2010 05 Szkoła konstruktorów klasa II

Maj 2010

Szkoła Konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich

Na rysunku A pokazany jest schemat zasi-
lacza, nadesłany w związku z jednym z
poprzednich zadań Szkoły. Jak zwykle pyta-
nie brzmi:

Co tu nie gra?

Bardzo proszę o możliwie krótkie odpo-

wiedzi. Kartki, listy i e-maile oznaczcie
dopiskiem NieGra171 i nadeślijcie w ter-
minie 60 dni od
ukazania się tego
numeru EdW. W
e-mailach poda-
wajcie też od razu
swój adres pocz-
towy, żebym nie
musiał pisać, gdy
przydzielę upomi-
nek. Można też jeszcze przysyłać rozwią-
zania poprzedniego zadania 170. Autorzy
najlepszych odpowiedzi otrzymają upomin-
ki, a najaktywniejsi uczestnicy są okreso-
wo nagradzani bezpłatnymi prenumeratami
EdW lub innego wybranego czasopisma
AVT.

Rozwiązanie zadania 166

W EdW 12/2009 pokazany był rysunek
B, schemat nadesłany w ramach jednego z
wcześniejszych zadań Szkoły. Jest to obwód
elektroniczny, przeznaczonego do współpra-
cy z prądnicą. W roli prądnicy ma praco-
wać silnik krokowy (jednofazowy, z dwoma
uzwojeniami, które mają odczep w środku).
Autor pomysłu chciał dołączyć prezentowa-
ny obwód do trzech wyprowadzeń jednego
z uzwojeń, żeby nie tylko wyprostować,
ale też znacznie zwiększyć, a właściwie
powielić napięcie z takiej zaimprowizowa-
nej prądnicy. Drugie z uzwojeń pozostałoby
niepodłączone.

Wszyscy uczestnicy słusznie stwierdzili,

że układ jest błędny.

Jednak zadanie było o tyle trudne, że

Autor schematu niestarannie narysował
obwód masy, dołączony do punktów PAD2
i PAD4. Utrudniło to, a wręcz uniemożli-
wiło analizę. Schemat zawiera ewidentne
błędy rysunkowe. Na początek należało je
znaleźć i ustosunkować się do nich. Dolna
część rysunku jednoznacznie sugeruje, że
masa jest dołączona do punktu połączenia
C3, C2, tylko Autor nie postawił kropki w

punkcie połączenia
trzech linii. A jeże-
li tak jest, to należy
się spodziewać, iż
do masy podłączo-
ny jest także punkt
wspólny kondensa-
torów C1, C4.

Po przyjęciu

takich logicznych założeń, schemat powi-
nien wyglądać jak na rysunku C.

Jeżeli natomiast masa nie jest podłączona

do punktów wspólnych C3, C2 oraz C1, C4,
to jeszcze gorzej, bo niepodłączone konden-
satory w ogóle nie pełniłyby funkci filtru,
jak pokazuje rysunek D, gdzie pokazane
są dwie równoważne wersje. Taką hipotezę
należy odrzucić i przyjąć, że młody Autor
przez roztargnienie nie postawił dwóch kro-
pek – punktów połączenia. Czyli należy
rozważyć schemat z rysunku C.

A jeśli tak, to trzeba zauważyć, że układ

z rysunku C w rzeczywistości zachowuje
się tak samo, jak uproszczona wersja z
rysunku E. Błędem jest niewykorzystanie
„górnych” diod i kondensatorów. Jedną z
możliwości poprawy układu jest połączenie
„górnych” elementów według rysunku F.
Jednak wtedy trudno uzasadnić obecność
podwójnych kondensatorów, połączonych
równolegle. Taki układ należy śmiało uproś-
cić do jednej z dwóch klasycznych postaci z
rysunku G.

Nieprzypadkowo w zadaniu była

wzmianka, że Autor pomysłu chciał (...) nie

tylko wyprostować, ale też znacznie zwięk-
szyć, a właściwie powielić napięcie z takiej
zaimprowizowanej prądnicy. Jeżeli celem
byłoby uzyskanie jak najwyższego napię-
cia wyjściowego, a prąd nie jest ważny, to
należałoby przynajmniej rozważyć wyko-
rzystanie klasycznego jednopołówkowego
podwajacza według rysunku H.

Kolejna wzmianka w zadaniu, że dru-

gie z uzwojeń pozostałoby niepodłączone,
wskazuje na dalsze możliwości. Jeśli bez-
względnym celem jest uzyskanie jak naj-
wyższego napięcia, to warto byłoby wyko-
rzystać drugie uzwojenie silnika. Jednak
wtedy nieco ryzykownym pomysłem było-

by połączenie uzwojeń
w szereg według rysun-
ku J. Chodzi o to, że
uzwojenia te będą dawać
napięcia zmienne, ale
przesunięte w fazie o kąt
inny niż 180 stopni i dla-
tego bezpieczniejszym
sposobem ich sumowania

Druga klasa Szkoły Konstruktorów

Co tu nie gra?

– Szkoła Konstruktorów klasa II

GND

1N4001

100 F

4700 F

100 F

0,4A

7812

8VAC

1N4001

PAD1

PAD3

PAD2

PAD4

PAD5

PAD1

PAD3

PAD2

PAD4

PAD5

C1+C3

C2+C4

N.C.

