plik

Pozdrawiamy: Przemysława Bartoszewskiego z Leszna, Witolda Szy−
maniaka, Piotra Kosa, Leszka Seledca z Olsztyna, Jarosława Tylusa
z Grudziądza, Piotra Łojko ze Szczecina, Michała Nowakowskiego
z Wrocławia, M. Potockiego z Dolska, Leona Nakrewicza, Arkadiu−
sza Cekowicza, Łukasza Kowalczyka, Piotra Cieślińskiego z Krako−
wa, Adama Mościckiego z Zawiercia, Zbigniewa Jabłońskiego z Tcze−
wa, Marię Zabokrzycką, Helenę Kupisz, Karola Suchanka z Budzie−
jowic, Adriana Helwiga z Bogatyni, Mieczysława Szczęsnego z Płoń−
ska i Marzenę Komorkiewicz z Łajsk.

Uwagi do rubryki Errare humanum est z EdW 02/2002 przysłali ostatnio:
Michał Tobys ze Zbąszynia, Przemysław Agata z Pabianic, Adam
Gawron z Łodzi, Marcin Dyoniziak z Brwinowa, Radosław Krawczyk
z Rudy Śląskiej, Adam Robaczewski z Wejherowa i Tomasz Jędras
z Lubina.

Nagrody otrzymują: Przemysław Agata i Adam Gawron.

W ostatnich miesiącach zaobserwowaliśmy, że coraz więcej osób przysy−
ła na jednej kartce rozwiązania kilku konkursów. Jak już wielokrotnie
przypominaliśmy, prosimy o przysyłanie każdego rozwiązania na od−
dzielnej kartce. Rzecz w tym, że poszczególne konkursy trafiają do od−
dzielnych pudełek, a co ważniejsze do różnych osób, które potem opraco−
wują rozwiązania i losują nagrody. Dlatego każda kartka powinna zawie−
rać imię, nazwisko i pełny adres uczestnika.

(...) Proszę o odpowiedź. Załączam znaczki.

W miarę swoich możliwości odpisujemy na listy Czytelników. Nie za−

chodzi jednak potrzeba, abyście przesyłali nam znaczki.

Witam serdecznie,
(...)
W kilku słowach pragnę zawrzeć jeszcze żal do wielu nauczycieli,

którzy sami nie za bardzo wiedzą, co właściwie robią w szkole, albo którzy
zawiedli się na „debilizmie” uczniów. Tak naprawdę to chcę zwrócić uwa−
gę na zupełnie bezsensowny program w tej dziedzinie. Przynajmniej dla
Liceów Technicznych. Ja jestem uczniem jednego z nich – właśnie o pro−
filu  elektronicznym  (a przynajmniej  tak  to  się  nazywa).  Napiszę  krótko.
Elektrotechnika, to przedmiot z jakim miałem styczność dopiero od trze−
ciej klasy. Oczywiście materiał nie był nic a nic związany z elektroniką.
Dopiero później, dużo później pojawiły się zagadnienia minimalnie o niej
przypominające.  Zaczęły  się  kilometrowe  wzory  na  obliczanie  indukcji
i szeregu  innych  wielkości  związanych  z cewkami,  silnikami  łączonymi
w gwiazdy, trójkąty. Oczywiście nikt nic nie wiedział i nikomu nawet przez
myśl nie przeszło, gdzie by to zastosować. Sytuację taką od razu zauwa−
żył nauczyciel i nawet nie wymagał tego wszystkiego (w tym miejscu przy−
znaję mu rację – to była naprawdę najmądrzejsza decyzja). No cóż. Taki
mamy  program,  za  który  „serdecznie  dziękuję”  MEN−owi.  Ostatecznie
kończąc tę szkołę, jeżeli chodzi o wiedzę elektroniczną, nic raczej z niej
nie wyniosłem. Nadzieja w przyszłej mojej edukacji – na studiach.

Po co uczyć kilometrowych wzorów, skoro nie bardzo wiadomo nawet,

gdzie je zastosować, nie mówiąc już o ich zrozumieniu. Po co w ogóle ta−
kie lekcje? Idąc do podobnej szkoły człowiek wybiera ją z nadzieją na roz−
szerzenie wiadomości w dziedzinie elektroniki. Być może jeszcze nawet
nie wie o niej za dużo. Jedno jest pewne. Po ukończeniu takowej wyjdzie
z niej przekonany, że jest debilem, że ta dziedzina go przerasta a jego dez−
orientacja w tym temacie będzie jeszcze większa niż w chwili dokonywa−
nia wyboru szkoły. Po przejściu takiego prania mózgu uczeń wynosi jedy−
nie tyle: „Jestem debilem a ta dziedzina to makabra. Nie jestem w stanie
jej sprostać”. Cóż. Mamy nowego wykształconego i wierzącego w siebie
człowieka... Będzie on kolejnym „silnym” ogniwem społeczeństwa. Cóż
więcej rzec można... System edukacji...

Wracając do mojej osoby. Jestem samoukiem. Żałuję, że szkoła nie

spełniła  moich,  jakże  niewielkich  oczekiwań.  Ja  chciałem  tylko  zdobyć
trochę  praktycznej  i użytecznej  wiedzy.  Czy  to  naprawdę  tak  wiele?
Wszelkie osiągnięcia – nie przesadzam – zawdzięczam Wam i silnej wo−
li. Przymierzam się właśnie do wysłania jednego z moich mikroproceso−
rowych projektów do działu „Projekty czytelników” w EP. Jeżeli projekt
zyska „sympatię” redakcji, być może niedługo będzie mnie stać na tro−
chę bardziej cywilizowane warunki pracy – np. już nie z mazakiem w rę−
ku a sprayami do wykonywania płytek drukowanych. Podsumowując te−
mat skuteczności edukacji: Nauczyciele. Jeżeli macie realizować bezna−
dziejny program – róbcie to tylko dla pozoru. Jeżeli zależy wam na kre−
atywności  w działaniu,  proponuję  zacząć  od  techniki  cyfrowej.  To  jest
naprawdę  o wiele  łatwiej  wytłumaczyć!  Sprawi  to  o wiele  więcej  przy−
jemności zarówno uczniom, jak i nauczycielowi. Dopiero później można
wejść z techniką analogową, a wszelkie ewentualne braki uczniowie – je−
żeli tylko zechcą – uzupełnią sobie sami (sami poczują niedosyt). Ja ży−
czę Wam wszystkim kreatywności w prowadzeniu wykładów i budowaniu
przez  to  silnego,  wierzącego  w siebie  młodego  pokolenia  elektroników
(...)

Do redakcji EdW: Dziękuję Wam za to, że jesteście! Życzę dalszych

sukcesów i kreatywności na łamach naszego wspólnego pisma.

Z poważaniem

Mariusz Ciszewski, Polanica Zdrój

Szanowna Redakcjo EdW,
Jako czytelnik Waszego czasopisma chcę wyrazić swoją opinię na te−

mat ostatnich numerów, a konkretnie artykułów o Protelu. Uważam, że
poświęcanie całego cyklu dla tego tematu jest chyba przesadzone. Wyda−
wało mi się, że EdW oznacza czasopismo przystępne dla szerokiego gro−
na odbiorców, w przeciwieństwie do np. „Elektronika” − magazynu elek−
troniki  profesjonalnej.  Tymczasem  proponuje  się  czytelnikom  używanie
oprogramowania  (na  pograniczu  legalności)  przeznaczonego  dla  firm
zajmujących się produkcją profesjonalną. Ponadto zastanawiam się nad
sensownością  korzystania  z tego  oprogramowania,  skoro  do  prostszych
schematów równie dobrze można posłużyć się innym programem. „...Pro−
tel jest potężnym i kosztownym narzędziem, skrojonym na miarę potrzeb
zaawansowanych konstruktorów,  projektujących  wielowarstwowe  płytki

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

Maj 2002

Poczta

W rubryce „Poczta” zamieszczamy fragmenty Waszych li−

stów oraz nasze odpowiedzi na pytania i propozycje. Elek−

tronika dla Wszystkich to nasze wspólne pismo i przez tę

rubrykę chcemy zapewnić jak najbardziej żywy kontakt re−

dakcji z Czytelnikami. Prosimy o listy z oczekiwaniami

w stosunku do nas, z propozycjami tematów do opracowa−

nia, ze swoimi problemami i pytaniami. Postaramy się

w miarę możliwości spełnić Wasze oczekiwania.

Specjalną częścią „Poczty” jest kącik tropicieli chochlika

drukarskiego „Errare humanum est”. Wśród Czytelników,

którzy nadeślą przykłady błędów, będą co miesiąc losowa−

ne nagrody w postaci kitów z serii AVT−2000. Piszcie więc

do nas, bardzo cenimy Wasze listy, choć nie na wszystkie

możemy szczegółowo odpowiedzieć. Jest to nasza wspól−

na rubryka, dlatego będziemy się do Was zwracać po imie−

niu, bez względu na wiek.

Poczta

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

Maj 2002

zawierające setki elementów SMD...”− jak to ma się do profilu „Elektro−
niki dla Wszystkich”. No dobrze, niech jakaś część czytelników nauczy się
obsługi Protela i będąc zaawansowana w elektronice zaprojektuje jakieś
skomplikowane urządzenie − świetnie − a co z wykonaniem w warunkach
amatorskich wielowarstwowej płytki nie mówiąc o montażu tych setek
elementów SMD!? Może zamiast o Protelu lepiej napisać o jakichś innych
prostszych programach?

Mojej opinii tyle, załączam serdeczne pozdrowienia dla całej redakcji.

Paweł Cabała

Witam całą Redakcję!
List, który do Was piszę powstaje pod wpływem listu Zbigniewa Gib−

ka z poczty 2/01.

Otóż, słusznie i ciekawie zauważył on, że Naczelny powinien podpisy−

wać się Piotr „GURU” Górecki!

Myślę, że taki sposób oznajmiania światu o własnym dziele nie jest

żadną przesadą i sarkazmem, a jedynie zaakcentowaniem swojego, zasłu−
żonego, stanowiska. :−)

Zachęcam gorąco Czytelników, jak i osoby zainteresowane, do podzie−

lenia się swoimi propozycjami w ramach poczty EdW. Przykładowo − An−
drzej „TRANSMIT” Janeczek.

Pozdrawiam i życzę miłej zabawy

Grzegorz „KY3ORR” Kaczmarek

Witam.
Rozpoczęcie kursu nt. Protela 99SE jest strzałem w dziesiątkę. Jest to

rzeczywiście kombajn, jednak moje obawy dotyczą faktu, czy przeciętny
elektronik będzie w stanie poznać ten naprawdę trudny program.

(...)
No i ostatni wątek; Jeżeli następcą Pana śp. Zbyszka będzie Pan Piotr

Górecki i jeżeli opisy tego programu będą tak dokładne, jak kiedyś przy
EasyTrax, to wszystko będzie OK.

Zasyłam pozdrowienia.

Ryszard Piotrowicz, Brzesko

Przemysław Agata  . . . . . . . . . . .Pabianice
Jerzy Bergiel  . . . . . . . . . . . . . . . .Szczecin
Maciej Berowski  . . . . . . . . . .Częstochowa
Dariusz Bobrowski . . . . . . . . . . . . .Tarnów
Adam Gawron  . . . . . . . . . . . . . . . . . .Łódź
Arkadiusz Gielnik  . . . . . . . . . . . . . . . .Buk
Artur Gombosz  . . . . . . . . . . . .Milanówek
Tomasz Górzyński  . . . . . . . . . . . .Parczew
Zbigniew Janik  . . . . . . . . . . . . . . .Kraków
Karol Juros  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Lublin
Jerzy Kalmas  . . . . . . . . . . . . . . . . .Sękocin

Zbigniew Karasiński  . . . . . . . .Mińsk Maz.
Marcin Komisarz  . . . . . . . . . . . . .Rzeszów
Marek Kowalski . . . . . . . . . . . . .Warszawa
Andrzej Kozak  . . . . . . . . . . . . . .Warszawa
Michał Koziak  . . . . . . . . . . . . . .Sosnowiec
Paweł Leśniak  . . . . . . . . . . . . . . . . . .Wleń
Karol Nowak  . . . . . . . . . . . . . . . . . .Zabrze
Jan Ołdak  . . . . . . . . . . . . . . . . . .Brwinów
Anna Orłowicz  . . . . . . . . . . . . . . . .Poznań
Łukasz Paszkiewicz  . . . . . . . .Częstochowa
Grzegorz Podgórski  . . . . . . . . .Ciechanów

Dawid Pawlik . . . . . . . . .Kędzierzyn−Koźle
Piotr Prymon  . . . . . . . . . . . . . . . .Zarzecze
Bartłomiej Radzik  . . . . . . . .Ostrowiec Św.
Marcin Rekowski  . . . . . . . . . . . . . . .Brusy
Filip Rus  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Zawiercie
Andrzej Sadowski−Skwarczewski  . . . . . . .

Skarżysko−Kam.

Krzysztof Siwy  . . . . . . . . . . . . .Damienice
Zuzanna Skoczek  . . . . . . . . . .Lesznowola
Michał Stach  . . . . . . . . . . .Kamionka Mała
Szymon Stanaszek  . . . . . . . . .Boguchwała

Stanisław Strzelecki  . . . . . . . . . . .Rakowo
Czesław Szutowicz  . . . . . . . . . .Włocławek
Grzegorz Świt . . . . . . . . . . . . . . . .Jarosław
Paweł Szwed  . . . . . . . . . . . . . .Grodziec Śl.
Jarosław Tarnawa  . . . . . . . . . . .Godziszka
Michał Tobys . . . . . . . . . . . . . . . . .Zbąszyń
Marcin Wiązania  . . . . . . . . . .Busko Zdrój
Maciej Zamieniecki . . . . . . . . . . . . .Sątopy
Bartek Zubrzak  . . . . . . . . . . . . . . .Sieradz

EdW 5/2002 Lista osób nagrodzonych

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

Maj 2002

Prosiłbym o umieszczenie bardzo cennej informacji
w zbiorze elektronika, dotyczącej schematu połączeń
A−V przez eurozłącze (SCART), oraz opisu sygnałów jakie
w ten sposób można transportować.

Złącze  SCART (zwane  też  EURO  i Peritel),  zawiera  21  linii.
W odbiorniku telewizyjnym lub magnetowidzie (VCR − video casset−
te  recorder)  zamontowane  jest  gniazdo;  ka−
bel połączeniowy ma dwa wtyki. Rysunek 1
pokazuje  numerację  końcówek  gniazda
i wtyku. Tabela 1 zawiera opis poszczegól−
nych końcówek gniazda w telewizorze. Peł−
ny  zestaw  połączeń  odbiornika  telewizyjne−
go  i magnetowidu  wraz  z kierunkami  prze−
pływu sygnału pokazany jest na rysunku 2.

W praktyce nie wszystkie linie

są  wykorzystane.  W zależności  od
przeznaczenia, kable SCART mogą
zawierać  różną  liczbę  przewodów.
Niewykorzystane są na pewno linie
onumerach 10, 12, które w różnych
źródłach  są  odmiennie  opisywane
(jako  łącze  I

C, jako niewykorzy−

stane lub do przyszłych zastoso−
wań). Podobnie linia sterująca
(nóżka nr 8).

Nóżki 1, 2, 3, 6 przenoszą

w dwóch kierunkach sygnały audio,
a masą audio jest nóżka 4.

Nóżki 19, 20 i masa 17 przeno−

szą w dwóch kierunkach zespolony
sygnał wizji (CVSB).

Nóżki 7, 11, 15 i odpowiadające

im  nóżki  masy  5,  9,  13  przenoszą
sygnał RGB w jednym kierunku − do telewizora. Teoretycznie daje to
możliwość  podłączenia  monitora  komputerowego  z wejściem  RGB
do  magnetowidu,  jednak  w praktyce  jest  to  prawie  niemożliwe  do
zrealizowania  z kilku  względów  (różne  poziomy  sygnałów,  brak
wyjść RGB w wielu magnetowidach, itp.).

Dla uniknięcia zakłóceń, w złączu przewidziano oddzielne linie

masy (powrotu) dla poszczególnych sygnałów, a kable powinny być
ekranowane. Zaleca się wykorzystywanie fabrycznych kabli z dobra−
nymi przewodami i odpowiednio połączonymi ekranami.

Jestem stałym czytelnikiem pisma EdW i mam problem.
(...) uległy uszkodzeniu tranzystory C1740 i żaden katalog
ich nie publikuje. (...)

Czytelnikowi umknęła istotna informacja. Japońskie tranzystory ma−
ją oznaczenia zaczynające się od 2S (2SA, 2SB, 2SC, 2SD, 2SJ,
2SK). Początek oznaczenia 3S wskazuje, że tranzystor ma cztery wy−
prowadzenia (nóżki).

Litera A oznacza tranzystor PNP w.cz, litera B − tranzystor PNP

m.cz., C − NPN w.cz., D − NPN m.cz., J − tranzystor polowy z kana−
łem P, K − tranzystor polowy z kanałem N.

Oznaczenie C1740 wskazuje na tranzystor 2SC1740, którego

dane można bez trudu znaleźć w katalogach:

Skrzynka
Porad

W rubryce przedstawiane są odpowiedzi na

pytania nadesłane do Redakcji. Są to sprawy,

które, naszym zdaniem, zainteresują szersze

grono Czytelników.

Jednocześnie informujemy, że Redakcja nie

jest w stanie odpowiedzieć na wszystkie nade−

słane pytania, dotyczące różnych drobnych

szczegółów.

AOR

Audio Out Right

0,5Vrms <1k

Ω

AIR

Audio In Right

0,5Vrms >10k

Ω

AOL

Audio Out Left + Mono

0,5Vrms <1k

Ω

AGNDAudio Ground

B GNDRGB Blue Ground

AIL

Audio In Left + Mono

0,5Vrms >10k

Ω

RGB Blue In

0,7V±3dB, 75

Ω

, positive

SWTCH

Audio/RGB switch / 16:9

G GNDRGB Green Ground

CLKOUT

Clock Out (SDA)

RGB Green In

0,7V±3dB, 75

Ω

, positive

DATA

Data Out (SCL)

R GNDRGB Red Ground

DATAGND

Data Ground

RGB Red In / Chrominance

0,7V±3dB, 75

Ω

, positive

(Chrom.: 0,3V burst)

BLNK

Blanking Signal

1−3V=RGB,
0−0,4V=Composite 75

Ω

VGNDComposite Video Ground

BLNKGNDBlanking Signal Ground

VOUT

Composite Video Out

1V±3dB, 75

Ω

, positive,

sync: 0,3V (−3…+10dB)

VIN

Composite Video In / Luminance

1V±3dB, 75

Ω

, positive,

sync: 0,3V (−3…+10dB)

SHIELDGround/Shield (Chassis)

Elektroniczny zegar to niewątpliwie jeden
z „żelaznych punktów” każdego elektronika.
Prawie każdy hobbysta stawia sobie za punkt
honoru wykonanie zegara cyfrowego.

WEdWzaprezentowano już kilka zega−

rów.  Teraz  przyszła  kolej  na  zegar−gigant
z ogromnymi  wyświetlaczami.  Jak  poświad−
cza  fotografia  okładkowa,  sześciocyfrowy
wyświetlacz ma 124cm długości i 27cm wy−
sokości. Wskazanie jest czytelne nawet z od−
ległości  kilkuset  metrów.  Prezentowany  im−
ponujący wyświetlacz zawiera 770 diod LED.

Co bardzo ważne, każda cyfra tego gigan−

tycznego  wyświetlacza  zmontowana  jest
z kilku  wąskich  pasków  płytki  drukowanej,
a to radykalnie zmniejsza koszty wyświetla−
czy,  które  przecież  decydują  o całkowitym
koszcie zegara. Ponieważ wąskie paski płyt−
ki  i popularne  5−milimetrowe  diody  są  dziś
naprawdę niedrogie, budowy tego imponują−
cego  zegara  mogą  się  także  podjąć  osoby
z mniej  zasobnym  portfelem.  Z modułem
mogą też współpracować klasyczne 20− i 14−
milimetrowe  wyświetlacze  LED,  co  udowa−
dnia fotografia wstępna.

Specjalnie dla tego zegara wspólnie ze

Zbyszkiem Orłowskim zaprojektowaliśmy aż
pięć  różnej  wielkości  wyświetlaczy,  zbudo−
wanych  z pojedynczych  diod  LED.  Więcej
szczegółów można znaleźć w krótkim artyku−
le Gigantyczne wyświetlacze LED w tym nu−
merze EdW. Sterownik zegara zrealizowałem
na mikroprocesorze, co oczywiście genialnie
uprościło konstrukcję. Wiem, że u wielu czy−
telników  słowo  mikroprocesor  natychmiast
budzi nieprzepartą odrazę i niechęć do takie−
go rozwiązania. Nie będę się jednak wdawał
w dywagacje o przyczynach, słuszności i sile
takich odczuć. Jeśli i Ty masz opory, przyjmij
że  sterownik  zegara  to  specjalizowany,  20−
nóżkowy  układ  scalony  o symbolu  Gi−
gant2002,  którego  budowy  wewnętrznej
i działania wcale nie musisz rozumieć. I tym
prostym sposobem pozbędziesz się kłopotu!

Zachęcam wszystkich do przeanalizowa−

nia prezentowanego rozwiązania. Pożytek

odniosą z tego nie tylko „procesorowcy”, ale
i ci,  którzy  realizują  swoje  układy  tradycyj−
nymi  metodami.  Zastosowane  rozwiązania
mogą  być  wykorzystane  w innych  tego  ro−
dzaju konstrukcjach.

Zaletą zegara jest intuicyjna obsługa za

pomocą  dwóch  przycisków.  Wykorzystany
prosty sposób został przetestowany w prakty−
ce,  gdy  poprosiłem  kilka  przypadkowych
osób o ustawienie czasu na zegarze. Wszyst−
kie  szybciutko  poradziły  sobie  z tym  zada−
niem, mimo że nie otrzymały żadnych wska−
zówek w tym zakresie (zegar cyfrowy nie ma
wskazówek).

Miłośnicy mikroprocesorów zapewne

z uwagą  przeanalizują  program.  Ponieważ
zgodnie z przyjętymi zasadami, program zo−
staje udostępniony na naszej stronie interne−
towej,  można  go  zmodyfikować,  wzbogacić
lub uprościć, by jeszcze bardziej dostosować
układ do własnych potrzeb. Można nawet za−
stąpić  kostkę  89C2051  procesorem  AVR
90S2313, mającym identyczny układ wypro−
wadzeń.

Dodatkową mobilizacją do własnej ak−

tywności jest konkurs, ogłoszony na końcu
artykułu.

Obsługa

Normalnie układ zlicza czas, pokazując jed−
nocześnie  godziny,  minuty  i sekundy.  Do
ustawiania  służą  przyciski  S1  i S2.  Podczas
normalnej pracy przycisk S2 jest nieczynny.
Naciśnięcie  przycisku  S1  spowoduje,  że  na
wyświetlaczu zacznie migać pierwsza cyfra –
i wtedy  można  ustawić  dziesiątki  godzin  za
pomocą  S2.  Kolejne  naciśnięcie  S1  spowo−
duje  miganie  drugiej  cyfry  i z pomocą  S2
można  ustawić  jednostki  godzin.  Kolejne
dwa naciśnięcia S1 pozwolą ustawić minuty.
Wczasie ustawiania godzin i minut ustawia−
na jest zawsze tylko jedna cyfra, bez wpływu
na  pozostałe.  Piąte  i szóste  naciśnięcie  S1
spowoduje  miganie  wyświetlaczy  sekund.
Naciśniecie S2 spowoduje wtedy wyzerowa−
nie  sekund.  Jeśli  licznik  sekund  pokazuje

liczbę 0...29, nastąpi po prostu wyzerowanie,
jeśli natomiast w chwili naciśnięcia S2 wska−
zanie sekund wynosi 30...59, oprócz wyzero−
wania  nastąpi  też  zwiększenie  licznika  mi−
nut, ewentualnie godzin. Ma to duże znacze−
nie  praktyczne,  ponieważ  często  zegar  jest
korygowany  na  sygnał  z radioodbiornika,
nadawany o pełnej godzinie.

Kolejne siódme naciśnięcie spowoduje

powrót do normalnej pracy zegara.

Dokładność wskazań zależy od stabilno−

ści  zastosowanego  rezonatora  kwarcowego.
Wukładzie  przewidziano  trymer,  który  na−
wet z popularnym kwarcem pozwoli uzyskać
dużą  precyzję,  zwłaszcza  gdy  zegar  będzie
pracował w mieszkaniu, gdzie wahania tem−
peratury są niewielkie.

Opis układu

Schemat ideowy zegara pokazany jest na ry−
sunku 1. Do punktów pokazanych z prawej
strony schematu dołączony jest sześciocyfrowy
wyświetlacz LED. Schemat podstawowej wer−
sji wyświetlacza pokazany jest na rysunku 2.

Jak widać, jest to układ multipleksowy, wy−

korzystujący wyświetlacze ze wspólną anodą.

Podczas pracy w danej chwili czasu świe−

ci tylko jeden wyświetlacz. Oznacza to, że
tylko na jednej z linii A1...A6 występuje do−
datnie napięcie zasilające. O tym, które seg−
menty tego wyświetlacza będą zaświecone,
decyduje stan linii A...G. Punkty te są zwie−
rane do masy.

Sercem układu jest popularny mikrokontro−

ler  AT89C2051,  pracujący  z kwarcem  o czę−
stotliwości  12MHz.  Trymer  C6  pozwala  pre−
cyzyjnie  ustawić  częstotliwość  oscylatora
i tym samym uzyskać dużą dokładność zegara.

Normalnie układ zasilany jest z zasilacza

sieciowego  (niekoniecznie  stabilizowanego)
o napięciu  6,5...18V,  dołączonego  do  punk−
tów  P,  O.  Stabilizator  U1  (7805)  zapewnia
odpowiednie napięcie pracy mikroprocesora.
Wtedy zwora ZW1 musi być przerwana. Dio−
dy  Schottky’ego  D1,  D2  zapewniają  bez−
przerwowe zasilanie. Przy braku napięcia sie−

Projekty AVT

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

Maj 2002

ci, mikroprocesor zasilany jest z baterii rezer−
wowej 3...4,5V, dołączonej do punktów P1, O1.

Napięcie VCC przy zasilaniu z sieci wy−

nosi około 4,7V (5V minus spadek napięcia
na diodzie D1). Źródłem zasilania może być
zasilacz

stabilizowany

napięciu

5V (4...6V). Wtedy układ U1 jest zbędny,
a konieczna jest zwora ZW1.

Obwód z tranzystorem T1 to detektor bra−

ku napięcia sieci. Gdy zabraknie napięcia sie−
ci, procesor jest zasilany z baterii rezerwo−
wej, a na wejściu P3.1 pojawia się stan wyso−
ki, co powoduje zmianę trybu pracy proceso−
ra i zmniejszenie poboru prądu.

Ze względu na niewielką liczbę wyprowa−

dzeń procesora ‘C2051, w układzie zastoso−
wano dodatkowo dwa dekodery. Kostka
CMOS 4543 jest dekoderem z kodu BCD na
kod wskaźnika 7−segmentowego. Układ 4028
jest dekoderem typu 1 z 10 i pomaga zaświe−
cać kolejne cyfry na wyświetlaczu. Dzięki za−
stosowaniu tych dwóch układów, do sterowa−
nia sześciocyfrowym wyświetlaczem wystar−
czy siedem linii wyjściowych procesora.

Pozostałe linie mogą być wykorzystane

w rozmaity  sposób.  Dwie  współpracują
z przyciskami  umożliwiającymi  ustawianie
zegara, jedna (P3.0) może sterować dodatko−
wymi  diodami  LED,  a kolejna  (P3.1)  pełni
bardzo ważną rolę, stanowiąc wejście dla in−
formacji  o zaniku  napięcia  sieci.  Punkty
J1...J4 dołączone do wolnych wyjść dekode−
ra  U5  oraz  niewykorzystane  linie  portu  3
(P3.4,  P3.5,  P3.7)  umożliwiają  niemal  nieo−

graniczoną rozbudowę
układu, choćby podłą−
czenie

dodatkowych

układów przez łącze
I

C, oraz przekaźników

i brzęczyka,  niezbęd−
nych  przy  pracy  w roli
budzika  (co  wymaga
rozbudowy  programu).
Punkty L, N można wy−
korzystać dowolnie. Do
punktu  L można  na
przykład  dołączyć  dio−
dy  LED  oddzielające
wyświetlacze godzin i minut, jak pokazuje to
rysunek  2,  albo  inne  znaczne  obciążenie,
choćby przekaźnik.

Wukładzie nie przewidziano typowego

obwodu resetu z kondensatorem dołączonym
do nóżki 1. Zamiast tego włączony jest przy−
cisk  pozwalający  na  zresetowanie  układu
w dowolnej chwili. Takie rozwiązanie jest tu
potrzebne z uwagi na fakt, że napięcie zasila−
jące przy zaniku i powrocie napięcia sieci bę−
dzie się znacznie zmieniać, co przy obecności
kondensatora  mogłoby  doprowadzić  do  nie−
zamierzonego  zresetowania  zegara  po  po−
wrocie napięcia sieci.

Aby układ prawidłowo pracował, także

w stanie IDLE, potrzebne są rezystory R14,
R15. Związane to jest z brakiem wewnętrz−
nych rezystorów podciągających na końców−
kach P1.0 i P1.1 procesora, jako że opcjonal−
nie są to wejścia analogowego komparatora.

Zdekodowane sygnały z układu U3

(4543) podane są na bufor−inwerter U4

typu  ULN2803,  zaświecający  poszczególne
segmenty  wyświetlaczy.  Kostka  ULN2803
zawiera  osiem  jednakowych  tranzystorów
Darlingtona.  Maksymalny  prąd  wyjściowy
wynosi 0,5A, dzięki czemu moduł może ste−
rować nawet wielkimi wyświetlaczami.

Rezystory R7...R13, a także R5, R6, wy−

znaczają prąd segmentów oraz zmniejszają
zależność jasności świecenia wyświetlaczy
od zmian napięcia zasilania.

Impulsy zaświecające poszczególne cyfry

z wyjść Q1...Q6 dekodera U5 podawane są na
układ U6 − mało znaną kostkę CMOS 4504.

