Szkoła Konstruktorów
Druga klasa Szkoły Konstruktorów
Szkoła Konstruktorów
Co tu nie gra?
Co tu nie gra?
klasa II
+5V
Na rysunku A pokazany jest schemat naj- ograniczającym prąd w obwodzie sterowania Wróćmy do rezy-
prostszego generatora przebiegu prostokątne- oraz diodę zabezpieczającą po stronie cewki. stora R8. Otóż
go i trójkątnego, nadesłany jako rozwiązanie Ze względu na niską wydajność prądową wyj- taki rezystor ogra-
jednego z wcześniejszych zadań głównych ścia procesora, obwód optoizolatora najlepiej nicza prąd do
naszej Szkoły. sterować poprzez tranzystor. wartości poniżej
PBx
M
Jak zwykle pytanie brzmi: WiÄ™kszość uczestników sÅ‚usznie uznaÅ‚a, 15mA (5V/330©).
RB
R
B
że rezystor R8 jest niepotrzebny. Obecność Ogranicza też
Co tu nie gra? R8 można uznać za kluczowy błąd, ponieważ maksymalną moc,
ograniczy on drastycznie moc silnika, a właś- przekazywaną do
Rys. C
Bardzo proszę o możliwie krótkie odpowiedzi. ciwie to uniemożliwi jego pracę. silnika, i to do
+5V
Kartki, listy i e-maile oznaczcie dopiskiem Zgodnie stwierdziliście, że układ można znikomej wręcz warto-
NieGra174 i nadeślijcie w terminie 60 dni od radykalnie uprościć. I słusznie! W przypadku ści, mniejszej niż 19mW.
ukazania się tego numeru EdW. W e-mailach sterowania silnika najczęściej proponowana W przypadku brzęczyka
podawajcie też od razu swój adres poczto- była wersja według rysunku C. Pojawiły się piezo byłoby to dopusz-
wy, żebym nie musiał pisać, gdy przydzielę też propozycje z MOSFET-em według rysun- czalne, choć można pytać: Pbx
M
upominek. Można też jeszcze przysyłać roz- ku D (wtedy dioda nie jest niezbędna), oraz dlaczego i po co taki rezy-
wiązania poprzedniego zadania 173. Autorzy z tranzystorem PNP według rysunku E. Jeśli stor? Natomiast obecność
najlepszych odpowiedzi otrzymają upomin- chodzi o głośniczek SP1, to najczęściej propo- rezystora R8 praktycznie
ki, a najaktywniejsi uczestnicy są okresowo nowaliście dołączenie go albo bezpośrednio, przekreśla sens stosowa-
Rys. D
nagradzani bezpłatnymi prenumeratami EdW albo przez kondensator, albo przez rezystor nia silnika w roli
+5V
lub innego wybranego czasopisma AVT. i kondensator. Cztery wersje pokazane są na SG1, no chyba że
Rys. A
rysunku F. Uznaliście też, że będzie to mikro-
niepotrzebne sÄ… rozbudowane silnik z wibratora
obwody resetu. telefonu komórko-
M
PBx
wego, ale i wtedy
Dla dociekliwych moc 19mW jest
Zanim szczegółowo omówię zdecydowanie za
Wasze uwagi do proponowa- mała do jego uru-
nego schematu i propozycje chomienia. Ale Rys. E
poprawy, muszę wspomnieć, nawet jeśli byłby to jakiś
+5V
że trzech Kolegów miało bardzo czuły mikrosilnik
wątpliwości co do elementu oznaczonego wibratora i obecność rezy-
Rozwiązanie zadania 169 SG1. Dwóch z nich przypuszczało, że silnik stora R8 byłaby uzasad-
W EdW 3/2010 pokazany był rysunek B , pro- jest dołączony między plus zasilania i styk niona, to można go śmiało
pozycja sterowania silnikami. Oto fragment przekaz
nika oznaczony numerem 14, a ele- dołączyć wprost do portu
M
PBx
opisu: (...) Do sterowania silnikami prądu ment SG1 z rezystorem R8 jest dodatkowym procesora według rysunku
stałego najlepiej zastosować przekaz
nik elek- wskaz
nikiem pracy silnika. Wprawdzie z G. Przy prądzie wpływają-
tromagnetyczny sterowany przez optoizolator, cytowanego opisu wynika, że w przypadku cym wydajność portu kost-
Rys. G
głównie ze względu na niekorzystne działanie SG1 chodzi o  motor , jednak zarówno ki 90LS2343 jest znacznie
indukcyjności zarówno motoru, jak i samej sam symbol, jak i umieszczony obok podpis większa niż 15mA, o czym świadczy
cewki przekaz
nika. Na schemacie poniżej B/C11L wskazują, że chodzi o buzzer  brzę- rysunek H, pochodzący z karty katalogowej
pokazano jedynie sposób podłączenia motoru czyk. Taką interpretację wspiera też obecność
Rys. H
SG1 do pinu numer 7. (...) W przykładzie rezystora R8 o wartości 330 omów.
zastosowano popularny 4N33 z rezystorem Z drugiej strony, na schemacie znajduje-
my element oznaczony SP1,
Rys. B
który ma symbol głośnika.
