rozlewa się równomiernie po po-
wierzchni elektrody i całkowicie zasłania
białe podłoże. Komórka jest ciemna.

Włączenie napięcia stałego pomiędzy

Płaskie kolorowe wyświetlacze po-

bierające niewiele energii elektrycz-

nej to cel marzeń i wysiłków wielu

konstruktorów. Nietrudno chyba wy-

obrazić sobie kolorowy telewizor

o przekątnej ekranu nawet kilku me-

trów... zwijany w rulon, który można

zawiesić na ścianie w dowolnym

miejscu. Mniejsze kolorowe wyświe-

tlacze osobiste też byłyby zwijane

w rulonik. Taki wyświetlacz po roz-

winięciu mógłyby mieć format arku-

sza A4 czy może A5 i byłby ekranem

osobistego organizera lub raczej cy-

frowego asystenta (PDA - Personal

Digital Assistant) z przeglądarką In-

ternetu, z możliwością wyświetlenia

tekstu i kolorowych rysunków. Byłby

też jednostronicową książką i czaso-

pismem. Służyłby nie tylko do wy-

świetlania obrazów nieruchomych

i wolnozmiennych. Odpowiednio

szybki wyświetlacz stałby się także

przenośnym, osobistym telewizorem

i odtwarzaczem filmów, ale nie z pły-

ty, tylko z modułów pamięci FLASH

(już teraz dostępne są moduły pa-

mięci FLASH o pojemnościach do

2GB, a płyta DVD ma pojemność

4,7GB).

Dobre rozwiązanie kolorowego, pła-

skiego, najlepiej też elastycznego

wyświetlacza zrewolucjonizowałoby

nasze codzienne życie w sposób

trudny do wyobrażenia. Oznaczałoby

też niewyobrażalne zyski dla twór-

ców, właścicieli patentu i producen-

tów takich wyświetlaczy. Nic więc

dziwnego, że z wielu powodów

w licznych ośrodkach uniwersytec-

kich i laboratoriach firmowych pod-

jęto intensywne prace nad takimi

płaskimi wyświetlaczami. W EdW

3/2001 na stronie 104 zamieszczony

był obszerny artykuł

Elektroniczny

papier, opisujący płaskie wyświetla-

cze nazywane e-papierem. W mię-

dzyczasie zaprezentowano też inne

prototypy, działające na rozmaitych

zasadach. Ostatnio bardzo interesu-

jącą koncepcję elektronicznego pa-

pieru - płaskiego kolorowego, szyb-

kiego wyświetlacza opartego na

technologii elektrozwilżania (elec-

trowetting) zaproponowali badacze

pracujący w laboratoriach Philipsa.

Ich rozwiązanie może stać się prze-

łomem i zapoczątkować niewyobra-

żalne zmiany naszego życia.

dodatek

miesięcznika

a g a z y n

l e k t r o n i k i

ż y t k o w e j

czyli

nadchodzi era

papierowych telewizorów

Elektrozwilżany

e-papier,

czyli

nadchodzi era

papierowych telewizorów

elektrodę a wodę powoduje zmianę zwilżal-
ności i kropelka oleju stara się przybrać ksz-
tałt nieco zbliżony do kuli. Oznacza to, że
komórka staje się w dużej części przezroczy-
sta i odsłania większą część białego podłoża
– piksel obrazu staje się jasny. Oczywiście
zabarwiony olej pozostaje w komórce, przez
co nie jest możliwe odsłonięcie całego białe-
go podłoża i widoczna jest „skupiona” kro-
pelka barwnika – patrz fotografia 2, jednak
poszczególne komórki mają małe wymiary,
a oko obserwatora uśrednia obraz, przez co
końcowy efekt jest dobry.

Rysunek 3, wykorzystujący oryginalne ma-
teriały firmowe, pokazuje bardzo prosty
przykład napisu uzyskanego z prymitywną
matrycą 5x3 o dużych komórkach. Patrząc na
rysunek z bliska, można zobaczyć szczegóły
związane z opisaną zasadą działania. Wystar-
czy na rysunek ten popatrzeć z daleka, a wte-
dy oko uśredni obraz i napis będzie dobrze
czytelny. Nieporównanie lepszy efekt uzy-
skuje się, gdy komórki-piksele są wielokrot-
nie mniejsze. A w opisywanej technologii
można wykonywać wyświetlacze o rozdziel-
czości do 160dpi, czyli lepszej, niż mają
współczesne kolorowe gazety codzienne.