Układ scalony 4504 zawiera sześć bufo−

rów. Nie są to jednak zwyczajne bufory, po−
nieważ umożliwiają translację poziomów lo−
gicznych. Układ U6 zasilany jest dwoma na−
pięciami dodatnimi o różnej wartości. Na
wejścia AI...FI są podawane sygnały o pozio−
mach 0 i 4,7V, bo dekoder U5 jest zasilany

napięciem VCC (ok. 4,7V). Tym
samym  napięciem  zasilane  są
obwody  wejściowe  kostki  U6.
Natomiast  obwody  wyjściowe
tego układu (AO...FO) są zasila−
ne  napięciem  VPP.  Napięcie
VPP jest  wyższe  niż  napięcie
VCC, przynajmniej o spadek na−
pięcia na diodzie D1, lub jeszcze
więcej  przy  wykorzystaniu  sta−
bilizatora U1. I właśnie tym wy−
ższym  napięciem  zasilana  jest
nie tylko część kostki U6, ale też
kolektory  tranzystorów  T2...T7
(napięcie VPP podane jest także
na nóżkę 10 układu U4, czyli na
katody  diod  ochronnych,  ale
w tym  zastosowaniu  jest  to  bez
znaczenia).  Dzięki  takiemu  roz−
wiązaniu  wyświetlacze  zawsze
zasilane są wyższym napięciem,
a prąd  wyświetlaczy  nie  płynie
przez stabilizator U1.

Jest to bardzo istotne, ponie−

waż umożliwia zasilanie wy−
świetlaczy napięciem dochodzą−
cym do 18V. Tak wysokie napię−
cie zasilania otwiera z kolei dro−
gę do wykorzystania wielkich

Projekty AVT

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

Maj 2002

Rys. 1

Rys. 2

wyświetlaczy,  których  segmenty  z oczywi−
stych  względów  zawierają  kilka  świecących
struktur  LED  połączonych  w szereg.  Przy−
kładowo  każdy  segment  gigantycznego  wy−
świetlacza pokazanego na fotografii okładko−
wej zawiera cztery grupy po pięć diod połą−
czonych w szereg. A pięć zielonych diod wy−
maga napięcia zasilania ponad 11V.

Opis programu

Program w postaci źródłowej jest dostępny na
stronie internetowej EdW(www.edw.com.pl).
Nabywcy  zestawu  AVT−2632  otrzymają  za−
programowany  procesor.  Zapoznanie  się
z programem nie jest więc w żadnym wypad−
ku niezbędne. Ponieważ jednak wielu Czytel−
ników zechce zmodyfikować program zegara,
a jest  to  program  dość  rozbudowany,  warto
omówić najważniejsze fragmenty.

Wzorcem czasu jest oczywiście rezonator

kwarcowy  12MHz.  Jego  częstotliwość  jest
dzielona sprzętowo przez 12, a potem przez
250  w liczniku−timerze  T0,  który  pracując
w trybie 2 jest automatycznie przeładowywa−
ny.  Każdy  cykl  Timera0  co  250

s generuje

przerwanie, które jest obsługiwane przez
procesor, niezależnie od wcześniej wykony−
wanej czynności.

Program obsługi przerwania pokazany

jest  na  listingu  1.  Każde  przerwanie  od  Ti−
mera0 zwiększa zmienną Co2ms. Zmienna ta
jest  w istocie  licznikiem  do  8  −  po  każdych
ośmiu przerwaniach, czyli co 2ms, ustawiany
jest  znacznik  Flaga i zwiększana  zmienna
Co4ms. Zmienna Co4ms i zmienna Co1sek to
kolejne liczniki, dzielące w sumie przez 500.

Do  podziału  przez  500  po−
trzebne  są  dwie  zmienne,  bo
zwykły,  ośmiobitowy  licznik
nie poradzi sobie z takim za−
daniem.

Trwający jedną sekundę

cykl  licznika  Co1sek powo−
duje  zliczanie  sekund,  minut
i godzin w kolejnych  zmien−
nych−licznikach.  Jak  widać,
zegar pracuje w trybie 24−go−
dzinnym,  a próba  skrócenia
cyklu do 24 godzin następuje
co  2ms.  Takie  na  pierwszy
rzut  oka  dziwne  rozwiązanie
jest  potrzebne,  by  liczniki
prawidłowo  zliczały  także
podczas ustawiania czasu.

Jak się łatwo zorientować,

warunkiem  poprawnej  pracy
zegara  jest  wykonanie  tej
części  programu  pomiędzy
kolejnymi

przerwaniami,

czyli w czasie krótszym, niż
250

s, co jest tu zapewnione.

Wczasie, gdy nie jest realizowana proce−

dura  obsługi  przerwania  od  Timera0,  proce−
sor „kręci się w kółko” w nieskończonej pę−
tli DO...LOOP, pokazanej na listingu 2, i co
2 milisekundy obsługuje wyświetlacz. Jest to
rozwiązanie  standardowe  w tego  typu  ukła−
dach.  Podczas  takiej  działalności  procesor
pobiera około dziesięciu miliamperów prądu.
Przy  braku  napięcia  sieci  (stan  wysoki  na
wejściu  P3.1),  po  obsłużeniu  przerwania  od
Timera0 procesor nie pracuje w pętli i nie ob−
sługuje  wyświetlacza,  tylko  go  wygasza
i przechodzi w stan uśpienia IDLE. Budzi go
kolejne  przerwanie  Timera0,  po  którym
znów „zasypia” i tak dalej. Przy braku napię−
cia sieci Timer0 stale zalicza i generuje prze−
rwania, które są obsługiwane a czas jest zli−
czany na bieżąco, przy czym wyświetlacz nie
jest obsługiwany, bo wszystkie linie portu P1
są w stanie wysokim (P1=255). Dzięki temu
przy braku napięcia sieci cały zegar pobiera
z 3−woltowej baterii rezerwowej tylko około
1,3mA,  co  jest  naprawdę  bardzo  dobrym
wynikiem.

Większą oszczędność można byłoby uzy−

skać stosując tylko zewnętrzny układ scalony
zegara RTC, np. z serii PCF85x3.

Należy zauważyć, że główny program „krę−

ci się w kółko” i czeka na ustawienie znacznika
Flaga. Następuje to co 2ms i właśnie co 2ms
wykonywana jest procedura Obsluga_wysw.

Kluczowe elementy procedury obsługi wy−
świetlacza pokazane są na listingu 3.

Na początek zerowana jest flaga, co gwa−

rantuje, że procedura obsługi wyświetlacza zo−
stanie  wykonana  tylko  raz.  Następnie  zwięk−
szana jest zawartość zmiennej Mux, decydują−
cej o tym, który segment ma zostać wyświetlo−
ny.  Zwróć  uwagę,  że  cykl  obsługi  wyświet−
lacza składa się z siedmiu odcinków czasu po
2ms  każdy.  Cykl  trwa  więc  14ms,  co  daje
znaczną częstotliwość odświeżania wyświetla−
cza  powyżej  70Hz,  gwarantującą,  że  nie  wy−
stąpi  efekt  migotania  wskaźników.  Wczasie
tych 14ms każdy z sześciu segmentów świeci
tylko przez 2ms. Celowo nie skróciłem cyklu
do  sześciu,  tylko  do  siedmiu  stanów  (0...6).
Gdy Mux=0 żaden z wyświetlaczy nie świeci,
ale taki stan jest niezbędny dla łatwej realizacji
procedur  ustawiania,  o czym  się  za  chwilę
przekonasz. Wrazie potrzeby stan ten można
też wykorzystać na przykład do obsługi dodat−
kowych  przycisków,  co  umożliwi  zastosowa−
nie klawiatury z dużą liczbą klawiszy.

Stany Mux od 1...6 są wykorzystane do

zaświecania  poszczególnych  wskaźni−
ków  (cyfr)  wyświetlacza.  Niewykorzy−
stany stan Mux=7 może posłużyć do wy−
świetlacza dni tygodnia. Ja zrezygnowa−
łem z tej opcji, bo pokazywanie dnia ty−
godnia  w postaci  cyfry  moim  zdaniem
nie ma sensu, a sensowniejsze wykorzy−
stanie  siedmiu  diod  LED  wymagałoby
rozbudowy układu.

Zależnie od stanu zmiennej Mux, do

zmiennej  Wysw zostaje  wpisana  wartość
z odpowiedniego licznika czasu, za co odpo−
wiada  instrukcja  Select  Case.  Wpisana  war−
tość to liczba z zakresu 0...9, zajmująca czte−
ry  młodsze  bity.  Kolejne  instrukcje  przesu−
wają  te  młodsze  bity  wewnątrz  zmiennej

Projekty AVT

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

Maj 2002

Listing 1

Listing 2

Listing 3

Wysw o cztery  pozycje  w lewo.  Przy  okazji
trzeba  wyzerować  znacznik  przeniesienia  c,
bo  BASCOM−owa  instrukcja  Rotate najwi−
doczniej  wykorzystuje  asemblerowy  rozkaz
RLC  A (rotate  left  through  carry).  Kolejne
wersje programu BASCOM, demo i komer−
cyjne, różnią się tu szczegółami. Opisywany
program został ostatecznie skompilowany za
pomocą  wersji  demo  2.0.6.0  z roku  2001,
gdzie  jak  widać  wykorzystałem  instrukcję
Rotate z wcześniejszym  zerowaniem  znacz−
nika c(arry), a nie instrukcję Shift, która dzia−
ła różnie w różnych wersjach kompilatora.

Po przesunięciu bitów „w górę”, do młod−

szych  czterech,  a właściwie  trzech  bitów
zmiennej Wysw zostaje za pomocą instrukcji
OR  dopisana  zawartość  zmiennej  Mux.
Wten sposób w zmiennej Wysw, a potem na
końcówkach portu P1 i na wejściach dekode−
rów  U3,  U5  pojawia  się  jednocześnie  infor−
macja, który wskaźnik zaświecić (trzy młod−
sze  bity  0...2),  jak  i cyfra  do  wyświetlenia
(cztery starsze bity 4...7). Jeden bit zmiennej
Wysw (bit numer 3) ma zawsze wartość zero
i praktycznie nie jest wykorzystany. Wrazie
potrzeby  można  go  dowolnie  spożytkować,
co umożliwia punkt K na płytce (należy wte−
dy  przeciąć  ścieżkę  K−K1  i wykonać  zworę
K1−K2).  Połączenie  punktu  K z K1  umożli−
wia z kolei wykorzystanie wyjść Q8...Q9 de−
kodera  U5,  a przy  wykorzystaniu  dodatko−
wego  dekodera  zwiększenie  liczby  wyświe−
tlaczy nawet do 15.

Podstawy działania programu są więc

proste. Procesor przez cały czas „kręci się
w kółko” w pętli głównej. Ta bezproduktyw−
na działalność jest przerywana co 250

przez  przerwanie  od  Timera0  zwiększające
zawartość liczników czasu, oraz co 2ms, gdy
zostanie  ustawiony  znacznik  Flaga.  Nie  ma
przy  tym  żadnej  sprzeczności  interesów.  Co
bardzo  ważne,  przerwanie  od  timera  wyko−
nywane jest zawsze, niezależnie od tego, co
program  akurat  robi.  Przerwanie  od  timera
zwiększa  stany  liczników  liczących  czas
i właśnie  to  jest  dla  programu  zadanie  naj−
ważniejsze (wykonywane jest także przy bra−
ku napięcia sieci). Jeśliby przypadkiem zda−
rzyło się, że przerwanie od licznika przyjdzie
w trakcie  wykonywania  obsługi  wyświetla−
cza, procesor przerwie tę mniej ważną czyn−
ność  i obsłuży  przerwanie,  które  decyduje
o zliczaniu  czasu.  Dzięki  temu  czas  zawsze
jest  liczony  poprawnie,  a ewentualne  za−
kłócenie (zawieszenie) obsługi wyświetlacza
nie ma żadnych złych konsekwencji, najwy−
żej jedna z cyfr będzie świecić o ułamek mi−
lisekundy dłużej, lub wyświetlacz pozostanie
wygaszony o ten ułamek milisekundy dłużej.
Oczywiście człowiek tego nie zauważy.

Jak wspomniałem, warunkiem poprawne−

go działania jest to, żeby procedura obsługi
przerwania od Timera0 w żadnym przypadku
nie trwała dłużej niż 250

s (jej czas trwania

nie jest jednakowy, zależy odstanu liczników

– o północy zmieniane są stany wszystkich
liczników i wtedy trwa ona najdłużej).

Opisane fragmenty programu pokazują

ogólną zasadę pracy, natomiast nie dają moż−
liwości ustawiania zegara i nie informują
o dodatkowych właściwościach.

Wrzeczywistości podprogram Obslu−

ga_wysw jest dużo bardziej rozbudowany, co
wzbogaciło zegar o kilka dodatkowych funk−
cji i rozwiązało kilka istotnych problemów.

Uwaga! Wszystkie omawiane dalej proce−

dury zawarte są w podprogramie Obslu−
ga_wysw, czyli są wykonywane co 2ms.

Po pierwsze trzeba dodać procedury umoż−

liwiające ustawianie. Wtym celu wprowadzi−
łem dodatkową zmienną Ustawianie, która ma
ścisły związek ze zmienną Mux. Zmienna
Ustawianie to też licznik zliczający od 0 do 6.
Przy stanie Ustawianie=0 zegar pracuje nor−
malnie, przy stanach 1...6 – migają i mogą być
ustawione kolejne cyfry na wyświetlaczu.

O ile Mux zmienia zawartość automatycz−

nie  co  2ms,  o tyle  w czasie  normalnej  pracy
zmienna Ustawianie ma stale wartość 0. Moż−
na to zmienić, naciskając przycisk S1, dołączo−
ny do nóżki 6 procesora (P3.2). Naciskanie S1
powoduje  zwięk−
szanie  zawartości
zmiennej  Ustawia−
nie, a to z kolei po−
woduje miganie ko−
lejnych

cyfr

umożliwia ich

ustawienie  za  po−
mocą przycisku S2.
Ogólna  zasada  jest
znów  bardzo  pro−
sta:  jeśli  zmienna
Ustawianie ma taką
samą  wartość  jak
Mux, to miga cyfra
wyznaczona  przez
Mux. Gdy Ustawia−
nie=0, nic nie miga,
bo przy Mux=0 wy−
świetlacz  nie  świe−
ci. Ustawiana cyfra
wyświetlacza  ma
migać  w stosunko−
wo  wolnym  rytmie
(okres  rzędu  kilku−
set

milisekund),

a tymczasem opisy−
wane procedury są
wykonywane

2ms.  Trzeba  było
wprowadzić  kolej−
ną  zmienną−licznik
Miganie,  wyzna−
czającą  rytm  miga−
nia.  Jak  pokazuje
listing

2ms  zwiększa  się
stan  tej  zmiennej,
a cykl  trwa  248ms

(124*2ms). Co 248ms zmienia się stan
zmiennej bitowej Wygasz. Zmienna ta w wer−
sji podstawowej układu steruje pracą dodat−
kowych diod świecących – patrz rysunek 2.

Listing 4 pokazuje w ogólnym zarysie

sposób  realizacji  migania  ustawianej  cyfry.
Wtym  uproszczonym  listingu  pominąłem
sprawę  zwiększania  liczników  czasu.  Naj−
pierw  muszę  wyjaśnić  sprawę  przycisków.
Wprogramie  z listingu  4  już  króciutkie  za−
kłócenie lub drgania styków powodowałyby
przypadkowe  zliczenie  nawet  kilku  impul−
sów. Trzeba uodpornić zegar na takie sytua−
cje. Jest to szczególnie ważne w zegarze−gi−
gancie, gdzie przewody do przycisków usta−
wiania  mogą  być  długie  i podatne  na  za−
kłócenia. Ja odkłóciłem styki za pomocą pro−
cedur pokazanych na listingu 5.

Przeanalizuj dokładnie dwa ostatnie listin−

gi,  a jeśli  masz  wątpliwości  co  do  szcze−
gółów, spróbuj sobie rozrysować na kartce, co
dzieje się w poszczególnych cyklach obsługi
wyświetlacza, które występują co 2ms. Zwróć
uwagę,  jak  zrealizowałem  tu  dużo  dłuższe
czasy (migania i odkłócenia styków). Pamię−
taj,  że  cała  procedura  obsługi  wyświetlacza

Projekty AVT

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

Maj 2002

Listing 4

Listing 5

powtarzana jest co 2ms, ale sama trwa o wie−
le krócej, wiec procesor przez większość cza−
su „kręci się w kółko” w pętli głównej.

To jeszcze nie wszystko. Przycisk S2 po−

woduje  ustawienie  zmiennej  bitowej  Fla−
ga_zwieksz i wtedy powinno być zwiększone
wskazanie  migającego  właśnie  wyświetla−
cza.  Wymaga  to  dodatkowych  zabiegów,
a podana  wcześniej  procedura  wyświetlania
musi być znacznie rozbudowana. Wrzeczy−
wistości wygląda ona jak na listingu 6, a nie
jak na listingu 3.

Zmienna bitowa Aktywna_pozycja została

wprowadzona, by nie badać powtórnie wa−
runku Ustawianie=Mux po instrukcji Select
Case, gdy realizowane jest miganie, stosow−
nie do zawartości zmiennej Wygasz.

Zwróć uwagę, że zmianę zawartości wy−

branego wyświetlacza powoduje zmienna bi−
towa Zwieksz, a nie Flaga_zwieksz. Czy ro−
zumiesz, dlaczego tak jest?

Zmienna bitowa Flaga_zwieksz zostaje

ustawiona w jakimś dowolnym momencie, po
odpowiednio długim naciskaniu S2 i pozosta−
je ustawiona, ale nieaktywna aż do czasu, gdy
Ustawianie=Mux.  Dopiero  wtedy  zmienna
Zwieksz zostanie  ustawiona,  w ramach  in−
strukcji  Select  Case zwiększy  stan  odpowie−
dniego licznika i potem zostanie wyzerowana.

Czy tej roli nie mogłaby pełnić po prostu

Flaga_zwieksz? Co należałoby wtedy zmienić?

Zastanów się jeszcze, dlaczego przy usta−

wianiu trzeba skracać cykl liczników czasu?
Czy nie zapewni tego omówiona na początku
procedura obsługi przerwania od Timera0, po−
wtarzana co 250

s? Dlaczego nie zapewni?

Uznałem, że pierwsza cyfra, dziesiątki

godzin  powinna  być  wygaszana,  jeśli  wy−
świetlana  godzina  jest  liczbą  jednocyfrową.
Dzięki  jednej  linijce  programu  zegar  wy−
świetli  nie  01,  tylko  1;  nie  08,  tylko  8.  Ale
podczas  ustawiania  powinny  być  widoczne
wszystkie  cyfry,  stąd  użycie  klauzuli  Else,
gdy Mux=1.

Podczas ustawiania występuje dodatkowy

kłopot. Choć zegar normalnie zlicza czas, po−
szczególne licznik, ustawiane są pojedynczo.
Można sobie wyobrazić sytuację, że ktoś usta−

wi  dziesiątki  godzin  na
2 i jednostki godzin na 5
czy  więcej.  Ponieważ
nie ma godziny 25, nale−
ży  uzależnić  ustawianie
jednostek godzin od sta−
nu  dziesiątek  godzin.
Stąd kolejne linie kodu.

Wprogramie osta−

tecznie  wykorzystałem
rozbudowaną procedurę
zerowania sekund. Cho−
dziło o to, by zerowanie
sekund, gdy zegar nieco
się późni, spowodowało
dodatkowo  zwiększenie
licznika minut i ewentu−
alnie godzin. To bardzo
ważne  w praktyce,  bo
zwykle koryguje się ze−
gar  o pełnej  godzinie
na  podstawie  sygnału
z radioodbiornika.  Jeśli
np.  zegar  pokazuje
14:59:46,

naciskamy

zerowanie  sekund  i...
zamiast  14:59:00  po−
winno  być  15:00:00.
Zapewnia  to  procedura

Zerowanie_sekund, pokazana na listingu 7.

Na koniec muszę Ci się przyznać do istot−

nej  zmiany,  jaką  wprowadziłem  po  testach
pierwszego modelu. Jak wynika z rysunków
1 i 2, podanie na wejścia dekodera U5 liczby
1  powoduje  zaświecenie  jednostek  sekund.
Liczba  6  powoduje  zaświecenie  dziesiątek
godzin. Nie można tego zmienić przy zasto−
sowaniu  płytki  małego  wyświetlacza,  poka−
zanego  na  fotografii  tytułowej.  Czy  zwróci−
łeś uwagę na tę niekonsekwencję przy anali−
zie listingu 3? Jeśli tak, szczerze gratuluję!

Wpierwszej wersji jedno naciśnięcie przyci−

sku S1 powodowało miganie jednostek sekund,
a szóste – dziesiątek godzin. Zegar trzeba było
ustawiać, począwszy od sekund, potem minuty
i na koniec godziny. Mnie jako twórcy progra−
mu, taka kolejność wydawała się naturalna.

Jak już wspomniałem, dałem zegar do te−

stowania (do ustawienia) kilku osobom. Choć
obsługa  nie  okazała  się  problemem,  więk−
szość z nich najpierw chciała ustawiać godzi−
ny, potem minuty i sekundy. Wzwiązku z ta−
kim wynikiem testu zdecydowałem się zmie−
nić kolejność ustawiania na bardziej intuicyj−
ny. Wzwiązku ze „sztywnym” przyporządko−
waniem cyfr do wyjść A1...A6 płytki, musia−
łem  niejako  „odwrócić”  stan  zmiennej  Mux.
Wprowadziłem  zmienną  pomocniczą  Mux1
i dwie dodatkowe linie kodu, pokazane na li−
stingu 8. Przy okazji okazało się, że używana
wersja kompilatora nie radzi sobie z zanego−
waniem bajtu z pomocą operatora logicznego
NOT, stąd negowanie za pomocą XOR.

Przy zastosowaniu gigantycznych wy−

świetlaczy zamiast takiej operacji można po
prostu zmienić kolejność przewodów sterują−
cych anody (A1...A6).

Na stronie internetowej EdWoprócz osta−

tecznej wersji programu (GigantNew.BAS),
znajdziesz też zmodyfikowane listingi pokaza−
ne w artykule oraz pierwotną wersję programu
z ustawianiem „od końca” (GigantOld.BAS).

Montaż i uruchomienie

Sterownik  można  zmontować  na  płytce
drukowanej,  pokazanej  na  rysunku  3.
Montaż sterownika jest klasyczny i nie po−
winien sprawić trudności nawet mniej zaa−
wansowanym. Wpierwszej kolejności na−
leży wykonać zwory, zaznaczone na płytce
kółeczkami i liniami. Jest ich sporo, ale nie
bez  przyczyny  płytka  drukowana  jest  jed−
nostronna – radykalnie obniża to jej cenę,
co na pewno i dla Ciebie jest istotne.

Wwersji podstawowej punkty K, K1,

oraz M, M1, są zwarte odcinkami ścieżek
i nie ma potrzeby ingerencji w te obwody.

Wzestawie AVT−

2632  dostarczony  jest
zaprogramowany  pro−
cesor,  więc  układ  bez−
błędnie zmontowany ze
sprawnych  elementów
od  razu  będzie  praco−
wać poprawnie.

Projekty AVT

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

Maj 2002

Listing 6

Listing 8

Listing 7

Wroli baterii rezerwowej można zastoso−

wać jedno ogniwo litowe albo 2...3 ogniwa
1,5V.

Wykonanie i dołączenie wyświetlacza na

płytce według rysunku 4 nie będzie proble−
mem. Najwięcej czasu pochłonie wlutowanie
w tę  jednostronną  płytkę  wszystkich  zazna−
czonych zwór. Wyświetlacze warto umieścić
w podstawkach. Przy takich niewielkich wy−
świetlaczach zegar najprościej będzie zasilić
zapięciem 5V z zewnętrznego stabilizowane−
go  zasilacza.  Napięcie  to  należy  podać  na
punkty  P,  O,  a w sterowniku  nie  montować
stabilizatora  U1,  tylko  wlutować  zworę
ZW1.  W modelu  pokazanym  na  fotografii
wstępnej  rezystory  R7...R13  mają  po  22

Ω

natomiast R6 − 220

Ω

. Przy napięciu 5V układ

pobiera nie więcej niż 140mA prądu, a ja−
sność wskaźników jest absolutnie wystarcza−
jąca. Układ można umieścić w obudowie, np.

KM−60, jednak godna rozważenia jest je−
szcze inna wersja. Kilka osób pytanych w tej
kwestii stwierdziło, iż tak ładnego układu...
nie trzeba umieszczać w obudowie, ewentu−
alnie zastosować obudowę przezroczystą. Je−
den z pytanych stwierdził, że chętnie umieści
taki zegar w swoim pokoju w regale, gdzie za
szkłem nie będzie się kurzył, a zaprezentuje
swe walory w całej okazałości.

Przy zastosowaniu gigantycznych wy−

świetlaczy  obudowę  i sposób  mocowania
trzeba  dobrać  we  własnym  zakresie.  Płytkę
sterownika  należy  podłączyć  do  wyświetla−
cza  za  pomocą  przewodów,  podobnie  prze−
wodami  należy  wykonać  połączenia  między
segmentami wyświetlaczy.

Ciąg dalszy na stronie 27.

Projekty AVT

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

Maj 2002

Wykaz elementów

Sterownik AVT−2632/1

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

R22,,R

R44,,R

R1144,,R

R1155 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

R33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2200kk

Ω

R66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200

Ω

R77−R

R1133 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222

Ω

((** ppaattrrzz tteekksstt))

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222µµFF//2255V

C22 C

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222µµFF//1100V

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3333ppFF
C

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100ppFF
C

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ttrryym

meerr 1100......4400ppFF

D11,,D

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ddiiooddaa S

Scchhoottttkkyy’’eeggoo,, nnpp.. B

ATT8855

TT11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

C554488

TT22−TT77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

C551177

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLM

M77880055

U22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..A

ATT8899C

C22005511

U33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..C

S 44554433

U44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..U

ULLN

N22880033

U55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..C

S 44002288

U66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..C

S 44550044

W11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..uussw

wiittcchh

Q11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..kkw

waarrcc 1122M

Hzz

Wyświetlacz – AVT−2632/2

P11−D

P44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..S

A0088−1111EEW

P55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..D

A5566−1111EEW

D33,,D

D44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D 33m

m cczzeerrw

w..

S11,,S

S22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..uussw

wiittcchh

ggoollddppiinnyy kkąąttoow

wee –

– 2244sszztt

Uwaga! W

W sskkłłaadd kkiittuu A

VTT−22663322//A

A w

wcchhooddzzii ttyyllkkoo ppłłyy−

ttaa ggłłóów

wnnaa zzeeggaarraa,, aa zzeessttaaw

wuu A

VTT−22663322//B

B ppłłyyttkkaa ggłłóów

w−

nnaa ii kkoom

mpplleett eelleem

meennttóów

w,, aallee bbeezz w

wyyśśw

wiieettllaacczzaa..

Wyyśśw

wiieettllaacczz nnaalleeżżyy zzaam

móów

wiićć ooddddzziieellnniiee.. D

Doossttęęppnnee ssąą

ppłłyyttkkii w

wyyśśw

wiieettllaacczzaa w

weeddłłuugg rryyssuunnkkuu 44 ((A

VTT−22663322//22))

oorraazz zzeessttaaw

wyy ooppiissaannee w

w aarrttyykkuullee G

Giiggaannttyycczznnee w

wyyśśw

wiiee−

ttllaacczzee LLEED

D w

w ttyym

m nnuum

meerrzzee EEddW

W..

W skład kitu AVT−2632/A wchodzi płytka główna

zegara wraz z zaprogramowanym procesorem,

a komplet podzespołów z płytką jest dostępny

w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT−2632.

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

Maj 2002

Na  początku  XXI  wieku  jeden  z najwięk−
szych, jeżeli nie największy wynalazek ubieg−
łego  stulecia  jakim  jest  bez  wątpienia  kom−
puter klasy PC zaczyna coraz częściej wystę−
pować w nowej roli. Przestaje być wyłącznie
potężną  maszyną  wspomagającą  wszelkie
sfery  intelektualnej  działalności  człowieka
i pomału staje się czymś jeszcze: Domowym
Centrum  Rozrywkowym.  Ważną  dziedziną
rozrywki, w której zadomowiły się kompute−
ry PC jest muzyka. Obecnie każdy komputer
jest doskonałym odtwarzaczem muzycznych
płyt  CD.  Jednak  nie  odtwarzanie  płyt  CD
sprawiło,  że  komputery  stały  się  wręcz  nie−
odzowne  dla  każdego  miłośnika  muzyki.
Przyczyną było  gwałtowne rozpowszechnie−
nie się standardu MP3. Posiadając komputer
PC w przyzwoitej konfiguracji mamy nie tyl−
ko  możliwość  edycji,  kopiowania  czy  two−
rzenia  własnych  składanek  plików  muzycz−
nych,  ale  mamy  także  dostęp  do  nieograni−
czonych  zasobów  muzyki  zgromadzonej
w Internecie.

Inną dziedziną rozrywki, do której sztur−

mem  wtargnęły  komputery  jest  film.  Wyko−
rzystując  swój  komputer  tak  do  słuchania
muzyki jak i do oglądania filmów DVD (no
dobrze,  przyznam  się:  czasami  lubię  też  za−
grać w coś fajnego)  zauważyłem, że czegoś
mi  brakuje.  Podchodzenie  do  komputera
i

klikanie myszką na przyciski WI−

NAMP'a było równie uciążliwe, jak sterowa−
nie z klawiatury odtwarzaczem DVD. Oczy−
wiście, brakowało mi urządzenia, które stało
się od dawna nieodłącznym i nieodzownym
dodatkiem do magnetowidu, telewizora czy
też odtwarzacza płyt kompaktowych: pilota!

