Do czego to służy?
Jak sama nazwa mówi, urządzenie to
służy wędkarzowi do sygnalizowania
brań. Wyobraźmy sobie następującą sy−
tuację: wyjechaliśmy późno na ryby, po
pewnym czasie zachodzi słońce i zapada
zmrok. Brań nie widać ponieważ jest cie−
mno. Co w takiej sytuacji ma począć
wędkarz? Ma do wyboru dwa rozwiąza−
nia: wrócić do domu, albo zastosować
poniżej opisany sygnalizator brań.
Każdy wędkarz, który wykona taki syg−
nalizator będzie miał wielką satysfakcję
z niepowtarzalnego i nigdzie dotąd nie−
spotykanego urządzenia przydatnego do
połowów ryb. Jego urządzenie na pewno
wzbudzi zainteresowanie wśród innych
wędkarzy. Jeśli nie jest on wstanie wyko−
nać takiego urządzenia, to montaż może
powierzyć koledze znającemu się choć
trochę na elektronice.
Jak to działa ?
Schemat ideowy układu znajduje się
na rry
ys
su
un
nk
ku
u 1
1. Jako czujnik brań zastoso−
wany został kontraktron. Zalety i wady za−
stosowania takiego czujnika będą wspo−
mniane w dalszej części artykułu.
Kondensatory C3 i C4 blokują napięcie
zasilające sygnalizator.
Po zbliżeniu magnesu do kontraktro−
nu, jego styki zewrą się, co spowoduje
podanie napięcia dodatniego na wejścia
bramki U1A. Tak więc stan wysoki na
wejściach bramki U1A powoduje że na
jej wyjściu pojawi się stan niski blokują−
cy działanie generatorów sygnalizatora.
W czasie brania kiedy, to magnes oddali
się od kontraktronu, przestanie on prze−
wodzić, a na wejściach bramki U1A zo−
stanie wymuszony przez R4 potencjał
masy. Wtedy to przez kondensator C5
zostanie wygenerowany dodatni impuls
o czasie trwania zależnym od pojemnoś−
ci tego kondensatora i wartości rezysto−
ra R3. Wartości elementów C5 i R3
ustalają czas trwania alarmu po rozwar−
ciu styków kontraktrona, czyli po oddale−
niu magnesu od czujnika. Taka funkcja
układu może być przydatna np. gdy
wędkarz zarzuca przynętę, niepotrzebne
jest wtedy działanie czujnika, a wręcz
przeciwnie może okazać się denerwują−
ce. Można także nie stosować tego ukła−
du czasowego, wystarczy nie monto−
wać R3, a C5 zastąpić zworką. Układ bę−
dzie generował wtedy alarm aż do zwar−
cia styków kontraktronu.
Wracając do działania układu: na nóżce
5 układu U1B, będzie się utrzymywał
stan wysoki, aż do czasu rozładowania
C5 przez rezystor R3. Stan wysoki na tym
wejściu uruchamia pierwszy generator
na bramce U1B, o częstotliwości wyzna−
czonej elementami C1 i R1. Na czas trwa−
nia dodatnich impulsów z tego generato−
ra, poprzez bramkę U1C, będzie urucha−
miany także generator o większej częs−
totliwości zbudowany na bramce U1D.
Częstotliwość generatora U1D również
może być zmieniana w szerokich grani−
cach za pomocą C2 i R2, ale powinna ona
być zawsze większa od częstotliwości
generatora na bramce U1B. Wydajność
prądowa wyjścia 11 U1D bezpośrednio
wystarcza do wysterowania szeregowo
połączonej diody LED i generatora piezo.
Połączenie równoległe diody i piezo
zwiększy głośność i jasność świecenia,
ale też zwiększy się pobór prądu w czasie
alarmu. W ciszy jaka panuje w czasie po−
łowów słyszalne są nawet bardzo słabe
sygnały, a zbyt głośny alarm może przy−
nieść więcej szkody niż pożytku w posta−
ci wypłoszenia ryb.
Montaż i uruchomienie
Opisywany układ można zmontować
na płytce drukowanej, pokazanej na rry
y−
s
su
un
nk
ku
u 2
2. Montaż należy wykonać w tra−
dycyjny sposób, rozpoczynając od naj−
mniejszych elementów. Układ sygnaliza−
tora brań nie wymaga uruchamiania, na−
tomiast płytkę dobrze byłoby pokryć spe−
cjalnym lakierem, co zabezpieczy ją przed
wilgocią i utlenianiem się. Źródłem zasila−
nia układu powinna być bateria 9V, ale
można wypróbować działanie ukądu tak−
że przy niższych napięciach, już od 3V
(np. jedna lub dwie baterie litowe).
c.d. na str. 53
51
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/98
R
Ry
ys
s.. 1
1.. S
Sc
ch
he
em
ma
att iid
de
eo
ow
wy
y
R
Ry
ys
s.. 2
2.. S
Sc
ch
he
em
ma
att m
mo
on
ntta
ażżo
ow
wy
y
W
Wy
yk
ka
azz e
elle
em
me
en
nttó
ów
w
R
Re
ezzy
ys
stto
orry
y
R1,R4: 470k
Ω
R2: 510k
Ω
R3: 360k
Ω
K
Ko
on
nd
de
en
ns
sa
atto
orry
y
C1: 2,2µF/10V
C2: 330nF
C3: 100µF/10V
C4: 100nF
C5: 47µF/10V
P
Pó
ółłp
prrzze
ew
wo
od
dn
niik
kii
D1: LED 5mm RED
U1: 4093
P
Po
ozzo
os
stta
ałłe
e
S1: przełącznik dźwigienkowy
Q1: brzęczyk piezo 6V
Złączka do baterii 9V
Obudowa KM−26
Kontraktron
Sygnalizator brań
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/98
52
Do czego to służy?
Układ służy do włączania przekaźnika
(lub innego obciążenia) na określony czas
w zakresie od 4 sekund do 20 godzin.
W zależności od konfiguracji wejść
włączenie przekaźnika może następo−
wać:
– automatycznie po podaniu na układ na−
pięcia zasilania
– ręcznie po naciśnięciu przycisku ON
– ręcznie po naciśnięciu przycisku TOG−
GLE.
Wyłączenie przekaźnika następuje po
upływie zadanego czasu, ale może nastą−
pić wcześniej:
– po naciśnięciu przycisku OFF
– po drugim naciśnięciu przycisku TOG−
GLE.
Urządzenie wykonane jest przy użyciu
układu scalonego U6047, przeznaczone−
go do pracy w trudnych warunkach, panu−
jących w urządzeniach motoryzacyjnych.
Układ scalony jest zabezpieczony przed
uszkodzeniem pod wpływem zakłóceń
i przepięć pojawiających się w obwodach
zasilania i przewodach sterujących.
Jak to działa?
Schemat ideowy układu pokazano na
rry
ys
su
un
nk
ku
u 1
1.
Kluczową rolę pełni układ scalony
U6047. Kostka ta zasilana jest przez filtr
R3 C1, który chroni układ przed ewentu−
alnymi przepięciami, zdarzającymi się
w instalacji samochodu.
P
Po
od
ds
stta
aw
wo
ow
we
e p
pa
arra
am
me
ettrry
y u
uk
kłła
ad
du
u::
Zakres temperatur pracy: −40...+125°C
Napięcie zasilania (R1=510
Ω
): 6...16V
Napięcie stabilizacji
(nóżka 7): typ 5,2V (5,0...5,4V)
Maksymalny prąd
wyjścia (nóżka 2): 300mA
Kostka może być też zasilana napię−
ciem 5V – wtedy rezystor R3 trzeba ze−
wrzeć, a nóżkę 7 (wyjście wewnętrznego
stabilizatora) zewrzeć do nóżki 8.
Nóżka 2 jest wyjściem do dołączenia
przekaźnika. Jest to wyjście tranzystora
npn z otwartym kolektorem, a dzięki
wbudowanej między masą i nóżką 2 dio−
dzie Zenera (23V) nie trzeba stosować ze−
wnętrznej diody do likwidowania prze−
pięć na cewce przekaźnika (pojawiają−
cych się przy jego wyłączaniu).
W module dodatkowo przewidziano
tranzystor mocy T1, który może służyć do
sterowania obciążeniami. W zależności
od prądu kolektora i wzmocnienia tran−
zystora, należy indywidualnie dobrać war−
tość rezystancji R2 (R1=10k
Ω
)
Układ ma trzy wejścia sterujące (nóżki
3, 4 i 5), uruchamiane przez zwarcie do ma−
sy przez rezystor 2k
Ω
. Wszystkie wejścia
mają wewnętrzne obwody zabezpieczają−
ce. Każde wejście ma wbudowany rezys−
tor podciągający (100k
Ω
), przez co wejścia
te w spoczynku są w stanie wysokim.
Nóżki 3 i 4 współpracują ze sobą: we−
jście włączające ON (nóżka 3) rozpoczyna
cykl pracy, czyli włącza przekaźnik. Jeśli
przekaźnik ma być wyłączony przed upły−
wem zadanego czasu, należy skorzystać
z wejścia OFF (nóżka 4).
Nóżka 5 jest wejściem przerzutnika
bistabilnego (TOGGLE): każde kolejne na−
ciśnięcie zmienia stan wyjścia (przekaźni−
ka) na przeciwny.
Czas działania przekaźnika wyznaczo−
ny jest przez częstotliwość wewnętrzne−
go oscylatora, czyli wartość ele−
mentów R4, PR1 i C2. Czas ten
może być ustawiany w bardzo
szerokim zakresie. Częstotli−
wość oscylatora zależy nie tyl−
ko od wymienionych elemen−
tów, ale i od wewnętrznej re−
zystancji rozładowującej. Oto
przybliżony wzór pozwalający
obliczyć czas działania przekaź−
nika:
T = 59000 × (R4+PR2) × C2
Pomocą w doborze elemen−
tów będzie tabela 1 pokazująca
jakie czasy osiąga się z typowy−
mi wartościami kondensatorów
i rezystorów.