W układzie można też uzyskać odcienie

pośrednie. Występują one przy pośrednich
wartościach przyłożonego napięcia sterujące-
go – zależnie od napięcia ciemny olej odsłania
mniejszy lub większy fragment białego podło-
ża. Po zaniku napięcia sterującego układ szyb-
ko wraca do „ciemnego” stanu wyjściowego.

Podstawą omawianej koncepcji jest za-

chowanie maleńkich kropelek oleju umie-
szczonego między wodą a hydrofobowym
(odpychającym wodę) podłożem. Zarówno

warstwa hydrofobowa-izolator, jak i elektro-
da muszą być i są przepuszczalne dla światła,
ponieważ komórka wykorzystuje światło
odbite i jest umieszczona na białym podłożu,
które to światło dobrze odbija. Fluoropolime-
rowa warstewka hydrofobowa będąca jedno-
cześnie izolatorem elektrycznym ma grubość
poniżej 1µm. Sąsiadująca przewodząca prąd
elektroda wykonana jest jako jeszcze cień-
sza, mianowicie 15-nanometrowa warstewka
ITO (tlenek indu i cyny). Istotny wpływ na
właściwości komórki ma też ilość oleju,
a tym samym grubość warstwy barwnika

w spoczynku. Czym war-
stwa oleju jest cieńsza, tym
mniejsze jest wymagane
napięcie sterujące. Ale zbyt
mała ilość barwnika (zbyt
cienka warstwa oleju) dała-
by za słabe krycie (optycz-
ne). W prezentowanych
wyświetlaczach grubość
warstwy barwnika w spo-

czynku wynosi około 10µm. Po dołączeniu
napięcia elektrycznego zabarwiony olej prze-
mieszcza się i odsłania 70...90% powierzch-
ni białego podłoża, jak pokazuje fotografia 2.

Właśnie dzięki optymalnej ilości barwni-

ka oraz znikomej grubości warstw przezro-
czystych uzyskuje się małe straty światła,
a tym samym znaczny kontrast i dobrą ja-
sność obrazu.

Pole elektryczne powoduje tu niejako

zmiany zwilżalności. W takim wyświetlaczu
główną rolę odgrywają napięcia powierzch-
niowe na granicy ośrodków: wody, oleju
i hydrofobowego podłoża. Jak wiadomo
z lekcji fizyki, każdy układ dąży do stanu
o jak najmniejszej energii. W stanie spoczyn-
ku taki stan najmniejszej energii występuje
właśnie przy obecności równomiernego sty-
ku między wodą a olejem oraz olejem a hy-
drofobowym podłożem – rysunek 1a.

Włączenie napięcia między wodę a „dol-

ną” elektrodę powoduje pojawienie się no-
wego składnika – energii elektrycznej, wyra-
żonej znanym wzorem (E = 0,5 CU

). Pojem-

ność występuje tu między wodą a „dolną”
elektrodą. W tej nowej sytuacji układ może
zmniejszyć swą energię całkowitą przez
utworzenie styku między wodą a hydrofobo-
wym izolatorem, a to następuje przy przesu-
nięciu oleju „na bok” (rysunek 1b). Związa-
ne to jest też ze zmianą pojemności między
elektrodami.

Zachowanie oleju wynika z równoważe-

nia sił: elektrycznych (związanych z warto-
ścią przyłożonego napięcia elektrycznego
i pojemnością między wodą a „dolną” elek-
trodą) oraz sił związanych ze zjawiskiem
włoskowatości i napięcia powierzchniowego.
W obecności napięcia elektrycznego po-
wierzchnia hydrofobowa, czyli „nieprzyja-
zna” dla wody, styka się z wodą, ale niejako
z przymusu, niechętnie. Odłączenie napięcia

elektrycznego powoduje szybki powrót do
stanu spoczynkowego (rysunek 1a) głównie
właśnie dlatego, że powierzchnia hydrofobo-
wa zgodnie z nazwą nie lubi wody i woli od-
dzielić się od niej warstwą oleju.