Postanowiłem zatem skonstruować odpo−

wiednią przystawkę do komputera, której za−
daniem byłoby odbieranie sygnałów z pilota
i przekazywanie ich do dalszej obróbki doko−

nywanej  przez  dedykowany  układowi  soft−
ware. I tu właśnie sprawa stanęła w miejscu:
napisanie odpowiedniego programu pracują−
cego  w środowisku  WINDOWS  było  dla
mnie sporym problemem. Dopiero niedawno
odnalazłem  w zakamarkach  Internetu  nawet
kilka programów, których możliwości znacz−
nie wykraczały poza moje pierwotne zamie−
rzenia! Wszystkie te programy są z gatunku
shareware lub freeware. Proponowany układ
wraz  z odpowiednim  oprogramowaniem
umożliwia  wykonywanie  następujących
operacji:
1. Sterowanie komputerowymi odtwarzacza−
mi  płyt  CD  i plików  MP3,  np.  WINAMP
i SONIQUE.
2. Sterowanie najpopularniejszymi odtwarza−
czami płyt DVD, takimi jak POWER DVD,
FREEDVD,  PCFRINDLY oraz  całą  gamą
playerów produkowanych przez CREATIVE.
3. Sterowanie dowolnymi aplikacjami WIN−
DOWS, ich otwieranie, zamykanie oraz prze−
łączanie okien różnych aplikacji
4. Sterowanie wszelkiego rodzaju prezentacjami
multimedialnymi, wyświetlaniem slajdów itp.
5. Może nie ma to większego sensu, ale układ
wraz  z towarzyszącym  mu  oprogramowa−
niem jest w stanie nawet ... zastąpić tradycyj−
ną myszkę komputerową, oczywiście działa−
jąc ze znacznie zmniejszoną precyzją.
6. Zamykanie i restart systemu WINDOWS.
7. Symulowanie wszelkich operacji dokony−
wanych  z klawiatury,  klawiszy  funkcyjnych
i wszelkich  kombinacji  dowolnej  ilości  kla−
wiszy naciśniętych jednocześnie lub w poda−
nej kolejności.

Układ może współpracować z dowolnym

pilotem od sprzętu RTV pracującym z kodem
RC5. I teraz bardzo ważna uwaga:

Z PILOTEM PRACUJĄCYM

Z KODEM RC5!

Standard RC5 jest wprawdzie bardzo po−

pularny na terenie Europy, ale w Polsce sprzęt
produkcji firm japońskich jest w zdecydowa−
nej  przewadze  i dominuje  nad  sprzętem  pro−
dukowanym przez Philipsa i inne firmy euro−
pejskie.    Tak  więc  jeszcze  raz  powtarzam:
do  sterowania  naszym  układem  i dołączo−
nym do niego komputerem nadają się wy−
łącznie  piloty  emitujące  sygnał  w standar−
dzie RC5. W przypadku gdybyśmy nie mogli
dobrać  odpowiedniego  pilota  do  sterowania
naszym układem, w handlowej ofercie kitów
AVT znajdują  się  dwa  układy  pilotów  RC5.
Podczas projektowania układu musiałem roz−
strzygnąć jeden, dość istotny problem: do ja−
kiego portu komunikacyjnego komputera ma
on  zostać  dołączony.  Pomysł  polegający  na
podłączeniu układu równolegle do klawiatu−
ry został natychmiast odrzucony. Port drukar−
kowy  też  został  wyeliminowany.  Pozostał
port  szeregowy  (RS232).  Jeden  z nich  jest
zwykle  zajęty  przez  myszkę,  ale  drugi  naj−
częściej pozostaje wolny.

Opis układu

Zadaniem  urządzenia,  którego  schemat
pokazany jest na rysunku 1, jest przechwy−
tywanie  sygnałów  nadawanych  przez  pilota
pracującego w kodzie RC5, dekodowanie ich
i sprawdzanie, czy dane zostały wysłane pod
uprzednio  ustawiony  adres.  Jeżeli  adres  za−
warty w odebranym sygnale jest  poprawny,
to numer komendy wysłanej przez pilota jest
przekazywany  do  jednego  z portów  RS232
komputera PC.

Sercem układu jest popularny i relatywnie

tani  procesor  typu  AT90S2313  produkowany
przez  firmę  ATMEL,  pinowy  odpowiednik
znanego  Wam  dobrze  AT89C2051.  Wzmac−
niacz  operacyjny  IC2  pełni  w układzie
podwójną rolę. Po pierwsze,  odwraca on fazę

sygnału wysyłanego na wyjście sprzętowego
UART procesora, a po drugie dopasowuje on
poziom tego sygnału do standardu obowiązu−
jącego w interfejsie RS232.

Cały układ zasilany jest bezpośrednio

z wyjść portu COM komputera, z tym że na−
pięcie zasilające procesor jest dodatkowo sta−
bilizowane  przez  układ  78L05.  Takie  roz−
wiązanie  zasilania  jest  absolutnie  dopu−
szczalne  i w żadnym  wypadku  nie  może
spowodować uszkodzenia portu kompute−
ra ani jego nieprawidłowego działania.

Ponieważ ten program jest rzeczywiście

bardzo  prosty,  pozwalam  sobie  przedstawić
Wam  jego  listing  w całości.  Mam  nadzieję,
że  po  przeczytaniu  tego  listingu  większość
Czytelników  doskonale  zrozumiała  zasadę
działania  układu  zdalnego  sterowania  kom−
puterem PC.

Montaż i uruchomienie

Na  rysunku  2 zostało  pokazane  rozmie−
szczenie  elementów  na  płytce  obwodu  dru−
kowanego  wykonanego  na  laminacie  jedno−
stronnym.  Starannie  zmontujcie  płytkę,  nie
ma  na  niej  żadnych  niespodzianek  ani  nie−
bezpiecznych  „pułapek”.  Może  tylko  jedna
uwaga:  nie  skracajcie  wyprowadzeń  układu
TMFS5360  i diody  LED.  Takie  długie  wy−
prowadzenia  mogą  znacznie  ułatwić  umie−
szczenie płytki w obudowie.

Do połączenia układu z komputerem po−

trzebny nam będzie odcinek pięciożyłowego
przewodu  o długości  dostosowanej  do  po−
trzeb. Przewód z jednej strony musi być za−
kończony wtykiem DB9−F (takim samym jak
wtyk  od  myszki),  a z drugiej  musi  zostać
przylutowany  do  złącza  CON1  na  płytce
układu.

Układ zmontowany z dobrych elementów

nie wymaga jakiegokolwiek uruchamiania

ani    regulacji,  co  nie  oznacza  że  nadaje  się
natychmiast  do  eksploatacji.  Jak  pewnie  pa−
miętacie, pierwszą czynnością musi być zare−
jestrowanie  pilota,  a właściwie  adresu,  pod
jaki będą przez niego wysyłane  polecenia.

Zanim jednak przejdziemy do nauki posłu−

giwania się nowo wykonanym układem, war−
to sprawdzić, czy działa on zgodnie z oczeki−
waniami.  W tym  celu  należy  zaopatrzyć  się
w jakikolwiek monitor portu RS232 i spraw−
dzić działanie układu. Do wykonania tej czyn−
ności możemy wykorzystać znakomity moni−
tor  „zaszyty”  w pakietach  BASCOM  AVR
i 8051, terminal systemu WINDOWS lub je−
den z setek terminali dostępnych jako freewa−
re w Internecie (np. SERIALWATCHER także
umieszczony na stronie internetowej  Elektro−
niki Praktycznej www.ep.com.pl).

Po prawidłowym określeniu numeru portu

COM  musimy  jeszcze  wykonać  jedną,  nie−
słychanie  ważną  czynność:  określić  pręd−
kość transmisji, która w naszym układzie
wynosi  9600  Baud.  Po  uruchomieniu  pro−
gramu monitora może się zdarzyć, że np. my−
szka  umieszczona  została  w porcie  COM2
i na ten sam port został skonfigurowany mo−
nitor. Taka sytuacja prowadzi do natychmia−
stowego zawieszenia pracy myszy, a my ma−
my  wtedy  dwa  wyjścia  z sytuacji.  Możemy
przenieść  myszkę  do  drugiego  portu  i po−
nownie  uruchomić  komputer,  lub  wykorzy−
stując tylko klawiaturę skonfigurować moni−
tor  do  śledzenia  wolnego  aktualnie  portu.
Oczywiście,  do  konfigurowania  układu  mo−
nitor  portu  szeregowego  nie  jest  absolutnie
niezbędny, a tylko umila i ułatwia pracę. I tu
pora na kolejną, bardzo ważną uwagę: nasz
układ  jest  zasilany  bezpośrednio  z portu
szeregowego  komputera.  W związku
z tym jego działanie jest możliwe tylko po
ustawieniu  odpowiednich  stanów  na  li−
niach portu wykorzystywanych do zasila−

nia, czyli po inicjalizacji portu. Inicjaliza−
cja taka wykonywana jest zawsze po uru−
chomieniu  jakiegokolwiek  programu  wy−
korzystującego  port  szeregowy  kompute−
ra,  czyli  któregokolwiek  z monitorów  lub
wspomnianych  programów  zdalnego  ste−
rowania. Bezpośrednio po włączeniu kom−
putera układ nie będzie działał!

Software

Nasz  układ,  pomimo  ze  został  prawidłowo
wykonany i zaprogramowany nie jest nic wart
bez  wsparcia  software'owego  „od    strony”
MS  WINDOWS.  W Internecie  znajduje  się
znaczna  ilość oprogramowania, które znako−
micie  może  współpracować  z naszym  ukła−
dem.  Dokonałem  selekcji  całego  (?)  dostęp−
nego oprogramowania i wybrałem kilka pro−
gramów i pluginów, które moim zdaniem łą−
czą w sobie dużą funkcjonalność ze względną
łatwością obsługi. Wszystkie te programy ja−
ko  freeware  i shareware  są  dostępne  na
stronach internetowych EdW i EP.

Program DRCS

W pierwszej kolejności chciałbym polecić
Wam program o nazwie DRCS (Dalton Remo−
te Control Software (http://www.dalton−elec−
tronics.com/DRCS/). Jest to program freeware

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

Maj 2002

Rys. 1

Rys. 2

o wręcz  fantastycznych  możliwościach,
umożliwiający  nie  tylko  sterowanie  odtwa−
rzaczami muzyki i płyt DVD, ale także wie−
loma funkcjami WINDOWS ze sterowaniem
ruchami  myszki włącznie. Wielką jego zale−
tą jest fakt, że nie jest on związany z jakim−
kolwiek  konkretnym  odbiornikiem.  Po  pro−
stu,    przechwytuje  sygnały  docierające  do
wskazanego portu COM i interpretuje je zgo−
dnie  z naszym  życzeniem.  Program  DRCS,
dystrybuowany jest w postaci pliku ZIP o ob−
jętości  ok.  200kB.  Po  rozpakowaniu  umie−
szczamy jego zawartość w dowolnym katalo−
gu  i ponieważ  program  DRCS  nie  wymaga
instalacji na tym kończymy czynności przy−
gotowawcze.

Po pierwszym uruchomieniu programu

możemy pobawić się nim chwilę, obejrzeć
przykładowe zestawy komend dostarczone
przez producenta. Następnie proponowałbym

skasować plik DRCS.DAT, lub przenieść go
do innego katalogu. Pozwoli nam to na roz−
poczęcie konfigurowania programu od same−
go początku, co zawsze jest prostsze niż po−
prawianie „gotowców” dostarczonych przez
producenta.

Zanim jednak rozpoczniemy jakiekolwiek

działania związane z dopasowywaniem do na−
szych potrzeb i eksploatacją programu DRCS,
musimy odpowiednio ustawić jego konfigura−
cję.  W tym  celu  klikamy  OPTIONS\SET−
TINGS, co owocuje ukazaniem się na ekranie
małego panelu konfiguracyjnego. Ustawiamy
w nim kolejno:
1 COM  port:  port  COM2  lub  COM1,  ten
w którym nie jest zainstalowana myszka.
2 Speed: bezwzględnie 9600 baud
3 Data bits: zawsze 8
4 Parity: None (brak kontroli parzystości)
5 Stop bit: 1 bit stopu

Pozostałe parametry możliwe do ustawie−

nia w okienku konfiguracyjnym pozostawia−
my na razie bez zmian.

Warto powiedzieć parę słów o ogólnej fi−

lozofii programu DRCS.  Program ten operu−
je trzema podstawowymi pojęciami:
1. REMOTE,  co  z pewnym  przybliżeniem
możemy przetłumaczyć jako „pilot.” Pamię−
tajmy  jednak,  że  pilot  w programie  DRCS
jest  wyłącznie  pojęciem  wirtualnym  i jest
związany  z naszym  pilotem  −  nadajnikiem
RC5 za pomocą dodatkowych elementów soft−
ware'owych:
2. ASSIGMENT,  co  możemy  określić  jako
„przycisk”  wirtualnego  pilota,  który  jednak
będzie  miał  swój  odpowiednik  na  klawiatu−
rze naszego pilota RC5
3.  FUNCTION,  czyli  czynność  jaką  pro−
gram  ma  wykonać  po  naciśnięciu  przycisku
pilota  wirtualnego,  czyli  połączonego  z nim
poprzez  łącze  RS232  i transmisję  podczer−
wieni pilota RC5.

Ilość pilotów, jakie możemy zdefiniować

w programie  DRCS  nie  jest  niczym  ograni−
czona,  podobnie  jak  ilość  klawiszy,  w jakie
zostanie wyposażony każdy z pilotów. Może−
my  zatem  tworzyć  sobie  osobne,  włączane
z poziomu programu DRCS piloty do każdej
aplikacji  WINDOWS,  która  może  wymagać
zdalnego  sterowania.  Możemy  utworzyć
osobne piloty do jednego lub kilku odtwarza−
czy  DVD,  jakie  mamy  zainstalowane  w sy−
stemie, do tunera TV i radiowego, do prezen−
tacji multimedialnych, wyświetlania slajdów
i wielu  innych  aplikacji.  Wyjątkiem  będą  tu
odtwarzacze  plików  MP3,  które  nie  mogą
być sterowane za pomocą skrótów klawiatu−
rowych.    Sterowanie  ich  w ten  sposób  np.
podczas pracy nad tekstem umilanej słucha−
niem  muzyki  byłoby  bardzo  niewygodne.
Jednak do tych programów istnieją specjalne
pluginy,  umożliwiające  zdalne  ich  sterowa−
nie z pominięciem klawiatury.

Wracajmy jednak do konfigurowania pro−

gramu DRCS. Na rysunku 3 zostały pokaza−
ne  w sposób  poglądowy  powiązanie  pomię−
dzy  wirtualnymi  pilotami,  ich  przyciskami
i pełnionymi przez  nie funkcjami. Należy je−
szcze dodać, że ilość zdefiniowanych funkcji
jest także całkowicie dowolna i że mogą one
być  wykorzystywane  przez  kilka  pilotów
i przycisków jednocześnie.

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

Maj 2002

$crystal = 10000000

'określenie częstotliwości oscylatora procesora

$baud = 9600

'określenie szybkości transmisji danych do portu RS232

'Uwaga: dwa następne polecenia są specyficzne dla obsługi procesorów AVR. Używając tych układów musimy zde−
cydować, czy piny jego portów używane są jako wejścia, czy też jako wyjścia. Ponadto, piny procesorów '51 nazy−
wane były np. P1.1, P3.4 etc. Piny portów procesorów AVR musimy nazywać: Portd.3, Porta.1 itd., a w przypadku
odczytu z nich danych Pind.3, Pina.1 itd.
Config Rc5 = Pind.2

'poinstruowanie kompilatora do którego wejścia procesora został dołączony

odbiornik RC5

Config Pinb.0 = Output

'określenie funkcji pełnionej przez wyprowadzenie Portb.0

Config Pinb.7 = Input

'określenie funkcji pełnionej przez wyprowadzenie Portb.7

Dim Address As Byte

'deklaracja zmiennej określającej, pod jaki adres wysyłane są polecenia pilota

Dim Command As Byte

'deklaracja zmiennej określającej numer odebranej komendy

Dim Registered_address As Byte

'deklaracja zmiennej określającej, jaki adres został zapisany w pamięci EEP−

ROM procesora

Declare Sub Main_loop

'deklaracja głównej pętli programowej

Declare Sub Address_registration

'deklaracja podprogramu zapisywania w pamięci adresu aktualnie używanego

pilota

Reset Portb.0

'włącz diodę LED

Wait 1

'zaczekaj 1 sekundę

Set Portb.0

'wyłącz diodę LED

Print "Nice to see you"

'wyślij do komputera komunikat powitalny. Uwaga: ten komunikat, podobnie

jak pozostałe będzie widoczny tylko na ekranie monitora portu RS232, o ile będziemy testować nasz układ z takim
monitorem.
If Pinb.7 = 1 Then Address_registration

'jeżeli na Pinb.7 jest stan wysoki, co świadczy o zwarciu jumpera

J1, to przejdź do rejestrowania adresu pilota
Sub Main_loop

'główna pętla programowa

Readeeprom Registered_address , 1

'oczytaj z pamięci danych EEPROM uprzednio zapisaną tam

wartość adresu pod który wysyłane są komendy z pilota. Polecenie READEEPROM [wartość], [adres] jest specy−
ficzne dla procesorów AVR i stanowi jeden z "fajerwerków" języka MCS BASIC.
Print "Odczytalem adres pilota: " ; Registered_address

'wyślij do komputera o odczytaniu z pamięci adresu

pilota. Uwaga: ten komunikat, podobnie jak pozostałe będzie widoczny tylko na ekranie monitora portu RS232, o ile
będziemy testować nasz układ z takim monitorem.
Do

'początek głównej pętli programowej

Getrc5(address , Command)

'spróbuj odebrać sygnał RC5

If Address = Registered_address Then

'jeżeli adres odebranego polecenia odpowiada uprzednio zareje−

strowanemu i odczytanemu z pamięci adresowi, to:

Command = Command And &B10111111

'przelicz odebraną wartość komendy

Print Command

'wyślij do portu RS232 odebraną wartość

Reset Portb.0

'włącz diodę LED

Waitms 50

'zaczekaj 50 ms

Set Portb.0

'wyłącz diodę LED

End If

'koniec warunku

Address = 255

'zmienna ADDRESS przyjmuje wartość 255

Loop

'zamknięcie pętli

End Sub
Sub Address_registration

'podprogram rejestracji adresu pilota

Print "Nacisnij przycisk pilota"

'wyślij do komputera komunikat o gotowości do zapisania adresu pilota

'początek pętli programowej

Address = 255

'wstępne nadanie zmiennej ADDRESS wartości 255

Getrc5(address , Command)

'spróbuj odebrać transmisję RC5

If Address < 31 Then

'jeżeli odebrano wiarygodną transmisję, w której adres jest mniejszy od 31, to

Writeeeprom Address , 1

'zapisz w pamięci danych EEPROM wartość tego adresu

Print "Adres pilota zapisany, bye"

'wyślij do komputera potwierdzenie zapisu

Exit Do

'wyjdź z pętli programowej i weź się za pracę w pętli głównej

End If

'koniec warunku

Loop

'zamknięcie pętli podprogramu rejestracji adresu pilota

End Sub

Rys. 3

Przykładowym programem, do którego

„dobudujemy” układ zdalnego sterowania bę−
dzie  popularny  odtwarzacz  płyt  DVD  −  PO−
WER  DVD.  Inne  odtwarzacze  niewiele  mu
ustępują, a spośród nich szczególnie wart jest
polecenia  FREEDVD,  darmowy  program
który ściągnąć można z
www.mapleware.com/freedvd/.

Pracę rozpoczniemy od dokładnego za−

poznania  się  z programem,  którego  działa−
niem  będziemy  zdalnie  sterować.  W szcze−
gólności  musimy  poznać  wszystkie  skróty
klawiaturowe  służące  jego  obsłudze  i najle−
piej zapisać sobie te informacje. Dla przykła−
du podam wybrane skróty stosowane w play−
erze POWER DVD:

PLAY (odtwarzaj) . . . . . . . . . . klawisz ENTER
NEXT (następny akt filmu). . . . . . . . . klawisz N
PREVIOUS (poprzedni akt filmu) . . . klawisz P
PAUSE (pauza) . . . . . . . . . . . . . . klawisz spacji
POWER (Koniec oglądania filmu) . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . klawisze CTRL + X

itd.

Następnym etapem pracy będzie utworze−

nie w programie DRCS nowego pilota, które−
mu możemy nadać dowolną nazwę, np. Power
DVD. W celu utworzenia pilota klikamy ko−
lejno REMOTE i NEW, a następnie podajemy
z klawiatury wybraną nazwę.

A więc, mamy już wirtualnego pilota, ale

jego także wirtualna klawiatura jest jak na ra−
zie  pozbawiona  jakichkolwiek  przycisków.
Zgodnie z logiką pierwszym z nich powinien
być  klawisz  włączający  „zasilanie”  playera
DVD i od niego właśnie rozpoczniemy defi−
niowanie  klawiatury.  Klikamy  kolejno  na
ASSIGMENT i ADD.  Tekst  w okienku  za−
prasza nas do naciśnięcia klawisza w pilocie,
któremu  chcemy  podporządkować  daną
funkcję.  Oczywiście,  tym  razem  nie  jest  to
już  pilot  wirtualny,  ale  nadajnik  za  pomocą
którego będziemy zdalnie obsługiwać odtwa−
rzacz DVD. Po naciśnięciu wybranego przy−
cisku okienko zachęty znika, a na jego miej−
scu  pojawia  się  panel  z wykazem  wirtual−
nych klawiszy, jakie mamy już do dyspozy−
cji. Oczywiście, jak na razie mamy tylko je−
den klawisz, któremu powinniśmy nadać ja−
kąś nazwę, np. POWER ON.

Pojawia się teraz następny problem do

rozwiązania:  mamy  już  zdefiniowany
pierwszy  klawisz,  ale  naciskanie  przypisa−
nego mu przycisku w pilocie (tym realnym,
nie  wirtualnym)  jak  narazie  nic  nie  da.  Po−
trzebne  jest  jeszcze  zdefiniowanie  funkcji,
jaką  ma  pełnić  dany  przycisk  wirtualnego
pilota.  A zatem,  klikamy  kolejno  TOOLS
i DEFINE FUNCTIONS i po pojawieniu się
kolejnego  okienka  wybieramy  opcję  NEW
(nowa funkcja) i nadajemy jej jakąś nazwę.
Następnie  musimy  określić,  jaką  właściwie
czynność ma ta funkcja wykonywać. Otwie−
ramy okienko oznaczone ACTIONS i przed
oczami rozwija nam się menu z rozmaitymi
typami  akcji  jakie  można  podporządkować

aktualnie  utworzonej  funkcji.  Do  wyboru
mamy:
1. Simulate  keyboard  (symulacja  naciskani
klawiszy klawiatury PC)
2. Simulate  mouse  (symulacja  ruchów  my−
szki i naciskania jej klawiszy)
3. Execute  a file  (otwórz  program),  z której
za chwilę skorzystamy
4. Min/max/restore  (minimalizacja  i maksy−
malizacja okienek WINDOWS)
5. Switch between applications (przełączanie
aktywnych aplikacji)
6. Change volume (zmień siłę głosu)
7. Stop computer (wyłącz komputer)
8. Execute functions (wykonaj inne funkcje)

Ponieważ funkcja, którą obecnie redagu−

jemy ma służyć uruchamianiu programu PO−
WER DVD wybieramy opcję „Execute a fi−
le”. W okienku pojawia się teraz wolne pole,
w które  możemy  wpisać  nazwę  pliku,  który
chcemy otworzyć i ścieżkę dostępu do niego.
Ponieważ najczęściej nie pamiętamy wszyst−
kich  elementów  pełnej  ścieżki  dostępu  do
pliku,  a niekiedy  nawet  jego  dokładnej  na−
zwy,  wygodnie  będzie  skorzystać  z opcji
BROWSE, dzięki której możemy zawsze od−
szukać potrzebny plik na dysku.

Po zdefiniowaniu funkcji powracamy do

okienka  aktualnie  opracowywanego  pilota
i klikamy  prawym  klawiszkiem  myszki  na
uprzednio zdefiniowanym klawiszu POWER
ON.  Wybieramy  opcję  PROPERTIES  i na−
stępnie  FUNCTION.  Z panelu  FUNCTION
TO EXECUTE wybieramy POWER ON i na
tym kończymy definiowanie pierwszego kla−
wisza wirtualnego pilota.

Wprawdzie jak na razie możemy tylko

otworzyć  program  playera  bez  możliwości
jego  sterowania,  ale  warto  już  teraz  spraw−
dzić  czy  wszystkie  czynności  wykonaliśmy
poprawnie. W tym celu musimy jeszcze tyl−
ko  uaktywnić  program  DRCS,  klikając  na
przycisk  FILE  i ENABLE.  Następnie  naci−
skamy ten przycisk w pilocie, który przezna−
czyliśmy  do  uruchamiania  odtwarzacza.  Je−
żeli podczas pierwszego etapu konfigurowa−
nia DRCS nie popełniliśmy błędu, to po se−
kundzie  na  ekranie  monitora  powinna  poja−
wić się strona tytułowa odtwarzacza.

Nie będziemy tu omawiać całego procesu

konfigurowania pilota obsługującego odtwa−
rzacz DVD. Zajęłoby to zbyt wiele miejsca,
nie ucząc nas niczego  nowego. Podam Wam
tylko  jeszcze  jeden  przykład:  w jaki  sposób
zdefiniować  jedną  z funkcji  obsługi  playera
poprzez  symulowanie  klawiatury  PC.  We−
źmy na przykład funkcję PLAY, którą z oczy−
wistych  powodów  musimy  użyć  bezpośre−
dnio  po  uruchomieniu  odtwarzacza.  Kolej−
ność  postępowania  jest  podobna,  jak  w po−
przednim przypadku, a różnica polega na wy−
borze rodzaju akcji, która ma zostać wykona−
na. Zamiast „Execute a file” wybieramy „Si−
mulate  keyboard”  i po  otwarciu  nowego
okienka  naciskamy  ten  klawisz,  który

w omawianym przypadku służy rozpoczęciu
odtwarzania filmu, czyli klawisz ENTER
(rysunek 4).

Dalsze klawisze definiujemy w podobny

sposób, aż do wyczerpania możliwości jakie
daje nam nasz odtwarzacz (lub do wykorzy−
stania wszystkich klawiszy w pilocie RC5).

Software:
obsługa WINAMP'a

WINAMP jest programem szczególnym: jest
jednym  z najlepszych,  jeżeli  nie  najlepszym
playerem MP3, a można go mieć całkowicie
za  darmo!  Jedna  z wtyczek  napisanych  dla
WINAMP'a zwróciła mają uwagę i postano−
wiłem  ją  wykorzystać  do  zdalnego  sterowa−
nia tym playerem. Jest ona niezbędna dla pra−
widłowego funkcjonowania naszego układu.
Plik

nazwie

GEN_SERIALCON−

TROL.DLL, który po ściągnięciu ze strony
EdW lub  EP musimy  umieścić  w katalogu
WINAMP'a, w subdirecory PLUGINS. Żad−
ne  dodatkowe  zabiegi  nie  są  potrzebne  i po
przekopiowaniu  pliku  uruchamiamy  natych−
miast  WINAMP'a i otwieramy  okienko
OPTIONS \ PREFERENCES. Następnie wy−
bieramy  opcję  PLUGINS  i GENERAL
POURPOSE.  Naciskamy  teraz  przycisk
CONFIGURE, co daje nam dostęp do panelu
konfiguracyjnego WINAMP'a.

W pierwszej kolejności musimy podać

numer portu COM, do którego dołączony jest
nasz  układ,  a następnie  określić  prędkość
transmisji,  koniecznie  9600! Następnie  na−
ciskamy przycisk OPEN, inicjalizując w ten
sposób  transmisję  danych  pomiędzy  wybra−
nym portem, a programem.

Przechodzimy teraz do najważniejszej, ale

i najzabawniejszej  części  konfigurowania
WINAMP'a:  uczenia  programu  w jaki  spo−
sób  ma  reagować  na  określone  komendy
odbierane z pilota za pośrednictwem naszego
odbiornika. Otwórzmy zatem kolejne okien−
ko,  ukazujące  się  po  naciśnięciu  przycisku
WINAMP (rysunek 5).

W nowo otwartej tabeli zostały umie−

szczone  wszystkie  funkcje  WINAMP'a,
które  mogą  być  wywoływane  za  pomocą
układów  zdalnego  sterowania.  Jest  ich
wszystkich razem 17, ale tylko kilka jest

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

Maj 2002

Rys. 4

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

Maj 2002

rzeczywiście potrzebnych do obsługi playera.
Naszym zadaniem będzie teraz nauczenie pro−
gramu,  w jaki  sposób  ma  reagować  na  dane
pojawiające się w porcie szeregowym kompu−
tera. Kolejność działani jest następująca:
1. Zaznaczamy w tabeli funkcję WINAMP'a,
którą chcemy wywoływać za pomocą pilota.
2. Naciskamy na przycisk LEARN, co powo−
duje pojawienie się kolejnego, małego okien−
ka, widocznego na rysunku 6.
3. Naciskamy  teraz  ten  przycisk  w pilocie,  za
pomocą którego chcemy wywoływać zaznaczo−
ną funkcję playera. Odebranie komendy zosta−
nie  skwitowane  wyłączeniem  małego  okienka
z tekstem zapraszającym do podania komendy.

4. Zaznaczamy następną funkcję, klikamy na
LEARN i uczymy program kolejnych komend.

Po zakończeniu edukowania programu za−

mykamy okienka konfiguracyjne i testujemy
pilota. Jeżeli wszystkie opisane czynności prze−
prowadziliśmy w prawidłowy sposób, to efek−
tem naszej pracy może być wygodne rozparcie
się w fotelu i przesłuchiwanie ulubionej muzy−
ki bez konieczności zbliżania się do komputera.

To, co opisałem stanowi jedynie mały uła−

mek  możliwości  programu  DRCS.  Jednym
z jego  fajerwerków  jest  z pewnością  możli−
wość  zdalnego  sterowania  ruchami  myszki.
Funkcja ta nie działa i nie może działać zbyt

precyzyjnie, ale do otwierania czy zamykania
okien, wskazywanie plików i innych pro−
stych operacji wykonywanych myszką może
się przydać (rysunek 7).