Ze względu na stabilność
cieplną kondensator C2 powi−
nien być kondensatorem sta−
łym, foliowym. Rezystancja
R4+PR1 może mieć wartość
w zakresie 47k
Ω
...1M
Ω
W normalnych warunkach
pracy po włączeniu zasilania
układ jest zewnętrznie zerowany
i przekaźnik nie działa. Wystarczy
jednak połączyć wejście ON (nóżka 3) na
stałe do masy i przekaźnik będzie się włą−
czał na określony czas po włączeniu zasila−
nia. Przy takim połączeniu nie można prze−
rwać cyklu pracy (uruchamiając przycisk
TOGGLE lub OFF). Jeśli przekaźnik ma ła−
pać po włączeniu zasilania, ale ma być za−
chowana możliwość ręcznego wyłączenia
przed upływem wyznaczonego czasu, nóż−
kę 3 należy połączyć do masy przez kon−
densator elektrolityczny 22µF.
W danej chwili nie powinny być urucha−
miane obydwa wejścia ON i OFF. Podobnie
nie powinno się wykorzystywać wejść ON,
2197
C
Czza
as
s
C
C2
2
R
R4
4+
+P
PR
R1
1 c
czzę
ęs
stt..
c
czza
as
s
g
ge
en
n..
o
od
dk
kłłó
óc
ca
an
niia
a
minut nF
k
Ω
Hz
ms
1229 4700
280
1
6000
614
1000
650
2
3000
246
1000
260
5
1200
154
1000
160
8
750
123
1000
130
10
600
61
100
650
20
300
25
100
260
50
120
15
100
160
80
75
12
100
130
100
60
sekund
nF
k
Ω
Hz
ms
369
10
600
200
30
147
10
240
500
12
92
10
150
800
8
74
10
120
1000
6
37
1
600
2000
3.00
15
1
240
5000
1.20
9
1
150
8000
.75
6.7
1
110
11000
.55
5.3
1
85
14000
.43
4.3
1
70
17000
.35
3.7
1
59
20000
.30
T
Ta
ab
be
ella
a 1
1
Uniwersalny układ czasowy
53
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/98
OFF jednocześnie z wejściem TOGGLE
(nie ma to zresztą sensu).
Wszystkie
wejścia
sterujące
współpracują ze wspólnym obwodem
odkłócania, który między innymi zapo−
biega skutkom drgań styków sterują−
cych. Ubocznym efektem obecności
tego obwodu są pewne opóźnienia,
które dają o sobie znać zwłaszcza przy
długich czasach działania. W tabeli
1 w ostatniej kolumnie podano te cza−
sy opóźnienia. Przy długich czasach
działania nie należy się dziwić, że do
uruchomienia układu wymagane jest
dłuższe naciśnięcie przycisku.
Istnieje także bliźniacza kostka U6046,
która ma identyczne funkcje, tylko stero−
wana jest nie przez zwieranie wejść do
masy, tylko do plusa zasilania (12V przez
rezystory 20k
Ω
)
Montaż i uruchomienie
Montaż układu na płytce pokazanej na
rry
ys
su
un
nk
ku
u 2
2 nikomu nie powinien sprawić
trudności. Przyciski wejściowe mogą być
dowolne. Układ nie wymaga żadnego
uruchamiania, należy tylko dobrać odpo−
wiedni czas działania przekaźnika. Z war−
tościami elementów pokazanymi na
schemacie uzyskuje się czasy od około
6 do 20 sekund. Aby uzyskać inny czas
działania, należy zmienić kondensator C2.
W zestawie AVT−2197 występuje typo−
wy przekaźnik samochodowy (taki jak
w modelu). Na płytce przewidziano otwo−
ry także pod popularny przekaźnik RM81.
P
Piio
ottrr G
Gó
órre
ec
ck
kii
Z
Zb
biig
gn
niie
ew
w O
Orrłło
ow
ws
sk
kii
R
Ry
ys
s.. 1
1.. S
Sc
ch
he
em
ma
att iid
de
eo
ow
wy
y
R
Ry
ys
s.. 2
2.. S
Sc
ch
he
em
ma
att m
mo
on
ntta
ażżo
ow
wy
y
W
Wy
yk
ka
azz e
elle
em
me
en
nttó
ów
w
R
Re
ezzy
ys
stto
orry
y
R3: 510
Ω
R4: 51k
Ω
R5−R7: 2k
Ω
PR1: 100k
Ω
R1,R2: nie montować
K
Ko
on
nd
de
en
ns
sa
atto
orry
y
C1: 47µF/16V
C2: 2,2nF
P
Pó
ółłp
prrzze
ew
wo
od
dn
niik
kii
T1; tranzystor NPN np. BC548B
U1: U6047
P
P
o
ozzo
os
stta
ałłe
e
K1: przekaźnik samochodowy 12V (ew.
RM81)
S1,S2,S3 microswitch
U
Uw
wa
ag
ga
a!! Elementy R1, R2, T1 nie wchodzą
w skład zestawu AVT−2???.
K
Ko
om
mp
plle
ett p
po
od
dzze
es
sp
po
ołłó
ów
w zz p
płły
yttk
ką
ą jje
es
stt
d
do
os
sttę
ęp
pn
ny
y w
w s
siie
ec
cii h
ha
an
nd
dllo
ow
we
ejj A
AV
VT
T jja
ak
ko
o
„
„k
kiitt s
szzk
ko
olln
ny
y”
” A
AV
VT
T−2
21
19
97
7..
Sygnalizator można umieścić w typo−
wej obudowie KM−26. Aby uchronić układ
przed deszczem należy wykonać do obu−
dowy uszczelkę np. z dętki lub uszczelnić
obudowę silikonem. O baterie nie trzeba
się martwić, ponieważ obudowa KM−26
zawiera osobny pojemnik i łatwo ją póź−
niej wymienić. Do obudowy, we własnym
zakresie można także przygotować spe−
cjalny uchwyt wbijany w ziemię. O miejs−
cu umieszczenia czujnika w obudowie
każdy powinien zdecydować samodziel−
nie. Dla zwiększenia funkcjonalności syg−
nalizatora można połączyć równolegle kil−
ka kontraktronów. Czułość sygnalizatora
możemy bardzo łatwo wyregulować
przez odpowiednie ustawieniem kontrak−
trona do magnesu (lub odwrotnie).
Po umieszczeniu sygnalizatora w do−
godnym miejscu (oczywiście nad jezio−
rem lub rzeką), należy zaczepić kawałek
magnesu na żyłce np. za pomocą agrafki
wędkarskiej. Magnes w stanie połowów
powinien znajdować się w przeznaczo−
nym na niego miejscu w obudowie. Pod−
niesienie tego magnesu przez żyłkę, spo−
woduję włączenie alarmu na czas okreś−
lony przez C5 i R3, lub do czasu ponow−
nego zwarcia styku kontraktrona przez
magnes (jeśli w tym czasie nie zdążył się
rozładować C5 lub gdy jest on nie monto−
wany). Czas włączenia alarmu oraz częs−
totliwość sygnału, każdy może przystoso−
wać do własnych potrzeb poprzez zmia−
nę kilku elementów opisanych wyżej.
Jak każda rzecz ma nie tylko zalety ale
i wady, przez co po zawieszeniu magne−
su na żyłce trzeba zawiesić także na niej
przeciwwagę.
Życzę udanych nocnych połowów!
M
Ma
arrc
ciin
n W
Wiią
ązza
an
niia
a
Sygnalizator brań
(c.d. ze str. 51)
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/98
54
Do czego to służy?
Przedstawiany układ jest w zasadzie
omomierzem, przeznaczonym do pomia−
ru bardzo małych oporności, w zakresie
od pojedynczych miliomów do 0,2
Ω,
z rozdzielczością 0,0001
Ω
. Jest to przy−
stawka do cyfrowego miernika uniwer−
salnego.
Przeznaczeniem przyrządu nie jest jed−
nak tylko pomiar oporności, ale także,
a może przede wszystkim, wykrywanie
zwarć, na przykład na płytkach drukowa−
nych, w montowanych układach i przy
naprawach sprzętu. Każdy, kto miał kie−
dykolwiek kłopoty z odnalezieniem miejs−
ca, gdzie zwarte są dwa obwody, doceni
zalety opisanej przystawki. Czasem zda−
rza się, że podczas trawienia, na płytce
drukowanej pozostanie cieniutkie jak
włos połączenie, niewidoczne gołym
okiem. Przykładowo zwarcie wystąpi
między ścieżką masy a jakąś inną ścież−
ką. Zmontowany na takiej płytce układ
nie będzie działał poprawnie. Czasem
zwarcie powstanie w pracującym urzą−
dzeniu wskutek uszkodzenia jakiegoś
elementu i wtedy też niełatwo znaleźć
przyczynę.
Zwykły omomierz niewiele pomaga
i zazwyczaj w takim wypadku trzeba prze−
cinać ścieżki w różnych miejscach
i sprawdzać, w której części obwodu wy−
stępuje szukane zwarcie. Jest to metoda
żmudna i niezbyt elegancka (ze względu
na konieczność przecinania ścieżek).
Użycie opisanego prostego przyrządu
pozwoli zlokalizować zwarcie szybko
i bez cięcia ścieżek. Co ciekawe, nie trze−
ba wylutowywać elementów z płytki. Lo−
kalizowanie zwarcia odbywa się na zasa−
dzie szukania miejsc o jak najmniejszej
oporności. Tylko początkującym może się
wydawać, że ścieżki płytki drukowanej
mają pomijalnie małą rezystancję. Cien−
kie ścieżki mają rezystancję rzędu kilku−
dziesięciu miliomów (kilku setnych częś−
ci oma). Już milimetr długości ścieżki ma
rezystancję wykrywalną przez opisany
przyrząd.
Aby zlokalizować zwarcie, wystarczy
dotknąć sondami dwóch obwodów, mię−
dzy którymi ono występuje. Dołączony
woltomierz cyfrowy pokaże jakąś war−
tość. Następnie jedną z sond należy do−
tknąć do innego punktu jednego z obwo−
dów. Jeśli woltomierz pokaże wartość
większą niż poprzednio, zwarcia należy
szukać w przeciwnym kierunku. Dotknię−
cie punktu ścieżki bliższego miejsca
zwarcia spowoduje zmniejszenie wska−
zania woltomierza. Oczywiście wskaza−
nie nie spadnie do zera. Nie jest to ko−
nieczne – chodzi o znalezienie punktów
obydwu obwodów, między którymi re−
zystancja jest najmniejsza. Właśnie w tej
okolicy kryje się zwarcie.