Z faktu równoważenia sił wynika także, iż

chwilowy stan równowagi, a wiec kształt
kropli oleju zależy od wartości przyłożonego
napięcia. Czym wyższe napięcie, tym bar-
dziej „skupiona” będzie kropelka oleju. Co
niezmiernie ważne w praktyce, stopniowa
zmiana napięcia sterującego powoduje stop-
niowe zmiany kształtu plamki oleju, umożli-
wiając uzyskanie odcieni pośrednich między
ciemnym stanem wyłączenia i jasnym (prze-
zroczystym) stanem włączenia. Rysunek 4
pokazuje zależność stopnia (współczynnika)
odbicia światła (w tym wypadku o długości
fali 550nm) i wynikającego stąd kontrastu,
od napięcia sterującego dla określonego
barwnika i światła monochromatycznego
(550nm). Czym wyższe napięcie, tym jaśniej
prezentuje się dana komórka. Choć przy ma-
łych napięciach komórka nie reaguje, w za-
kresie napięć sterujących większych niż
5V charakterystyka jest w przybliżeniu linio-
wa. Co dodatkowo ważne w praktyce, histe-
reza jest niewielka, co daje nadzieję na uzy-
skanie precyzyjnej kontroli nad obrazem.

Ważną cechą każdego wyświetlacza jest

szybkość reakcji. Niektóre wcześniejsze roz-

wiązania e-papieru, oparte na przemieszcza-
niu się cząstek barwnika, oferują na tyle ma-
łą szybkość, że niemożliwe jest wyświetlenie
na nich ruchomych obrazów. Żeby wyświe-
tlacz nadawał się do wyświetlenia obrazów
ruchomych – filmu, czas reakcji musi być
krótki, rzędu 10...20ms. Tylko wtedy w ciągu
sekundy uda się wyświetlić kilkadziesiąt ko-
lejnych obrazów dających wrażenie ruchu.
Opisywane wyświetlacze mają taki właśnie
czas zmiany stanu, co otwiera drogę do sze-
rokiego stosowania ich także do wyświetla-
nia filmów.

Warto dodać, iż poszczególne komórki,

które są pikselami obrazu, muszą mieć małe
wymiary, rzędu mikrometrów, do co najwy-
żej 1...2 milimetrów. Tylko w przypadku tak

O tym się mówi

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 3

Rys. 1

Fot. 2

Rys. 4

małych komórek i zawartych w nich maleń-
kich kropelek barwionego oleju (objętości
rzędu nanolitra), siły napięcia powierzchnio-
wego są znacznie silniejsze od sił grawitacyj-
nych, dzięki czemu wyświetlacz może prawi-
dłowo pracować przy dowolnym położeniu
(orientacji) w przestrzeni. Przy komórkach
o większych wymiarach różnice gęstości ole-
ju i wody mogłyby spowodować grawitacyj-
ne przemieszczanie się oleju i wody przy róż-
nych orientacjach względem kierunku dzia-
łania pola grawitacyjnego.

Ponadto od wielkości komórki i ilości ole-

ju zależy szybkość reakcji wyświetlacza.
Twórcy wyświetlacza o wymiarach komórki
0,25x0,25mm uzyskali szybkość włącza-
nia/wyłączania rzędu 12...13ms, co z powo-
dzeniem wystarcza do odtwarzania rucho-
mych obrazów.

Wcześniejsze opracowania wykorzystują-

ce opisaną koncepcję zawierały hydrofobo-
wy izolator, który był znacznie grubszy,
przez co wymagały znacznie wyższych na-
pięć sterujących oraz dawały gorszy kontrast
z uwagi na większe pochłanianie światła.

Zastosowanie cienkiego fluoropolimero-

wego izolatora dało radykalną poprawę para-
metrów i otworzyło drogę, a przynajmniej
zbliżyło do zastosowań praktycznych.

Rysunek 5 pochodzący z materiałów in-

formacyjnych Philipsa pokazuje przekrój
przykładowego wyświetlacza.