Pozostałe programy
umożliwiające zdalne ste−
rowanie komputerem PC

Z ogromnej oferty oprogramowania dostępne−
go  w Internecie  i mogącego  współpracować
z naszym układem mogę polecić Wam kilka,
których działanie sprawdziłem, lub które wy−
glądają wyjątkowo „zachęcająco”. Są to:
1. PC REMOTE CONTROL, którego działa−
nie  jest  zbliżone  do  opisanego  programu
DRCS. Pewnym  atutem tego programu mo−
że być polski interfejs użytkownika.
2.  Rewelacją  wydaje  się  być  „nowo  odkryty”
program o nazwie GIRDER. Nie zdążyłem za−
poznać się z nim dokładnie, ale wydaje się być
prawdziwą rewelacją i to wyposażoną w polski
interfejs. Autorem programu jest pan Ron Bos−
sems  z Holandii.  No  cóż,  mamy  bardzo  pozy−
tywne  doświadczenia  z oprogramowaniem  po−
chodzącym z ojczyzny Rembrandta van Rijn ... .

Wymienione programy również są do−

stępne na stronach internetowych EdW i EP.

Zbigniew Raabe

Wykaz elementów

Rezystory

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

R33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222kk

Ω

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200

Ω

R55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1188kk

Ω

Kondensatory

C11,, C

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2277ppFF

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77

µµ

FF//1166

C44,, C

C55,, C

C66,, C

C77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

µµ

FF//1166

C88,, C

C99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

Półprzewodniki

D11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D22 ...... D

D77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

IIC

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..A

ATT9900S

S22331133

IIC

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTLL008811

IIC

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..7788LL0055

IIC

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTFFM

S55336600

Pozostałe

JJ11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22 ggoollddppiinn ++ jjuum

mppeerr

Q11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..rreezzoonnaattoorr kkw

waarrccoow

wyy 1100M

Hzz

Wttyykk D

B−99FF ++ oobbuuddoow

waa

22m

m pprrzzeew

woodduu ppiięęcciioożżyyłłoow

weeggoo

Rys. 5

Rys. 6

Rys. 7

Komplet podzespołów z płytką jest dostępny w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT−

3015

Listy od Piotra

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

Maj 2002

W najbliższych dwóch odcinkach zaj−

miemy się filtrami dolnoprzepustowy−

mi. Jak zwykle na początku umieści−

łem gotowe proste recepty dla niecier−

pliwych praktyków, a do tego przykła−

dy rachunkowe. W dalszej części bar−

dziej zaawansowani znajdą ogólne

wzory, nieco bardziej skomplikowane,

ale za to pozwalające dobrać dodatko−

we parametry.

Aby w pełni i z sukcesem skorzy−

stać z tego i następnych odcinków,

konieczne jest przyswojenie sobie

informacji

wstępnych,

podanych

w EdW, począwszy od numeru 9/2001.

3. Filtr dolnoprzepustowy
z wielokrotnym
sprzężeniem zwrotnym

Możesz wykorzystać schemat z rysunku 31.
Mając daną częstotliwość graniczną f naj−
pierw określisz sensowną wartość pojemno−
ści ze wzoru:
C[nF] = 3000[nFHz] / f [Hz]

Najbliższa wartość z szeregu E6 to po−

jemność C2.

Teraz obliczysz reaktancję kondensatora

C2 przy częstotliwości granicznej:
Xc[k

Ω

] = 160000 / fg[Hz]*C2[nF]

Reaktancja wychodzi w kiloomach, jeśli

częstotliwość podasz w hercach, a pojem−
ność w nanofaradach. Teraz możesz obliczyć
pozostałe elementy.

Uwaga! Zwróć uwagę na różne wartości

kondensatorów.
Dla dobroci 0,5:
R1=R2=Xc * 0,0675
R3=Xc * 0,61
C1=10 * C2
Dla dobroci 0,707:
R1=R2=Xc * 0,19
R3=Xc *0,61
C1=10 * C2

W tych dwóch przypadkach pojemność

C1 ma być dziesięciokrotnie większa niż C2
Trochę inaczej będzie dla dobroci 1,35:
R1=R2=Xc * 0,23
R3=Xc * 0,415
C1= 20 * C2

Pojemność C1 ma być 20 razy większa

niż C2. W praktyce warto połączyć równole−
gle dwa jednakowe kondensatory, każdy
o pojemności 10*C2, bo wtedy ewentualny
błąd będzie bardzo mały.

Rysunek 32 pokazuje charakterystyki fil−

trów o częstotliwości granicznej 1kHz, obli−
czonych według podanych właśnie wzorów
z rezystorami o dokładnych wartościach obli−
czonych ze wzoru. We wszystkich przypad−
kach pojemność C2 wynosi 3,3nF, natomiast
wartości rezystorów wynoszą:
Q=0,5: R1=R2=3,27k

Ω

, R3=29,6k

Ω

C1=33nF
Q=0,707: R1=R2=9,21k

Ω

, R3=29,6k

Ω

C1=33nF
Q=1,35: R1=R2=11,1k

Ω

, R3=20,1k

Ω

C1=66nF

Kto chce, może żmudnie dobierać rezystory,

jeśli koniecznie chce uzyskać dokładne warto−
ści wyliczone ze wzorów, ale nie ma to żadne−
go sensu, jeśli zastosowane kondensatory mają
tolerancję 10% lub 5%. Należy po prostu wziąć
najbliższe nominały z szeregu 1−procentowego,
albo jeśli ktoś nie ma takich możliwości, nawet
z szeregu 5−procentowego. Drobne różnice
wartości uzyskanej częstotliwości granicznej
rzędu kilku procent w większości przypadków
nie mają żadnego znaczenia

Przykłady

Obliczmy  teraz  przykładowy  filtr  audio  do
obcięcia  częstotliwości  ponadakustycznych
o częstotliwości  granicznej  16kHz  i dobroci
0,707. Korzystamy ze wzoru
C[nF] = 3000[nFHz] / 16000[Hz]
i...
pojemność  wychodzi  żałośnie  mała,  mniejsza
od 200pF. Jak już wiesz, możemy dowolnie wy−
brać wartość tej pojemności. Niech będzie rów−
na 470pF − to pojemność C2. A teraz normalnie
liczymy dalej. Obliczamy reaktancję kondensa−
tora C2 przy częstotliwości granicznej:
Xc[k

Ω

] = 160000 / 16000[Hz]*0,47[nF]

Xc = 21,3k

Ω

i dalej:
R1=R2=21,3 * 0,19=4,05k

Ω

R3=21,3 *0,61=13k

Ω

C1=10 * 0,47=4,7nF

Zastosujemy rezystory 1−procentowe

4,02k

Ω

i 13,0k

Ω

. Układ i charakterystyki

pokazane są na rysunku 33.

Jeśli potrzebna jest większa stromość, po−

łączymy w szereg dwa filtry, co oczywiście

część 7

Rys. 31

Rys. 32

Rys. 33A

spowoduje  przesunięcie  (w dół)  3−decybelo−
wej  częstotliwości  granicznej.  Przesuniemy
więc  w górę  częstotliwości,  zmniejszając
wartość  rezystorów  1,2−krotnie.  Schemat
i charakterystyki pokazane są na rysunku 34.

Zaprojektujmy jeszcze filtr do iluminofo−

nii o częstotliwości granicznej 300Hz i do−
broci 1,35.
C[nF] = 3000[nFHz] / 300[Hz]
C=C2=10nF
Xc[k

Ω

] = 160000 / 300[Hz]*10[nF]

Xc = 53,3k

Ω

i dalej:

R1=R2=53,3*0,23=12,26k

Ω

R3=53,3*0,415=22,13k

Ω

C1= 20*10nF =200nF

Stosujemy popularne rezystory z szeregu

E24: 12k

Ω

i 22k

Ω

i dwa kondensatory

100nF w roli C1. Układ i charakterystyki
tego filtru pokazuje rysunek 35.

Dla zaawansowanych
i dociekliwych

Kto ma ochotę się pobawić, może przeprowa−
dzić pełniejszą procedurę projektową. Nadal
rozpatrujemy filtr według rysunku 36. Do

obliczeń potrzeb−
ne są wartości:
− częstotliwości
granicznej f
− dobroci Q
− wzmocnienia G.

Jak zawsze, na

początek dobiera−
my sensowną po−

jemność z szeregu
E6 zbliżoną do
wartości

C[nF] = 10000[nFHz] / f [Hz]

To będzie pojemność C2. Obliczamy re−

aktancję kondensatora C2 przy częstotliwo−
ści granicznej:
Xc[k

Ω

] = 160000 / fg[Hz]*C2[nF]

Tym razem do uproszczenia obliczeń wy−

korzystamy dodatkową stałą K. Będzie to do−
wolnie wybrana liczba spełniająca warunek
K > 4Q

(G+1)

Zazwyczaj będzie to liczba całkowita, na

przykład równa 10. Stałą K wybierzemy tak,
by uzyskać sensowną wartość C1:
C1 = K * C2

Potem policzymy:

R2 =

R1 =

R3 = Xc

Wzór na R2 wydaje się co najmniej dziw−

ny,  bo  daje  dwie  różne  wartości  R2,  ale  nie
jest  to  błąd.  Jeśli  chcesz,  zastosuj  te  wzory,
możesz też przeprowadzić symulację kompu−
terową,  jeśli  masz  stosowny  program.  Tak
czy inaczej, w ogromnej większości przypad−
ków  wystarczy  korzystać  z podanych  wcze−
śniej uproszczonych recept.

Za miesiąc omówimy filtry dolnoprzepu−

stowe Sallen−Keya.

Piotr Górecki

Listy od Piotra

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

Maj 2002

Rys. 35A

Rys. 35B

Rys. 36

Rys. 34B

Rys. 33B

Rys. 34A

1 ±

[

1 −

(G + 1)

Xc
2Q

K R2

Podzespoły

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

Maj 2002

Źródło prądowe.
Konwerter napięcie−prąd

Źródło prądowe to element lub obwód, który
zapewnia przepływ prądu o ustalonej wartości,
niezależnie od rezystancji obciążenia. Źródła
prądowe są niezbędne w wielu układach.

W innych układach trzeba sygnał napię−

ciowy zamienić na prądowy, co wbrew pozo−
rom okazuje się zadaniem zdecydowanie tru−
dniejszym, niż zamiana w drugą stronę. Sto−
sujemy do tego konwertery napięcie−prąd, bę−
dące w istocie sterowanymi źródłami prądo−

wymi. Na rysunku 17 pokazane są dwa ste−
rowane napięciem źródła prądowe, czyli kon−
wertery napięcie−prąd. Współczynnik kon−
wersji napięcie−prąd jest wyznaczony przez
rezystor R1, a prąd nie zależy od wartości R

Niestety,  poważną  wadą  tych  najprostszych
rozwiązań  jest  to,  że  rezystancja  obciążenia
musi  być  „pływająca”,  czyli  żadna  z dwóch
końcówek nie może być dołączona ani do ma−
sy, ani do szyn zasilania, a prąd nie może być
większy,  niż  maksymalny  prąd  wyjściowy
wzmacniacza  operacyjnego.  Dodatkową  wa−

dą  wersji  „odwra−
cającej”  z rysunku
17c, 17d jest to, że
ze  źródła  napięcia
sterującego U

po−

bierany jest znacz−
ny prąd.

O ile tylko ob−

ciążenie dołączone
jest

którejś

z szyn  zasilania,
wtedy  zależnie  od
biegunowości  na−
pięć i prądów moż−
na  wykorzystać  je−
den  z układów  po−
kazanych  na  ry−
sunku  18.  Podczas
pracy napięcie mię−
dzy

wejściami

wzmacniacza  ope−
racyjnego jest rów−
ne zeru, więc na R1
występuje  napięcie
równe  U

i płynie

przezeń

prąd

I=U

/R1. Tu dużą

zaletą jest fakt, że
źródło napięcia U

nie jest obciążone –
pobór  prądu  jest
znikomo mały, taki
jak prąd polaryzacji
wejścia  wzmacnia−
cza  operacyjnego,

czyli  rzędu  nanoamperów  lub  jeszcze  mniej.
Prąd  wyjściowy  może  być  duży,  nawet  bar−
dzo  duży  –  ograniczeniem  są  właściwości
tranzystora.

Często zamiast tranzystora polowego wy−

korzystuje  się  układ  Darlingtona  według ry−
sunku  19a,  b.  Ze  względu  na  ogromne
wzmocnienie dwóch tranzystorów błąd zwią−
zany z prądem bazy T1 jest pomijalnie mały.
Podobny układ może być zespołem kilku ste−
rowanych  źródeł  prądowych  –  prosty  przy−
kład  pokazany  jest  na  rysunku  19c,  przy
czym  rezystory  R1...RN  mogą  mieć  różne
wartości,  dające  różne  prądy  w poszczegól−
nych gałęziach.

W przypadkach, gdy obciążenie musi być

dołączone do masy, a

można zastosować

tzw.  pompę  prądową  Howlanda  według
rysunku 20. Tu napięcie i prądy mogą mieć
dowolną  biegunowość,  a prąd  maksymalny
jest  ograniczony  wydajnością  wzmacniacza
operacyjnego.  Wartość  prądu  wyznaczona
jest  przez  różnicę  napięć  między  wejściami.
Szczegółowa  analiza  działania  tego  bardzo
interesującego układu byłaby trudna. Należa−
łoby  zapisać  szereg  wzorów,  przekształcić
i rozwiązać układ równań, a na koniec przea−
nalizować  uzyskany  wzór  końcowy.  Zachę−
cam  dociekliwych  Czytelników  do  samo−
dzielnego przeanalizowania układu przy zało−
żeniu,  ze  punkt  A jest  zwarty  do  masy,
w punkcie B napięcie wynosi +1V, a obciąże−
nie R

ma kolejno wartości 0

Ω

, 1k

Ω

, 10k

Ω

W układzie z rysunku 20 przy dużych war−

tościach R

wyjście wzmacniacza operacyj−

nego musi dostarczyć prąd dużo większy, niż
prąd płynący przez R

. Aby zlikwidować tę

wadę i zwiększyć oporność wejściową wej−
ścia B, można wykorzystać ulepszoną pompę
Howlanda według rysunku 21.

Inny przykład – najprawdziwszy prze−

twornik napięcie−prąd, pokazany jest na
rysunku 22.

We wszystkich trzech ostatnich przypad−

kach  bardzo  ważne  jest  zachowanie  poda−
nych  wartości  (ściślej  ich  stosunków).  Roz−
rzut  wynikający  z tolerancji  rezystorów

śś

Rys. 17

Rys. 18

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

Maj 2002

Droga Redakcjo EdW!
Moja kolekcja składa się z około 50.

sztuk  różnych  radioodbiorników  lam−
powych.  Niestety,  niewiele  z nich  sta−
nowią  przedwojenne  odbiorniki  radio−
we.  Kolekcjonowaniem  zająłem  się
chyba zbyt późno, bo zaledwie trzy lata
temu  i w tej  chwili  znalezienie  czegoś
oryginalnego jest niezwykle trudne. Na
domiar złego okazało się, że zasięgnię−
cie  jakiejkolwiek  informacji  na  temat
tego, co się już zdobyło, graniczy z cu−
dem. Ja w każdym razie trafiłem na mur
nie  do  przebycia  aż  do  czasu,  kiedy
w Waszym  czasopiśmie,  które  czytam
regularnie,  trafiłem  na  wspaniałe  arty−
kuły  pana  Antoniego  Iwanczewskiego.
Dostępniejsze  stały  mi  się  dane,
których szukałem.

Bardzo się ciszę, że w Waszym ma−

gazynie znalazłem sporo dobrych rad
i informacji.

Mój związek z radiotechniką odby−

wa  się  na  płaszczyźnie  hobby  (tylko
i wyłącznie). Bardzo lubię lampowe ra−
dioodbiorniki. Jak dotąd największą sa−
tysfakcję  sprawił  mi  Blaupunkt  5W77
z 1937  roku,  a to  z tego  względu,  że
przez kilka lat służył jako... blat do su−
szenia jabłek i gruszek. Pomimo wszy−
stko został ożywiony. Ciekawa jest jego
historia.  Został  on  pozostawiony  na
jednej z podlaskich wsi przez uciekają−
cych Niemców i obecnie... znów działa.

Radioodbiorniki

Kosmos

K95

i Elektrit Fidelio wymagały praktycznie
tylko wymiany elektrolitów i ogólnego

Radio
Retro

−

oczyszczenia z brudu. Jeszcze mniej pracy wymagał radiood−
biornik Mende 242W z 1943 roku, bo tylko wymiany elektro−
litu i lampy AK2, skrzynka nie wymagała czyszczenia. Jed−
nak większość radioodbiorników jest naprawdę w opłakanym
stanie.

Mam również uruchomiony odbiornik kryształkowy z ory−

ginalnymi  słuchawkami.  Obecnie  zająłem  się  odrestaurowa−
niem  radioodbiornika  VE301W Volksempfanger.  W radiood−
biornikach  nigdy  nie  dokonuję  zasadniczych  zmian  w kon−
strukcji. Te, które nie nadają się do odrestaurowania, zasilają
magazynek, a z czasem może z dwóch złożę jeden kompletny.
Przeróbki niezgodne z oryginałem nie satysfakcjonują mnie.

Próbuję zainteresować miejscowe media moją kolekcją,

aby dotrzeć do większej ilości starych radioodbiorników na
naszym terenie. Marzy mi się jakieś skromne muzeum radio−
techniki w Białej Podlaskiej.

Myślę, że fotografie przedstawiają najciekawsze radiood−

biorniki, jakie posiadam.

Piotr Bronowicki, Biała Podlaska

Radio Retro

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

Maj 2002

−

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

Maj 2002

Są osoby, które do późna siedzą przed telewi−
zorem  i zasypiają  przed  końcem  programu.
A telewizor gra sobie przez całą noc. Kiedyś,
gdy odbiorniki były o wiele mniej doskonałe,
pozostawienie telewizora włączonego na noc
przy braku sygnału miało, według niektórych
opinii, zły wpływ na jego trwałość. Oszczęd−
ność  energii  na  pewno  miała  znaczenie
w prehistorycznych  czasach,  gdy  cud  ra−
dzieckiej techniki, lampowy Rubin, pobierał
z sieci kilkaset watów mocy.

Dziś względy ekonomiczne straciły zna−

czenie, niemniej są Czytelnicy, którzy chcie−
liby, żeby telewizor wyłączał się automatycz−
nie,  gdy  skończy  się  program  telewizyjny.
Choć wiele współczesnych odbiorników wy−
posażonych  jest  w takie  obwody,  problem
jest  nadal  godny  uwagi.  Paweł  Szwed
z Grodźca Śl. zaproponował budowę układu,
wyłączającego  telewizor  po  zakończeniu
programu. Cel zadania wydaje się oczywisty
– wyłączenie odbiornika.

Ja jednak proponuję chwilę zastanowie−

nia...

Czy ważniejszym celem nie byłoby obu−

dzenie miłośnika telewizji, który prawdopo−
dobnie zasnął w jakiejś niewygodnej pozycji
na kanapie? Wszystko zależy od tego, czy
chodzi o telewizor w sypialni, czy w pokoju
gościnnym. Ze względu na te dwie różne sy−
tuacje rozszerzam temat zadania:

Zaprojektować układ wyłączający

telewizor po zakończeniu programu

lub (i) budzący domownika,

który zasnął przez odbiornikiem.

Kiedyś proponowano w takim przypadku

sprawdzanie  poziomu  sygnału  ARW,  który
rzeczywiście daje informację o braku sygna−
łu  nośnego,  zwłaszcza  w przypadku  silniej−
szych  stacji.  W przypadku  urządzenia  na
gwarancji taki sposób absolutnie nie wchodzi
w grę. Poza tym większość stacji nie wyłącza
nadajnika  tuż  po  zakończeniu  programu
i przynajmniej przez jakiś czas nadawany jest
obraz testowy. To oznacza, że trzeba zastano−
wić  się  nad  innymi  sposobami  wykrywania
zakończenia programu.

Nie zachęcam do ingerencji we wnętrze

odbiornika!  Każda  ingerencja  w fabryczny
układ telewizora niesie pewne ryzyko, dlate−
go wypadałoby przynajmniej przeanalizować
nieinwazyjne sposoby. Wyobrażam sobie, że
urządzenie będzie raczej miało formę pudeł−
ka  –  przystawki  z przekaźnikiem  odłączają−
cym zasilanie (być może z przekaźnikiem bi−
stabilnym).  To  stawia  pewne  dodatkowe  za−
dania  do  rozwiązania.  Na  jakie  objawy  ma
reagować urządzenie? Czy na szum z głośni−
ka,  obecny  w starszych  odbiornikach  przy
braku  sygnału?  A może  na  brak  sygnału
z głośnika  w odbiornikach  wyposażonych
w obwód blokady szumów? Jak układ zarea−
guje na planszę testową i towarzyszący temu
ciągły dźwięk, nadawany przez liczne stacje

jakiś czas po zakończeniu programu? Jak
odróżnić taki ciągły ton od dźwięku towarzy−
szącemu normalnemu programowi?

A może sprawdzać zmiany zawartości sy−

gnału wideo? Czy można do tego wykorzy−
stać złącze EURO (Scart) i dostępne tam sy−
gnały?

Starannie przemyślcie działanie urządze−

nia.  Nie  powinno  ono  utrudnić  normalnego
korzystania  z odbiornika.  Przykładowo  jeśli
byłaby  to  przystawka  wyłączająca  zasilanie,
trzeba zagwarantować, że po zaniku i powro−
cie  napięcia  sieci  przekaźnik  zostanie  załą−
czony. Także po automatycznym wyłączeniu
na noc, włączenie rankiem odbiornika nie po−
winno być skomplikowane.

Choć wiem, że wielu z Was nie ma przed−

stawionego problemu z zasypianiem, albo też
posiadacie  odbiornik  wyposażony  w odpo−
wiednią  funkcję,  nie  zlekceważcie  zadania.
Bez względu na stopień przydatności takiego
urządzenia  w Waszym  domu,  spróbujcie
zmierzyć  się  z interesującym  problemem
technicznym. Ze względu na specyfikę zada−
nia tym razem część puli nagród z góry rezer−
wuję  dla  najlepszych  prac  teoretycznych.
Czekam więc na pomysły i schematy, a jeśli
ktoś zdecyduje się wykonać model, tym bar−
dziej mnie to ucieszy, a wykonawca ma szan−
sę  na  publikację  projektu  w dziale  E−2000
lub w Forum. Czekam też na propozycje ko−
lejnych  zadań.  Pomysłodawcy  wykorzysta−
nych zadań otrzymują nagrody rzeczowe.

Temat zadania 71 brzmiał:

Zaprojektować „deszczoostrzegacz”

dla gospodyni.

Cieszę się, że otrzymałem mnóstwo roz−

wiązań,  w tym  kilkanaście  modeli.  Zadanie
było  w zasadzie  łatwe,  ale  jak  podkreślali
liczni uczestnicy, na pozór drobne szczegóły
okazały  się  ważne,  wręcz  najważniejsze.  Po

pierwszej, wstępnej analizie wszystkich prac
zdecydowałem, jakie będą kryteria rozdziału
nagród i punktów. Prace można bowiem
podzielić na dwie nierówne grupy. Do jednej
należą wszystkie rozwiązania, które można

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).

łł

Zadanie nr 75

Rozwiązanie zadania nr 71

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

Maj 2002

nazwać  klasycznymi:  układ  sprawdza  rezy−
stancję między elektrodami czujnika i po wy−
kryciu  kropel  wody  na  czujniku  włącza  sy−
gnalizator  bezpośrednio  lub  drogą  radiową.
Druga grupa to rozwiązania niestandardowe,
gdzie  Autorzy  zaproponowali  jakieś  orygi−
nalne pomysły i modyfikacje.

Przy rozdziale nagród i punktów brałem

pod uwagę właśnie oryginalność rozwiązań
i ewentualne praktyczne próby, a w przypad−
ku układów z pierwszej grupy – praktyczną
przydatność i łatwość obsługi.

Prace teoretyczne

Prawie wszystkie zaproponowane układy za−
wierają  czujnik  rezystancyjny.  Większość
uczestników  proponuje,  by  miał  on  postać
dwóch „grzebieni”. W takim przypadku trze−
ba  zadecydować,  czy  po  wykryciu  deszczu
sygnalizator  ma  wyć  stale,  czy  ma  włączyć
się  na  pewien  czas,  na  przykład  na  minutę
czy  pięć  minut.  W pierwszym  przypadku
dźwięk może być wyłączany przez wytarcie
czujnika do sucha, w drugim czujnik nie mu−
si  być  od  razu  wysuszony,  natomiast  warto
pomyśleć o możliwości wyłączenia dźwięku.
Trzeba to nie tylko starannie przemyśleć, ale
też  wypróbować  w praktyce,  bo  podczas
użytkowania zapewne dadzą o sobie znać do−
datkowe cechy lub potrzeby.

Dwa proste, godne uwagi schematy tego

typu, pokazane na rysunku 1, zaproponował
Jarosław Chudoba z Gorzowa Wlkp. W obu
przypadkach  sygnał  dźwiękowy  trwa  tylko
przez  określony  czas,  a układ  nie  zawiera
wyłącznika,  ani  obwodu  skracania  czasu
trwania dźwięku.

Najprostszy z najprostszych sygnalizator

można  zbudować  według  rysunku  2 –  po
wykryciu  deszczu  dwa  tranzystory  w ukła−
dzie Darlingtona włączą brzęczyk piezo z ge−
neratorem.  Przy  zasilaniu  z baterii  9V zwy−

kły  12−woltowy  brzęczyk  piezo  da  wystar−
czająco  głośny  dźwięk.  Jeśli  dźwięk  miałby
być przerywany, trzeba zastosować dodatko−
wy  generator,  na  przykład  z kostką  CMOS
lub sprytnie wykorzystać diodę migającą.

Prosty układ z jedną kostką 4093 zapro−

ponował Dawid Lichosyt z Gorenic. W tym
godnym uwagi układzie (Lichosyt.gif) można
dodatkowo  usunąć  tranzystory.  Piotr Pod−
czarski z Redecza Wlk.  zaproponował układ
z dwoma klasycznymi generatorami na kost−
ce  4001  lub  4011  i z przetwornikiem  PCA−
100.  Andrzej  Szymczak ze  Środy  Wlkp.
chce wykorzystać układy CMOS, a jako ele−
ment wykonawczy – głośnik sterowany przez
„darlingtona”.  Jakub  Świegot,  również
ze  Środy  Wlkp.,  chce  wykorzystać  bramki
NAND  i kostkę  4017.  Krzystof  Budnik
z Gdyni  przysłał  schemat  z kostką  CMOS
i tranzystorami.  Kamil  Urbanowicz z Ełku
zaproponował  trzy  schematy:  z nadajnikiem
radiowym,  z torem  podczerwieni  i lokalny
z sygnalizatorem w urządzeniu.

Paweł Szwed z Grodźca Śl. rozważał wy−

korzystanie w roli czujnika membrany piezo
PCA−100, gdzie taki mikrofon reagowałby na
krople deszczu i uruchamiałby sygnalizator.
Ostatecznie zdecydował się jednak na dość
rozbudowany układ z czujnikiem rezystancyj−
nym i nadajnikiem radiowym (Szwed.gif)

Marcin Malich z Wodzisławia Śl. zapro−

ponował  w eleganckiej  pracy  kilka  schema−
tów (Malich.zip), w tym prosty z jedną kost−
ką 4093, bardziej złożony z czujnikiem świa−
tła  oraz  rozbudowany  z kodowanym  torem
radiowym.  Zachęcam  Marcina  do  przepro−
wadzania  praktycznych  prób  −
schematy  trzeba  zmodyfikować,
bo membrany PCA−100 nie nale−
ży  sterować  za  pomocą  jednego
tranzystora.

Szymon Janek z Lublina

przysłał  schemat  z kostką  4093
(Janek.gif).  Szczególnym  pomy−
słem jest wykorzystanie do wyłą−
czania  sygnalizatora...  przełącz−
nika

wstrząsowego.

Krótko

mówiąc,  gospodyni  ma  potrzą−
snąć  wyjącym  sygnalizatorem,
żeby  wyłączyć  dźwięk.  Choć
Szymon  nie  podał  szczegółów,
idea jest co najmniej godna uwa−
gi.  Taki  wstrząsowy  wyłącznik
można zrobić z wykorzystaniem
sprężynki lub styków przekaźni−
ka, na którego kotwicy zamoco−
wany jest ciężarek.

Marcin Rekowski z Brusów

wykonał tego typu sygnalizator już
ponad rok temu. Choć układ elek−
troniczny  można  radykalnie  upro−
ścić i zmodyfikować, przydzielam
Marcinowi  upominek  za  kilka
praktycznych szczegółów (Rekow−
ski.gif).  Na  przykład  elementem

w y k o n a w c z y m
jest

przekaźnik

i radio, którego je−
go  „mama  słucha
non−stop i gdy ono
milknie  jest  to
znak,  że  pada
deszcz”.  Marcin
jako  jeden  z nie−
licznych

wspo−

mniał  o sytuacji,
gdy  pada  deszcz,  ale  dopiero  co  wywieszone
pranie  jest  jeszcze  mokre  –  ma  przełącznik,
którym może wyłączyć urządzenie.

Jarosław Tarnawa z Godziszki oprócz

„klasycznego” schematu z kostką 4093 przy−
słał projekt układu z czujnikiem rezystancyj−
nym  włączonym  w obwodzie  generatora
z bramką Schmitta. Deszcz spowoduje obni−
żenie częstotliwości generatora, a to zostanie
wykryte przez prosty detektor częstotliwości
z kostką 4017. Schemat Jarka pokazany jest
na rysunku 3. Choć można mieć wątpliwo−
ści  co  do  poboru  prądu,  pomysł  podoba  mi
się, a rozwijając go można byłoby wypróbo−
wać  prostszy  układ,  gdzie  membrana  piezo
byłaby  dołączona  do  wyjścia  generatora
przez filtr dolnoprzepustowy według idei po−
kazanej na rysunku 4. Filtr dolnoprzepusto−
wy  musiałby  na  tyle  zmniejszyć  stuki,  wy−
twarzane  przy  pracy  generatora  z małą  czę−
stotliwością, żeby nie przeszkadzały w stanie
czuwania.  Po  wykryciu  deszczu  częstotli−
wość  musiałaby  wzrastać  do  częstotliwości
rezonansowej  przetwornika  PCA−100,  czyli
do około 3,5kHz i byłaby dobrze słyszalna.

Rys. 1

Rys. 3

Rys. 4

Rys. 2

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

Maj 2002

deszcz. Dzięki takiej budowie nie trzeba się
martwić o pobór prądu w stanie spoczynku,
nawet gdy czujnik jest mokry.

