2001 01 Szkoła konstruktorów klasa II

Szkoła Konstruktorów

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

− Szkoła Konstruktorów klasa II

Rozwiązanie zadania 55

W EdW 9/2000 na stronie 37 pokazano upro−
szczony schemat, który ma pełnić rolę prze−
łącznika sterowanego dźwiękiem. Schemat
ten pokazany jest na rysunku A.

Nie jest błędem, jak przypuszczało kilka

osób, obecność wejść oznaczonych CL i EN
zamiast CLI czy INH. W różnych katalogach
i bibliotekach programów do rysowania
schematów spotyka się odmienne oznacze−
nia, ale nie jest to błąd, tylko drobna niekon−
sekwencja.

Nie jest też błędem brak bramki Schmitta

w obwodzie wejścia CL – w kostce 4017 jest
to wejście z wewnętrznym obwodem
Schmitta.

Zdecydowana większość uczestników

zwróciła uwagę na problem hazardu czaso−
wego. Przy pokazanym sposobie zerowania
kostki 4017 dodatni impuls, pojawiający się
na wejściu RST będzie bardzo krótki, rzędu
nanosekund. W skrajnie niekorzystnej sytua−
cji tak krótki impuls nie wystarczy, żeby wpi−
sać do kostki 4013 stan z wejścia D.

Wprawdzie na pierwszy rzut oka mniej

skomplikowana kostka 4013 powinna być
szybsza od bardziej skomplikowanego liczni−
ka 4017, ale jest to tylko przypuszczenie, nie
poparte konkretnymi danymi katalogowymi.
Katalog podaje jedynie, iż minimalna dłu−
gość impulsu zegarowego przerzutnika 4013
przy zasilaniu napięciem 5V nie powinna być
mniejsza niż 250ns. Dopiero taki impuls
gwarantuje, że wszystkie egzemplarze będą
działać poprawnie (większość będzie działać
już przy impulsie o szerokości 125ns). Choć
katalog dla kostki 4017 podaje 500ns (przy
5V) jako minimalną długość impulsu gwa−
rantującego wyzerowanie, przedstawiona
obawa jest słuszna. Jeśli akurat w układzie
znajdzie się szybka kostka 4017 i powolna
4013, układ może nie pracować.

Ale nie jest to jedyny mankament. Uwa−

żam nawet, że jest mniej ważny od innego.
Długość impulsu na wejściu CL kostki 4013
można w prosty sposób przedłużyć dodając
jeden rezystor włączony w szereg z wejściem

RST. Tak! Wbrew pozorom nie jest to bez−
sensowny zabieg − wystarczy jeden rezystor
o odpowiednio dużej wartości. Rezystor ten z
pojemnością wejściową wejścia RST
(5...10pF) tworzy układ opóźniający. Oczy−
wiście, można też dać obwód RC, jak propo−
nuje wielu uczestników.

Poważny błąd logiczny pomysłodawcy

układu z rysunku A, który zresztą jest studen−
tem, aktywnym uczestnikiem Szkoły, polega
na tym, że nie pomyślał on, co się będzie
działo w układzie, gdzie zwora zdecyduje o
działaniu przerzutnika po dwóch czy trzech
dźwiękach. Ściślej biorąc, należałoby powie−
dzieć, że układ będzie przełączany co dwa
bądź trzy impulsy dźwiękowe...

Każde dwa czy trzy impulsy, także te

przychodzące w dużych odstępach czasu...

Oznacza to, że wprawdzie nie zareaguje

na jedno klaśnięcie, ale potem zareaguje na
jedno czy dwa.

Układ będzie poprawnie działał jedynie

przy ustawieniu liczby dzwonków na 1. Przy
ustawieniu na dwa lub trzy, impulsy będą się
niejako kumulować – zliczane będą wszyst−
kie kolejne impulsy, także te przychodzące w
dużych odstępach czasu, co spowoduje przy−
padkowe i niezamierzone przełączanie.

Wykluczone jest także użycie jednocześnie

dwóch lub trzech takich odbiorników, usta−
wionych na różną liczbę dzwonków. Pomysł
wyboru liczby impulsów nie ma więc prak−
tycznego sensu i jest niepotrzebnym kompli−
kowaniem układu oraz obsługi przyrządu.

Niemniej podstawowa idea, której pomy−

słodawca nie przemyślał do końca, jest pra−
widłowa – chodzi o to, by przekaźnik nie
przełączał się pod wpływem jakichkolwiek
przypadkowych dźwięków, tylko na wyra−
źny rozkaz składający się na przykład z
trzech klaśnięć. Prezentowany układ nie rea−
lizuje jednak takiej funkcji. Aby ją realizo−
wał, musiałby zawierać układ czasowy, uru−
chamiany pierwszym impulsem dźwięko−
wym. A przerzutnik zmieniałby stan tylko
wtedy, jeśli w czasie „okienka”, wyznaczo−
nego przez taki układ czasowy nadeszłoby ni
mniej, ni więcej, tylko trzy impulsy. Co cie−
kawe, jeden z uczestników Szkoły nadesłał

jako rozwiązanie zadania 50 schemat układu
realizującego taką funkcję, zawierający nie−
zbędny układ czasowy, ale obarczony inny−
mi usterkami. I to jest przykład, że nie jest
łatwo rzetelnie ocenić nadesłane prace. Czy
przyznać więcej punktów uczestnikowi,
który nie zapomniał o układzie czasowym,
ale ma liczne usterki w schemacie, czy wy−
żej ocenić kolegę, którego układ w zasadzie
jest poprawny, wzorowany na układach z
EdW, ale nie realizuje głównego celu?

Nie dziwcie się więc, że czasem liczba

przyznanych punktów może wydać się dziw−
na – często mają na nią wpływ szczegóły,
których nie omawiam w artykule.

Wracając do głównego wątku − jestem za−

skoczony, iż żaden uczestnik nie zwrócił
uwagi na tę istotną sprawę, przekreślającą
praktyczną przydatność rozwiązania. Dlate−
go tym razem, po raz pierwszy w historii
drugiej klasy Szkoły, nie będzie nagród. Po−
dam tylko nazwiska Kolegów, którzy nade−
słali najlepsze odpowiedzi dotyczące hazar−
du czasowego:

Janusz Mikołajczyk z Dzierzbina, Łu−

kasz Podgórnik z Dąbrowy Tarnowskiej,
Przemek Młodecki z Krosna, Marek Po−
znański z Puław, Tomasz Jadasch z Kęt,
Arkadiusz Antoniak z Krasnegostawu i Ra−
fał Baranowski z Gliwic.

Zadanie 59

Tym razem zadanie jest bardzo proste. Na ry−
sunku B można zobaczyć fragment układu
nadesłanego jako rozwiązanie jednego z
wcześniejszych zadań Szkoły. Jak zwykle
odpowiedzcie na pytanie:

Co tu nie gra?

Odpowiedzi nadsyłajcie w terminie 45 dni od
ukazania się tego numeru EdW, a kartki
oznaczcie dopiskiem „NieGra59”. Nagroda−
mi będą kity AVT lub książki.

Piotr Górecki

Rys. A

Rys. B