Kolor

Wspomniany olej nie musi być zabarwiony
na kolor czarny. Można stosować różne ro-
dzaje oleju oraz rozmaite typy i kolory barw-
ników. Opisana idea może więc być w prosty
sposób wykorzystana do realizacji wyświe-
tlaczy pełnokolorowych. Tu trzeba jednak
odnotować istotną różnicę w stosunku do
wyświetlaczy LCD. Ogromna większość ko-
lorowych wyświetlaczy LCD to wyświetla-
cze transparentne, zawierające dodatkowe
źródło białego światła umieszczone z tyłu
ekranu – patrz rysunek 6. Elementy ekranu,
kolorowe piksele, zawierają filtry w kolorach
RGB (red, green, blue) i selektywnie oddzia-
łują na światło przechodzące – przepuszcza-
ją je lub nie. W efekcie ekran świeci wła-
snym światłem (ściślej przefiltrowanym
światłem lampy podświetlającej). Wykorzy-
stuje się wtedy tzw. addytywne tworzenie
barw. Podobnie jest w lampach kineskopo-
wych (CRT – Cathode Ray Tube), stosowa-
nych w telewizorach i monitorach, gdzie też

występują elementy
świecące w kolorach
RGB.

Jak wskazuje rysu-

nek 1, omawiany pa-
pier elektroniczny nie
wykorzystuje światła
przechodzącego, tylko
odbite światło otocze-
nia, podobnie jak druk
na papierze (czy wy-
świetlacze LCD w ze-
garkach cyfrowych).
W takim przypadku
wykorzystuje się tzw.
subtraktywne tworze-
nie barw, gdzie barwniki na papierze nie
świecą, tylko odbijają lub pochłaniają świa-
tło o określonych barwach podstawowych,
przy czym te kolory podstawowe to nie
RGB, tylko tak jak w przypadku klasycznego
druku na papierze – kolory triady CMY (cy-
jan, magenta, yellow). Wyświetlacze zawie-
rające punkty o kolorach CMY lub z dodat-
kowym kolorem czarnym (CMYK) mogą
służyć do wytwarzania pełnokolorowych ru-
chomych obrazów. Rysunek 7 pokazuje taką
czterokolorową komórkę – element koloro-
wych wyświetlaczy.

„Podwójny”kolor

Proste rozwiązanie z trzema lub czterema ko-
lorami podstawowymi, pokazane na rysunku
7 nie gwarantuje dobrego kontrastu. Powód
jest prosty: każdy punkt obrazu związany jest
tylko z jednym kolorem podstawowym,
a wykorzystywana jest subtraktywna metoda
tworzenia barw, polegająca na pochłanianiu
światła o określonej barwie. Nieco inaczej
jest w przypadku klasycznego druku na pa-
pierze, gdzie farby w kolorach CMY(K) są
nakładane na siebie, więc w danym punkcie
mogą znajdować się barwniki we wszystkich
kolorach podstawowych jeden bezpośrednio
na drugim i wtedy dany punkt może pochło-
nąć światło o wszystkich barwach (dając głę-
boką czerń). W prostym rozwiązaniu według
rysunku 7 nie jest możliwe współdziałanie
w jednym punkcie wszystkich barwników.

Konstruktorzy omawianego elektronicznego
papieru dążąc do uzyskania możliwie najlep-
szych efektów zaproponowali sprytne roz-
wiązanie pośrednie. Nie mogąc umieścić
w jednym punkcie trzech lub czterech barw-
ników jeden nad drugim, proponują umie-
szczenie w każdym punkcie dwóch barwni-
ków i dodatkowego filtru w trzecim kolorze
triady. Idea pokazana jest w uproszczeniu na
rysunku 8. Wykorzystane są tu barwniki
w kolorach CMY. Jeden piksel obrazu składa
się tu z trzech tego rodzaju subpikseli,
z których każdy zawiera barwniki w dwóch
z trzech kolorów. Oczywiście w każdym sub-
pikselu można niezależnie sterować jasno-
ścią tych dwóch kolorów. Na fotografii 9 po-
kazany jest prototyp z barwnikami w kolorach
CM (cyjan, magenta). Jeden piksel pełnoko-
lorowego wyświetlacza zawierałby subpikse-
le o budowie jak na rysunku 10. W ten spo-
sób, biorąc rzecz w uproszczeniu, barwnik
danego koloru występuje nie na 1/3 po-
wierzchni, tylko na 2/3 powierzchni, co po-
zwala uzyskać lepsze nasycenie koloru i kon-
trast. Pomysł z dwoma barwnikami i dodat-
kowym filtrem zdecydowanie poprawia wła-
ściwości takiego wyświetlacza, wykorzystu-
jącego światło odbite, podobnie jak druk na
papierze.