Marcin Wiązania z Gacek zaproponował

układ z modułami radiowymi 443MHz i kost−
kami MC14502x (Wiazania1.gif) i zrealizo−
wał prostszy układ (Wiazania2.gif) z kostka−
mi 4093 i 4049, pokazany na fotografii 9.

Andrzej Sadowski−Skwarczewski ze

Skarżyska−Kamiennej wykonał układ z dwo−
ma sygnalizatorami piezo (Sadowski.gif). Je−
den ma służyć do kontroli zasilania, drugi do
sygnalizacji  deszczu.  Cechą  szczególną  jest
obecność  małego  magnesu,  umocowanego
na  sznurku.  W spoczynku  magnes  ten  przy−
ciągnięty  jest  do  metalowego  wkrętu  i przy
okazji zwiera styki kontaktronu. Gdy sygna−
lizator zostanie powieszony na sznurku wraz
z praniem,  styki  kontaktronu  się  rozewrą
i układ  przejdzie  w stan  czuwania.  Każde
rozwarcie  styków  kontaktronu  powoduje  też
powstanie  krótkiego  sygnału  dźwiękowego,
potwierdzającego dobrą kondycję baterii. Fo−
tografia 10 pokazuje ten interesujący model.

Dwóch Kolegów wykonało modele z łą−

czem radiowym. Michał Koziak z Sosnowca
przeprowadził szereg prób. Wypróbował pro−
sty  sygnalizator  piezo  zasilany  z baterii  3V.
W liście  napisał:  Moduły  nadawczo−odbior−
cze są drogie. Sygnalizacja może się też odby−
wać  za  pomocą  fal  radiowych  zakresu  UKF.
Sprawdziłem  bramkowany  układ  generatora
z bramek  NAND  74HC132  (...).  Niestety,
układ  musiał  być  zasilany  napięciem  mini−
mum 3V. Pomyślałem, że można wykorzystać
baterię 1,5V i podbijacz napięcia na LM3909,
lecz nie dało to oczekiwanych rezultatów. Na−
stępnie  zbudowałem  standardowy  nadajnik

w.cz. na jednym tranzystorze (...) do modula−
cji (...) wykorzystałem elektronikę z budzika.
(...) Jeżeli napięcie zasilania spadnie poniżej
1,15V, przestaje działać układ z budzika i ge−
nerator wysyła jedynie falę nośną, co jest jed−
nocześnie wskaźnikiem stanu baterii.

Choć do takiego rozwiązania można mieć

liczne zastrzeżenia, wiem, że wielu Kolegów
jest żywo zainteresowanych podobnymi ukła−
dami „radiowymi”, dlatego na rysunku 6 po−
daję schemat. Cewka L ma 3 zwoje nawinięte
na  wiertle  4mm.  Na  fotografii  11 pokazany
jest  mały  model  umieszczony  w obudowie
zlutowanej  z kawałków  płytki  drukowanej.
Pokrywka jest uszczelniona za pomocą rozto−
pionego wosku (stearyny ze świeczki).

Przy okazji chciałem poinformować Micha−

ła, dlaczego jego praca z zadania 65 nie została
sklasyfikowana. Niedawno okazało się, że przy
segregacji poczty przesyłka została błędnie za−
kwalifikowana i trafiła do innego działu. Doli−
czam Michałowi punkty, a nadesłany wtedy
model można zobaczyć na fotografii 12.

I po raz kolejny bardzo proszę, żeby

wszyscy uczestnicy Szkoły dodawali na li−
stach i paczkach dopisek „Szkoła Konstruk−
torów zadanie XX”, co pozwoli uniknąć
podobnych błędów.

Tor radiowy wykorzystał też Bartłomiej

Radzik z Ostrowca Św. Nadajnik i odbiornik
pokazane są na fotografiach 13 i 14. Na ry−
sunku 7 można zobaczyć oryginalny schemat.
Choć  Autor  sam  przyznaje,  że  układ  nie  jest
dopracowany,  schemat  zasługuje  na  uwagę
z kilku  względów.  Bartek  pisze,  że  po  prze−
rwie  w aktywnej  współpracy  ze  Szkołą  Kon−
struktorów  powracam  ze  zdwojoną  energią
i zapałem  do  pracy  (...)  układ  wykorzystuje
czujnik  pojemnościowy,  którego  wykonanie
sprawi kłopot niewspółmiernie mały wobec je−
go trwałości i niezawodności. Na układ skła−
dają się dwa elementy: właściwy detektor de−
szczu wyposażony w koder i nadajnik radiowy
oraz  odbiornik−dekoder  umieszczony  w po−
ręcznej obudowie zasilacza wtyczkowego.

Oto krótki opis deszczoostrzegacza. Część

nadawcza:  generator  powolnych  impulsów
prostokątnych (T= ok. 1min.) zbudowany jest
na bazie U1A. Zezwolenie na jego pracę da−
je  sygnał  z fotodiody  D1.  Praca  generatora
zatrzymywana jest w nocy (w nocy raczej nikt
nie suszy prania), lub po umieszczeniu urzą−
dzenia w ciemnej szafie. Impulsy prostokątne
ulegają zróżniczkowaniu w obwodzie czujni−
ka Cx i R3. Cały sekret działania czujnika Cx
polega na fakcie wzrostu pojemności między
ścieżkami  polakierowanego  laminatu,  kiedy
na  jego  powierzchnię  upadnie  kropla  wody.
C3,R4,PR1  tworzą  obwód  gaszący  powstałe
podczas  różniczkowania  szpilki,  umożliwia−
jąc  kompensację  czujnika  w stanie  suchym.

Fot. 10 Układ Andrzeja

Sadowskiego−Skwarczewskiego

Rys. 6

Fot. 11 Nadajnik Michała Koziaka

Fot. 12 Układ Michała Koziaka

z zadania 65

Fot. 9 Model Marcina Wiązani

Fot. 13 Nadajnik Bartłomieja Radzika

Fot. 14 Odbiornik Bartłomieja Radzika

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

Maj 2002

U1B separuje tę część układu, dopasowując
jednocześnie  sygnały  do  poziomów  logicz−
nych. W eter wysyłany jest sygnał o częstotli−
wości  433MHz,  który  modulowany  (właści−
wie kluczowany) jest częstotliwością genera−
tora na U1C − ok. 2,2kHz. Ten prosty sposób
kodowania  okazał  się  całkowicie  wystarcza−
jący.  Ponieważ  czas  trwania  pojedynczej
szpilki  jest  wielokrotnie  krótszy  od  okresu
przebiegu  2,2kHz,  niemożliwe  byłoby  bram−
kowanie nią pracy generatora U1C. Dlatego
elementy  R5,  D2,  R6,  C4  wydłużają  impuls
sterujący pracą generatora.  W efekcie (przy
właściwie  wykalibrowanym  układzie),  gdy
czujnik jest suchy, układ „milczy”, natomiast
kiedy  pada  deszcz  –  wysyła  krótkie  sygnały
radiowe. Układ umieszczony jest w opakowa−
niu  leku  Acenocumarol,  z okienkiem  wycię−
tym  dla  fotodiody.  Całość  uszczelniona  kle−
jem silikonowym.

Część odbiorcza: hybrydowy odbiornik

superreakcyjny  RR3  odbiera  sygnały  radio−
we o częstotliwości 433MHz (a także znaczną
ilość  zakłóceń).  Antenę  stanowi  ścieżka  na
obrzeżu płytki drukowanej. R8, R9 stanowią
dzielnik  zmniejszający  sygnał  z odbiornika
do poziomu ok. 160mVpp. C8 zmniejsza nie−
co  zawartość  harmonicznych  w przebiegu,
a C9  odcina  składową  stałą.  Tak  spreparo−
wany  sygnał  trafia  od  dekodera  tonowego
U2, dostrojonego do częstotliwości kodującej
nadajnika, tj. 2,2kHz. Jeżeli odebrany sygnał
będzie miał taką częstotliwość, buzzer Q1 za−
cznie pikać przez ok. 7s. Elementy współpra−
cujące  z U3B pozwalają  uniknąć  wysłuchi−
wania kilkusekundowego alarmu po włącze−
niu odbiornika do sieci. Część odbiorcza za−
silana  przez  zasilacz  beztransformatorowy
dostarczający  napięcia  ok.  5V i wydajności
prądowej  odpowiedniej  do  zapewnienia  po−
prawnej  pracy  z dość  prądożerną  kostką
NE567.  Układ  umieszczony  jest  w typowej
obudowie zasilacza wtyczkowego.

Ponieważ urządzenie wykonałem głównie

dla wypróbowania idei czujnika pojemno−
ściowego, przyszła pora na podanie sposobu

jego  wykonania.  Otóż  czujnikiem  jest  płytka
z laminatu, której ścieżki układają się w for−
mie  dwóch  grzebieni  zazębiających  się,  lecz
nie stykających. Powierzchnia płytki jest po−
kryta dwiema (lub trzema) warstwami lakie−
ru uretanowego w sprayu. Inne rodzaje lakie−
ru  mają  gorsze  własności  izolacyjne  i nie
nadają  się  do  naszych  celów.  System  ten
sprawdził  się  w działaniu,  gdybym  jednak
dysponował  nadmiarem  czasu,  wprowadził−
bym następujące poprawki.:

D5 wymienić na „zenerkę” 12V/1W, a za

nią wstawić LM78L05 (występują tętnienia
zasilania niekorzystnie wpływające na pracę
odbiornika RR3),

Fragment układu nadajnika z U1C zastą−

pić oddzielną kostką CD4047 (słaba stabil−
ność częstotliwości w dziedzinie temperatury
i napięcia zasilającego)

Wpadłem też na pomysł wykorzystania

w roli odbiornika zwykłego radia, najlepiej
ze „starym UKF−em”. Natomiast czujnik po−
jemnościowy połączony byłby z tranzystoro−
wym nadajnikiem FM, tzw. Pikaczem.

Na koniec zostawiłem projekt Michała

Stacha z Kamionki Małej. Model pokazany
jest  na  fotografii  15.  Schematu  nie  podaję,
bo  układ  trafi  do  Pracowni  Konstrukcyjnej
AVT, i jeśli przynajmniej częściowo potwier−
dzi swą przydatność, zostanie opublikowany
w dziale E−2000 lub w Forum Czytelników.
W każdym  razie  Michał  jako  jedyny  zapro−

ponował  układ,  który  kontroluje  wstępną
wilgotność powieszonego prania i sygnalizu−
je pojawienie się deszczu dopiero po przynaj−
mniej  częściowym  wyschnięciu  bielizny.
Choć mam wątpliwości, czy ten układ z jed−
nym czujnikiem sprawdzi się w praktyce, za
pomysł  i eksperymenty  przydzielam  Micha−
łowi aż 9 punktów, co zdarza mi się rzadko.
Michał  jest  niekwestionowanym  zwycięzcą
zadania  71  i oprócz  przyszłego  honorarium,
otrzyma nagrodę za to zadanie Szkoły.

Podsumowanie

Ogólnie  biorąc,  wśród  nadesłanych  rozwią−
zań,  każda  gospodyni  znalazłaby  coś  odpo−
wiedniego  dla  siebie.  Nawet  najprostsze
układy zdadzą egzamin, jeśli pranie wieszane
jest na balkonie czy tarasie.

Kilku Kolegów przekonało mnie, że

umieszczenie układu w mieszkaniu i dołą−
czenie zewnętrznego czujnika nawet długim
przewodem ma sens. Zgadzam się też z opi−
nią, że w praktyce nawet kilkudziesięciome−
trowy przewód rozciągnięty między domem
a umieszczonymi w ogrodzie sznurami z bie−
lizną sprawdzi się lepiej, niż tor radiowy.

Tylko czy w ogóle ten długi przewód lub

tor radiowy jest potrzebny?

Czy aby nie jest to znów przysłowiowa

maść na szczury?

Czy ktoś mógłby mi wytłumaczyć, po co

ta  cała  transmisja?  Dlaczego  czujnik  nie
miałby  być  umieszczony  gdziekolwiek,  tuż
za oknem? Deszcz pada na dużym obszarze,
więc  czy  koniecznie  trzeba  sprawdzać  jego
obecność w miejscu, gdzie wisi pranie?

Stawiając to zadanie po cichu liczyłem, że

więcej  osób  przeprowadzi  praktyczne  próby
i zaproponuje  nie  tylko  sprawdzone  proste
rozwiązania,  ale  i bardziej  rozbudowane
układy, uwzględniające dodatkowe czynniki.
Tymczasem  napłynęło  sporo  układów  zbyt
rozbudowanych,  pełniących  jedynie  najpro−
stszą funkcję. Nie mam nic przeciwko rozbu−
dowie, ale jeśli już rozbudowywać układ, to
w konkretnym celu, żeby ulepszyć jego dzia−
łanie.  Systemy  z przewodową  czy  radiową
transmisją  z ogrodu  do  mieszkania  albo
z bardzo  głośnym  sygnalizatorem  mają  jak
najbardziej sens, ale tylko w przypadku, gdy
oprócz obecności deszczu będą kontrolować
wilgotność powieszonego na podwórku pra−
nia.  Gdy  wywieszone  właśnie  ubrania  będą
jeszcze  zupełnie  mokre,  deszcz  im  nie  za−
szkodzi i deszczostrzegacz nie musi alarmo−
wać  gospodyni.  System  powinien  zadziałać,
gdy  ubrania  przynajmniej  częściowo  prze−
schły i szkoda, by deszcz je zmoczył.
Wspomniany Michał Stach próbował zreali−
zować to zadanie przy wykorzystaniu jedne−
go  czujnika,  wykorzystującego  spinacze  do
bielizny. Dużo łatwiej i skuteczniej byłoby je
zrealizować  z dwoma  czujnikami:  jednym
sprawdzającym  wilgotność  powieszonego
prania  i drugim  –  czujnikiem  deszczu.  Ten

Rys. 7

Rys. 15 Układ Michała Stacha

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

Maj 2002

drugi czujnik powinien reagować już na po−
jedyncze krople, które jeszcze nie spowodo−
wały ponownego zmoczenia prania. Zachę−
cam do eksperymentów w tym zakresie.
Sprawdzone

praktycznie

rozwiązanie

z podwójnym czujnikiem chętnie zaprezentu−
ję na łamach EdW.

Przypuszczam jednak, że po zapoznaniu

się z wynikami zadania wielu z Was zechce
raczej  wykonać  nieskomplikowane  sygnali−
zatory, umieszczane gdzieś blisko za oknem,
sygnalizujące  jedynie  pojawienie  się  de−
szczu, nie kontrolujące wstępnej wilgotności
prania.  Czy  w najprostszym  przypadku  nie
wystarczy  prościusieńki  układ  z rysunku  2,
szczelnie zamknięty wraz z bateriami w nie−
wielkiej  obudowie?  Przyrząd  nie  wymaga
wyłącznika, bo w spoczynku nie pobiera prą−
du. Wyłączenie dźwięku nastąpi po wytarciu
do  sucha  czujnika.  Kontrola  baterii  to...  do−
tknięcie  czujnika  poślinionym  palcem.  Chy−
ba jednak warto układ nieco rozbudować, by
zapewnić dźwięk przerywany, bardziej zwra−
cający uwagę.

Wielu Kolegów obawiało się elektrolizy

wody  i korozji  elektrod.  Te  zjawiska  trzeba
brać pod uwagę w czujnikach mających stały
kontakt  z wodą.  Tu,  w deszczoostrzegaczu
czujnik  z zasady  będzie  mieć  sporadyczny
kontakt z wodą, a poza tym płynące prądy bę−
dą znikome, więc naprawdę nie ma potrzeby
bać się elektrolizy. Trzeba natomiast uwzglę−
dnić „zwyczajną” korozję elektrod pod wpły−
wem tlenu i zanieczyszczeń zawartych w po−
wietrzu.  Nawet  w nieużywanym  przyrządzie
czyściutkie  miedziane  elektrody  po  kilku
miesiącach  pokryją  się  nalotem,  który
w skrajnym przypadku może wręcz uniemoż−
liwić działanie. Czy nie warto pomyśleć nad
zastosowaniem odporniejszych elektrod?

Jeden z uczestników zasugerował, że de−

szczoostrzegacz  mógłby  być  urządzeniem
stacjonarnym,  zasilanym  z sieci,  gdzie  sy−
gnalizator  dźwiękowy  byłby  włączany  na
czas  suszenia  bielizny,  natomiast  układ
przez  cały  czas  mógłby  być  elementem
domowej  stacji  meteo.  Pomysł  jest  dysku−
syjny,  ale  na  pewno  warto  go  wziąć  pod
uwagę.

Przyznam, że długo zastanawiałem się

nad  rozdziałem  punktów,  nagród  i upomin−
ków.  Niektórzy  koledzy,  ci  z duszą  artysty,
zaproponowali  coś  niezwykłego,  własnego,
oryginalnego.  Inni,  ci  z duszą  rzemieślnika,
wykorzystali  typowe  rozwiązania,  znane
wszystkim.  Jak  zasygnalizowałem  na  wstę−
pie, nagrody przydzieliłem przede wszystkim
„artystom”, którzy zaproponowali, może na−
wet  niedoskonałe,  ale  oryginalne  i własne
rozwiązania, oparte na samodzielnych ekspe−
rymentach.  „Rzemieślnicy”,  powielający
układy  czy  bloki  znane  z EdW,  nawet  po−
prawne, ale niekoniecznie w tym przypadku
optymalne,  mogli  liczyć  w najlepszym  wy−
padku na upominek.

Kolejny raz proszę, żebyście zawsze poda−

wali na kopercie nie tylko adres, ale też tytuł
czasopisma i dział, gdzie przesyłka ma trafić.
Nie przysyłajcie paczek na adres skrytki po−
cztowej. Przypominam prawidłowy adres:
AVT − EdW
Szkoła konstruktorów zadanie XX
ul. Burleska 9
01−939 Warszawa

Prawie wszyscy uczestnicy wymienieni

z nazwiska otrzymują punkty (1...9). Aktual−
na punktacja podana jest w tabeli. Upominki
otrzymują: Marcin Rekowski, Jarosław
Tarnawa, Bartek Zubrzak, Filip Rus, An−
drzej Sadowski−Skwarczewski i Marcin

Wiązania. Nagrody dostaną: Michał Stach,
Bartłomiej Radzik i Michał Koziak.

Zachęcam serdecznie do udziału w bieżą−

cym i następnych zadaniach.

Wasz Instruktor

Piotr Górecki

Rozwiązanie zadania 71

W EdW 1/2001  zamieszczony  był  schemat
wzmacniacza mikrofonowego. Czytelnik napi−
sał,  że  wzmacniacz,  pokazany  na rysunku  A
funkcjonował bez zarzutu przy napięciu zasi−
lania +5V. Dla mnie problemem jest tu praw−
domówność autora, a nie brak doświadczenia
w elektronice.  Jak  mówi  starożytne  przysło−
wie, błądzić jest rzeczą ludzką (errare huma−
num  est).  Młody  kandydat  na  konstruktora
ma  prawo  popełniać  nawet  poważne  błędy.
Zwróćcie uwagę, że w tej rubryce nie podaję
nazwisk  Autorów,  więc  naprawdę  nie  trzeba
bać się drwin otoczenia. W ramach tej rubry−
ki  wspólnie  analizujemy  różne  usterki,  żeby
ich nie powielać. Oczekuję przy tym od ucze−
stników  rzetelności.  Autentycznie  cieszę  się,

gdy piszecie o nieudanych próbach, a jeszcze
bardziej, gdy wyciągacie z nich wnioski. Czę−
sto za takie prace przydzielam nagrody i upo−
minki. Ale nie akceptuję kłamstwa. A w ana−
lizowanym właśnie przypadku nie tylko ja,
ale praktycznie wszyscy uczestnicy konkursu

również  mają  wątpliwości  co  do  prawdo−
mówności  autora  tego  schematu.  Powodem
jest  wiele  znalezionych  usterek.  Jeden
z młodszych uczestników napisał: Chciałbym
zaapelować  do  wszystkich  czytelników  EdW.
Nie oszukujcie Redakcji EdW, żeby otrzymać

nagrodę, gdyż później robiąc próby i eks−
perymenty Redakcja wam nie uwierzy!!!

A teraz o układzie. Zgodnym chórem

stwierdziliście,  że  pomysłodawca  nie  zna
podstawowych zasad, ponieważ łączy trzy
kondensatory równolegle, zamiast zastoso−
wać jeden o pojemności 150nF. Mniejsza
grupa  uczestników  przeanalizowała  sens
zastosowania  kondensatorów  C1...C4.
Warto  narysować  obwody  wejściowe
w postaci, jak na rysunku B, bo wtedy wi−

− S

Szzkkoołłaa K

Koonnssttrruukkttoorróów

w kkllaassaa IIII

Marcin Wiązania Gacki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Mariusz Chilmon Augustów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Krzysztof Kraska Przemyśl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Bartłomiej Radzik Ostrowiec Św. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Marcin Malich Wodzisław Śl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Dariusz Drelicharz Przemyśl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Dariusz Knull Zabrze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Piotr Romysz Koszalin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Piotr Wójtowicz Wólka Bodzechowska . . . . . . . . . . . . . . . 27
Roman Biadalski Zielona Góra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Rafał Stępień Rudy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Filip Rus Zawiercie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Jarosław Tarnawa Godziszka. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Mariusz Ciołek Kownaciska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Jakub Kallas Gdynia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Szymon Janek Lublin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Jacek Konieczny Poznań. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Michał Pasiecznik Zawiszów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Radosław Koppel Gliwice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Łukasz Cyga Chełmek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Michał Stach Kamionka Mała . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Radosław Ciosk Trzebnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Piotr Dereszowski Chrzanów. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Maciej Jurzak Rabka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Michał Koziak Sosnowiec. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Ryszard Milewicz Wrocław. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Emil Ulanowski Skierniewice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Artur Filip Legionowo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Aleksander Drab Zdziechowice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Arkadiusz Zieliński Częstochowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Dawid Lichosyt Gorenice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Wojciech Macek Nowy Sącz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Sebastian Mankiewicz Poznań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Maciej Ciechowski Gdynia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Mariusz Ciszewski Polanica Zdr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Filip Karbowski Warszawa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Witold Krzak Żywiec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Piotr Kuśmierczuk Gościno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Michał Waśkiewicz Białystok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Piotr Wilk Suchedniów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Punktacja Szkoły Konstruktorów

dać  jaśniej,  iż  pojem−
ności C1, C234 tworzą
najprawdziwszy  dziel−
nik  pojemnościowy,
który  zmniejsza  po−
ziom  sygnału  o około
1/3.

Poza tym pojemno−

ści  te  obcinają  wyższe
częstotliwości. Sam mi−
krofon elektretowy jest
swego rodzaju źródłem
prądowym, więc oporność wyjściowa obwodu
z mikrofonem jest praktycznie równa rezystan−
cji R1. Wypadkowa pojemność obciążająca mi−
krofon wynosi niecałe 105nF (330nF w szereg
z 153,8nF). Jak ilustruje rysunek C, częstotli−
wości  powyżej  1500Hz  są  obcinane  w filtrze
RC,  co  chyba  nie  jest  celowym  zamierzeniem
w układzie wykrywacza burzy.

Jeśli układ rzeczywiście ma obcinać wyż−

sze częstotliwości, warto zwiększyć R1 do
np. 4,7k

Ω

, zwiększyć C1 do 1

F, ewentual−

nie 470nF, co pozwoli zmieniać górną czę−
stotliwość graniczną za pomocą C234.

Za najważniejszy błąd słusznie uznaliście

jednak  brak  obwodów  polaryzacji  wejścia
nieodwracającego.  Choć  kostka  TL081  ma
znikomy  prąd  polaryzacji,  bo  obwody  wej−
ściowe zawierają tranzystory JFET, nie moż−
na  pozostawić  wejścia  „w powietrzu”.  Po
pewnym czasie nawet ten maleńki prąd pola−
ryzacji naładuje bądź rozładuje kondensatory
(prąd  w kostce  TL081  wpływa  do  wejścia)
i uniemożliwi pracę wzmacniacza.

Nie ulega wąt−

pliwości, że układ
trzeba

uzupełnić

o obwody polaryza−
cji  wejścia,  choćby
w postaci  dwóch
jednakowych  rezy−
storów,

np.

Ω

, jak pokazuje

rysunek D.

kolejny problem.

Można się spodziewać, że
wzmacniacz  będzie  miał
wzmocnienie co najmniej
kilkadziesiąt  razy,  żeby
wzmocnił  małe  sygnały
z mikrofonu  do  poziomu
kilku woltów, umożliwia−
jącego sterowanie bramek TTL. W takim wy−
padku rezystancja czynna potencjometru mu−
siałaby być rzędu stu omów, co najwyżej kil−
kuset  omów.  Ze  względu  na  niezbyt  dużą
wartość pojemności C5 i rezystancji P1 dolna
częstotliwość  graniczna  w układzie  według
rysunku E wynosiłaby 480Hz. Mniejsze czę−
stotliwości  nie  zostałyby  wystarczająco
wzmocnione. To też nie jest chyba przemyśla−
ne  rozwiązanie,  ponieważ  wykrywacz  burzy
powinien reagować właśnie na niskie i bardzo
niskie dźwięki odległych wyładowań.

Następną ważną sprawą jest brak rezystora

w obwodzie bazy tranzystora T1. Wygląda na
to, że rezystor taki powinien być włączony
między bazę a masę. Przy podanej wartości R5
jego wartość wynosiłaby 47k

Ω

...470k

Ω

, a tym

samym  pojemność  C6  może  być  radykalnie
mniejsza. Na marginesie wspomnę, że włącze−
nie  niezaformowanego  „elektrolita”  o pojem−
ności  470

F może przez czas jakiś powodo−

wać, że ewidentnie błędny układ będzie... dzia−
łał dopóki kondensator ten się nie zaformuje.

Wiele osób zakwestionowało możliwość

pracy  kostki  TL081  przy  pojedynczym  na−
pięciu +5V. Trzeba dodać kondensator filtru−
jący zasilanie, bo w niesprzyjających warun−
kach układ mógłby się wzbudzić, ale z war−
tości napięcia zasilania nie robiłbym proble−
mu, choć w katalogach podaje się minimalne
napięcie  zasilania  ±4V,  czyli  w sumie  8V.
Kostki  TL08x i pokrewne  mogą  pracować
przy zasilaniu 5V, jednak zakres napięć wyj−
ściowych jest wtedy ograniczony, zwłaszcza
przy obciążeniu wyjścia. Tu wyjście nie jest
obciążone  w istotnym  stopniu.  Dodatkową
korzystną  właściwością  jest  zastosowanie
(prawdopodobnie  przez  przypadek)  bramek
z rodziny TTL LS, których próg przełączania
wynosi 1...1,5V.

Nie uważam braku kółeczek oznaczają−

cych negację bramek za błąd. To tylko drob−
na  usterka  przy  rysowaniu  schematu.  Opis
niedwuznacznie wskazuje, że chodzi o bram−
ki NAND z kostki 74LS00. Śmiem natomiast
przypuszczać, że podany typ bramek (z rodzi−
ny LS) został użyty przypadkowo. Nie jestem
przekonany, czy autor pamiętał, że w tych bi−
polarnych układach w stanie niskim z wejścia
wypływa  niewielki  prąd,  według  katalogu
maksymalna jego wartość to 0,4mA. Prąd ten
spowoduje spadek napięcia na R3, a przy du−
żej wartości R3 wręcz uniemożliwi pracę, bo
już w spoczynku na wejściu będzie stan wy−
soki.  Rzeczywisty  układ  powinien  pracować
z rezystorem o wartości 4,7k

Ω

, ale warto by−

łoby  przewidzieć  najgorszy  przypadek,  czyli
prąd  rzędu  0,4mA wypływający  z wejścia.
Oznacza  to,  że  rezystor  R3  wypadałoby
zmniejszyć, np. do 1k

Ω

, najwyżej 2k

Ω

A tak w ogóle, należałoby zmodyfikować

obwody sterowania bramek. Cześć uczestni−
ków słusznie proponuje użycie bramek z wej−
ściem Schmitta (LS132, LS14, HC14 lub
CMOS40106, 4093). W przypadku stosowa−

nia bramek LS00 można uzyskać histerezę
przez dodanie dwóch rezystorów.

Pokazane roz−

wiązanie  nie  jest
jednak  optymalne
z kilku  względów.
Warto

zastosować

znacznie lepszy układ
z rysunku F z tran−
zystorem  włączo−
nym  od  strony  ma−
sy.  Traci  wtedy  znaczenie  problem  prądu
wejściowego  bramki,  a czułość  tak  włączo−
nego tranzystora jest znacznie większa. Osta−
tecznie  zmodyfikowany  układ  mógłby  wy−
glądać, jak na rysunku G.

W sumie uczestnicy konkursu wychwyci−

li prawie wszystkie opisane problemy.
Nagrody otrzymują:
Piotr Prymon – Zarzecze,
Czesław Szutowicz – Włocławek,
Jerzy Bergiel – Szczecin

Zadanie numer 75

Na  rysunku  H pokazany  jest  fragment  roz−
wiązania  jednego  z wcześniejszych  zadań
Szkoły. Cztery przerzutniki RS tworzą odpo−
wiednik  zespołu  zależnych  izostatów.  Naci−
śnięcie kolejnego powoduje skasowanie włą−
czonego wcześniej.

Jak zwykle pytanie brzmi:

Co tu nie gra?

Wyjaśnienia mogą i powinny być jak naj−

krótsze, co znacznie ułatwi mi analizę nade−
słanych odpowiedzi. Kartki opatrzcie dopi−
skiem NieGra75 i nadeślijcie w terminie 45
dni od ukazania się tego numeru EdW. Na−
grodami będą drobne kity AVT lub inne przy−
datne narody rzeczowe.

Piotr Górecki

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

Maj 2002

Tworzenie własnej
biblioteki

Stworzenie własnej, prywatnej biblioteki (jak
to ładnie brzmi, prawda?) jest bardzo łatwe.
Nie  obawiaj  się  −  poprowadzę  cię  krok  po
kroku.  Pamiętaj,  że  jeśli  coś  pójdzie  inaczej
niż w moim opisie, za pomocą klawisza Esc
lub  prawego  przycisku  myszy  zawsze  mo−
żesz wycofać się „na z góry upatrzone pozy−
cje”,  jak  armia  austriacka  po  „zwycięskiej”
bitwie podczas I wojny światowej.