Szczerze mówiąc, opis procedury na
papierze jest bardziej skomplikowany, niż
praktyka. Kto raz weźmie podobny wy−
krywacz zwarć do ręki i przeprowadzi
eksperyment, na przykład łącząc ze sobą
dwa obwody na płytce drukowanej
i „szukając” zwarcia, momentalnie zrozu−
mie o co w tym chodzi i doceni zalety opi−
sywanego przyrządu.
Jak to działa?
Schemat ideowy układu pokazano na
rry
ys
su
un
nk
ku
u 1
1. Na pierwszy rzut oka wygląda
dość dziwnie, ale nie ma tu żadnych
skomplikowanych obwodów.
Przede wszystkim należy poznać zasa−
dę działania przyrządu. Pomiar bardzo
małych rezystancji z dobrą rozdzielczoś−
R
Ry
ys
s.. 1
1.. S
Sc
ch
he
em
ma
att iid
de
eo
ow
wy
y
2199
Ekonomiczny wykrywacz zwarć
cią dokonywany jest przez pomiar spadku
napięcia na tej rezystancji przy przepły−
wie dużego prądu. Wartość tego prądu
wynosi ni mniej ni więcej tylko 1 amper!
Jest to możliwe przy zasilaniu układu
z małej baterii 9−woltowej, a to dzięki im−
pulsowemu sposobowi pomiaru. Tak du−
ży prąd płynie tylko przez krótki czas, na−
tomiast przez większość czasu prąd nie
płynie. Za włączanie prądu odpowiedzial−
ny jest generator z bramkami U1A i U1B
z układu CMOS 4001. Częstotliwość ge−
neratora nie jest krytyczna. Dzięki obec−
ności diody D1 i rezystora R3, przebie−
giem wyjściowym generatora nie jest
przebieg prostokątny o wypełnieniu
50%, tylko dodatnie szpilki. Czas trwania
szpilki wynosi mniej więcej 0,01 okresu
generatora. W ten sposób przy wartości
prądu w impulsie równej 1A, średni po−
bór prądu z baterii wynosi około 10mA,
co nawet dla zwykłej baterii 6F22 nie jest
dużym obciążeniem. Warto jednak za−
uważyć, że duży prąd nie jest pobierany
wprost z baterii (uniemożliwiłaby to jej
duża rezystancja wewnętrzna), tylko
z kondensatora C2, który tu jest jakby po−
mocniczym źródłem zasilania o dużej wy−
dajności.
W każdym razie dodatnie szpilki z wy−
jścia generatora przez odwracającą bram−
kę U1C uruchamiają źródło prądowe, zbu−
dowane z tranzystorami T1 i T2. Zielona
dioda LED D2 jest wstępnym stabilizato−
rem napięcia. Na rezystorach R7 i R8 na−
pięcie w czasie wspomnianej szpilki wy−
nosi około 0,5V. Przy odpowiednim dob−
raniu wypadkowej wartości R7 i R8 uzys−
kuje się wartość prądu w impulsie równą
1 amper.
W czasie normalnej pracy, punkty E1
i E2 są połączone (dając punkt E), podob−
nie jak punkty F1 i F2 (dające punkt F).
Badaną małą rezystancję włącza się mie−
dzy punkty E i F. Przykładowo, na badanej
rezystancji równej 0,065234
Ω
, podczas
przepływu prądu pojawi się napięcie rów−
ne 65,234mV. Napięcie to należy zapa−
miętać i podać na woltomierz. Służą te−
mu kondensatory C3 i C4 oraz tranzystor
T3. W czasie, gdy prąd płynie przez bada−
ną rezystancję, tranzystor T3
jest otwarty i kondensatory C3,
C4 ładują się do napięcia wy−
stępującego na badanej opor−
ności. Gdy prąd przestanie pły−
nąć, tranzystor T3 zostanie za−
mknięty, ale na kondensatorach
pozostanie „zapamiętane” na−
pięcie. Napięcie to na bieżąco
podawane jest do woltomierza,
dołączonego do punktów A i B.
Koniecznie musi to być wolto−
mierz cyfrowy na zakresie
200mV. Po pierwsze chodzi
o to, by miał on dużą rezystan−
cję wewnętrzną, by kondensatory C3
i C4 nie rozładowały się zbyt szybko przez
tę rezystancję (cyfrowe multimetry mają
zwykle rezystancję wejściową równą
10M
Ω
). Po drugie, woltomierz musi mieć
dobrą rozdzielczość. Na przykład mierząc
przykładowe napięcie 65,234mV na za−
kresie 200mV, uzyska się odczyt 65,2mV,
co da rozdzielczość równą 0,1 milioma!!!
Nie inaczej, tylko 0,0001
Ω
. I tu jasno wi−
dać, że przyrząd naprawdę jest w stanie
wykryć niewielkie zmiany oporności, wy−
stępujące na długości ścieżki czy przewo−
du.
Wyjaśnienia wymaga obecność diody
D5 i rezystora R9. Dioda D5 świeci się
tylko wtedy, gdy punkty E i F są rozwar−
te. Przy włączeniu badanej małej rezys−
tancji dioda ta zgaśnie.
Występujące na schemacie elementy
T4, C5, D6 i R11 przewidziane były do ob−
wodu zabezpieczenia. W praktyce okaza−
ło się, że są one niepotrzebne i elemen−
tów tych nie trzeba montować.
Przyrząd nadaje się do pomiaru rezys−
tancji nie większych niż 0,3
Ω
. Teoretycz−
nie zakres pomiarowy powinien sięgać
około 1,5
Ω
(dopóki nie zacznie przewo−
dzić dioda D5). Trzeba jednak pamiętać,
że tranzystory MOSFET mają dodatkową
pasożytniczą strukturę – diodę włączoną
anodą do źródła, katodą do drenu. W cza−
sie, gdy przez badaną rezystancję nie pły−
nie prąd, napięcie na niej jest równe zeru
i kondensatory, które w czasie przepływu
prądu zostaną naładowane do napięcia
większego niż 0,4V, zostałyby przez tę
diodę rozładowane mniej więcej do 0,4V.
Właśnie z tego względu, przyrządem nie
można mierzyć rezystancji większych niż
0,3
Ω
, bo odczyt dołączonego woltomie−
rza obarczony byłby dużym błędem.
Montaż i uruchomienie
Układ można zmontować na płytce
drukowanej pokazanej na rry
ys
su
un
nk
ku
u 2
2.
Montaż nie powinien sprawić trudności.
Kolejność lutowania jest dowolna, jedy−
nie układ scalony i tranzystor T3 należy
wlutować na końcu.
Dla początkujących zagadką może być
występowanie na płytce oddzielnych
punktów E1 i E2 oraz F1 i F2.
Ponieważ przyrząd przeznaczony jest
do pomiaru bardzo małych rezystancji,
warto uwzględnić i wyeliminować wpływ
rezystancji przewodów, ścieżek i połą−
czeń wykrywacza, która dodałaby się do
badanej rezystancji.
Aby wyeliminować wpływ rezystancji
przewodów zastosowano pomiar cztero−
punktowy. R
Ry
ys
su
un
ne
ek
k 3
3 przedstawia zasa−
dę pomiaru czteropunktowego. Czerwo−
nym kolorem zaznaczono obwód, w któ−
rym płynie duży prąd (1A). Jeśli przewody
pomiarowe (czy sygnałowe, dołączone
do punktów E2, F2) zostaną połączone
do końcówek sond, to wyeliminowany
zostanie wpływ rezystancji przewodów
„prądowych”, dołączonych do punktów
E1 i E2. w kondensatorach C3, C4 zosta−
nie zapamiętane napięcie występujące
na badanej rezystancji, a nie suma tego
napięcia ze spadkami napięć na przewo−
dach. Rezystancja przewodów prowadzą−
cych od punktów E1 i F1 do sond może
być większa od badanej rezystancji.
Dla zmniejszenia rezystancji styku
między sondą a mierzonym obiektem,
należy zastosować sondy z ostrymi czub−
kami. Sondy w miarę możliwości nie po−
winny być wykonane z miękkiej miedzi,
tylko z jakiegoś twardszego stopu (mo−
siądz, brąz, itp.). W modelu wykorzystano
szpilki pochodzące z krosownicy jakiegoś
urządzenia telekomunikacyjnego.
Fotografia modelu pokazuje, jak czte−
ropunktowy pomiar zrealizowano w prak−
tyce. Brązowe przewody (prądowe) dołą−
czone są do punktów E1, F1, natomiast
czerwone przewody sygnałowe, doluto−
wane blisko czubków sond, dołączone są
do punktów E2, F2.
c.d. na str. 58
55
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/98
W
Wy
yk
ka
azz e
elle
em
me
en
nttó
ów
w
R
Re
ezzy
ys
stto
orry
y
R1,R3: 10k
Ω
R2: 1M
Ω
R4: 4,7k
Ω
R5: 150
Ω
R6: 2,2k
Ω
R7,R8: 1
Ω
R9: 33
Ω
R10: 1k
Ω
lub zwora
K
Ko
on
nd
de
en
ns
sa
atto
orry
y
C1: 100nF
C2: 1000µF/10V
C3,C4: 1µF
P
Pó
ółłp
prrzze
ew
wo
od
dn
niik
kii
D1,D3,D4: 1N4148
D2: LED zielona
D5: LED czerwona
T1: BC558B
T2: BD139
T3: BS170
U1: 4001
P
P
o
ozzo
os
stta
ałłe
e
T4,C5,D6,R11: nie montować
R
Ry
ys
s.. 2
2.. S
Sc
ch
he
em
ma
att m
mo
on
ntta
ażżo
ow
wy
y
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/98
56
Do czego to służy?
Chciałbym zaproponować Czytelni−
kom EdW budowę urządzenia wyjątkowo
prostego, a przy tym spełniającego wiel−
ce użyteczną rolę. Nie ma chyba elektro−
nika, który nigdy nie skonstruowałby,
mniej lub bardziej dokładnego woltomie−
rza. Najczęściej są to przyrządy budowa−
ne w oparciu o dwa układy: ICL7107 –
7106 i ICL7135. Spełniają one różne role,
pracują zgodnie ze swoim podstawowym
przeznaczeniem jako woltomierze, ale
także bywają „sercem” innych przyrzą−
dów pomiarowych. W oparciu o miliwol−
tomierz możemy zbudować i budujemy
mierniki rezystancji, prądu i pojemności
oraz przyrządy służące do pomiaru war−
tości nieelektrycznych, takie jak np. ter−
mometry.