Inaczej, mimo wszystko znacznie lepiej,

jest w przypadku tych wyświetlaczy LCD
i CRT, gdzie punkty w kolorach RGB świecą
własnym światłem (patrz rysunek 6) – tu
uzyskiwany kontrast wynika między innymi
z maksymalnej jasności ich świecenia. Są też
wykorzystywane wyświetlacze LCD RGB
bez podświetlającego źródła światła, wyko-
rzystujące światło odbite, podobnie jak oma-
wiany e-papier. I takie odbiciowe wyświetla-
cze (reflective displays) z filtrami w kolorach
RGB dają obraz zdecydowanie gorszy,
nie tylko od klasycznych podświetlanych
wyświetlaczy LCD RGB, ale też gorszy od
omawianych w artykule wyświetlaczy
z podwójnymi barwnikami CMY.

O tym się mówi

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 6

Rys. 7

Rys. 5

Rys. 8

Fot. 9

O tym się mówi

Elektronika dla Wszystkich

Koncepcja dwukolorowych subpikseli

z rysunku 10 jest obiecująca, bo już teraz, na
początku drogi swego rozwoju, daje wyniki
znacznie lepsze niż analogiczne rozwiązania
według innych koncepcji.

W tym miejscu warto wyjaśnić pewne

nieporozumienia. W materiałach firmowych
opisujących e-papier podane są w zasadzie
słuszne stwierdzenia, że po dopracowaniu
technologia da się zaadaptować do produkcji
pełnokolorowych wyświetlaczy o wysokiej ja-
sności, przewyższających możliwościami
obecnie stosowane rozwiązania ciekłokrysta-
liczne czy powstające technologie.

Stwierdzenie to jest słuszne tylko w przy-

padku wyświetlaczy ciekłokrystalicznych re-
fleksyjnych, czyli odbiciowych, wykorzystu-
jących odbite światło otoczenia, ale nie w od-
niesieniu do popularnych dziś ciekłokrysta-
licznych wyświetlaczy transparentnych bu-
dowanych według rysunku 6. Takie klasycz-
ne wyświetlacze ciekłokrystaliczne RGB
z wbudowanym podświetlaczem (stosowane
np. w laptopach, kamerach, aparatach cyfro-

wych) były i długo będą dawać obraz dużo
lepszy od omawianego e-papieru i od wy-
świetlaczy LCD RGB bez podświetlacza.

Warto też wspomnieć o niezbyt precyzyj-

nych sformułowaniach w polskich materia-
łach dotyczących nowego e-papieru. Miano-
wicie pojawia się tam określenie odblasko-
we, przypominające papier wyświetlacze.
Słowo odblaskowe może wprowadzić
w błąd. W języku polskim określenie odbla-
skowy wskazuje, że element w szczególny
i wyjątkowo intensywny sposób odbija świa-
tło (farby odblaskowe, litery z folii odblasko-
wej, odblaskowe znaki drogowe). Tymcza-
sem omawiany e-papier nie ma takich odbla-
skowych właściwości. Nieścisłość wzięła się
z niefrasobliwego przetłumaczenia angiel-
skiego reflective display, które należałoby
przetłumaczyć raczej jako wyświetlacz odbi-
ciowy czy opisowo jako wyświetlacz niewy-
magający podświetlacza.