Generalnie rzecz biorąc, jedno kliknięcie

na obiekt przygotowuje go do przesuwania
i zmiany rozmiarów, natomiast podwójne
kliknięcie otwiera okno pozwalające na mo−
dyfikację wszystkich właściwości.

Przy okazji pozwolę sobie na małą dy−

gresję. W dalszym opisie podaję Ci sposoby
na  zrealizowanie  poszczególnych  celów.
Nie są to jedyne sposoby − zwykle dany cel
można  zrealizować  inaczej,  czasem  nawet
szybciej. Zwykle nie można powiedzieć, że
jest  jeden  najlepszy  sposób  –  wiele  zależy
od upodobań i przyzwyczajeń operatora. Po
drugie,  celowo  nie  chcę  też  od  razu  odkry−
wać wszystkich kart i mącić obrazu sprawy
wieloma dodatkowymi szczegółami i możli−
wościami.

Zgodnie z tą zasadą, nie zastanawiając się

dlaczego, od razu utworzymy oddzielny, zu−
pełnie  nowy  projekt (Design),  który  będzie
zawierał  tylko  bibliotekę.  Umieścimy  go
w „kanonicznym” folderze z pozostałymi bi−
bliotekami.  Ale  Ty  najpierw,  po  otwarciu
Protela,  zamknij  otwarty  aktualnie  projekt
(projekty) poleceniem Alt+F –  D (File, Clo−
se Design).

Gdy Protel jest już „pusty”, załóż nowy

projekt, czyli wykonaj polecenie Alt+F – G
(File,  New  Design).  Po  ukazaniu  się  okna
wpisz  nazwę  projektu,  np.  MojaBibliote−
ka.ddb i upewnij się, że projekt trafi do fol−
deru  bibliotek  schematowych  (C:\Program

Files\Design Explorer 99 SE\Library\Sch\
MojaBiblioteka.dbb).

Gdy zostanie stworzony nowy projekt,

w lewym wąskim oknie pod jedyną zakładką
Explorer rozwiń, znajdź i zaznacz folder Do−
cuments. Teraz poleceniem Alt+F – N (File,
New) utwórz nowy dokument. Wybierz nie
Schematic Document, tylko Schematic Libra−
ry Document, jak zaznaczyłem czerwoną ob−
wódką na rysunku 9. Zmień też od razu na−
zwę ze Schlib1.lib na MojaBiblioteka.lib.

Uwaga! Nie zapomnij o okresowym zapi−

sywaniu pracy poleceniem F – S (File, Save),
bo w razie awarii będziesz gorzko żałował
(a Protel na niektórych komputerach ma ten−
dencję do zawieszania się i do innych błędów).

Po kliknięciu zakładki Browse w lewym

panelu, ekran będzie wyglądał jak na rysunku 10:
nasza biblioteka zawiera jeden element Com−
ponent_1, ale jest to element „pusty”.

Proponuję, żebyśmy stworzyli najpopu−

larniejszy element, czyli rezystor. Niech ma
on w bibliotece krótką nazwę R.

Pins, czyli końcówki

Tworzenie  elementów  bibliotecznych  jest
niemal  identyczne,  jak  rysowanie  schema−
tów.  Wykonaj  polecenie  T –  C (Tools,  New
Component)  i w otwartym  okienku  zamiast
Component_2 wpisz  po  prostu  dużą  literę
R jako nazwę nowego elementu. Po kliknię−
ciu OK lub Enter w lewym panelu pojawi się
ten  element  o nazwie  R.  Na  razie  element
jest „pusty” i trzeba go zdefiniować.

Poszczególne składniki elementu możemy

dodawać za pomocą skrótów (P − ...) z menu
Place lub wykorzystując paletę SchLibDra−
wingTools, pokazaną na rysunku 11.

Co w elemencie jest najważniejsze?
Nie chodzi wcale o narysowanie symbolu

rezystora, na przykład za pomocą zwykłej li−
nii (poleceniem P– L). Dla programu wy−
gląd elementu jest najmniej ważny, wręcz

zupełnie nieistotny. Z „elektrycznego” punk−
tu widzenia absolutnie najważniejsze są koń−
cówki, czyli wyprowadzenia – po angielsku
pins. Rezystor ma dwa wyprowadzenia –

Kurs Protela

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

Maj 2002

Rys. 11

Rys. 12

Rys. 9

Rys. 10

Spotkanie 3

Na  poprzednim  spotkaniu  narobiłem  Ci  sma−
ku, pokazując elementy „własnej roboty“, po−
zwalające  przeprowadzić  symulację  układu
wprost  ze  schematu.  W tym  miesiącu  zajmie−
my się tworzeniem własnej biblioteki schema−

towej. Nie zlekceważ informacji z tego artyku−
łu. Nawet jeśli nie zdecydujesz się na stworze−
nie  bibliotek  od  podstaw  i  będziesz  wykorzy−
stywać  te  dostarczone  z  Protelem  gwarantuję
Ci,  że  z  czasem  i  tak  zostaniesz  zmuszony  do

stworzenia takiego czy innego elementu bi−
bliotecznego. Nie unikniesz tego, więc od razu
naucz się tworzyć porządne elementy ze świa−
domością, które ich składniki są najważniejsze
i dlaczego.

umieśćmy je na rysunku. Najpierw jednak po−
większ obraz maksymalnie, wykonując kilka−
krotnie polecenie Z – I, dbając, by dwie krzy−
żujące  się  linie  bazowe  pozostały  na  środku
ekranu.  Teraz  polecenie  P –  P (Place,  Pins)
spowoduje  pojawienie  się  końcówki,  jak  na
rysunku 12.

I teraz bardzo ważna sprawa: zwróć uwa−

gę na szare kółeczko z jednej strony – to jest
najważniejszy  punkt.  Właśnie  ten  punkt  ma
„właściwości  elektryczne”.  To  ten  punkt,
a raczej wszystkie podobne punkty, charakte−
ryzują  wiele  właściwości  elementu  biblio−
tecznego. Na schemacie właśnie do tego „go−
rącego punktu” będzie dochodził „przewód”.
Dlatego, mówiąc obrazowo, podczas tworze−
nia  elementu  bibliotecznego  musisz  zawsze
umieszczać  wyprowadzenia  „zielonym  do
góry”, czyli „gorącym punktem” na zewnątrz
− projektując element, umieszczaną końców−
kę  możesz  obracać  przez  naciskanie  spacji.
Na rysunku 13 możesz zobaczyć dwa etapy
ustawiania  końcówek  rezystora.  Wewnętrz−
ne, „zimne” końce wyprowadzeń są oddalo−
ne o 30 jednostek (0,3 cala), czyli trzy skoki
kursora  (kratki  na  ekranie).  Zrób  to  samo
i zapisz efekty pracy poleceniem F – S.

A teraz uwaga! Na rysunku 14 mamy...

gotowy element.

Tak! Ten bezcielesny potworek już zasłu−

guje na miano elementu. Element nie musi
mieć „ciała”; najważniejsze są wyprowadze−
nia, a właściwie ich „gorące punkty”.

W zasadzie moglibyśmy wykorzystywać

stworzony właśnie eteryczny „rezystor” do
rysowania schematu, a potem do tworzenia li−
sty połączeń (netlisty) i projektowania płytki.

Ponieważ jednak jesteśmy zgodni w opi−

nii, iż nie jest to szczególnie udany wytwór
myśli inżynierskiej XXI wieku, a raczej kula−
wa namiastka rezystora, więc dodajmy mu
„ciało” i zmodyfikujmy właściwości.

Zabawa w rysowanie

Możemy, po prostu, dorysować prostokąt li−
nią z pomocą polecenia P – L i efekt będzie
wyglądać jak na rysunku 15a. Możemy też
umieścić na schemacie prostokąt wykorzy−
stując polecenie P – R (Place, Rectangle),

by element wyglądał na przykład jak na
rysunku 15b.

Czy poradzisz sobie z narysowaniem ele−

mentu, jak na rysunku 15a?

Po  poleceniu
P –  L kursor
skacze  z du−
żym  skokiem
(0,1  cala),  ale
nie  zapominaj
o

klawiszu

Ctrl.  Jeśli  na−
ciśniesz  kla−
wisz  Ctrl podczas  rysowania,  skok  będzie
dziesięć razy mniejszy i wtedy bez trudu na−
rysujesz, co zechcesz. Składniki obrazka mo−

żesz też modyfikować po narysowaniu.
Kliknięcie na składniku spowoduje jego wy−
branie i umożliwi przesunięcie w inne miej−
sce oraz zmianę kształtu. Po takim pojedyn−
czym kliknięciu dowolnego składnika poja−
wią się na nim szare punkty, które można
przeciągać myszką (podczas ciągnięcia naci−
śnij Ctrl, żeby zmniejszyć skok).

Niebieska cienka linia z rysunku 15a nie−

zbyt nam odpowiada. Zmieńmy to!

Podwójne kliknięcie na linii otworzy ramkę

z właściwościami  składnika,
w tym  wypadku  linii.  Zmień
grubość  linii  (Line  Width)  na
Medium,  a kolor  na  czarny.

Ramka właściwości po zmianach pokazana
jest na rysunku 16. Jedno kliknięcie na niebie−
skim prostokącie obok napisu Color otworzy
większą ramkę z kolorami. Znajdź kolor czar−

ny  (numer  3)  i podwójnie  na  nim
kliknij.  Warto  w dolnych  kratkach
zdefiniować  własne  kolory  –  po
kliknięciu przycisku Define Custom
Color otworzysz kolejną ramkę, po−
kazaną na rysunku 17. Po kolejnym
kliknięciu  OK lub  Enter nasz  rezy−

stor będzie wyglądał jak na rysunku 18.

Efekt jest może i interesujący, ale mi taka

postać nadal się nie podoba, nie wspominając
o cyferkach 0 i 1. Skasujmy narysowaną linię
(klawiszem  Delete, zaznaczywszy  ją  wpierw
jednym  kliknięciem)  i narysujmy  prostokąt
według rysunku 15b (nie zapomnij o klawiszu
Ctrl).  Podwójne  kliknięcie  na  prostokącie
otworzy  ramkę  z właściwościami.  Prostokąt
ma tych właściwości więcej, niż linia. Oddziel−
nie  ustalamy  kolor  obrysu,  oddzielnie  kolor
wypełnienia. Zmień kolor obrysu na czarny,
a wypełnienia  na  biały.  Dodatkowo  zmień
grubość  obrysu  na  Small.  Tabelka  po  zmia−
nach pokazana jest na rysunku 19. Prostokąt
z obrysem Small z rysunku 20a wydaje się
zbyt  filigranowy,  a z obrysem  Medium we−
dług rysunku 20b jakby za ciężki.

Patrząc z estetycznego punktu widzenia,

wadą  Protela  jest  konieczność  wykorzysty−
wania tylko czterech grubości linii (Smallest,
Small,  Medium,  Large).  Ale  często  wadę  tę
można  obejść:  najpierw  narysuj  prostokąt

o rozmiarach 30
x

10 jednostek

z czarnym obrysem
Smallest i czarnym
wypełnieniem,  jak
na  rysunku  21a,
potem na nim drugi
prostokąt  28  x 8
z czarnym obrysem
Small

białym

Kurs Protela

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

Maj 2002

Fot. 15a,b

Fot. 16

Fot. 18

Fot. 19

Rys. 13

Rys. 14

Fot. 17

Fot. 20a,b

Fot. 21a,b,c

wypełnieniem (rysunek 21b, c). Sprawdź,
jak prezentuje się nasz rezystor przy różnych
wielkościach obu prostokątów i przy różnych
grubościach obu obrysów. Kilka przykładów
wykorzystania wewnętrznego prostokąta
z białym obrysem i wypełnieniem znajdziesz
na rysunku 22.

Nie żałuj czasu i pobaw się z rysowaniem

różnych postaci „ciała” elementu. Przy okazji
opanujesz  „palcówkę”,  czyli  nauczysz  się
tworzyć  i biegle  modyfikować  właściwości
składników.  Śmiało  wypróbuj  też  kolejne
składniki, które możesz wykorzystać do ryso−
wania „ciał” innych elementów (polecenia P−
A, P−I, P−E, P−C, P−O, P−Y, P−B, P−T). Wła−
ściwości możesz modyfikować po umieszcze−
niu  na  arkuszu,  dwukrotnie  klikając  na  skła−
dnik.  Możesz  je  też  zmodyfikować  przed
umieszczeniem na arkuszu naciskając klawisz
Tab.  Przykładowo  umieszczając  tekst:  naj−
pierw  polecenie  P –  T (Place,  Text),  potem
klawisz Tab, potem w otwartym okienku mo−
żesz  zmienić  właściwości:  treść  napisu,  jego
położenie  i orientację,  kolor,  a nawet  krój
i wielkość czcionki, i dopiero wtedy umieścić
tekst na arkuszu naciskając OK lub Enter.

Przy okazji pobaw się też kolorami i zde−

finiuj podręczne kolory niestandardowe (De−
fine Custom Colors) w tym czarny, za pomo−
cą palety pokazanej na rysunku 17.

Przypuśćmy, że ostatecznie zdecydujesz

się  na  wygląd  „ciała”  rezystora,  jak  na
rysunku  23 (czarny  prostokąt  o wymiarach
30 x 10 z czarnym obrysem Smallest i na nim
drugi  o wymiarach  28  x 8  z czarnym  obry−
sem Small i białym wypełnieniem.

Właściwości wyprowadzeń

Powróćmy teraz do wyprowadzeń. Skróćmy
ich długość i zmieńmy numerację końcówek
z 0, 1 na 1, 2 i ukryjmy wszystkie numerki.
Podwójne kliknięcie na końcówce (wypro−
wadzeniu) nr 0 otworzy ramkę. Rysunek 24
pokazuje tabelkę po zmianach.

Nazwa końcówki (Name) i numer (Number)

niech  pozostaną  jednakowe;  w tym  wypadku
zmień tylko z 0 na 2. X−Location i Y−Location
wyznaczają położenie końcówki – na razie nie
zmieniaj  tu  nic,  potem  możesz  przeciągnąć
końcówkę  w inne  miejsce  myszką.  Tak  samo
myszką  i klawiszem  spacji  możesz  zmienić
orientację  (Orientation)  końcówki  podczas

przeciągania – myszka jest jednak lepsza niż
wybór opcji w tabeli, bo podczas przeciągania
widać „gorący punkt” i trudniej o pomyłkę.

Color − choć odróżnienie końcówki od „zwy−

kłej” linii za pomocą innego koloru ma pewien
sens, my wykorzystamy kolor czarny do wszyst−
kich składników elementu bibliotecznego.

Opcje Dot Symbol

i Clk  Symbol zmie−
niają  tylko  wygląd
końcówki. Potrzebne
są  zwłaszcza  do
układów  cyfrowych
jako  oznaczenie  ne−
gacji  i wejścia  zega−
rowego − na razie nie
masz  potrzeby  ich
w y k o r z y s t y w a ć .
Możesz

później

sprawdzić, co zmie−
niają w wyglądzie
końcówki.

Ważna jest nato−

miast

zawartość

okienka  Electrical
Type. Domyślnie mamy tu typ Passive, czyli
jest  to  końcówka  pasywna,  bierna.  W przy−
padku rezystora niech tak pozostanie, ale od
razu  sprawdź,  że  po  rozwinięciu  okienka
masz  osiem  możliwości.  Jeśli  nasze  wypro−
wadzenie  byłoby  końcówką  zasilania,  warto
zmienić typ na Power. Jeśli byłoby wyjściem
– na Output, wejściem – Input, itd. Nie jest to
nieodzowne, ale warto dopilnować porządku,
bo potem pomoże to wstępnie sprawdzić po−
prawność schematu. Na poprzednim spotka−
niu po narysowaniu schematu sprawdzaliśmy
jego ostateczną wersję poleceniem T − E (To−
ols, ERC). Wtedy nie zwróciłem Ci uwagi na
zakładkę  Rule  Matrix.  Zobaczysz  ją  na  ry−
sunku  25.  Matryca  ta  określa,  jak  podczas
sprawdzania  gotowego  schematu  potrakto−
wane  będą  połączenia  poszczególnych  koń−
cówek. Wiadomo, że na przykład wyjście nie

powinno być dołączone do końcówki zasila−
nia – odszukaj w matrycy pozycje Output Pin
i Power  Pin.  Na  ich  „skrzyżowaniu”  znaj−
dziesz kratkę czerwoną, co oznacza, że takie
połączenie na schemacie zaowocuje podczas
sprawdzania komunikatem o błędzie (Error).
I słusznie,  bo  wyjść  nie  dołączamy  do  szyn
zasilania.  Z kolei  połączenie  na  schemacie
końcówki zasilania (Power Pin) z końcówką
typu  wejście−wyjście  (IO  Pin)  zaowocuje
ostrzeżeniem  (Warning).  I słusznie,  bo  to
dziwny pomysł podłączać taką końcówkę do
szyny zasilania.

Zwróć uwagę, że końcówka typu Passive

nigdy nie da ani komunikatu o błędzie ani
ostrzeżenia. W przypadku rezystora końcówki
mają być typu Passive, bo w różnych układach
są włączane na wszelkie możliwe sposoby.

Wróćmy do właściwości końcówki we−

dług rysunku 24. Kolejną określa opcja Hid−
den – ukryty.  Jeśli ją zaznaczysz, końcówka
elementu... zniknie. Przekonaj się o tym, tyl−
ko  zapamiętaj,  gdzie  leży  ukryte  wyprowa−
dzenie.  Podwójne  kliknięcie  na  to  „puste”
miejsce otworzy tabelę z rysunku 24.

Ukrywanie końcówek (zasilania) stosuje−

my powszechnie w symbolach elementów lo−
gicznych. I tylko w ukrytej końcówce bardzo
ważną rolę odgrywa nazwa (Name). Wiado−
mo, że na przykład układy cyfrowe TTL za−
silane są napięciem 5V. W „cyfrowym” ele−
mencie bibliotecznym ujemna końcówka za−
silania ma odpowiedni numer (Number), np.
7 lub 8 oraz nazwę (Name) GND, a dodatnia
numer 14 lub 16 i nazwę (Name) VCC. Obie
są ukryte i wygląda na to, iż podczas rysowa−
nia  schematu  pozostają  niepodłączone.
W rzeczywistości  na  schemacie  wszystkie
ukryte  końcówki  zostają  automatycznie,
choć  niewidzialnie  połączone  ze  sobą
i z siecią  (Net)  o danej  nazwie  (Name).  Do
sieci (Nets) jeszcze wrócimy.

W każdym razie w naszym rezystorze nie

ukrywaj  końcówek.  Ukryte  za  to  powinny
być  nazwa  (Name)  i numer  (Number)  koń−
cówki  –  wyczyść  więc  okienka  Show  Name
i Show Number.

I kolejna ważna właściwość końcówki:

Pin Length – długość końcówki. Domyślnie
jest równa 30 (0,3 cala). Żeby nasze schema−
ty nie były rozwlekłe, zmienimy długość na
co najwyżej 10 (0,1 cala).

Opcję Selection pozostaw nie zaznaczoną

– nie ma żadnej potrzeby, by element biblio−
teczny umieszczany na schemacie był od ra−
zu zaznaczony i podświetlony (na żółto).

Po wprowadzeniu tych zmian i podobnej

zmianie drugiej końcówki element wygląda, jak
na rysunku 26. Zapisz go poleceniem F – S.

Kurs Protela

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

Maj 2002

Fot. 24

Fot. 25

Fot. 26

Fot. 22

Fot. 23

Inne ważne właściwości

Właściwości końcówek i „ciała” to nie wszy−
stko. Element biblioteczny ma szereg dal−
szych właściwości. Wykorzystajmy je!

Chcemy, żeby po umieszczeniu na schema−

cie nasze rezystory miały oznaczenia zaczynają−
ce się od litery R. Osiągniemy to poleceniem
T – D (Tools, Description) i wpisując w pole
Default Designator dużą literę R albo lepiej R?.

Pole Sheet Part Filename pozostaw puste

– jest wykorzystywane tylko w dużych wie−
loarkuszowych schematach.

W pole Description możesz wpisać opis ele−

mentu, na przykład Rezystor (ja w takich przy−
padkach z zasady nie stosuję polskich liter).

Definiując element biblioteczny od razu

możemy  przewidzieć,  jaką  obudowę  będzie
miał rzeczywisty element na płytce. W przy−
padku klasycznych układów scalonych spra−
wa jest prosta – będzie to typowa obudowa,
np.  DIP−14  czy  DIP−16.  Z rezystorem  jest
trudniej. Rezystor może być zmontowany na
leżąco lub na stojąco, przy czym wielkość za−
leżna jest też od mocy (obciążalności). Oczy−
wiście typ obudowy możemy ustalić po nary−
sowaniu schematu, ale już na etapie tworze−
niu  elementu  bibliotecznego  można  i warto
przewidzieć jedną lub kilka obudów. Umoż−
liwiają to pola Footprint 1... Footprint 4. Na
razie, z braku lepszego konceptu, możemy tu
wpisać  cztery  standardowe  nazwy  obudów
z

biblioteki „płytkowej” np. AXIAL−

0.3...AXIAL−1.0. Po modyfikacji tabelka wy−
glądać będzie jak na rysunku 27.

Teraz mamy już wszystkie infor−

macje,  potrzebne  przy  tworzeniu
płytki  drukowanej.  Ale  nadal  brak
danych  potrzebnych  do  symulacji.
Za chwilę to uzupełnimy.

Symulacja

Zauważ, że tabelka Component Text
Fields z rysunku 27 ma dwie dodat−
kowe zakładki. Zobacz, co jest pod
nimi. Okazuje się, że każdy element
biblioteczny  ma  przygotowane  „od
urodzenia” pola, w których może pojawić się
jakaś treść. Pod zakładką Library Fields masz
osiem pól tekstowych (Text Fields), przezna−
czonych tylko do odczytu (Read−Only), gdzie
możesz wpisać informacje, które dla każdego
elementu  będą  takie  same.  Dodatkowo  pod
zakładką  Part Field Names masz 16 innych
pól, gdzie ewentualnie później, po umieszcze−
niu elementu na schemacie wpiszesz informa−
cje  o danym  egzemplarzu  elementu.  Teraz
projektując  element  biblioteczny  możesz
w nie  wpisać  nie  wartości,  tylko  nazwy  pól
czy  raczej  parametrów,  które  później  wpi−
szesz  w polach  Part  Fields elementu.  (Nie
przejmuj się, jeśli nie wszystko rozumiesz.)

W przypadku rezystora wyczyść wszyst−

kie pola pod zakładką Part Field Names.
Kliknij zakładkę oznaczoną Library Fields.
Wypełnij pola 1, 4 i 5 tekstem:
Text Field 1 type=RESISTOR(R)
Text Field 4 pins=1:[1,2]
Text Field 5 netlist=%D %1 %2 %V
dokładnie tak, jak pokazuje rysunek 28. Na

koniec kliknij OK lub Enter i zapisz
pracę F – S.

Właśnie podałeś informacje dla

programu  symulacyjnego  SPICE.
Pierwsza linia mówi, że jest to rezy−
stor, czwarta informuje o numerach
końcówek, pierwsza i piąta wskazu−
ją, że w netliście do symulacji ele−
ment  będzie  opisany  swoim  nume−
rem  (%D −  Designator),  a wartość
rezystancji zostanie pobrana z pola
wartość (%V – Part Value).

Moje szczere gratulacje!
Zakończyłeś właśnie definiowanie najpo−

pularniejszego elementu!

Nie taki diabeł straszny

Może jednak się martwisz, że w innych ele−
mentach takich informacji, potrzebnych do sy−
mulacji jest więcej. A na dodatek ty oczywiście
nie wiesz, dlaczego ma być tak, a nie inaczej.
Nie przejmuj się! Nie musisz wszystkiego wie−
dzieć. Moim celem było pokazanie Ci, czym
tak naprawdę jest element biblioteczny.

Tylko ten jeden prosty element zaprojek−

towaliśmy  „na  piechotę”  od  początku  do
końca, żebyś zobaczył, że nie taki diabeł stra−
szny.  Z kolejnymi  elementami  pójdzie  dużo
łatwiej,  bo  skorzystamy  z „gotowców”.  Ale
tym  i dalszymi  sprawami  zajmiemy  się  na
następnym spotkaniu. Do tego czasu poćwicz
tworzenie ładnych z wyglądu elementów. Je−
stem  przekonany,  że  już  niedługo  wspólnie
przygotujemy  komplet  eleganckich  elemen−
tów „schematowych”, nadających się do sy−
mulacji  oraz  elementów  „płytkowych”,  do−
stosowanych do płytek jednostronnych.

Piotr Górecki

P. S. Na naszej stronie internetowej w pro−

jekcie GenSin.ddb w pliku GenSin.lib znaj−
dziesz kilka innych gotowych do symulacji ele−
mentów bibliotecznych. Elementy te to prototy−
py − możesz potraktować je jako punkt wyjścia
do własnych eksperymentów lub obiekty do
porównania z tworami własnego geniuszu.

Kurs Protela

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

Maj 2002

Rys. 27

Rys. 28

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

Maj 2002

Wyprawa szósta − A6

potencjometry

układy scalone

kondensatory

diody

diody LED

tranzystory

przycisk

membrana piezo

PCA−100

rezystory

Turbodopalacz do budzika (dla śpiochów)

(Dyskotekowy) łańcuch świetlny, Czarodziejski generator,

Centralka alarmowa, Wirujące kółko, Tester tranzystorów,

Optyczno−akustyczny symulator alarmu,

Przełącznik zmierzchowy, Przeraźliwa syrena alarmowa,

Patchwork, czyli (widmowa) makatka

Gdy pierwszy raz w życiu stajesz na nartach, nie odbywa
się to na szczycie Kasprowego. Szukasz jakiegoś łagodne−
go, mało stromego stoku, jednym słowem − oślej łączki.

Dopiero gdy na takiej oślej łączce nauczysz się podstaw,
będziesz w stanie bezpiecznie zjechać z Kasprowego.

Niniejszy cykl jest odpowiednikiem wypraw na taką

oślą łączkę. Poszczególne wyprawy pozwalają poznać ko−
lejne  najważniejsze  zagadnienia  elektroniki.  Kurs  został
pomyślany,  by  przede  wszystkim  bawić,  a przy  okazji
uczyć.  Zabawa  polega  na  wykonywaniu  różnych  cieka−
wych i pożytecznych układów.

Niniejszy materiał jest szóstą wyprawą na oślą łączkę.

Nadal będziemy się zajmować układami cyfrowymi.

Określenie „technika cyfrowa“ może budzić obawy, że

chodzi o coś bardzo trudnego. Niektórzy są przekonani, że
jeśli jest „cyfrowa“, to ma ścisły związek z matematyką, i to
matematyką wyższą. W rzeczywistości ta dziedzina elek−
troniki okazuje się bardzo łatwa do opanowania. Wbrew
pozorom okazuje się zdecydowanie łatwiejsza niż technika
analogowa, którą zajmowaliśmy się na poprzednich wypra−
wach. Tak! Przekonasz się o tym osobiście podczas kolejnej
„cyfrowej“ wyprawy na elektroniczną oślą łączkę.

W niniejszym cyklu wszelkie interpretacje fizyczne są

mocno uproszczone (o ile w ogóle są), a główna uwaga
jest skierowane na zagadnienia praktyczne. Uwydatnia to
charakterystyczna struktura kursu − każdy odcinek zawie−
ra cztery bloki, wyróżnione kolorami.

Najważniejszy blok to umieszczone na białym tle ćwi−

czenia praktyczne. Samo przeczytanie tekstu nie dostar−

czy Ci wszystkich najważniejszych informacji. Dopiero
praktyczne wykonanie i zbadanie zaproponowanych ukła−
dów pozwoli wyciągnąć wnioski i w pełni zrozumieć opi−
sane zagadnienia. Pomogą informacje zawarte w czę−
ściach ELEMENTarz i Technikalia.

Zapewniam, że zaczynając znajomość z techniką cyfro−

wą od tak zwanych układów CMOS nie musisz mieć żadnej
wiedzy matematycznej. Musisz jednak wiedzieć, co to jest
rezystor i kondensator. Musisz też znać zasady oznaczania
rezystorów i kondensatorów oraz wiedzieć, co to jest i jak
działa tranzystor, zarówno zwykły, bipolarny, jak i polowy
(MOSFET). Zagadnienia te zostały wyczerpująco omówio−
ne podczas dwóch pierwszych „analogowych“ wypraw na
oślą łączkę. Można je znaleźć w archiwalnych numerach
Elektroniki dla Wszystkich, począwszy od numeru 10/2000.

Do wykonania wszystkich układów tej „cyfrowej“

wyprawy  wystarczą  schematy  i fotografie  zamieszczone
w artykule. Do ich zasilania najlepiej nadaje się stabilizo−
wany  zasilacz  wtyczkowy  12V 250mA,  a w większości
ćwiczeń  możesz  wykorzystać  baterię  9V.  Komplet  ele−
mentów  do  budowy  wszystkich  ćwiczeń  tej  wyprawy
będzie  można  zamówić  jako  zestaw  A06.  Elementy  mo−
żesz lutować, możesz też wykorzystać uniwersalną płytkę
stykową. Informacje handlowe podane są na stronie 80,81.

Życzę sukcesu także na tej wyprawie.

Piotr Górecki

Prąd elektryczny przepływający przez ciało czło−

wieka nie jest obojętny dla zdrowia. Czym więk−

sze napięcie, tym większy prąd i większy wpływ

na organizm.

Napięcia nie przekraczające 24V uznaje się za

bezwzględnie bezpieczne.

Napięcia rzędu 60V i więcej uznawane są za nie−

bezpieczne. Napięcie w domowym gniazdku sie−

ci energetycznej wynosi 220...230V − jest to więc

napięcie groźne dla życia!

Przeprowadzanie prób z układa−
mi dołączonymi wprost do sieci
grozi śmiercią!

Aby zapobiec nieszczęściu, należy zasilać budo−

wane układy z baterii albo z użyciem fabryczne−

go, atestowanego zasilacza, który co prawda jest

dołączany do sieci, ale zastosowane rozwiązania

zapewniają galwaniczną izolację od sieci i pełne

bezpieczeństwo.