W każdym przypadku zbudowany mi−
liwoltomierz musimy sprawdzić i wyka−
librować. W opisach budowy miliwolto−
mierzy najczęściej spotykamy sformuło−
wania następującego rodzaju: „Za pomo−
cą potencjometru montażowego PRxx
ustawiamy napięcie 100mV pomiędzy
i na tym kończymy regulację naszego
przyrządu”. Wszystko dobrze, ale za po−
mocą jakiego miernika mamy ustawić to
napięcie? Może za pomocą miernika uni−
wersalnego 3,5 cyfry wyprodukowanego
przez bliżej nieznanego producenta z Taj−
wanu? To zakrawa na kpiny: budujemy
woltomierz 4,5 cyfry, a jego kalibracji do−
konujemy za pomocą przyrządu pomiaro−
wego o dwie klasy gorszego! Nie każdy
ma możliwość stałego korzystania z la−
boratoryjnych woltomierzy cyfrowych
klasy 5 lub więcej cyfr, ale wielu z nas
może uzyskać choć chwilowy dostęp do
przyrządu przyzwoitej klasy. Dla nich
właśnie przeznaczony jest proponowany
układ.
Wykonany wielkim nakładem sił i środ−
ków woltomierz możemy najczęściej ska−
librować za pomocą dobrze znanego i nie−
zmiennego źródła napięcia odniesienia.
Nie musi to być napięcie dokładnie równe
np. 1000mV, wystarczy dowolne napię−
cie, którego wartość znamy i mamy pew−
ność, że nie uległo ono jakimkolwiek
zmianom. Takich źródeł napięcia odniesie−
nia jest wiele, wystarczy tu wspomnieć
popularne układy typu LM385. Mają one
jednak jedną wadę: zależność napięcia
wyjściowego od temperatury struktury
układu. W większości zastosowań ta wa−
da nie ma większego znaczenia, nie jed−
nak wtedy, kiedy potrzebujemy wyregulo−
wać woltomierz wysokiej klasy.
Poszukując źródła napięcia odniesie−
nia, które mogłoby posłużyć do kalibracji
woltomierzy dobrej klasy przejrzałem
wiele katalogów. Owszem, kilka firm ofe−
ruje „referencje” spełniające nasze wy−
magania, ale są to układy z reguły bardzo
kosztowne i trudno osiągalne. Kiedy już
miałem zaniechać dalszych poszukiwań,
z pomocą przyszedł mi jeden z Kolegów
redakcyjnych. „Zaraz, zaraz, chyba zapo−
mniałeś o jednym z „koni pociągowych”
elektroniki, sędziwym, lecz jak „Babcia”
Tina Turner po wsze czasy młodym:
µA723! Napięcie odniesienia tego skon−
struowanego ponad ćwierć wieku temu
układu uchodzi za jedno z najlepszych, ja−
kie kiedykolwiek wykonano.”
Podchwyciłem temat i rezultatem te−
go jest układ, który pozwalam sobie
Wam zaprezentować. Szczerze nama−
wiam do jego wykonania, ponieważ po−
trzebne do jego budowy elementy może−
cie zakupić dosłownie za grosze w do−
wolnym sklepie z częściami elektronicz−
nymi. Montaż układu nie jest zbyt skom−
plikowany i nie zajmie Wam więcej niż 1
2 godzin. Jedynym, poważnym utrudnie−
niem na jakie napotkacie będzie koniecz−
ność skorzystania z woltomierza cyfro−
wego bardzo dobrej klasy, co najmniej
5−cyfrowego.
Źródło napięcia odniesienia
2226
R
Ry
ys
s.. 1
1.. S
Sc
ch
he
em
ma
att e
elle
ek
kttrry
yc
czzn
ny
y
Zachwalana, dobra stabilność tempe−
raturowa napięcia odniesienia układu 723
bynajmniej mnie nie zadowoliła. Postara−
my się osiągnąć jeszcze lepsze paramet−
ry: zastosujemy w naszym urządzeniu
termostat, który będzie utrzymywał stałą
temperaturę kostki 723, zawsze wyższą
od temperatury otoczenia. Kolejnym
problemem na jaki napotkamy to zbyt
wielka, jak do kalibracji woltomierzy, war−
tość napięcia odniesienia układu 723. Za−
stosujemy więc dzielnik napięcia zbudo−
wany z rezystorów precyzyjnych, metali−
zowanych. Wartość tych rezystorów nie
będzie krytyczna, co zmniejszy kłopoty
związane z ich zdobyciem.
Jak to działa?
Schemat elektryczny proponowanego
układu został przedstawiony na rry
ys
su
un
n−
k
ku
u 1
1. Sama kostka 723 była wyczer−
pująco opisana w „Najsłynniejszych apli−
kacjach” w EdW 12/97.
723 −ka została w naszym układzie cał−
kowicie wykorzystana. Najważniejszym
jej elementem jest dla nas oczywiście
źródło napięcia odniesienia, ale wyko−
rzystamy także wbudowany w jej struktu−
rę wzmacniacz błędu. Niewykorzystany
zostania jedynie układ ograniczenia prą−
dowego, dla którego nie potrafiłem wy−
myślić jakiegokolwiek zastosowania.
Tak nas interesujące napięcie odnie−
sienia wyprowadzone jest na końcówkę
VR (Voltage Reference). Stamtąd dopro−
wadzone jest do trzech dzielników napię−
cia zbudowanych z rezystorów precyzyj−
nych R3, R4, R10 i R11 oraz z potencjo−
metru montażowego PR1. Wartości re−
zystorów precyzyjnych nie są krytyczne
i powinny zostać dobrane tak, aby na jed−
nym z dzielników otrzymać napięcie tro−
chę około 1000mV, a na drugim ok.
100mV. Te wartości są najwygodniejsze
do kalibrowania mierników o podstawo−
wym zakresie 1,9999V (lub 1,999V)
i 199,9mV które najczęściej budujemy
wykorzystując układy ICL. Oczywiście,
nic nie stoi na przeszkodzie aby zastoso−
wać dzielniki napięcia o innych paramet−
rach, wygodnych dla użytkownika przy−
rządu.
Dzielnik napięcia z potencjometrem
montażowym został dodany jedynie na
wszelki wypadek, do doraźnego ustawia−
nia trzeciego poziomu napięcia. Mierna
stabilność czasowa i termiczna popular−
nych HELLITRIM−ów nie gwarantuje za−
chowania ustawionej wartości napięcia
przez dłuższy okres czasu.
Przejdźmy teraz do drugiej części ukła−
du, która zbudowana została z wykorzys−
taniem wzmacniacza błędu wbudowane−
go w strukturę 723. Wzmacniacz ten po−
równuje ze sobą dwa napięcia: jedno
uzyskiwane z dzielnika zbudowanego
z rezystora R7 i termistora RT1 i drugie,
wytwarzane przez dzielnik R8, potencjo−
metr montażowy PR2 i R9. Napięcie
uzyskiwane z pierwszego dzielnika zależ−
ne jest od temperatury termistora RT1,
który w wykonaniu praktycznym układu
znajduje się w takich samych warunkach
termicznych jak IC1. Jeżeli napięcie na
końcówce NI IC 1 okaże się niższe niż na−
pięcie na końcówce IN, co oznacza spa−
dek temperatury poniżej ustawionej za
pomocą PR2 wartości, to wysterowany
zostanie tranzystor T1 polaryzując bazę
tranzystora T2. Tu wielu Czytelników
ogarnęła z pewnością zgroza: przecież to
totalna, piękna katastrofa! Tranzystor T2
spowoduje zwarcie zasilania i tylko dym
pójdzie z twojego układu, drogi autorze!
Nic podobnego, wartość rezystora R6 po−
laryzującego bazę tego tranzystora zosta−
ła tak dobrana, że przez T2 będzie płynął
prąd o wartości ok. 0,5A. Jedyną bo−
wiem funkcją spełnianą przez tranzystor
T2 jest podgrzewanie płytki termostatu.
Tak barbarzyńsko potraktowany tranzys−
tor spełnia jednak swoje zadanie dosko−
nałe. Prawie całe wytwarzane ciepło
przekazywane jest bez rozpraszania w at−
mosferę do płytki termostatu. Nie bez
znaczenia jest też mała bezwładność
cieplna wykorzystanego jako grzałka tran−
zystora.
Pozostała część układu to typowo wy−
konane stabilizatory napięcia, zasilające
układ IC1 i grzałkę termostatu i dzielniki
napięcia. Jumper JP1 wykorzystujemy
przy wyborze napięcia wyjściowego do−
starczanego z jednego z dwóch dzielni−
ków rezystorowych.
Montaż i uruchomienie
Na rry
ys
su
un
nk
ku
u 2
2 została pokazana mozai−
ka ścieżek płytki drukowanej i rozmiesz−
czenie na niej elementów. Montaż więk−
szości podzespołów wykonujemy w typo−
wy sposób, rozpoczynając od elementów
o najmniejszych gabarytach. Na razie nie
lutujemy termistora, tranzystora T2 i in−
nych elementów, których wysokość mog−
łaby być większa od wysokości IC1 wło−
żonego w podstawkę. Po wlutowaniu
części elementów i umieszczeniu 723
w podstawce wkładamy termistor RT1
w przeznaczone dla niego otwory lutowni−
cze i całość kładziemy elementami w dół
na gładkiej powierzchni. Dopiero teraz lu−
tujemy wyprowadzenia RT1, uważając,
aby znalazł się on dokładnie w takiej sa−
mej płaszczyźnie jak grzbiet kostki IC1.
Możemy teraz zamontować pozostałe
elementy i postarać się o kawałek blachy
miedzianej lub duralowej o wymiarach
i kształcie pokazanych na rry
ys
su
un
nk
ku
u 3
3, któ−
ra będzie służyła jako płytka termostatu.
Zgodnie z tym rysunkiem wykonujemy
w blasze odpowiednie otwory i przykrę−
camy do niej tranzystor – grzałkę T2, nie
zapominając o posmarowaniu go siliko−
nową pastą przewodzącą ciepło. Taką sa−
mą pastę nanosimy grubą warstwą na
grzbiet kostki 723 i na termistor RT1.