Rys. A

Rys. B

Rys. D

Rys. C

Rys. E

Rys. F

Rys. G

Rys. H

Szkoła Konstruktorów

Maj 2010

Elektronika dla Wszystkich

byłoby wykorzystanie układu z rysunku
K. Jeśli natomiast priorytetem nie byłoby
jak najwyższe napięcie, tylko jak najwięk-
sza moc wyjściowa, to najprawdopodobniej
optymalna okazałoby się wersja z rysunku
L. Jeśli prostowane napięcia byłyby niskie,
zamiast zwykłych diod warto byłoby zasto-
sować diody o niższym napięciu przewodze-
nia, czyli diody Schottky’ego.

Wśród rozmaitych propozycji poprawy

układu znalazł się schemat, pokazany na
rysunku M.

Niektórzy uczestnicy przypuszczali,

że generowany przebieg będzie miał dużą
częstotliwość i należy wykorzystać diody
szybkie. Jeden z Kolegów po modyfikacji
prostownika zaproponował też umieszcze-
nie na wyjściu przetwornicy małej mocy
np. MC34063, która zapewniłaby stabilne
napięcie wyjściowe, niezależnie od pręd-
kości obrotowej takiej zaimprowizowanej
prądnicy.

Wszystkie nadesłane odpowiedzi mogę

uznać za prawidłowe (choć nie wyczerpu-
jące). Upominki za zadanie NieGra166 otrzy-
mują następujacy Koledzy:
Patryk Pionke – Sopot,
Sebastian Wąsik – Dąbrówka,
Ryszard Pichl – Gdynia.

Wszystkich uczestników dopisuję do listy

kandydatów na bezpłatne prenumeraty.

Rys. L

Rys. J

N.C.

PAD 1

plus

PAD 1

plus
PAD 2

masa

PAD 2

masa

PAD 3

minus

PAD 3

minus

PAD 4

PAD 5

++U

-U

D1 D2

D5 D6

Rys. M

Rys. K

Policz 171

Zadania Policz 171 jest kontynuacją zada-
nia 166. Przypominam treść: realizujemy
prosty układ monitorujący ze słuchawkami,
zasilany napięciem stabilizowanym 12V.
Wcześniej planowaliśmy wykorzystanie
kostki TL084, jednak okazało się, że układ
ten nie bardzo nadaje się do takiej roli.
Zastanawiamy się, czy w roli wzmacniacza
słuchawkowego można byłoby wykorzystac
kostkę NE5532, też w układzie z rysunku
A. Znów ostateczna decyzja będzie zale-
żeć od testów praktycznych, ale wcześniej
chcielibyśmy zorientować się, jaka byłaby
moc takiej wersji z kostką NE5532 we
współpracy ze słuchawkami o oporności
32

Ω.

W ramach zadania Policz171 również

należy:

- obliczyć (oszacować) moc wyjściową

(sinusoidalną), dostarczaną do słucha-
wek.

Jak zawsze, bardzo proszę, żeby nadsyła-

ne rozwiązania były możliwie krótkie. Praca
powinna zawierać zwięzły opis przebiegu
obliczeń.

Nagrodami będą kity AVT lub książ-

ki, a najaktywniejsi uczestnicy są okreso-
wo nagradzani bezpłatnymi prenumeratami
EdW lub innego wybranego czasopisma
AVT. Wszystkie rozwiązania nadsyłane w
terminie 60 dni od ukazania się tego nume-
ru EdW powinny mieć dopisek Policz171
(na kopercie, a w tytule maila dodatko-
wo nazwisko, np.: Policz171Jankowski). Z
uwagi na specyfikę zadania, bardzo proszę
o podawanie swojego wieku oraz miejsca
nauki czy pracy. W e-mailach podawajcie
też od razu swój adres pocztowy.

Zapraszam do rozwiązania tego zadania

zarówno doświadczonych, jak i początkują-
cych elektroników, którzy nie potrafią prze-
analizować wszystkich subtelności układu.
Można też jeszcze nadsyłać rozwiązania
zadania Policz170 z poprzedniego miesiąca.

Rozwiązanie zadania

Policz 166

W EdW 12/2009 przedstawione było zada-
nie Policz166, które brzmiało: Realizujemy
prosty układ monitorujący ze słuchawkami.

W układzie będzie pracował układ TL084,
zasilany napięciem stabilizowanym 12V.
Zastanawiamy się, czy nie można byłoby
zastosować w roli wzmacniacza słuchaw-
kowego dwóch wzmacniaczy z kostki TL084
w układzie z rysunku B. Ostateczna decy-
zja będzie zależeć od testów praktycznych,
ale wcześniej chcielibyśmy zorientować się,
jaka byłaby moc takiego wzmacniacza, jeśli-
by współpracował on ze słuchawkami o
oporności 32

Ω.

W ramach zadania Policz166 należało:
- obliczyć (oszacować) moc wyjściową

(sinusoidalną), dostarczaną do słuchawek.

Zadanie okazało się trudne i napłynęło

mniej rozwiązań, niż zwykle. Uczestnicy
podchodzili do problemu z różnych stron,
nie zawsze prawidłowo. Kilka osób przed-

Trzecia klasa Szkoły Konstruktorów

+12V

słuchawki

wejście L

wejście R

stereo

2x32W