Ośla łączka

109

110

Na wyprawie piątej wykorzystywaliśmy
podstawowe elementy cyfrowe − bram−
ki i inwertery. W ćwiczeniu 5 zbudowa−
liśmy  wtedy  uniwersalny  sygnalizator.
Aby  pozbyć  się  najróżniejszych  „śmie−
ci”, wprowadziliśmy histerezę przez do−
danie  dwóch  rezystorów.  Histerezę
i przerzutnik  Schmitta  poznaliśmy  już
wcześniej  na  wyprawie  A2  począwszy
od  ćwiczenia  5  (EdW 12/2000  str.  88,
EdW 1/2001 str. 39, EdW 2/2001 str. 37,
38).  Dzięki  histerezie,  układ  zmienia
stan  w sposób  pewny  i zdecydowany.
Okazuje się, że histereza jest wręcz nie−
zbędna,  gdy  do  układu  cyfrowego  do−
prowadzamy  różne  „nietypowe”  sygna−
ły,  zwłaszcza  sygnały  wolnozmienne
i „zaśmiecone”.

Nadeszła chwila, byśmy zapoznali się

praktycznie z układami cyfrowymi,
które mają na wejściach wbudowane ob−

wody zapewniające histerezę. Mówimy,
że są to układy z wejściami Schmitta.
W naszym elektronicznym żargonie
mówimy: „ze szmitem na wejściu”.

Zbadaj prosty układ według rysunku 1

i fotografii  1.  Nie  zapominaj  o podłą−
czeniu  wyprowadzeń  zasilania  układu
scalonego  (oznaczanych  VSS,  VDD  −
nóżki  7,  14),  które  zawsze  muszą  być
podłączone,  a których  z reguły  nie  ry−
sujemy  na  schematach.  Podobnie  pa−
miętaj,  że  wszystkie  niewykorzystane
wejścia trzeba gdzieś podłączyć (do ma−
sy,  do  zasilania,  albo  do  czynnych
wyjść).

Po włączeniu zaświecą się obie lampki.

Jeśli nie, poczekaj minutę
aż zaformuje się kondensa−
tor 22

F. Zaciśnij przycisk

S1. Lampka D1 zacznie
pomału zmniejszać swą ja−
sność. A co z lampką D2?

Nawet bez sprawdzania

domyślasz  się,  że  wystąpi
tu  histereza  i lampka  D2
będzie zaświecać się i ga−
snąć  w sposób  szybki
i pewny, a nie płynnie. Na−
tomiast  lampka  D1  udo−
wadnia,  że  na  wejściu
bramki  napięcie  zmienia

się bardzo powoli. Układ reaguje na na−
ciśnięcie przycisku z pewnym opóźnie−
niem, nie reaguje na krótkie zwarcie sty−
ku, a także na ewentualne zakłócenia
impulsowe. To w wielu przypadkach
bardzo cenna zaleta.

Można powiedzieć, że bramka z wej−

ściem Schmitta znakomicie wyostrza
zbocza sygnału.

Poświęć, proszę, trochę więcej czasu

i zmontuj układ według rysunku 2a.
Pomału z pomocą wkrętaka zmieniaj
położenie

suwaka

potencjometru

i zmierz  woltomierzem,  przy  jakim  na−
pięciu  wejściowym  bramki  przełączają
się  ze  stanu  niskiego  do  wysokiego,
a przy jakim ze stanu wysokiego do ni−
skiego.  Różnica  tych  napięć  to  właśnie
histereza. Zmierz i zapisz, jak duża jest
histereza  posiadanych  egzemplarzy  ko−
stek  „ze  szmitem”,  które  masz  (40106
i 4093). Przekonaj się, czy wielkość hi−
sterezy, czyli mierzonej właśnie różnicy
napięć  progowych  zależy  od  napięcia

Ośla łączka

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

Maj 2002

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

Próg przełączania

Na  poprzedniej  wyprawie  stwierdziliśmy
krótko, że stan niski to brak napięcia, a stan
wysoki  to  obecność  napięcia  zasilającego.
Na  pierwszy  rzut  oka  wszystko  wydaje  się
proste i oczywiste. Ale jak zareaguje wejście
układu  cyfrowego  na  obecność  jakiegoś  po−
średniego napięcia między „czystymi” stana−
mi logicznymi?

Nie powołuj się tu na zasłyszane gdzieś

informacje, że takie pośrednie napięcia to
stan zabroniony, a jeśli zabroniony, to nie
może się pojawić.

Może się pojawić i się pojawi, i to często.
I co wtedy będzie?
Generalnie wejścia cyfrowe rozróżniają

tylko  dwa  stany  logiczne,  dlatego  „nietypo−
we” napięcie wejściowe powinno zostać po−
traktowane albo jak stan niski, albo wysoki.
Teoretycznie  napięcia  niższe  od  połowy  na−
pięcia zasilania powinny zostać potraktowa−
ne jako stan niski, wyższe od połowy napię−
cia zasilania – jako stan wysoki. Rysunek I
pokazuje charakterystykę przejściową ideali−
zowanego inwertera 4069, zawierającego tyl−
ko  dwa  tranzystory  MOSFET przy  napięciu
zasilania  15V.  Gdy
na  wejściu  będzie
„czysty”  stan  niski,
czyli napięcie równe
zeru, na wyjściu na−
pięcie  będzie  równe
napięciu  zasilania
(15V) – reprezentuje
to  punkt  A na  cha−
rakterystyce.  Przy
napięciu  wejścio−
wym  równym  7V,
napięcie  wyjściowe

Ćwiczenie 1

Histereza

Czy pamiętasz, że...

rysując schematy elementów logicznych

z reguły nie zaznaczamy końcówek zasilania.

Aby układ prawidłowo działał,

zawsze muszą one być podłączone.

Rys. 1

Rys. 2

Ośla łączka

111

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

Maj 2002

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

wyniesie około 11,5V – to zaznaczony punkt
B,  a przy  8V na  wejściu,  na  wyjściu  będzie
około  3,3V –  to  punkt  C.  Trudno  tu  mówić
o „czystych” stanach logicznych na wyjściu.
Nasz  inwerter  jest  w sumie...      wzmacnia−
czem odwracającym.

Lepiej jest w bardziej rozbudowanych

bramkach, zawierających dodatkowe tranzy−
story, tworzące wyjściowe bufory. Te bramki
też  są  w sumie  wzmacniaczami,  ale  o dużo
większym  wzmocnieniu,  dzięki  czemu  cha−
rakterystyka  przejściowa  jest  bardziej  stro−
ma. Rysunek II pokazuje charakterystykę in−
wertera wykonanego z bramki NAND 4011.
Tu rzeczywiście sytuacja jest lepsza. Zdecy−
dowana  większość  układów  CMOS  ma  po
kilka  stopni  i stromość  charakterystyki  jest
przynajmniej  taka,  jak  pokazanej  kostki
4011,  a nawet  większa.  Dlatego  śmiało  mo−
żemy  mówić  o napięciu  progowym  bramki:
napięcia  niższe  od  napięcia  progowego  zo−
staną potraktowane jako stan niski, a wyższe
− jako stan wysoki.

W układach CMOS 4000 teoretycznie na−

pięcie progowe powinno być równe połowie
napięcia  zasilania,  co  też  sugerują  rysunki  I
i II. Teoretycznie! Może już podczas poprze−
dniej  wyprawy  zauważyłeś,  że  zwykle  nie
jest to dokładnie połowa napięcia zasilające−
go. I tu widać jeden z problemów – poszcze−
gólne  egzemplarze  układów  CMOS  mają
różną  wartość  tego  napięcia  progowego.
Rysunek  III pokazuje  zakres,  w  którym
mieszczą się charakterystyki niebuforowanej
kostki  4069.  Charakterystyka  konkretnego
egzemplarza  ma  kształt,  jak  na  rysunku  I,
ale jest przesunięta gdzieś w zakresie zazna−
czonym szarym kolorem na rysunku III.

Jeśli  mamy  do  czynienia  z układami
„czysto  cyfrowymi”  i „czystymi”  prze−
biegami  cyfrowymi,  układy  „ze  szmi−
tem” nie wykazują żadnych istotnych za−
let. Gdy jednak na układ cyfrowy podaje−
my  różne  sygnały  z zewnątrz,  bramki
z wejściowym obwodem Schmitta odda−
ją nieocenione usługi.

Zapamiętaj, że właśnie bramki

Schmitta z obwodem RC na wejściu, we−
dług  rysunku  3,  filtrują  niepotrzebne
„śmieci”,  czyli  zakłócenia  impulsowe,
a przy  tym  zupełnie  nie  boją  się  powol−
nych  zmian  sygnału  i dają  na  wyjściu
przebiegi o ostrych zboczach. Są przez to
bardzo często wykorzystywane w prakty−
ce. Wartość stałej czasowej RC trzeba do−
brać  stosownie  do  okoliczności,  zazwy−
czaj R*C=0,05...0,5s. Garść dalszych in−
formacji znajdziesz w ELEMENTarzu.

Jeśli masz elementy z poprzedniej

wyprawy A05 (termistor, fotorezystor,

fototranzystor),  zbuduj  jakiś  układ  we−
dług  rysunku  4.  Wcześniej  robiliśmy
coś  podobnego  albo  za  pomocą  tranzy−
storowego przerzutnika Schmitta z dwo−
ma  tranzystorami  i trzema  rezystorami
(EdW 1/2001  str.  40),  albo  z  dwoma
„zwykłymi” bramkami i dwoma rezysto−
rami  (EdW 10/2001  str.  45).  Teraz  wy−
starczy do tego jedna jedyna bramka czy
inwerter.  Pozostałe  można  wykorzystać
dowolnie do innych celów.

Trzeba tylko pamiętać, że nie można

tu regulować histerezy – jest ona wyzna−
czona przez właściwości bramki. W wie−
lu przypadkach nie jest to wadą i śmiało
można  w  ten  sposób  realizować    prze−
łączniki  zmierzchowe  i  proste  czujniki
temperatury,  na  przykład  do  sterowania
wentylatorka komputerowego.

zasilania? A czy zależy też od tempera−
tury?  Jeśli  masz  lutownicę  i jesteś
cierpliwy,  możesz  delikatnie  podgrzać
układ  scalony  i zbadać  również  tę
zależność.

W układzie według rysunku 2b mo−

żesz się przekonać, czy poszczególne

bramki z jednego układu scalonego ma−
ją identyczne napięcia progowe.

Warto byłoby zapisać wnioski z pomia−

rów. Być może to ćwiczenie wyda Ci się
żmudne i nudne, jest jednak bardzo ważne
i przyda Ci się w przyszłości, jeśli bę−
dziesz projektować różne własne układy.

W przyszłości często będziesz wykorzy−

stywał układ według rysunku 5a. In−
werter U1A pracuje tu jako... generator.

Tak, inwerter z wejściem Schmitta po−

zwala  zbudować  najprostszy  generator
przebiegu prostokątnego. Takie generatory
wykorzystujemy bardzo często. Generato−
ra takiego nie da się zbudować na jednym
„zwykłym”  inwerterze  z  kostki  4069  czy
4049.  Musi  to  być  bramka  odwracająca
(inwerter)  z  wej−
ściem Schmitta.

Jak się być

może domyślasz,
bramka NAND
z

wejściami

Schmitta (4093)
doskonale nadaje

się do budowy generatora sterowanego.
Generator według rysunku 5b pracuje,
jeśli na wejściu sterującym jest stan wy−
soki. Przebiegi w układzie z rysunku 5b
pokazane są na rysunku 5c.

Zauważ, że napięcie na kondensato−

rze się zmienia, ale zawsze jest to napię−
cie  o  jednakowej  biegunowości.  Dzięki
temu  można  zastosować  kondensator
elektrolityczny.  Oznacza  to,  że  układ

Rys. I

Rys. II

Ćwiczenie 3

ziie

ejjs

kii g

Ćwiczenie 2

niie

e s

ałłó

ów

Rys. 3

Rys. 5

Rys. 4

112

Ośla łączka

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

Maj 2002

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

ELEMENT

arz

Musisz też wiedzieć, że wartość napięcia

progowego  wejścia  zmienia  się  troszkę  pod
wpływem zmian temperatury, czyli charakte−
rystyka  przesuwa  się  nieco  w  osi  poziomej.
Podobny  zakres  dla  bramek  z  kostki  4011
i podobnych pokazany jest na rysunku IV.

Ze względu na takie rozrzuty napięcia

progowego kostek i na inne czynniki zaleca
się, by w przypadku układów CMOS unikać
na wejściach i wyjściach napięć o wartości
30...70% napięcia zasilania.

Natomiast napięcia wynoszące 0....30%

napięcia  zasilania  można  traktować  jako
„czysty” stan niski, a napięcia 70...100% na−
pięcia zasilania – jako „czysty” stan wysoki.
Przykładowo  przy  napięciu  zasilania  5V,
„czysty”  stan  niski  to  napięcia  0...1,5V,  a
„czysty”  stan  wysoki  to  napięcia  3,5...5V.
Przy napięciu zasilania 12V zakresy będą wy−
nosić odpowiednio 0...3,6V oraz 8,4...12V.

Uwaga! Napięcia z „zabronionego” zakresu

pośredniego  w  żadnym  wypadku  nie  grożą
uszkodzeniem  obwodów  wejściowych.  Ozna−
cza to, iż napięcia „pośrednie”, zwłaszcza w za−
kresie 50% napięcia zasilania, mogą być przez
niektóre  egzemplarze  układów  interpretowane
jako stan niski, a przez inne – jako wysoki.

Tylko tyle i aż tyle!
Choć może się wy−

dawać,  iż  jest  to  kwe−
stia bez znaczenia, roz−
rzuty  i  zmiany  napię−
cia  progowego  mają
wpływ na przykład na
częstotliwość  genera−
torów oraz czasy uzy−
skiwane  w  układach
z elementami RC.

Rys. III

Rys. IV

może  generować  przebieg
o  dowolnie  małej  częstotli−
wości  (dowolnie  długim
okresie), byleby tylko upływ−
ność  kondensatora  nie  była
zbyt  duża.  Gdy  na  wejściu
sterującym jest stan niski, ge−
nerator  nie pracuje, a na wyj−
ściu  bramki  utrzymuje  się
ciągle stan wysoki. Także na
kondensatorze  napięcie  jest
praktycznie  równe  napięciu
zasilania.  Jest  to  bardzo  ko−
rzystne  w  przypadku,  gdy
kondensator  jest  zwykłym
„aluminiowym elektrolitem”.
Jak wiadomo, takie kondensatory „stoją−
ce” pod napięciem będą zaformowanie i
zawsze gotowe do pracy.

W rodzinie CMOS 4000 nie ma bra−

mek NOR „ze szmitem”, więc nie moż−
na zbudować podobnego generatora uru−
chamianego niskim stanem logicznym.

W razie potrzeby, możesz w prosty

sposób  zmieniać  współczynnik  wypeł−
nienia  generowanego  przebiegu.  Kilka
gotowych schematów do wykorzystania
znajdziesz na rysunku 6. Oczywiście ja−
ko C1 może pracować „zwykły elektro−
lit” lub „tantal”. Wypróbuj działanie ta−
kich niecodziennych generatorów. Foto−
grafia  2 pokazuje  model  do  ekspery−
mentów zbudowany według rysunku 7.
Sprawdź koniecznie, jak zmienia się wy−
pełnienie impulsów przy pokręcaniu po−
tencjometrem  PR1.  Zwróć  uwagę,  że
kondensator  generatora  może  być  rów−
nie dobrze dołączony do plusa zasilania,
a  nie  do  masy.  Dotyczy  to  także  „elek−
trolitów”.  Mam  nadzieję,  że  masz  foto−
rezystor,  choćby  z  wyprawy  drugiej.
Zbliżając  rękę  do  fotoelementu  spróbuj
uzyskać  dźwięk  syreny  policyjnej.  Jeśli

nie  masz  fotorezystora,  zamiast  niego
wykorzystaj  potencjometr  montażowy.
Koniecznie zbadaj, jak w układzie z ry−
sunku  7b,  gdzie  fotorezystor  zastąpisz
rezystorem 10k

Ω

, zmienia się częstotli−

wość  wytwarzanego  przebiegu  przy
zmianach  napięcia  zasilającego.  Mam
nadzieję, że po poprzednich wyprawach
potrafisz  zmieniać  napięcie  zasilania.
A czy  podgrzewanie  układu  scalonego
zmienia częstotliwość? Warto też spraw−
dzić,  przy  jakim  napięciu  minimalnym
generator jeszcze pracuje.

Już te proste sposoby udowodnią, że

stabilność  generatora  z  bramką  Schmitta
w  funkcji  zmian  napięcia  zasilania  jest
wręcz fatalna. Jeśli masz komplet elemen−
tów  do  poprzedniego  ćwiczenia,  dla  po−
równania zbuduj „klasyczny” generator z
dwoma zwykłymi bramkami (4069, 4011,
4001)  i  przekonaj  się,  że  zapewnia  on  o
wiele lepszą stałość częstotliwości.

Zapamiętaj to raz na zawsze!

Piotr Górecki

Ciąg dalszy w następnym numerze EdW.

Rys. 7

Rys. 6

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

Maj 2002

Do czego to służy?

Każde urządzenie elektroniczne jest tym bar−
dziej imponujące im łatwiej nam się z nim po−
rozumieć.  Mówimy  wtedy  o intuicyjnym  in−
terfejsie, czy o tym, że maszyna wyczuła na−
sze  intencje.  Przedstawione  poniżej  urządze−
nie służy właśnie do rozwinięcia komunikacji
między  użytkownikiem  a elektroniką.  Jest  to
prosty  lecz  przydatny  moduł  przycisków
góra/dół. Istota działania sprowadza się do od−
ciążenia nas z denerwującego „pykania” przy−
ciskami  przy  zmianie  stanu  licznika  jakiegoś
urządzenia o większą liczbę. Przy krótkim na−
ciśnięciu  przycisku  wszystko  zachowuje  się
normalnie,  dopiero  przy  przytrzymaniu  daje
o sobie znać „inteligencja” poniższego projek−
tu. „Inteligencja” to może za dużo powiedzia−
ne, ale zawsze jakieś zautomatyzowanie...

Jak to działa?

Moduł przeznaczony jest dla liczników
z osobnymi wejściami zegarowego i wyboru
up/down, np. 4029. Schemat ideowy przed−
stawia rysunek 1. Stan na wyjściu up/down
modułu zależy od przycisku S2. Reszta ukła−
du działa identycznie dla obu przycisków.

W stanie spoczynku w punkcie A panuje

stan  niski,  na  wyjściu  bramki  U1A panuje
stan wysoki, kondensator C4 jest naładowa−
ny  przez  diodę  D3  (w punkcie  B napięcie
równe  jest  napięciu  zasilania).  Na  wyjściu
bramki U1C oraz na wyjściu generatora zbu−
dowanego  na  bramce  U1B panuje  również
stan  wysoki.  Na  bramce  wyjściowej
U1D utrzymywane  jest  logiczne  zero.  Po
wciśnięciu  dowolnego  przycisku  napięcie

w punkcie  A równe  jest  napięciu  zasilania
a wyjście bramki U1A zmienia stan na niski,
przez co przestaje mieć wpływ na napięcie na
kondensatorze  C4.  Generator  na  bramce
U1B zaczyna pracować i przez elementy D4,
R3  rozładowuje  C4  ujemnymi  połówkami
przebiegu prostokątnego. Na wyjściu modułu
(wyjście bramki U1D) panuje stan wysoki do
momentu  rozładowania  kondensatora  C4  do
1/3 napięcia zasilania. Przy wartościach ele−
mentów jak na schemacie trwa to około jed−
ną  sekundę.  Gdy  nastąpi  rozładowanie,  na
wyjściu bramki U1C wystąpi logiczna jedyn−
ka,  która  spowoduje  pojawienie  się  na  wyj−
ściu urządzenia przebiegu z generatora. Czę−
stotliwość tego przebiegu zależy od wartości
elementów R2, C3. W egzemplarzu modelo−
wym wynosiła ona około 10Hz. Gdy zwolni−
my przycisk kondensator C4 zostanie natych−
miast  naładowany,  a na  wyjściu  pojawi  się
ponownie spoczynkowy stan niski. Przebiegi
napięć na układzie przedstawia rysunek 2.

Gdy jednak nie przytrzymamy przycisku

dłużej  niż  założona  jedna  sekunda,  na  wyj−
ściu  modułu  pojawi  się  pojedynczy  impuls
zegarowy  o długości  równej  czasowi  przy−
trzymania przycisku.

Elementy R1, C5 skutecznie niwelują

drgania styków przycisków. Kondensatory
C1, C2 służą odfiltrowaniu zapięcia zasilają−
cego. Diody D1 i D2 wymagane są do uzy−
skania sygnału up/down.

Montaż i uruchomienie

Schemat  montażowy  przedstawiony  jest  na
rysunku  3.  Moduł  wykonany  jest  na  płytce
jednostronnej  o niewielkich  wymiarach,  co
umożliwia umieszczenie go za płytą czołową
niemal  każdego  urządzenia  docelowego  bez
większych kłopotów.

W pierwszej kolejności wlutujemy dwie

zworki, następnie diody oraz rezystory. Ko−
lejno podstawkę pod układ scalony, konden−
satory ceramiczne, złącza CON1 oraz CON2
i elektrolity. Przyciski typu mswitch wlutuje−
my na końcu po stronie druku.

Układ nie wymaga regulacji, lecz wybre−

dni czytelnicy mogą „podkręcić” wartości
R2, R3, C3, C4 pod własne wymagania.
Układ należy zasilać napięciem 3V−18V.

Krzysztof Nowakowski

krzysieknn@wp.pl

Wykaz elementów

R11:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77kk

Ω

R22:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

R33:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

C11,,C

C55:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

C22:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

µµ

FF//2255V

C33:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77

µµ

FF//2255V

C44:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100

µµ

FF//2255V

D11,,D

D22,,D

D33,,D

D44:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

U11:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44009933
S

S11,,S

S22:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..pprrzzyycciisskkii ttyyppuu

µµ

ssw

wiittcchh

N11,,C

N22:: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..zzłłąącczzee ttyyppuu ggoollddppiinn 11xx22

Rys. 1 Schemat ideowy

Rys. 3 Schemat montażowy

Rys. 2 Przebiegi napięć

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

Maj 2002

Do czego to służy?

Jest to bardzo proste i funkcjonalne urządze−
nie, które wprowadza w arcyciekawy świat
światełek dyskotekowych. Za pomocą lasera
kreśli różne ciekawe figury.

Dyskoteka to już nie tylko lustrzana kula

i sterowniczek    kolorowych  światełek  na
EPROMie. Dziś mamy skanery, neony, win−
dy, stroboskopy, pirotechnikę, lasery i różne
cuda  (projektory  multimedialne),  jest  także
i kula, która będzie chyba zawsze. Sterowni−
kiem  do  tych  urządzeń  coraz  częściej  jest
komputer  lub  sterownik  mikroprocesorowy.
Sygnał sterujący przebiega po trzech przewo−
dach, w podczerwieni lub za pomocą fal ra−
diowych, każde urządzenie ma swój adres.

Być może ktoś z Was widział laser – tyl−

ko  nie  taki  zwykły  wskaźniczek!  Mam  na
myśli laser w specjalnym urządzeniu, które
pracowało  gdzieś  na  dyskotece  czy  koncer−
cie, zapewne wypuszczało „na świat” zielone
i żółte  smugi czy też prążki. A kto z Was  wi−
dział  w akcji  porządny  system  do  projekcji
animacji, wielokolorowych obrazów? Nieza−
pomniany i wspaniały widok, którego nie da
się opisać. To trzeba zobaczyć!

Jak to działa?

Podstawowa  zasada  działania  pokazana  jest
na  rysunku  1.    Promień  z lasera  odbija  się
pod  niewielkim  kątem  od  luster  zamocowa−
nych na osi silnika. Po odbiciu się od pierw−
szego  lustra  powstaje  piękne  kółeczko,    na−
stępne  wirujące  lustro  obraca  tym  kółecz−
kiem. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby dodać
jeszcze jeden silnik z lustrem – wtedy będzie
on  wywijał  figurą  powstałą  na  poprzednich
lustrach. Informuję, że nie ma sensu budować
podobnego  układu  z większą  ilością  silnicz−
ków, bo nie powstanie żadna nowa figura!

Jak wysterować teraz silnik? Ważną rolę

odgrywa tutaj kierunek obrotów silników

(faza  –  tak  jak    w głośnikach).  Następnym
ważnym warunkiem jest stosunek prędkości
obrotowej  silników,  a nie  jak  by  się  mogło
wydawać ich maksymalna  prędkość obroto−
wa.  Trzeba  wiedzieć,  że  różne  efekty  po−
wstają właśnie dzięki stosunkowi tych pręd−
kości.  Tak  więc  wynika  z tego  wniosek,  że
silniki  muszą  się  obracać  względem  siebie
ze  zmiennymi    prędkościami.  Zapewnia  to
układ  przedstawiony na rysunku 2. Głów−
nym blokiem  urządzenia są dwa niezależne
generatory  zbudowane  na  wzmacniaczach
operacyjnych  U1A, U1C, są to zwykłe ge−
neratory  przebiegu  prostokątnego.  Na  ry−
sunku 3 pokazany został podstawowy układ
generatora  zbudowanego  na  wzmacniaczu
operacyjnym,  zgrubnie  możemy  przyjąć  iż
częstotliwość  generatora  wyznaczona  jest
przez  elementy  R

, C. Podczas pracy tego

generatora na jego wyjściu występuje prze−
bieg prostokątny, a na kondensatorze

Rys. 1 Podstawowa zasada działania

Rys. 2 Schemat ideowy

C przebieg zbliżony do trójkątnego, przy
czym amplituda tego przebiegu zależy od
częstotliwości generatora i od stosunku rezy−
stancji R

i R

Reasumując: na wyjściu generatora zbu−

dowanego  na  wzmacniaczu  operacyjnym
występuje  przebieg  prostokątny,  a na  jego
kondensatorze przebieg zbliżony do  trójkąt−
nego.  Ten  ostatni  przebieg  został  wykorzy−
stany do modulacji prędkości obrotowej  sil−
niczków i tworzenia figur. Częstotliwość ge−
neratora  U1A regulujemy  potencjometrem
P2,  zaś  jego  amplitudę  za  pomocą  potencjo−
metru P1. Wzmacniacz U1B peł−
ni rolę bufora – chodzi o to, aby
kondensator C5 był jak najmniej
obciążony  od  strony  „obcych”
elementów,  stąd  też  jego  duża
pojemność.  Diody  D2−Dn  służą
do tego, aby można było zmniej−
szać  do  zera  obroty  silniczka.
Tranzystory T1, T2 tworzą układ
Darlingtona  mocy  i sterują  sil−
niczkiem.  Rezystory  R3,  R4
tworzą  dzielnik  napięcia,  który
jest  niezbędny  do  pracy  genera−
torów.  Na  schemacie  znajduje
się  jeszcze  prostownik  (BR1)  i
dwa  stabilizatory  napięcia.  Sta−
bilizator  U3  (12V)  zasila  cały
układ, łącznie z silnikami. Stabi−
lizator U2 służy do zasilania mo−
dułu  laserowego,  który  najczę−
ściej będzie wymontowany z po−
pularnego  wskaźnika  laserowe−
go. Kondensator C7 filtruje zasi−
lanie  dla  modułu,  dioda  D1  obniża  napięcie
do ok. 4,3V. Takie napięcie jest odpowiednie
dla taniego wskaźnika laserowego.

Montaż i uruchomienie

Na rysunku 4 przedstawiona została płytka
drukowana.  Przed  wlutowaniem  w płytkę,
kondensatory  C5  i C6  powinny  być  zafor−
mowane, w przeciwnym razie może wystą−
pić problem z uruchomieniem generatorów.
Kondensatory te należy podłączyć na kilka−
naście  minut  do  zasilacza  12V.  Montaż
płytki drukowanej jest klasyczny, zaczyna−
my  od  elementów  najniższych  kończąc  na
najwyższych. Na razie nie montujemy diod
D2−D7, D2’−D7’ i modułu laserowego. Pod
układ  scalony  warto  wlutować  podstawkę.

Po zakończeniu montażu należy sprawdzić
napięcia zasilające.

Następnie sprawdzamy pracę generato−

rów. Pomiędzy masę a nóżkę 4 układu U1
tymczasowo dołączamy diodę LED z szere−
gowo podłączonym rezystorem 1k

Ω

– dioda

powinna migać, przy czym potencjometry P2
i P4 powinny być skręcone na minimum,
a potencjometry P1 P3 w położeniu środko−
wym. W zależności od użytego silniczka do−
bieramy

odpowiednie

diody

D2..D7,

D2’...D7’ – być może wystarczy jedna dioda
czerwona lub kilka diod 1N4148.

Mechanika

Można wykorzystać praktycznie dowolne
silniczki prądu stałego. Na ich ośkach montu−
jemy element, za pomocą którego przycze−
pione zostanie do silnika lusterko. Wałeczek

ten musi być bardzo dobrze wykonany (naj−
lepiej na tokarce), a otwór w nim musi być
symetryczny (dobrany do wielkości wałka
w silniczku).

Silniczki w modelu zostały umocowane za

pomocą    specjalnego  uchwytu,  który  jest  do
nabycia w sklepach z artykułami elektryczny−
mi. Służy on do mocowania na ścianach gru−
bych  kabli  czy  rurek.  W podstawie  uchwytu
znajduje  się  otwór  pod  śrubę  za  pomocą
której przykręcamy uchwyt do obudowy.

Lusterka przyklejamy do wałeczków pod

niewielkim kątem, używając wolnoschnące−
go kleju (distal, silikon „na ciepło”).

Ciąg dalszy na stronie 55.

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

Maj 2002

Rys. 4 Schemat montażowy

Wykaz elementów

Rezystory

R11,,R

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..550000kk

Ω

R33,,R

R55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3300kk

Ω

R44,,R

R66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..55kk

Ω

R77,,R

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..77kk

Ω

P11,,P

P33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

Ω

P22,,P

P44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200kk

Ω

Kondensatory

C11,,C

C33,,C

C55−C

C77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700

µµ

//1166V

C22,,C

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

Półprzewodniki

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

moosstteekk 11A

A//11000000V

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTLL 008844

U22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLM

M7788LL0055

U33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLM

M77881122

TT11,,TT33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

C554488

TT22,,TT44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

D228833

D11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..D

Dnn

D22’’ .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..D

Dnn’’

Pozostałe:

Obbuuddoow

waa

Moodduułł llaasseerroow

wyy

M11,,M

M22 ssiillnniicczzkkii

TTrrzzyy ppooddw

wóójjnnee zzłłąącczzaa A

Rys. 3 Podstawowy układ generatora

Do czego to służy?