Możemy teraz przystąpić do ostatnie−
go etapu montażu. Płytkę termostatu
składamy z płytką obwodu drukowanego
przeprowadzając końcówki lutownicze
tranzystora T2 przez otwory w właści−
wych punktach lutowniczych. Obie płytki
skręcamy ze sobą za pomocą czterech
śrubek M3 z nakrętkami i dopiero teraz
lutujemy końcówki tranzystora T2. Na rry
y−
s
su
un
nk
ku
u 4
4 został pokazany szkic rozmiesz−
czenia elementów pomiędzy płytkami.
Pozostałą nam jeszcze jedna czynność
do wykonania: kalibracja układu do kalib−
racji woltomierzy. Jak już wspomniałem,
do wykonania tej czynności koniecznie
potrzebny będzie woltomierz bardzo wy−
sokiej klasy. Kalibracja za pomocą popu−
larnych mierników uniwersalnych nie
miałaby najmniejszego sensu. Wielu Czy−
telników z pewnością zapyta, czy nie
można by było po prostu obliczyć wartoś−
ci napięć wyjściowych? Przecież napięcie
referencyjne 723
jest stałe i znane!
Niestety, nie jest
aż tak dobrze. To
fakt, że napięcie
odniesienia kos−
tek 723 jest stałe,
n i e z m i e n n e
w czasie i słabo
zależne od tem−
peratury, ale od−
nosi się to do jed−
nej serii produk−
57
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/98
R
Ry
ys
s.. 2
2.. S
Sc
ch
he
em
ma
att m
mo
on
ntta
ażżo
ow
wy
y
R
Ry
ys
s.. 3
3..
cyjnej danego producenta. W zależności
od serii i producenta napięcie to może za−
wierać się w przedziale 7,1...7,3V, co po−
woduje konieczność pomiaru napięć wy−
jściowych układu. Pomiarów najlepiej do−
konać po dłuższym okresie wygrzewania
układu, nawet po kilkudniowym. Należy
też pamiętać, że nasz układ jest gotowy
do pracy dopiero po ok. 1 min od włącze−
nia zasilania.
Pozostałą jeszcze do omówienia spra−
wa wartości temperatury, do jakiej ma się
rozgrzewać płytka termostatu i co za tym
idzie układ scalony IC1. Musi to być tem−
peratura w każdym przypadku wyższa,
niż przewidywana temperatura pomiesz−
czenia, w którym dokonywać będziemy
sprawdzania woltomierzy. Należy sądzić,
że w naszym klimacie odpowiednia bę−
dzie temperatura ok. 40...45
O
C, którą
ustawimy za pomocą potencjometru
montażowego PR2. Do wykonania tej
czynności nie będzie nam oczywiście, po−
trzebny termometr. Wystarczy „pomiar”
temperatury dokonany za pomocą do−
tknięcia palcem: płytka termostatu po−
winna być wyraźnie gorąca, ale nie może
parzyć.
Układ powinien być zasilany ze źródła
napięcia stałego 15...20VDC lub prze−
miennego 11...15VAC o wydajności prą−
dowej ponad 0,5A.
Z
Zb
biig
gn
niie
ew
w R
Ra
aa
ab
be
e
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/98
58
W
Wy
yk
ka
azz e
elle
em
me
en
nttó
ów
w
R
Re
ezzy
ys
stto
orry
y
PR1: potencjometr montażowy
Helitrim 5k
Ω
PR2: potencjometr montażowy
miniaturowy 220k
Ω
R8,R9 : 220k
Ω
RT1: ok. 22k
Ω
/20°C
R1, R2, R7: 10k
Ω
R3: objaśnienie w tekście
R4: objaśnienie w tekście
R10: objaśnienie w tekście
R11: objaśnienie w tekście
R5: 1
Ω
R6: 5,6k
Ω
K
Ko
on
nd
de
en
ns
sa
atto
orry
y
C1: 1nF
C2: 220µF/16
C5, C3: 100nF
C4: 1000µF/25
C6: 100nF
P
Pó
ółłp
prrzze
ew
wo
od
dn
niik
kii
BR1: mostek prostowniczy 1A
IC1: uAA723 (LM723 lub inny odpowiednik)
IC2: 78L05
IC3: 7812
T1: BC548 lub odpowiednik
T2: BD140
P
P
o
ozzo
os
stta
ałłe
e
CON1: ARK3 miniaturowe
CON2: ARK2
JP1 3 goldpiny + jumper
R
Ry
ys
s.. 4
4..
K
Ko
om
mp
plle
ett p
po
od
dzze
es
sp
po
ołłó
ów
w zz p
płły
yttk
ką
ą jje
es
stt
d
do
os
sttę
ęp
pn
ny
y w
w s
siie
ec
cii h
ha
an
nd
dllo
ow
we
ejj A
AV
VT
T jja
ak
ko
o
„
„k
kiitt s
szzk
ko
olln
ny
y”
” A
AV
VT
T−2
22
22
26
6..
Taki pomiar czteropunktowy wcale
nie jest jednak konieczny. Kto chce, mo−
że zewrzeć na płytce punkty E1 z E2
oraz F1 z F2 i zastosować pojedyncze
przewody prowadzące do sond. Wska−
zania dołączonego miernika będą więk−
sze, bo do rezystancji badanej dojdzie
rezystancja przewodów i sond. Ilustruje
to rysunek 4.
Podczas prób okazało się, że w eg−
zemplarzu modelowym prąd pracy wy−
nosi około 0,85A i wyniki pokazywane na
wyświetlaczu dołączonego woltomierza
nie odpowiadają ściśle wartości mierzo−
nej rezystancji. Aby uzyskać prąd równy
1A należałoby dokładnie dobrać wartości
rezystorów R7 i R8 (dodać kolejny rezys−
tor równolegle do R7 i R8). W praktyce
takie dobieranie wcale nie jest koniecz−
ne, bo podczas wyszukiwania zwarcia
nie chodzi o poznanie dokładnej wartoś−
ci badanej rezystancji, tylko o znalezienie
miejsca o najmniejszej oporności.
Model pobiera w czasie pomiaru prąd
równy 13mA, a przy braku rezystancji
mierzonej, czyli rozwarciu sond, gdy świe−
ci dioda D5, pobór prądu wynosi 3mA.
P
Piio
ottrr G
Gó
órre
ec
ck
kii
Z
Zb
biig
gn
niie
ew
w O
Orrłło
ow
ws
sk
kii
Ekonomiczny wykrywacz zwarć
(c.d. ze str. 55)
R
Ry
ys
s.. 3
3.. Z
Za
as
sa
ad
da
a p
po
om
miia
arru
u c
czztte
erro
op
pu
un
nk
ktto
ow
we
eg
go
o
R
Ry
ys
s.. 4
4.. W
Wp
płły
yw
w rre
ezzy
ys
stta
an
nc
cjjii p
prrzze
ew
wo
od
dó
ów
w
Do czego to służy?
Odpowiedź na to pytanie jest prosta
i jednoznaczna: wyłącznie do zabawy.
Układ, z którym za chwilę się zapoznamy
nie realizuje jakichkolwiek wzniosłych ce−
lów, nie ma „wysokich walorów edukacyj−
nych” i chyba niczego nowego podczas je−
go budowy się nie nauczymy. Proponowa−
ny układ powstał całkowicie przypadkowo.
Nie miałem najmniejszego zamiaru robić,
przynajmniej na razie, kolejnej zabaweczki,
ale podczas budowy radiowego pilota do
zdalnego sterowania (opis w jednym z naj−
bliższy numerów Elektroniki Praktycznej)
przyszedł mi do głowy śmieszny pomysł.
W obudowę pilota, na miejsce przycisku
normalnie służącego do jego uruchamia−
nia włożyłem, ot tak sobie, zupełnie bez−
myślnie, diodę LED. Wyglądało to całkiem
ładnie i pomyślałem, że można wykorzys−
tać tą obudowę do zupełnie innego celu,
niż do jakiego była przeznaczona. Efektem
mozolnej pracy konstruktorskiej, która
później nastąpiła jest właśnie ta śmieszna
zabaweczka, mogąca być dość efektowną
broszką przygotowaną specjalnie na dys−
kotekowe szaleństwo.
Proponowany układ, wbudowany
w malutką obudowę od pilota potrafi tyl−
ko jedno: generować błyski światła
w momencie usłyszenia silniejszych
dźwięków. Jeżeli więc będzie on elemen−
tem stroju przygotowanego na dyskote−
kową zabawę, to jego posiadaczka stanie
się jednocześnie właścicielką prywatnej
„mini iluminofonii”, przyczepionej do
paska lub zawieszonej na szyi jako
śmieszny breloczek. Płytka drukowana
została, jak już wspomniałem zwymiaro−
wana pod obudowę od pilota od alarmów
samochodowych, ale nic nie stoi na prze−
szkodzie aby umieścić układ w innej obu−
dowie, np. wewnątrz maskotki lub inne−
go przedmiotu.
Układ zaprojektowany został z wyko−
rzystaniem tanich i ogólnie dostępnych
elementów. Nie wymaga jakiejkolwiek
regulacji ani uruchamiania i może zostać
wykonany nawet przez „elektronicznych
przedszkolaków”.
Jak to działa?
Na rry
ys
su
un
nk
ku
u 1
1 został pokazany sche−
mat elektryczny proponowanego układu.
Jak widać, jest on dziecinnie prosty i tłu−
maczenie zasady jego działania może
wręcz ubliżać wiedzy większości Czytel−
ników, których proszę o opuszczenie te−
go fragmentu artykułu.
Sercem układu jest „dyżurny” wzmac−
niacz operacyjny typu TL081, który może
zostać zastąpiony przez dowolny inny
standardowy wzmacniacz, nawet
przez
muzealną
„siedemset
czterdziestkę jedynkę”. Zada−
niem wzmacniacza operacyjnego
jest wzmacnianie sygnału pocho−
dzącego z mikrofonu elektreto−
wego M1. Wzmocniony sygnał
zostaje następnie poddany detek−
cji w układzie zbudowanym z diod
D1 i D2 oraz kondensatora C5.