Trudno przypuszczać, że w
układzie są dwa sygnaliza-
tory dz
więkowe. Wszystko
wskazuje, że element SG1
to silnik.
Rys. F
+5V +5V +5V +5V
+
SP1
SP1 SP1
Pbx Pbx
Pbx
+ + +
_
Pbx
SP1
_ _ _
Sierpień 2010
S
i
e
r
p
i
e
Å„
2
0
1
0
El ektronika dl a Wszystkich 47
+
+
 Szkoła Konstruktorów
+5V
+5V
procesora. Jak widać, możliwe jest uzyskanie stora MOSFET,
+5V
prądu wpływającego o wartości do 60mA według rysunku
przy napięciu na obciążeniu do 3V. Przy D.
dołączeniu silniczka wprost do portu według W przypad-
M
rysunku G jak najbardziej realne jest dostar- ku pojedynczych
Pbx
M
czenie do silniczka mocy 180...200mW, czyli t r anzyst or ów
M
Pby
PBx
dziesięciokrotnie więcej niż z rezystorem bipolarnych i dar-
Pbz
ok. 60mA
o
k
.
6
0
m
A
R8=330©  patrz rysunek J. A jeÅ›li inne lingtonów, można
linie portu nie będą obciążone, nie grozi to wyeliminować
Rys. J
Rys. L
przegrzaniem procesora.  ni ekorzyst ne Rys. K
Autor schematu dodał i transoptor, i prze- działanie indukcyjności przez dodanie diody,
kaz
nik  ze względu na niekorzystne działa- jak na rysunku C. W przypadku MOSFET-ów
nie indukcyjności . Warto zastanowić się, dioda jest niepotrzebna, ponieważ te tranzy-
jakie jest to niekorzystne działanie. Otóż w story mają wbudowane struktury, które dzia-
przypadku  czystej indukcyjności chodzi łają jak dioda Zenera.
o przepięcia, pojawiające się w przypadku Jeśli chodzi o sens wykorzystania prze-
przerywania lub gwałtownego zmniejszania kaz
nika, to argumentem mógłby być fakt, że
prądu, a które mogą być wyższe od napięcia na stykach przekaz
nika praktycznie nie ma
zasilającego. W przypadku silnika dochodzi spadku napięcia, a tym samym i nie ma strat
jeszcze napięcie wytwarzane przez silnik, napięcia ani mocy  na silnik (bez rezystora
Rys. M
który jeżeli się obraca, zawsze pracuje też R8) podawane jest pełne napięcie zasilania.
jako prądnica. Ale wytwarzane przez tę prąd- Owszem, w przypadku tranzystorów bipolar- ewentualnie mógłby tu zadziałać. Ale już
nicę napięcie nie jest wyższe od napięcia zasi- nych trzeba liczyć się z napięciem nasycenia, popularny RA2 5V ma rezystancję cewki
lajÄ…cego silnik i nie ma tu zagrożenia. Warto co zmniejszy napiÄ™cie na silniku o kilkaset 18©, czyli prÄ…d nominalny prawie 280mA!
pamiętać, że porty procesora oprócz licznych miliwoltów, nawet 1V. Jednak można też Transoptor w proponowanym układzie naj-
obwodów wejścia-wyjścia zawierają także zastosować MOSFET o małej rezystancji prawdopodobniej takiego prądu nie zapewni.
diody ochronne. Jeżeli ktoś miałby obawy, R i strata napięcia będzie wtedy pomijal- Ale jeszcze raz należy podkreślić, że i
DSon
może dodatkowo włączyć zewnętrzne diody nie mała. Nie ma więc mocnego uzasadnienia transoptor, i przekaz
nik nie sÄ… potrzebne, a
Schottky ego według rysunku K. obecności przekaz
nika. A tym bardziej trudno obwód sterujący można uprościć do postaci z
Ale rzeczywiście prąd wyjściowy do znalez
ć uzasadnienie obecności transoptora rysunków C...E.