Ale niezależnie od mniej czy bardziej

szczęśliwej nazwy fakt, że wyświetlacz nie
wymaga tylnego podświetlenia jest niezmier-

nie ważną zaletą. Klasyczne podświetlane
wyświetlacze LCD zużywają dużą ilość ener-
gii – przekonują się o tym boleśnie użytkow-
nicy kamer i aparatów cyfrowych, przy czym
praktycznie cała ta energia zużywana jest
przez lampę podświetlającą, a nie przez same
struktury LCD, które jak wiadomo, są stero-
wane napięciowo. I właśnie omawiany e-pa-
pier wykorzystujący elektrozwilżanie może
się tu okazać groźnym konkurentem dla róż-
nych typów wyświetlaczy, ponieważ też jest
sterowany napięciowo, nie wymaga energo-
chłonnego podświetlenia, a w odróżnieniu od
podobnych rozwiązań jest bardzo szybki,
więc nadaje się do wyświetlania obrazów ru-
chomych (filmów). Wyświetlacz może
również być bardzo cienki, a po dopracowa-
niu kolorowy obraz będzie miał jakość (ja-
sność, kontrast, kolory) porównywalną z kla-
sycznym wydrukiem na papierze. Właśnie ze
względu na te kluczowe zalety warto śledzić
rozwój wyświetlaczy wykorzystujących
światło odbite, czyli niewymagających ener-
gożernego tylnego podświetlacza.

Nieco więcej informacji o zjawisku oraz

wyświetlaczach wykorzystujących efekt
elektrozwilżania można znaleźć pod adresa-
mi:

www.research.philips.com/InformationCen-
ter/Global/FArticleDetail.asp?lArticle-
Id=2817

oraz:

www.ee.duke.edu/Research/microfluidics/

Piotr Górecki

Rys. 10

o tto

o jje

stt?

Na zdjęciach zaprezentowane są dwa urządzenia, które były opisywane na łamach naszego pisma w czasie ostat-
nich 6 miesięcy. Aby konkurs nie był zbyt łatwy, przedstawiamy tylko fragment zdjęcia. Należy zgadnąć lub od-
szukać w swoich archiwalnych numerach EdW:

Co to jest za układ? Do czego służy? W którym numerze EdW był opisywany?

Rozwiązania zawierające wszystkie odpowiedzi należy nadsyłać w ciągu 45 dni od chwili ukazania się tego

numeru EdW.

Rozwiązania powinny być opatrzone dopiskiem „Co to jest?” oraz numerem tego wydania EdW. Wśród osób,

które nadeślą prawidłowe odpowiedzi rozlosujemy nagrody w postaci kitów AVT.

Rozwiązanie konkursu „Co to jest?” z sierpnia 2003

Pierwsza fotografia przedstawia „Uniwersalny timer START/STOP”, układ został przedstawiony w Forum

Czytelników w EdW 7/2003.

Druga fotografia prezentuje „twór łączący w sobie funkcję zegara, kalendarza i terminarza”. Jest to model

Michała Koziaka zaprezentowany w Szkole Konstruktorów w EdW 8/2003.

Nagrody tym razem wylosowali: Mariusz Wijdyła z Kruszwicy, Paweł Gryglik z Zielonej Góry,

Tomasz Brajewski ze Srogowa Górnego, Bartłomiej Czachorowski z Białegostoku, Edward Bereda z Kato-
wic i Eliza Kowalska z Gdyni.

Document Outline

edw_2003_12_s10
edw_2003_12_s12
edw_2003_12_s13
edw_2003_12_s15
edw_2003_12_s18
edw_2003_12_s20
edw_2003_12_s24
edw_2003_12_s46
edw_2003_12_s50
edw_2003_12_s51
edw_2003_12_s52
edw_2003_12_s54
edw_2003_12_s57
edw_2003_12_s58
edw_2003_12_s62
edw_2003_12_s64

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
EdW 12 2003
Bufor lampowy czyli prosiaczek w domu (EdW 12 2003)
EdW 09 2003
EdW 04 2003
Eurocode 8 Part 1 prEN 1998 1 (12 2003)
MEDYTACJA 6 12 2003
MEDYTACJA ( 12 2003
12 2003 98 100
MEDYTACJA ) 12 2003
MEDYTACJA 12 2003
EdW 08 2003
MEDYTACJA $ 12 2003
PL Dąbrowa Z , Znalezisko szóstaka koronnego z 1650 roku, Grosz 95, 10 12 2003
EdW 03 2003
1466211 2000SRM0754 (12 2003) UK EN
EdW 12 2002
1494141 1800SRM0937 (12 2003) UK EN
EdW 02 2003
MEDYTACJA # 12 2003

więcej podobnych podstron