W momencie kiedy kondensator
naładuje się do napięcia ok. 1,2V,
baza tranzystora T1 zostaje spola−
ryzowana i dioda D3 zaczyna
świecić. Ponieważ zakładamy że
układ znajduje się w obszarze
o zmiennym natężeniu dźwięku,
dioda LED będzie migotać w takt
muzyki lub miłosnych wyznań
„szeptanych” doniosłym głosem.
c.d. na str. 61
59
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/98
Dyskotekowy breloczek
2230
W
Wy
yk
ka
azz e
elle
em
me
en
nttó
ów
w
R
Re
ezzy
ys
stto
orry
y
R1: 2,2k
Ω
R2: 100k
Ω
R3: 5,6k
Ω
R4: 12k
Ω
R6, R5: 15k
Ω
R7: 680
Ω
K
Ko
on
nd
de
en
ns
sa
atto
orry
y
C1, C3: 100nF
C2, C5*, C6: 10µF/10 (miniaturowy)
C4: 3,3µF/10 (miniaturowy)
P
Pó
ółłp
prrzze
ew
wo
od
dn
niik
kii
D1, D2: 1N4148 lub odpowiednik
D3: czerwona dioda LED f8mm
IC1: TL081 lub odpowiednik
T1: BC548 lub odpowiednik
P
Po
ozzo
os
stta
ałłe
e
S1: 46
przełącznik hebelkowy miniaturowy
Obudowa typu KM−14N
Uwaga! W celu doboru „bezwładności”
diody LED warto zmienić wartość C5.
R
Ry
ys
s.. 1
1.. S
Sc
ch
he
em
ma
att iid
de
eo
ow
wy
y
Do czego to służy?
Proponowany układ jest z pewnością
jednym z najprostszych, jakie kiedykol−
wiek pozwoliłem sobie zaprezentować
moim Czytelnikom. Pomimo tej prostoty
jest to układ w pełni funkcjonalny, znacz−
nie rozszerzający możliwości miernika
częstotliwości AVT .
Z miernika częstotliwości AVT–2235
w zasadzie byłem bardzo zadowolony.
Konstrukcja „wyszła” mi całkiem zgrabna,
malutki przyrząd nie wymagał ani wielkich
nakładów pracy, ani też zdobywania trudno
dostępnych i drogich części. Niestety, przy−
rząd ten posiada jedną, w przypadku mier−
nika częstotliwości dość istotną wadę: nie−
jednokrotnie zbyt mały zakres pomiarowy:
tylko do 1MHz. To prawda, że w przypadku
dokonywania pomiarów większości pros−
tych układów cyfrowych jest to wartość
wystarczająca. W wielu przypadkach, kie−
dy badana częstotliwość jest nam mniej
więcej znana możemy poradzić sobie bez
rozszerzania zakresu pomiarowego. Jeżeli
np. wiemy, że mierzona częstotliwość za−
wiera się w zakresie 1 2MHz, a nasz mier−
nik pokaże wynik wynoszący np. 123456,
to z dużym prawdopodobieństwem może−
my przyjąć, że wartość zmierzona wynosi
1,123456MHz. Zgodzimy się jednak
wszyscy, że taka „metoda” dokonywania
pomiarów nie przystoi, obiecującym adep−
tom pięknej sztuki konstruowania układów
elektronicznych. Co zatem wypada uczy−
nić? Budować nowy miernik z powiększo−
nym zakresem? Nie, nie sądzę aby miało
to sens. Budowa miernika częstotliwości
a wyświetlaniem 8–o cyfrowym jest całko−
wicie możliwa, ale możliwości takiego
przyrządu pozostałyby najczęściej nie wy−
korzystane. W większości przypadków,
przy pomiarach częstotliwości rzędu kilku−
dziesięciu MHz odczyt dziesiątek i jednos−
tek nie ma najmniejszego znaczenia i dwie
„najmłodsze”, najczęściej stale migające
cyfry tylko denerwowałyby Użytkownika
takiego przyrządu pomiarowego.
A zatem nie musimy budować nowe−
go układu miernika częstotliwości i pozo−
staniemy przy już wykonanym. Pomyśl−
my tylko, jak rozszerzyć jego możliwości.
Najprostszą i ogólnie znaną metodą roz−
szerzenia zakresu pomiarowego miernika
częstotliwości jest zastosowania tzw. pre−
skalera. Dla wyjaśnienia tego pojęcia posłu−
żymy się prostym porównaniem. Z pewnoś−
cią każdy z Was wie, jak można zmienić za−
kres pomiarowy woltomierza, normalnie pra−
cującego na zakresie np. 200V. Wystarczy na
jego wejściu dodać wstępny dzielnik napię−
cia z rezystorami o wartościach w stosunku
1:10 i już mamy woltomierz o zakresie
2000V! Taki dzielnik napięcia jest też swoje−
go rodzaju preskalerem, zmieniającym uży−
teczny zakres przyrządu pomiarowego.
W przypadku miernika częstotliwości spra−
wa ma się podobnie: aby uzyskać zakres po−
miarowy do 10MHz wystarczy wstępnie po−
dzielić badaną częstotliwość przez 10. Za−
kres do 100MHz otrzymamy przy podziale
badanej częstotliwości przez 100, a częstot−
liwości rzędu gigaherców możemy mierzyć
po zastosowaniu preskalera 1:1000.
Tak problem konstrukcyjny z pozoru wy−
gląda na bardzo prosty. Zostawmy w spo−
koju gigaherce i zadowolimy się możliwoś−
cią dokonywania pomiarów częstotliwości
w zakresie do 100MHz. Wystarczy zatem
dobudować do naszego układu dwa liczni−
ki dekadowe, prosty przełącznik służący
wybieraniu stopnia podziału i po kłopocie.
To prawda, ale tylko w połowie. Nie ma
najmniejszego problemu z znalezieniem
licznika
dziesiętnego,
który pracowałby bez
problemów z częstotli−
wością do 10MHz. Spra−
wa komplikuje się przy
wyższych częstotliwoś−
ciach. Oczywiście, budowane są dzielniki
częstotliwości sprawnie działające nawet
przy częstotliwościach rzędu gigaherców,
ale są to elementy bardzo drogie i trudno
osiągalne. Nam potrzebny jest licznik mo−
dulo 10, który będziemy mogli zakupić
w każdym sklepie z częściami elektronicz−
nymi, najlepiej kostka z którejś z znanych
rodzin TTL lub CMOS. Zabrałem się za
wertowanie katalogu układów TTL firmy
Texas Instruments i prawie natychmiast
znalazłem potrzebny układ. Jest nim licznik
dziesiętny typu 74S196! Kostka ta wystę−
puje w trzech odmianach: standard, S i LS,
a jej wyprowadzenia zostały pokazane na
rry
ys
su
un
nk
ku
u 1
1. Najbardziej interesuje nas gwa−
rantowana przez producenta maksymalna
częstotliwość, z jaką te układy mogą praco−
wać (patrz tta
ab
be
ella
a 1
1).
A zatem mamy już to, o co nam chodzi−
ło. Kostka 74196 zawiera w swojej struk−
turze, podobnie jak popularna 7490, dwa
liczniki: modulo 2 i modulo 5, które po kas−
kadowym połączeniu dadzą nam licznik
mogący przyjąć na swoje wejście częstot−
liwości do 100MHz. Grzać to się będzie
jak jasna cholera, prawie 400mW mocy
traconej w kostce w obudowie DIL to nie
bagatelka, ale działać będzie. Niestety, tak
pięknie wyglądało to tylko w katalogu. Wy−
daje mi się, że układ 74196 w wersji „S”
istniał tylko na papierze, ponieważ mimo
usilnych starań nie mogłem go nigdzie ku−
pić. Chyba coś tu komuś nie wyszło.
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/98
60
Preskaler do miernika
częstotliwości AVT−2235
2278
Typ
CLOCK 1
CLOCK 2
Moc tracona
74196
0...50MHz
0...25MHz
240mW
74S196
0...100MHz
0...50MHz
375mW
74LS196
0...30MHz
0...15MHz
80mW
T
Ta
ab
be
ella
a 1
1
R
Ry
ys
s.. 1
1..
Nie martwmy się jednak. Częstotli−
wość, którą możemy mierzyć przy zasto−
sowaniu kostek 74196 serii Standard lub
LS są też bardzo wysokie i miernik o ta−
kim zakresie zaspokoi z pewnością po−
trzeby wszystkich konstruktorów ukła−
dów cyfrowych. Ponadto, praktyka wyka−
zuje, że podane wyżej parametry są g
gw
wa
a−
rra
an
ntto
ow
wa
an
ne
e p
prrzze
ezz p
prro
od
du
uc
ce
en
ntta
a, a rzeczy−
wistości układy 74196 pracują poprawnie
jeszcze przy nieco wyższych częstotli−
wościach. Układ modelowy, wykorzystu−
jący „najgorszą” wersję 74196 – LS dzia−
łał jeszcze przy częstotliwości wejścio−
wej ok. 40MHz! A może wytrwałym czy−
telnikom EdW uda się zdobyć kostki
74S196?
Jak to działa?
Schemat elekt−
ryczny
modułu
preskalera został
przedstawiony na
rry
ys
su
un
nk
ku
u 2
2. Sygnał
wejściowy poda−
wany jest za po−
średnictwem re−
zystora R2 na bazę tranzystora T1, który
bezpośrednio steruje wejściem zegaro−
wym pierwszego z liczników zawartych
w strukturze układu 74196. Jest to
„szybszy” licznik, pracujący modulo 2,
z którego wyjścia sygnał podawany jest
na wejście drugiego licznika, dokonujące−
go dalszego podziału częstotliwości we−
jściowej, tym razem przez 5. Z wyjścia te−
go licznika częstotliwość podzielona
przez 10 podawana jest na wejście deka−
dy 74LS90, której zasady działania nie
musimy chyba sobie przypominać.
Przekaźnik REL1 umożliwia wybranie
potrzebnego stopnia podziału. W pozycji
styków przekaźnika takiej, jak na rysunku
na wyjście CON1 podawana jest częstotli−
wość podzielona przez 100. Po włączeniu
przekaźnika za pomocą przełącznika S1 na
wyjście modułu przekazany zostanie syg−
nał wejściowy podzielony przez 10.
To chyba wszystko, co można powie−
dzieć o działaniu tak niezwykle prostego
układu!