60mA to za mało, jak na silnik. Można próbo- OK1. Można i trzeba też uprościć obwód z
wać połączyć równolegle wyjścia tego same- Transoptory stosuje się tam, gdzie trzeba tranzystorem T1. Zgłosiliście również prob-
go portu według rysunku L, jednak lepiej galwanicznie oddzielić dwa obwody czy ukła- lem odwrotnego dołączenia elementu ozna-
dodać zewnętrzny tranzystor. W przypadku dy. Tu obwód zasilania jest wspólny, więc nie czonego SP1. Niełatwo jest ustalić, czy nie
pojedynczego tranzystora NPN według rysun- można mówić o oddzieleniu galwanicznym. jest to zbyt pochopny wniosek. Dla ścisłości
ku C, być może niepotrzebny będzie rezy- Transoptor nie daje żadnego pożytku. Można należało poszukać w Internecie, czym jest
stor bazowy R , ponieważ wydajność portu też mieć wątpliwości, czy spełni on swoją element KSS1201. Oznaczenia +,  mogły-
B
w stanie wysokim (prąd wypływający) jest funkcję. Problem w tym, że nie wiadomo, jaki by wskazywać, że jest to brzeczyk piezo
około trzykrotnie niższa niż w stanie niskim prąd płynie przez cewkę przekaz
nika. Jeśliby z generatorem. Mogłoby na to wskazywać
i wynosi około 18mA, jak pokazuje rysunek miał być większy od 40mA, może być prob- także podobieństwo obudowy do popularnych
M. Trzeba wtedy policzyć, jaki prąd bazy jest lem. Przy proponowanym sposobie włączenia brzęczyków  fotografia O. Nawet w karcie
potrzebny do pełnego wysterowania tranzy- transoptora przez diodę IRED będzie płynął katalogowej można znalez
ć znaki plusa i
stora. Jeżeli ostrożnie przyjmiemy wzmocnie- prąd około 8mA, jak pokazują szacunko- minusa  rysunek P.
nie minimalne tranzystora, równe 40, to przy we dane z rysunku N. Tymczasem według Jednak w katalogu znajdziemy infor-
maksymalnym prądzie wypływającym 18mA katalogu, gwarantowana wartość CTR, czyli mację, że jest to  magnetic transducer ,
prąd kolektora wyniesie 720mA, ale bez gwa-  przekładni transoptora 4N33, wynosi 5, czyli przetwornik magnetyczny  po prostu
rancji nasycenia tranzystora. Jeśli potrzebny czyli 500%. Zagwarantowane jest, że prąd głośnik. Potwierdzają to dane katalogowe,
byłby prąd bazy większy niż 18mA, można wyjściowy transoptora nie będzie mniejszy, pokazane na rysunku R. Jest to bardzo kiep-
wykorzystać wersję z tranzystorem PNP z niż 40mA. Ale jeśliby 5-woltowy przekaz
nik skiej jakości głośniczek, w tym przypadku
rysunku E. K1 wymagał większego prądu sterującego, to 16-omowy, choć spotyka się wersje o innej
Rys. N
+5V
Problemów będzie kłopot. Jest to prawdopodobne, tym oporności. A jeśli to głośnik, to można się
tych nie ma bardziej że CTR=500% gwarantuje się tylko zastanawiać, czy znaki plus, minus w katalo-
~8mA
przy zasto- przy U tranzystora wyjściowego równym gu przypadkiem nie są jedynie pozostałością
CE
Pbx
s o wa n i u 5V. A tu trzeba nasycić tranzystor (darlington) z rysunków brzęczyków, które mają iden-
5k
5
k

darlingtona transoptora i czułość będzie mniejsza. A co do tyczny wygląd. Generalnie głośnik pracuje
oraz tranzy- przekaz
ników, to na przykład krajowy RM96 przy sygnałach zmiennych i wtedy trudno
na 5V ma rezystancję cewki mówić o biegunowości, a co najwyżej o fazo-
0,1mA
110©, czyli prÄ…d nominal- waniu. Chyba że gÅ‚oÅ›niczki te majÄ… specy-
ny 45mA. Taki przekaz
nik ficzną budowę i na podobieństwo niektórych
przekaz
ników, w przypad-
Rys. P
IE
I
E
ku pracy ze składową stałą
wymagajÄ… konkretnej bie-
gunowości  tego jednak
katalog nie podaje. Można
więc przyjąć, że znaki plus
2,6V
~
~
8
m
A
IE~ ~ 8mA Fot. O
I
~
~
~
~
E
330
3
3
0

Sierpień 2010
S
i
e
r
p
i
e
Å„
2
0
1
0
48 El ektronika dl a Wszystkich
>3V
<0,1V
0,5V
~2,6V
1,2V
0=V
Szkoła Konstruktorów
Rys. R
i minus dotyczÄ… ewentualnego fazowania, a obecnie BC548B.