Montaż
i uruchomienie
Na rry
ys
su
un
nk
ku
u 3
3 została poka−
zana mozaika ścieżek płytki
drukowanej preskalera, wyko−
nanej na laminacie jednostron−
nym oraz rozmieszczenie na
niej elementów. Nie ma sensu
rozwodzić się nad sposobem
zmontowania typowego ukła−
du składającego się z dwóch
układów scalonych. Warto je−
dynie wspomnieć, że na płyt−
ce drukowanej umieszczono dwa złącza:
CON1 i złącze oznaczone jedynie prosto−
kątem na stronie opisowej płytki, które
służą do połączenia modułu preskalera
z miernikiem częstotliwości. Połączenie
to wykonamy za pomocą dwóch szere−
gów goldpinów kątowych, każdy po trzy
piny. Złącze CON1 przekazuje do modułu
preskalera napięcie zasilające i przenosi
sygnał wejściowy, natomiast drugie złą−
cze nie ma żadnej funkcji, poza mecha−
nicznym ustabilizowaniem połączenia
płytek.
Jako S1 zastosujemy przełącznik
dźwigniowy dwupozycyjny, a jako we−
jście CON2 typowe gniazdko BNC.
Z
Zb
biig
gn
niie
ew
w R
Ra
aa
ab
be
e
W
Wy
yk
ka
azz e
elle
em
me
en
nttó
ów
w
R
Re
ezzy
ys
stto
orry
y
R1: 510
Ω
R2, R3: 10k
Ω
K
Ko
on
nd
de
en
ns
sa
atto
orry
y
C1: 1µF
C2: 100pF
P
Pó
ółłp
prrzze
ew
wo
od
dn
niik
kii
IC1: 74S196 (74196, 74LS196)
IC2: 74LS90
T1: BC337
P
P
o
ozzo
os
stta
ałłe
e
CON1: 2 x goldpin kątowy 3 piny
CON2: gniazdo BNC
REL1: przekaźnik OMRON 5V
S1: przełącznik dźwigienkowy
R
Ry
ys
s.. 3
3.. S
Sc
ch
he
em
ma
att m
mo
on
ntta
ażżo
ow
wy
y
K
Ko
om
mp
plle
ett p
po
od
dzze
es
sp
po
ołłó
ów
w zz p
płły
yttk
ką
ą jje
es
stt
d
do
os
sttę
ęp
pn
ny
y w
w s
siie
ec
cii h
ha
an
nd
dllo
ow
we
ejj A
AV
VT
T jja
ak
ko
o
„
„k
kiitt s
szzk
ko
olln
ny
y”
” A
AV
VT
T−2
22
27
78
8..
R
Ry
ys
s.. 2
2.. S
Sc
ch
he
em
ma
att iid
de
eo
ow
wy
y
Montaż i uruchomienie
Na rry
ys
su
un
nk
ku
u 2
2 została pokazana mozaika
ścieżek płytki drukowanej oraz rozmiesz−
czenie na niej elementów. Płytka została
wykonana na laminacie jednostronnym,
co pociągnęło za sobą konieczność zasto−
sowania jednej, tak przez nas nie lubianej
zworki, oznaczonej na stronie opisowej
płytki symbolem „Z”. Od niej właśnie roz−
poczniemy montaż układu, podczas które−
go nie powinniśmy napotkać na większe
trudności. Niewielkie rozmiary płytki po−
wodują, że podczas montażu powinniśmy
zachować szczególną ostrożność, układa−
jąc elementy tak, aby zmieściły się w de−
dykowanej dla układu obudowie.
Układ zmontowany z sprawdzonych
elementów nie wymaga jakiejkolwiek re−
gulacji ani uruchamiania i powinien
„odpalić” bez najmniejszych kłopotów.
Do zasilania układu należy wykorzys−
tać baterię 12V, typową dla konstrukcji
pilotów, która z łatwością powinna
zmieścić się w proponowanej obudo−
wie. Wykonanie styków do baterii pozo−
stawiam już pomysłowości Czytelników,
podobnie jak sposób zamontowania
w obudowie miniaturowego przełączni−
ka hebelkowego.
Z
Zb
biig
gn
niie
ew
w R
Ra
aa
ab
be
e
Dyskotekowy breloczek
(c.d. ze str. 59)
R
Ry
ys
s.. 2
2.. S
Sc
ch
he
em
ma
att m
mo
on
ntta
ażżo
ow
wy
y
K
Ko
om
mp
plle
ett p
po
od
dzze
es
sp
po
ołłó
ów
w zz p
płły
yttk
ką
ą jje
es
stt
d
do
os
sttę
ęp
pn
ny
y w
w s
siie
ec
cii h
ha
an
nd
dllo
ow
we
ejj A
AV
VT
T jja
ak
ko
o
„
„k
kiitt s
szzk
ko
olln
ny
y”
” A
AV
VT
T−2
22
23
30
0..
Do czego to służy?
Proponowany układ pozwala na proste
i tanie rozwiązanie bardzo kłopotliwego
problemu, jakim jest brak dostatecznej
ilości interfejsów CENTRONICS w typo−
wo skonfigurowanym komputerze klasy
PC. „Zbyt mała ilość” to dość oględne
sformułowanie, ponieważ najczęściej,
szczególnie w nowoczesnych kompute−
rach z PENTIUM mamy do dyspozycji
tylko jeden interfejs tego typu, obecnie
z zasady wbudowany w płytę główną
komputera. Ponieważ opis działania ukła−
du nie zajmie nam wiele miejsca, po−
święćmy chwilę na uporządkowanie wia−
domości na temat interfejsu CENTRO−
NICS komputera PC i sposobu jego wy−
korzystywania.
Każdy komputer, niezależnie od klasy
musi posiadać możliwość komunikowa−
nia się z urządzeniami zewnętrznymi. Do
niedawna takimi urządzeniami była kla−
wiatura, monitor, mysz i oczywiście, dru−
karka. Monitor i klawiatura posiadają
własne, niezależne gniazda wejściowe,
myszka dołączana jest z zasady do jedne−
go z portów szeregowych RS, natomiast
dla drukarki przeznaczono niegdyś, opra−
cowane przez firmę IBM – twórcę kom−
puterów PC, złącze równoległe. Takie po−
czątkowe przeznaczenie interfejsu CEN−
TRONICS znacznie ograniczyło jego moż−
liwości i spowodowało, że niewielu kon−
struktorów decydowało się na jego wy−
korzystanie podczas projektowania urzą−
dzeń peryferyjnych do PC. Najważniej−
szym ograniczeniem była możliwość
transmisji informacji szyną danych tylko
w jednym kierunku. Do obsługi prostych
drukarek takie złącze było zupełnie wy−
starczające, ale drastycznie zwalniało
szybkość komunikowania się z innymi
urządzeniami. Transmisja dwukierunko−
wa byłą wprawdzie możliwa, ale jedynie
prowadzona za pomocą tzw. „trybu pół−
bajtowego”, wykorzystującego czterobi−
towy port dwukierunkowy interfejsu.
Sytuacja zaczęła się zmieniać w po−
cząwszy od 1991 roku, czyli dziesięć lat
po powstaniu pierwszego modelu PC.
Producenci osprzętu komputerowego
doszli do jakiego takiego porozumienia
i po długotrwałych pertraktacjach doszło
do ustanowienie w 1994 roku nowego
standardu interfejsu CENTRONICS – nor−
my IEE1284. Nie ma sensu w tym miejs−
cu szczegółowo opisywać tej normy. Za−
interesowanych szczegółami Czytelni−
ków pozwalam sobie odesłać do lektury
Elektora Elektronika 5/98, w którym stan−
dard IEE1284 został bardzo szczegółowo
opisany. Wystarczy powiedzieć, że nor−
ma ta umożliwia wreszcie pełne wyko−
rzystanie interfejsu CENTRONICS i trans−
misję danych w formacie słowa jednobaj−
towego w obydwóch kierunkach.
Po co właściwie o tym wszystkim pi−
szę? Powód jest prosty: chciałbym
uświadomić Czytelnikom, że norma IE−
E1284 istnieje dopiero od niecałych czte−
rech lat i jedynie nowe typy komputerów
wyposażone są w odpowiadający jej in−
terfejs CENTRONICS. Płyty główne, po−
cząwszy od nowszych modeli 486 posia−
dają wbudowany interfejs równoległy,
umożliwiający transmisję danych w oby−
dwóch kierunkach. Wystarcza to całkowi−
cie do obsługi jednego urządzenia, np.
drukarki. Jeżeli jednak chcemy korzystać
z dwóch urządzeń i uniknąć kłopotliwego
przełączania kabli, to sytuacja staje się
kłopotliwa. Najprostszym rozwiązaniem
byłoby rozszerzenie konfiguracji kompu−
tera o dodatkową kartę, popularną nie−
gdyś MULTI I/O. Takie karty nie są już
obecnie produkowane, ale można je na−
być za niewielką sumę na giełdach kom−
puterowych. Na karcie MULTI I/O wbu−
dowane są dwa porty równoległe, co da−
je nam w sumie aż trzy interfejsy równo−
ległe: LPT1, LPT2 i LPT3. Tylko że takie
rozwiązanie zawiera w sobie jeden
„haczyk”: żadna karta MULTI I/O nie po−
siada interfejsu CENTRONICS zgodnego
z normą IEE1284 i w przypadku dwóch
portów musielibyśmy zadowolić się
transmisją danych tylko w jednym kierun−
ku: z komputera do układu peryferyjnego.
Możliwość wykorzystania portów równo−
ległych zainstalowanych na produkowa−
nych niegdyś sterownikach dysków twar−
dych nasuwa takie same ograniczenia
i dodatkowo wprowadza niebezpieczeńs−
two konfliktu przerwań pomiędzy płytą
nowoczesnego komputera i archaiczną,
wykorzystywaną niezgodnie z przezna−
czeniem, kartą. Czy zatem zostaniemy
zmuszeni do przełączania kabli od drukar−
ki, programatora EPROM ów, analizatora
stanów logicznych i innych urządzeń?
Z pewnością nie, i dlatego pozwoliłem
sobie opracować dwa rozwiązania tego
problemu. Pierwszym jest wykonanie
i zainstalowanie w komputerze dodatko−
wej karty zawierającej dwa interfejsy
CENTRONICS zgodne z normą IEE1284.