KSS-1201-16
A: Frequency Response, Magn dB re 20,00PA
nie biegunowości. To oczywiście nie
100
KSS-1201-16
Model Number
M
o
d
e
l
N
u
m
b
e
r
Warto natomiast zwrócić uwagę, że według jest błąd, ale rze-
dB
Rated Voltage (Vo-p) 1,5 90
R
a
t
e
d
V
o
l
t
a
g
e
(
V
o
-
p
)
katalogu szczytowa wartość napięcia na głoś- czywiście można
Operating Voltage Range (Vo-p) 1,0~2,0
80
niku wynosi 2V. W zasadzie tłumaczyłoby się zastanawiać
M
a
x
.
3
5
Current Consuption (mA) Max. 35
C
u
r
r
e
n
t
C
o
n
s
u
p
t
i
o
n
(
m
A
)
to obecność rezystora ograniczającego R2. nad tym szcze-
70
_
_
+
Coil Resistance ( ) Coil 16,0+ 2,4
C
o
i
l
R
e
s
i
s
t
a
n
c
e
(

)
C
o
i
l
1
6
,
0
2
,
4
Ale nie wiadomo, dlaczego Autor dodatkowo gółem. Podobnie
60
Sound Presure level (dBA) Min. 85dBA (Typical 91)@10cm
S
o
u
n
d
P
r
e
s
u
r
e
l
e
v
e
l
(
d
B
A
)
zaproponował kondensator C2, a tym bar- kilka osób zwró-
Rated Frequency (Hz) 2048
R
a
t
e
d
F
r
e
q
u
e
n
c
y
(
H
z
)
50
dziej rezystory R3 i R4. Na pewno nie jest ciło uwagę na 20 200 2K 20K
Hz
potrzebny R4. W innych układach ściąga on  amerykańskie
Rys. T
Rys. S
+5V
do masy bazę i gwarantuje, że  w spoczynku wartości elemen-
L
M
tranzystor będzie zatkany. Tutaj nie ma takiej tów i stwierdziło,
+
P

P
potrzeby, ponieważ w stanie niskim port PB4 że należało zapro-
+
PBx
C1 D
C2
zapewnia bardzo dobre połączenie z masą i ponować nominały
10k
1
0
k

zatkanie tranzystora. z szeregów E12
PBx
_
Także R3 nie jest potrzebny, bo tranzystor i E6, np. 4,7k©,
T1 jest sterowany przebiegiem prostokÄ…t- 47k©, 4,7uF, 22uF.
nym. Trudno w ogóle znalez
ć uzasadnienie Natomiast wartość
obecnoÅ›ci tranzystora T1 i współpracujÄ…cych rezystora R2 = 54© można uznać za pomyÅ‚kÄ™ Wszystkie nadesÅ‚ane odpowiedzi mogÄ™ uznać
rezystorów. Przecież gÅ‚oÅ›niczek można doÅ‚Ä…- i uznać, że chodziÅ‚o o nominaÅ‚ 51©. za prawidÅ‚owe, choć nie wszystkie byÅ‚y
czyć wprost do portu PB4 według rysunku F, Dwie osoby za błąd uznały brak konden- wyczerpujące, a niektórzy Koledzy  prze-
a jeśliby ktoś chciał w pełni wykorzystać jego satora 100nF odsprzęgajacego zasilanie. Nie dobrzyli w swych propozycjach poprawy.
moc, może dodać dwa tranzystory według można tego uznać za błąd. Stosowanie połą- Upominki za zadanie Co to nie gra? 169
rysunku S. czonych równolegle kondensatorów 100nF i otrzymują:
Nie ulega więc wątpliwości, że układ 100uF jest dobrym zwyczajem, który zapo- Tomasz Jadasch  Kęty,
można i należy znacznie uprościć. biega wielu kłopotom, jednak w układach Piotr Kordaszewski  Katowice,
Zgłosiliście też szereg uwag o charakterze cyfrowych i mikroprocesorowych często Damian Kalużny  Sosnowiec,
kosmetycznym. Kilku uczestników zwróciło stosuje się jeden kondensator. Tylko jedna Michał Balcerak  Szczecin.
uwagę, że zaproponowano amerykańskie tran- osoba zaproponowała dodanie filtru zasilania
zystory 2N2222, a nie popularne u nas tranzy- mikroprocesora według rysunku T, a jest to Wszystkich uczestników dopisuję do listy
story z serii BC, choćby najpopularniejszy dobry pomysł. kandydatów na bezpłatne prenumeraty.
R E K L A M A
Sierpień 2010
S
i
e
r
p
i
e
Å„
2
0
1
0
El ektronika dl a Wszystkich 49
+