Taka karta jest jednak dość trudna do wy−
konania i jej zainstalowanie wymaga in−
gerencji we wnętrze komputera. Dlatego
też opis tej karty zamieścimy tam, gdzie
jest jego miejsce: w jednym z najbliż−
szych numerów Elektroniki Praktycznej.
Dla mniej zaawansowanych konstrukto−
rów pozostaje drugie rozwiązanie, niepo−
równywalnie prostsze i „bezpiecznie−
jsze” w realizacji: budowa „rozgałęzi−
acza”, który pozwoli na dołączenie do PC
ta dwóch urządzeń jednocześnie i ręczne
przyłączanie portu szeregowego do jed−
nego z nich. Jest to tylko połowiczne za−
łatwienie problemu, zawsze jednak wy−
godniej jest przestawić jeden mały prze−
łącznik niż „szarpać się” z kablami od
dwóch urządzeń.
Jak to działa?
Schemat elektryczny proponowanego
układu został pokazany na rry
ys
su
un
nk
ku
u 1
1. Za−
nim przejdziemy do analizy tego prostego
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/98
62
Przełącznik interfejsu
CENTRONICS
2253
schematu, zastanówmy się, jakie funkcje
musi on spełniać. Interfejs CENTRONICS
posiada 17 linii sygnałowych: osiem lini−
i szyny danych, cztery rejestru dwukie−
runkowego i pięć rejestru wejściowego.
Przełączanie tych linii pomiędzy dwoma
układami peryferyjnymi można było roz−
wiązać dwoma metodami: mechanicznie,
za pomocą wielosek−
cyjnego przełącznika
lub odpowiedniej ilości
miniaturowych prze−
kaźników lub też meto−
dą elektroniczną za po−
mocą buforów szyny
danych lub dwu we−
jściowych multi – de−
multiplekserów. Zdo−
bycie odpowiedniego
przełącznika
byłoby
bardzo trudne, nato−
miast
zastosowanie
dziewięciu miniaturo−
wych
przekaźników
niepotrzebnie zwięk−
szyłoby koszt wykona−
nia urządzenia.
Tak więc zdecydo−
wałem się na zastoso−
wanie w projektowa−
nym układzie sześciu
identycznych układów
scalonych:
popular−
nych i tanich trzy kana−
łowych
multiplekse−
rów – demultiplekse−
rów typu 4053. Każdy
z tych układów przełą−
cza trzy linie sygnało−
we, a zatem mamy do
dyspozycji 18 kanałów,
o jeden więcej niż po−
trzeba.
Jak już wspomnia−
łem,
zastosowane
układu scalone pełnią
funkcję multipleksera –
demultipleksera cyfro−
wo analogowego, co
oznacza że mogą prze−
kazywać zarówno syg−
nały cyfrowe jak i ana−
logowe. Układ 4053
posiada trzy wejścia
i trzy pary wyjść odpo−
wiadające trzem kana−
łom. Za pomocą trzech
wejść sterujących mo−
żemy wybrać kanały,
do których skierowana
zostanie
informacja
z wejść. Tabela prawdy
układu 4043 (patrz
obok), powinna pomóc
w zrozumieniu zasady
jego działania.
Wracajmy do naszego schematu i po−
patrzcie tylko, prawdziwi miłośnicy
„czystej” cyfrówki: ani jednego elemen−
tu dyskretnego, nie licząc oczywiście
kondensatorów blokujących zasilanie! To
właściwie ideał układu cyfrowego!
Wyjaśnienie zasady funkcjonowanie
przełącznika nie zajmie nam wiele czasu.
Złącze CON1 dołączone jest do wyjścia
interfejsu CENTRONICS komputera,
a złącza CON2 i CON3 służą do doprowa−
dzenia sygnałów do urządzeń peryferyj−
nych, takich jak drukarka czy emulator
EPROM ów, którego opis pozwolę sobie
przedstawić Czytelnikom w jednym z naj−
bliższych numerów EdW. Wszystkie tory
63
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/98
R
Ry
ys
s.. 1
1.. S
Sc
ch
he
em
ma
att iid
de
eo
ow
wy
y
sygnałowe złącza CON1 dołączone zosta−
ły do wejść sześciu układów 4053. Wy−
jścia tych układów doprowadzone są do
złącz CON2 i CON3: wyjścia „0” do
CON3, a wyjścia „1” do CON3. Wszyst−
kie wejścia sterujące demultiplekserów
zostały połączone ze sobą i w zależności
od położenia przełącznika S1 możemy na
nich wymusić stan wysoki lub stan niski.
Przy stanie niskim wszystkie sygnały, nie−
zależnie od kierunku ich przesyłania kiero−
wane są do złącza CON3, a przy stanie
wysokim na tych wejściach aktywne bę−
dzie złącze CON2.
Wyjaśnienia wymaga jeszcze dodatkowa
szyna zasilania, oznaczona jako VEE i do−
łączona do masy układu. Otóż, jak już
wspomniałem, multipleksery 4053 mogą
służyć zarówno do przenoszenia sygna−
łów cyfrowych, jak i analogowych. Aby
ułatwić pracę konstruktorom producenci
tych układów zapewnili możliwość prze−
noszenia także sygnałów o napięciu
ujemnym względem masy. Aby to umoż−
liwić, układ 4053 posiada dodatkowe we−
jście zasilania, dołączane do źródła napię−
cia ujemnego względem masy. W ukła−
dach cyfrowych nie wykorzystujemy
możliwości transmisji sygnałów ujem−
nych względem masy i dodatkowe we−
jście zasilania, oznaczone właśnie VEE
i nie uwidoczniane na schematach, połą−
czone jest z masą.
Montaż i uruchomienie
Na rry
ys
su
un
nk
ku
u 3
3 została pokazana mozai−
ka ścieżek płytki drukowanej wykonanej
na laminacie dwustronnym z metalizacją
i rozmieszczenie na niej elementów.
Montaż układu nie sprawi najmniejszego
kłopotu nawet zupełnie „zielone−
mu” elektronikowi. Rozpoczniemy
go jak zwykle od wlutowania pod−
stawek pod układy scalone, a za−
kończymy montując kondensatory
i złącza CON1 CON4. Nie muszę
chyba zaznaczać, że zmontowany
z elementów dobrej jakości układ
nie wymaga jakichkolwiek czynnoś−
ci uruchomieniowych ani regulacji.
Warto jeszcze wspomnieć parę
słów na temat zasilania układu. Do
złącza CON4 musimy doprowa−
dzić napięcie +5VDC, koniecz−
nie stabilizowane. Pobór prądu
przez nasz rozgałęziacz jest zni−
komo mały i jako najprostsze
w stosowaniu źródło zasilania
możemy polecić zasilacz tzw.
wtyczkowy. Odważnym ekspe−
rymentatorom mogę polecić
jeszcze jeden sposób zasilania ukła−
du. Zbudowany przełącznik zawsze
musi współpracować z komputerem
i jego istnienie z dala od PC ta nie
żadnego sensu. Nasuwa się więc
prosty wniosek: jeżeli układ jest za−
wsze dołączony do komputera, to
dlaczego nie mielibyśmy zasilać go
z potężnego zasilacza PC, dla które−
go pobór prądu przez nasz układ jest
pomijalnie mały? Rzeczywiście, nie
ma powodu, aby nie wykorzystywać
zasilacza komputera, ale metodę tą
polecam tylko tym Czytelnikom, któ−
rzy posiadają już sporą praktykę
w konstruowaniu układów elektro−
nicznych. W każdym wypadku układ
przełącznika musi być dokładnie
sprawdzony, ze szczególnym nacis−
kiem na wykrycie ewentualnych
zwarć w obwodzie zasilania (dotyczy
to szczególnie tych Konstruktorów,
którzy zmontują układ na samodziel−
nie wykonanych płytkach). Spowo−
dowanie bowiem zwarcia w zasila−
niu komputera nie spowoduje naj−
częściej jego uszkodzenia, ale
z pewnością ulegnie przepaleniu
bezpiecznik umieszczony w bardzo trud−
no dostępnym miejscu: wewnątrz zasila−
cza komputera.
Napięcie +5VDC potrzebne do zasila−
nia naszego przełącznika jest dostępne
na zewnątrz komputera w dwóch złą−
czach: w gniazdach klawiatury i game
portu. Szczególnie łatwy dostęp mamy
do game portu, zwłaszcza wtedy, kiedy
nie korzystamy z joystika. Na rry
ys
su
un
n−
k
ku
u 4
4 zostały pokazane wyprowadzenia te−
go portu i miejsca, skąd możemy pobrać
napięcie potrzebne do zasilania naszego
układu ( a także innych, wymagających
zasilania +5VDC i współpracujących
z komputerem PC). Jednak jeszcze raz
apeluję do młodszych Kolegów o rozwa−
gę: naprawa uszkodzonego bezpiecznika
w zasilaczu PC to naprawdę bardzo nie−
przyjemne zajęcie.
Z
Zb
biig
gn
niie
ew
w R
Ra
aa
ab
be
e
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/98
64
R
Ry
ys
s.. 3
3.. S
Sc
ch
he
em
ma
att m
mo
on
ntta
ażżo
ow
wy
y
R
Ry
ys
s.. 4
4..
W
Wy
yk
ka
azz e
elle
em
me
en
nttó
ów
w
R
Re
ezzy
ys
stto
orry
y
K
Ko
on
nd
de
en
ns
sa
atto
orry
y
C1: 100µF/10V
C2: 100nF
P
Pó
ółłp
prrzze
ew
wo
od
dn
niik
kii
IC1 IC6: 4053, 74HC4053, 74HCT4053
P
Po
ozzo
os
stta
ałłe
e
CON1 : DB25/M do druku
CON2, CON3: DB25/F do druku
CON4 : ARK2 (3,5mm)
S1: przełącznik dźwigienkowy
K
Ko
om
mp
plle
ett p
po
od
dzze
es
sp
po
ołłó
ów
w zz p
płły
yttk
ką
ą jje
es
stt
d
do
os
sttę
ęp
pn
ny
y w
w s
siie
ec
cii h
ha
an
nd
dllo
ow
we
ejj A
AV
VT
T jja
ak
ko
o
„
„k
kiitt s
szzk
ko
olln
ny
y”
” A
AV
VT
T−2
22
25
53
3..