Siedmiosegmentowe wyświetlacze LED są znane i popularne od wielu
lat. Nie ustąpiły miejsca innym typom i nadal są chętnie wykorzysty−
wane. Jedną z głównych barier w stosowaniu wyświetlaczy o dużych
rozmiarach jest ich cena. Wielu chętnych skutecznie odstrasza cena wy−
świetlaczy o wysokości cyfr rzędu 50mm, nie mówiąc o większych.

Okazuje się jednak, że duże, wręcz im−

ponujące wyświetlacze można wykonać
dużo mniejszym kosztem z pojedynczych
diod LED. Niniejszy artykuł prezentuje kil−
ka takich rozwiązań.

Jak to działa?

Każdy segment proponowanych wyświetla−
czy zawiera, zależnie od wielkości 5, 10, 15
albo  20  diod.  Każde  pięć  diod  połączone
jest szeregowo w sekcję, a dodatkowy nie−
wielki  rezystor  szeregowy  zapewni  jedna−
kową jasność poszczególnych sekcji. Rysu−
nek 1 pokazuje schematy jednego segmentu
wyświetlaczy  różnej  wielkości.  Ponieważ
każdy  segment  jest  niezależny  od  pozosta−
łych, łatwo je połączyć, by uzyskać wyświe−
tlacz ze wspólną anodą albo wspólną kato−
dą. Bez problemu można też zbudować wy−
świetlacz multipleksowany.

Diody mogą być dowolnego koloru, ale

oczywiście powinny być jednakowego typu.
Wartość rezystorów wyrównawczych nie jest
krytyczna, zazwyczaj będzie to 10...100

Ω

zależnie od napięcia zasilania i wymaganej
jasności świecenia.

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

Maj 2002

śś

Rys. 1

Rys. 2

Rys. 3

Rys. 5

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

Maj 2002

Do czego to służy?

Z  napływającej  korespondencji  wynika,  że
jednym  z  marzeń  naszych  Czytelników  jest
zbudowanie  szerokopasmowego  generatora
pokrywającego  cały  zakres  w.cz.,  sięgające−
go  górnych  zakresów  fal  krótkich,  łącznie
z CB. Do tej pory było kilka takich generato−
rów w postaci kitów AVT, cieszących się du−
żym  zainteresowaniem.  Jednak  problemy
rynkowe z zakupem potrójnych diod pojem−
nościowych typu BB113 oraz układów scalo−
nych  MC1648  (SP1648),  a  później  konden−
satorów  zmiennych  −  agregatów  AM/FM
spowodowały,  że  po  wyczerpaniu  się  zapa−
sów  magazynowych  ww.  podzespołów,  kity
zostały wycofane z oferty handlowej AVT.

Z listów wynika, że nie trzeba dalej niko−

go przekonywać, iż generator w.cz. jest bar−
dzo potrzebnym, a często wręcz niezbędnym
urządzeniem w pracowni elektronika − radio−
amatora. Przydaje się przy wszelkich napra−
wach oraz strojeniach odbiorników i urzą−
dzeń w.cz. Z tego też powodu postanowili−
śmy opracować inną wersję takiego urządze−
nia, na dostępnych i tańszych podzespołach.

Opisany poniżej generator, pomimo swojej

prostoty, pracuje w zakresie od około 100kHz
do 30MHz i daje na wyjściu sygnał sinusoi−
dalny o regulowanej amplitudzie 0−0,8Vpp
przy znormalizowanej impedancji 50

Ω

Sądzić należy, że układ ten spełni wyma−

gania  większości  elektroników  a  także  krót−
kofalowców,  bowiem  pokrywa  cały  zakres
fal  długich,  średnich  i  krótkich,  w  tym  CB.
Należy jednak zdawać sobie sprawę, że upro−
szczona do niezbędnego minimum konstruk−
cja  generatora  nie  może  być  porównywalna
do profesjonalnych, bardzo drogich urządzeń
pracujących z rozbudowanymi układami wy−
posażonymi m.in. w pętle stabilizacji często−
tliwości  oraz  automatyczny  układ  regulacji
poziomu sygnału wyjściowego.

Jak to działa

Zaprojektowanie dobrej jakości szeroko−
pasmowego generatora w.cz. na pojedynczych

tranzystorach nie jest zadaniem łatwym. Naj−
prościej jest wykorzystać do tego specjalizo−
wane układy scalone, projektowane pod ką−
tem minimalizacji elementów zewnętrznych.

Okazuje się, że po nieprodukowanych już

układach  MC1648  i  ich  odpowiednikach,  nic
więcej  się  nie  pojawiło  na  rynku.  Pozostały
więc układy odbiorników radiowych zawiera−
jące  wewnątrz  generator  w.cz.  (oscylator
wchodzący w skład przemiany częstotliwości).

Poszukując takiego układu scalonego,

który  byłby  najodpowiedniejszy  do  zastoso−
wania  w  szerokopasmowym  generatorze,
a  jednocześnie  łatwo  dostępny,  autor  wpadł
na  pomysł  wykorzystania  układu  TDA1072
firmy Telefunken.

Schemat blokowy struktury wewnętrznej

tego układu scalonego jest pokazany na ry−
sunku 1.

Jak widać na rysunku, TDA1072 jest kom−

pletnym odbiornikiem radiowym AM przysto−
sowanym do zakresu fal średnich (napięcie za−
silania:  7,5...18V,  pobór  prądu  około  23mA).
W skład  struktury  wewnętrznej  tego  układu
scalonego,  obok  generatora  przestrajanego,
wchodzą  następujące
bloki:

wzmacniacz

w.cz., mieszacz zrów−
noważony, wzmac−
niacz p.cz., detektor
z r ó w n o w a ż o n y ,
układ ARW, wzmac−
niacz S metra, układ
Stand−by.

Częstotliwość pra−

cy generatora jest uza−
leżniona od obwodu
rezonansowego LC
zgodnie ze wzorem

Choć TDA1072

był pierwotnie wyko−
rzystany  w  zakresie
kilku  MHz,  podczas
prób  okazało  się,  że

wewnętrzny  układ  generatora  pracuje  w  bar−
dzo  szerokich  granicach,  od  kilkudziesięciu
kHz  aż  do  kilkudziesięciu  MHz.  Testowany
egzemplarz  pracował  praktycznie  do  około
40MHz. Kolejną zaletą układu była dość dobra
stabilność częstotliwości, na którą z pewnością
miał wpływ brak dodatkowych kondensatorów
czy  dzielników  pojemnościowych  wchodzą−
cych w skład obwodu rezonansowego.

Schemat ideowy właściwego układu ge−

neratora jest przedstawiony na rysunku 2.

Indukcyjność L generatora składa się

z dziewięciu dobranych cewek oznaczonych
symbolami L1...L9 (nieobsadzone miejsca

Rys. 1

Rys. 2

cewek L10−L12 pozostały jako rezerwowe do
ewentualnego wykorzystania). Do strojenia
wykorzystano diodę pojemnościową AM typu
BB130, ale z dobrym rezultatem można użyć
podwójnego agregatu odbiorczego (ELTRA) z
równolegle połączonymi sekcjami AM.

Jak już podano, zakres pracy generatora

zależy od wypadkowej indukcyjności cewki.
Łatwo zauważyć, że na najniższym zakresie,
czyli 100kHz, pracują wszystkie sekcje ce−
wek połączone szeregowo L1...L9.

Podzakresy generatora i załączone cewki:

I: 100−200kHz (L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8+L9)

II: 200−400kHz (L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8)

III: 400−500kHz (L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7)

IV: 0,5−1MHz (L1+L2+L3+L4+L5+L6)

V: 1−2MHz (L1+L2+L3+L4+L5)

VI: 2−4MHz (L1+L2+L3+L4)

VII: 4−7MHz (L1+L2+L3)

VIII: 7−15MHz (L1+L2)

IX: 15−30MHz (L1)

Wraz ze wzrostem częstotliwości induk−

cyjność  jest  zmniejszana  przez  odłączanie
niewykorzystanych  cewek.  Na  najwyższym
zakresie pracuje tylko cewka L1, o najniższej
wartości  indukcyjności  jaką  autor  aktualnie
znalazł na rynku.

Napięcie na diodę pojemnościową jest po−

dawane  z  suwaka  potencjometru  R1.  Przy
maksymalnym napięciu zasilania 12V (dioda
pojemnościowa  ma  minimalną  pojemność
rzędu kilku pF) generator pracuje na maksy−
malnej  częstotliwości,  zaś  przy  suwaku  bli−
skim masy dioda ma maksymalną pojemność
ponad 300pF i częstotliwość jest niska.

Chcąc mieć dodatkową możliwość precy−

zyjnego ustalenia częstotliwości należy za−
stosować dodatkowy potencjometr (tzw.
RIT) włączony w szereg z R1.

Zakres zmian wartości częstotliwości za−

leży od podzakresu. Na najniższych często−
tliwościach zakres zmian częstotliwości tym
potencjometrem jest niewielki i wynosi nieco
ponad 100kHz, zaś na wyższym zakresie jest
odpowiednio większy i pod koniec zakresu
wynosi ponad 15MHz.

Na wyjściu generatora znajduje się poten−

cjometr  R5  do  regulacji  amplitudy  sygnału
wyjściowego. Jest to najprostsze rozwiązanie
(w  warunkach  amatorskich  wystarczające),
choć  lepiej  byłoby  zastosować  przełączany
tłumik dekadowy.

Sygnał wyjściowy z suwaka potencjome−

tru generatora jest podawany na układ sepa−
ratora − wzmacniacza wykonanego na ukła−
dzie scalonym z serii MAR (MAR6 jest do−
stępny w ofercie handlowej AVT).

Warto podać dla Czytelników nie mają−

cych dostępu do EDW3/02, gdzie były opisa−
ne te układy, kilka podstawowych informacji.
Układy MAR charakteryzują się wzmocnie−
niem od 13dB do 30dB i mocą wyjściową do
40mW (+16dBm). Współczynnik szumów
zawiera się pomiędzy 3,5dB a 7dB. Są to bar−
dzo proste układy, nie wymagające wielu ele−

mentów  zewnętrznych.  Wyprowadzone  są
tylko wejście w.cz., wyjście w.cz. i dwie koń−
cówki  masy.  Użycie  dwóch  wyprowadzeń
masy usprawnia uziemienie, zmniejszając je−
go  całkowitą  indukcyjność.  Zasilanie  napię−
ciem stałym jest doprowadzane przez obwód
zewnętrzny  i końcówkę  wyjścia.  Wyprowa−
dzenie  1  jest  oznaczone  kolorowe  kropką
i jest  skośnie  zakończone  (patrząc  z góry,
wyprowadzenia  są  numerowane  w kierunku
przeciwnym  do  ruchu  wskazówek  zegara,
poczynając od oznaczonego).

Niebagatelną zaletą układu MAR jest we−

wnętrzne dopasowanie do obciążenia 50

Ω

nie  wymagające  zewnętrznych  układów  do−
pasowujących.  Jest  to  bardzo  wygodne  do
wszelkich  zastosowań  w.cz.,  bowiem  więk−
szość sprzętu radiokomunikacyjnego charak−
teryzuje się impedancją we/wy właśnie 50

Ω

Sygnał wyjściowy ma przebieg sinusoi−

dalny o amplitudzie regulowanej w zakresie
0−0,8Vpp.

Na wypadkową stabilność częstotliwości

generatora,  oprócz  stabilizowanego  napięcia
zasilania, ma wpływ stabilność mechaniczna
potencjometru  lub  kondensatora  zmiennego
(luzy  na  przekładniach  zębatych),  a  także
drgania  obudowy,  szczególnie  na  najwyż−
szych zakresach.

Do zasilania urządzenia niezbędne jest

źródło stabilizowanego napięcia +12V/100mA.

Montaż i uruchomienie

Rozmieszczenie elementów na płytce gene−
ratora przedstawiono na rysunku 3. Cewkę
0,18

H może stanowić zwinięty w spiralę

odcinek  drutu  srebrzonego  o  długości  około
10cm. Trzeba też wiedzieć, że układ US2 jest
na  płytce  przewidziany  do  lutowania  bez
otworów (po przeciwnej stronie, czyli od lu−
towań) i że obudowa układu serii MAR jest
bardzo  mała,  co  wielu  konstruktorom  może
utrudnić manipulowanie palcami. Z tego też
względu przy montażu na płytce drukowanej
warto posłużyć się pincetą i szkłem powięk−
szającym lub lupą zegarmistrzowską.

Zmontowane urządzenie ze sprawnych

elementów nie wymaga dodatkowych czyn−
ności uruchomieniowych. Do zestrojenia
i sprawdzenia pracy generatora jest niezbęd−

ny  zasilacz  12V oraz  co  najmniej  miernik
częstotliwości  (ew.  oscyloskop  do  kontroli
jakości  sygnału).  Pomimo  znacznych  różnić
w wartościach zastosowanych dławików jako
cewek L1...L9 powinniśmy uzyskać ciągłość
zakresu częstotliwości.

Podczas konstrukcji autor celowo pozo−

stawił duże zapasy częstotliwości z uwagi na
nadmiar pozycji przełącznika.

Poniżej osiągnięte wartości podzakresów

generatora:

I: 90−210kHz (L1=6,5mH)

II: 180−410kHz (L=1,8mH)

III: 350−620kHz (L=786uH)

IV: 0,49−1,1MHz (L=226uH)

V: 0,9−2,1MHz (L=76uH)

VI: 1,9−4,1MHz (L=17uH)

VII: 3,3−7,1MHz (L=7uH)

VIII: 7−16MHz (L=1uH)

IX: 14,5−30,2MHz (L=0,18uH)

Ciąg dalszy na stronie 63.

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

Maj 2002

Rys. 3

Wykaz podzespołów:

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

//A

A ppootteennccjjoom

meettrr

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

R33,, R

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222

Ω

R55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

//A

R66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..556600

Ω

C11,, C

C22,, C

C44,, C

C77,, C

C99,, C

C1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

C33,, C

C55,, C

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100nnFF

C88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

µµ

FF//1166V

LL11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..00,,1188

µµ

LL22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11

µµ

LL33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..55,,66

µµ

LL44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100

µµ

LL55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477

µµ

LL66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..115500

µµ

LL77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..556600

µµ

LL88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11m

LL99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77m

D11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

B113300

S11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTD

A11007722

S22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..M

R66

P − pprrzzeełłąącczznniikk .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11xx1122

Wyy − ggnniiaazzddoo .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

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

Maj 2002

Jak każdy wie, kwiaty doniczkowe wymaga−
ją stałej opieki. Przyznam się szczerze, że do
tych, którzy o podlewaniu zapominają, nale−
żę także ja. Nie to, żebym był aż tak leniwy,
ale  zawsze  jakoś  obowiązek  ten  mi  umyka,
co kończy się często niezbyt szczęśliwie dla
kwiatów  (na  szczęście  uprawiam  tylko  kak−
tusy).  Po  srogiej  suszy  roślinki  spotyka  nie−
spodziewana ulewa, co tym razem może koń−
czyć się ich gniciem. Jednak nie tylko zapo−
minalstwo jest powodem, przez które kwiat−
ki doniczkowe mogą zaleźć nam za skórę.

Na nasze szczęście opiekę nad kwiatkami

można zautomatyzować. W końcu to nie ta−
kie  trudne,  wystarczy  zrobić  urządzenie,
które  potrafiłoby  sprawdzać  wilgotność  gle−
by, nasłonecznienie, poziom wody w zbiorni−
ku  i oczywiście  sterować  pompą.  Do  wpro−
wadzenia  tego  niekonwencjonalnego  pomy−
słu w życie zainspirował mnie „Sygnalizator
suchego kwiatka” autorstwa Piotra Góreckie−
go,  przedstawiony  niegdyś  na  łamach  EdW.
Pomyślałem,  że  od  wykonywania  układu,
który sygnalizuje potrzebę podlania, niewie−
le  trudniejsza  jest  budowa  urządzenia,  które
potrafiłoby samo podlewać!

Opis układu

Schemat blokowy mojego urządzenia przed−
stawiony został na rysunku 1. Sprawdza
on wilgotność gleby i naświetlenie. Spełnie−
nie warunku jednoczesnego braku światła

i suchej gleby powoduje chwilowe włączenie
pompy.  Układ  sprawdzający  naświetlenie
spełnia bardzo ważną funkcję przy pomiarze
ilości wody w zbiorniku. Przypuśćmy, że po
nocnym podlaniu, wody nie ma już zupełnie.
Co wtedy? Gdyby nie było układu sprawdza−
jącego  oświetlenie,  część  kontrolująca  ilość
wody w zbiorniku uaktywniłaby się, co spo−
wodowałoby  włączenie  buzzera.  W moim
układzie buzzer zadziała tylko wtedy, gdy na−
stąpi  zmiana  pory  z dnia  na  noc.  Takie  roz−
wiązanie wydaje się być najbardziej sensow−
nym, ponieważ o tej porze są już w mieszka−
niu zwykle wszyscy domownicy.

Schemat ideowy przedstawiony został na

rysunku  2.  Sygnały  z czujnika  wilgotności
(W1)  i fotoopornika  (R6)  poddawane  są  fil−
tracji dolnoprzepustowej, niwelującej wpływ
zakłóceń wywołanych przez sieć oświetlenio−
wą. Sygnały te są następnie podawane na wej−
ścia odwracające wzmacniaczy operacyjnych
(U1)  wykorzystywanych  jako  komparatory,
których  wejścia  nieodwracające  spolaryzo−
wane  są  za  pomocą  potencjometrów  monta−
żowych. Wyjścia układu połączone są z kolej−
nymi  filtrami  dolnoprzepustowymi,  które
uniemożliwiają  wielokrotne  przerzucanie
i wpływ  zakłóceń  wprowadzanych  na  przy−
kład przez muchę, której spodobał się fotoo−
pornik (mnie też by się spodobał) i która ule−
gła chęci wyczyszczenia sobie na nim skrzy−
dełek. Odfiltrowane, pewne sygnały po przej−
ściu przez cyfrowe inwertery z histerezą ule−
gają  nieskomplikowanej  operacji  dodawania
na bramce OR, wykonanej przy pomocy diod
D1  i D3  oraz  rezystora  R13.  Otrzymany  sy−
gnał powoduje zadziałanie generatora mono−
stabilnego,  zbudowanego  przy  pomocy  tran−
zystorów  T5  i T6.  Wyjściowy  impuls  jest
wzmacniany  pod  względem  wydajności  prą−
dowej przez tranzystor polowy T8, a następ−
nie  uruchamia  on  silnik  pompy.  Pozostał  je−
szcze  do  omówienia  blok  sprawdzający  po−

ziom  wody  w zbiorniku.  Tak  jak  w poprze−
dnich przypadkach, sygnał z czujnika zostaje
odfiltrowany,  a następnie  podany  na  wejście
inwertera. Tutaj również zastosowana została
bramka OR, jednak jest ona trochę inna. Mia−
nowicie  układ  sprawdzający  naświetlenie
podczas przechodzenia w „stan nocny” powo−
duje rozładowanie kondensatora C5 pod wa−
runkiem, że w zbiorniku brakuje wody. Kiedy
to się stanie, układ załącza buzzer, informując
tym samym o potrzebie uzupełnienia zbiorni−
ka (buzzer piszczy przez czas określony z du−
żym przybliżeniem przez stałą RC elementów
R10  i C5).  Jeśli  jednak  wody  nie  brakuje,
kondensator  nie  rozładowuje  się,  ponieważ
jest bez przerwy doładowywany przez diodę
D5, dzięki czemu buzzer nie załącza się. Po−
za omówionymi blokami, układ zawiera tak−
że  sterowanie  diod  wskaźnikowych  LED,
które są szczególnie przydatne podczas regu−
lacji.  Oprócz  tego  w układzie  zamieszczone
są jeszcze dwa przyciski. Przycisk S1 powo−
duje wyłączenie buzzera, a przycisk S2 służy
do  manualnego  włączenia  podlewania  bez
względu  na  panującą  sytuację  (przycisk  ten
jest również pomocny podczas regulacji).

Montaż i uruchomienie

Układ  nie  jest  zbyt  skomplikowany,  więc
montażu mogą podjąć się nawet całkiem po−
czątkujący. Mozaika ścieżek obwodu druko−
wanego przedstawiona została na rysunku 3.
Jak  zwykle  lutowanie  zacząć  należy  od
elementów  najmniejszych,  kończąc  na  naj−
większych.

Sam układ to jednak nie wszystko. Urzą−

dzenie bez peryferii w postaci pompy i czuj−
ników jest całkowicie bezużyteczne. Idealną
wydaje się być pompka do spryskiwaczy sa−
mochodowych. Jest „zintegrowana” z małym
pojemnikiem, co bardzo sprzyja szczelności
instalacji. Pompka taka pobiera około
1A prądu, więc tranzystor T8 (kluczujący jej

Rys. 1

pracą)  nie  będzie  potrzebował  nawet  naj−
mniejszego  radiatora.  Pojemnik,  do  którego
przymocowana jest pompka, połączyć można
z dużą butlą (np. pięciolitrową po wodzie mi−
neralnej)  przy  pomocy  węża  gumowego  na
zasadzie naczyń połączonych. Cała instalacja
rurowa  pokazana  została  na  rysunku  4.  Do
omówienia pozostały jeszcze czujniki. Najle−
piej do tego celu nadają się pręciki grafitowe,
wyciągnięte  z baterii  cynkowo−węglowych.
Należy  pamiętać  jednak,  żeby  wyczyścić  je
z dwutlenku  manganu  nasączonego  salmia−
kiem,  w którym  były  zanurzone.  Grafit  jak
wiadomo nie ulega zużyciu podczas elektro−
lizy,  dlatego  takie  pręciki  doskonale  nadają
się  zarówno  jako  czujnik  wilgotności,  jak
i czujnik  poziomu  wody  w butli.  Poza  tym
pręciki  z baterii  są  połączone  fabrycznie
z kawałkiem  blachy,  dzięki  czemu  bez  pro−
blemu można do nich przylutować przewody.
Jeśli  chodzi  o czujnik  wilgotności,  dobrze
byłoby  skrócić  pręciki  od  półtora  do  dwóch
centymetrów,  ponieważ  oryginalnie  są  one
trochę  za  długie.  W zależności  od  długości
pręcików  i ich  wzajemnej  odległości  należy
dobrać rezystor R1. Jego wartość zależy rów−
nież od typu gleby. Trzeba dobrać go tak, aby
jego  rezystancja  była  w przybliżeniu  równa
rezystancji  czujnika  włożonego  w glebę,
która  wymaga  podlania.  Potencjometrem
PR1  reguluje  się  próg  wilgotności,  przy
którym  układ  wykrywa  potrzebę  podlania.
Potencjometr PR2 odpowiada za granice po−
między dniem a nocą, zaś ustawienie poten−
cjometru PR3 określa czas działania pompy.
Wszystkie ustawienia przeprowadzać należy
eksperymentalnie, pamiętając, że w układzie
wprowadzone są dość duże opóźnienia.

Po tych wszystkich mękach pozostaje

nam już tylko jedno: tryumfalne włączenie

urządzenia do sieci i oglądanie z poziomu fo−
tela, jak nasz wynalazek za nas pracuje. Teraz
jedyną czynnością wykonywaną przy kwiat−
kach jest uzupełnianie wody w zbiorniku raz
na dłuższy czas, o konieczności czego jeste−
śmy zresztą informowani.

Tak oto potwierdziło się stare jak świat

przysłowie mówiące, że potrzeba jest matką
wynalazku.

Rafał Baranowski

e−mail: Rafal.Baranowski@bloknet.pl

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

Maj 2002

Rys. 2

Forum Czytelników

Wykaz elementów

R11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ddoobbiieerraannyy
R

R22,,R

R77,,R

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3366kk

Ω

R33,,R

R99,,R

R1144,,R

R1177 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

Ω

R44,,R

R1111,,R

R1133,,R

R1155,,R

R1188 .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

R55,,R

R1122,,R

R2211 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..882200

Ω

R66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ffoottoorreezzyyssttoorr
R

R1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..55,,11M

Ω

R1166,,R

R1199 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

R2200 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11,,88kk

Ω

C11,,C

C33,,C

C66,,C

C77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11

µµ

C22,,C

C44,,C

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477

µµ

C88,,C

C1122 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

µµ

C99,,C

C1111 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

C1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33330000

µµ

FF,, 2255V

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLM

M335588

U22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4400110066B

U33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..77880055
TT11−TT33,,TT66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

C555577

TT44,,TT55,,TT77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

C554477

TT88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

UZZ1100

D11,,D

D33,,D

D55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D cczzeerrw

woonnaa

D44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D zziieelloonnaa

D66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D cczzeerrw

woonnaa m

miigg..

D77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44000077

D88,,D

D1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D żżóółłttaa

D99 .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

moosstteekk pprroossttoow

wnniicczzyy 22A

ZZ11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ddiiooddaa ZZeenneerraa 1122V

R11,,P

R22 .. .. .. ..ppootteennccjjoom

meettrr m

moonnttaażżoow

wyy

110000kk

Ω

R33 .. .. ..ppootteennccjjoom

meettrr m

moonnttaażżoow

wyy 11M

Ω

W11−W

W44 .. .. .. .. .. .. .. .. ..zzłłąącczzee A

K22,, 55m

S11,,S

S22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

miikkrroossw

wiittcchh

G11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..bbuuzzzzeerr 55V

M11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ppoom

mppaa

TTR

R11 .. .. ..ttrraannssffoorrm

maattoorr ssiieecciioow

wyy 1122V

V,, 11−22A

Rys. 3 Schemat montażowy

Rys. 4 Schemat instalacji

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

Maj 2002

Chyba  każdy,  kto  jeździł  samochodem  star−
szego  typu  i słuchał  w nim  radia,  miał  pro−
blem z ustawieniem głośności. Proponowany
system  sam  dostosowuje  głośność  radia  do
panujących  warunków  na  podstawie  dwóch
bodźców:  częstotliwości  impulsów  z cewki
zapłonowej oraz natężenia hałasu wytwarza−
nego  przez  pracujący  silnik.  W proponowa−
nym  układzie  istnieje  możliwość  wykorzy−
stania  tylko  jednego  z dwóch  czujników,
dzięki  czemu  można  nieco  zminimalizować
koszty  układu.  Wybór  czujnika  będzie  zale−
żał od tego, czy chcemy ingerować w obwo−
dy  elektryki  silnika,  czy  wolimy  nic  nie  ru−
szać i zastosować tylko czujnik mierzący po−
ziom hałasu. Hałas zewnętrzny, nie wydoby−
wający się z samochodu, będzie wpływał na
regulator głośności np. przejeżdżająca cięża−
rówka.  Także  na  hałas  będzie  miała  wpływ
(głośna)  muzyka  wydobywające  się  z auta.
Myślę,  że  najlepszym  rozwiązaniem  będzie
pozostanie  jednocześnie  przy  dwóch  czujni−
kach, jakie zostały zastosowane w systemie.

Największą trudnością, jaka powstanie

przy montażu systemu będzie znalezienie
obwodów wejściowych wzmacniacza mocy
radioodtwarzacza.

Opis układu

Schemat ideowy systemu znajduje się na ry−
sunku 1. Wzmacniacze U1A oraz U1B two−
rzą dwa identyczne obwody regulacji wzmoc−
nienia  sygnału  wejściowego.  Obwodami  re−
gulacyjnymi  zastosowanymi  w tych  wzmac−
niaczach są fotorezystory włączone w obwód
sprzężenia zwrotnego. Przez regulację jasno−
ści  świecenia  diod  można  wpływać  na  rezy−
stancję fotorezystorów, a co za tym idzie, na
wzmocnienie  wzmacniaczy  U1A oraz  U1B.
Przy  zapalonych  diodach  fotorezystory  mają
bardzo  małą  rezystancję,  co  daje  wzmocnie−
nie  wzmacniaczy  ok.  1x.  Przy  zgaszonych

diodach wzmocnienie zwiększa się do k. 3x.
Rezystory R1, R2 wytwarzają dla wzmacnia−
czy U1A napięcie odniesienia, natomiast kon−
densatory  C13,  C15  oraz  C4,  C5  oddzielają
składową  stałą  wzmacniaczy.  Kondensatory
C1,  C2  oraz  C3  filtrują  napięcia  zasilające
układ. Rezystor R13 ogranicza prąd diod ste−
rujących  fotorezystorami.  Sterownik  diod

zbudowano

dwóch

tranzystorach,

z których T1 tworzy wtórnik emiterowy. Na−
pięcie  wejściowe  podawane  jest  poprzez
dzielnik R26, R27 na wejście tranzystora T1.
Następnie  sygnał  z korektora  T1  wędruje  na
obwód R15, C6 a dalej na wspomniany wtór−
nik emiterowy. Zastosowany dzielnik na wej−
ściu  zmniejsza  sygnał  o ok.  5x,  co  zwiększa

łł

śś

Rys. 1

wartości  napięć  sygnału  wejściowego  mają−
cych  wpływ  na  jasność  diod.  Jeżeli  wartość
napięcia podawanego na R27 jest bliska ma−
sy,  diody  święcą  pełną  jasnością,  natomiast
przy  napięciu  wejściowym  większym  od
3V diody LED już nie święcą, dając najwięk−
szą wartość rezystancji fotorezystorów ponad
100k

Ω

. Zastosowany obwód R15C6 zmniej−

sza wpływ szybkich zmian napięcia z czujni−
ków na obwody regulacji poziomu głośności
(wzmacniacz U1).

Jako jeden czujnik systemu został zasto−

sowany  czujnik  hałasu  zbudowany  na
wzmacniaczu  U3,  którego  wzmocnienie
można  zmieniać  w szerokich  granicach  za
pośrednictwem PR−ka P2. Sygnał z mikrofo−
nu, wstępnie polaryzowany przez R23, R24,
C12, poprzez C11 podawany jest na wejście
nieodwracające  wzmacniacza  U3.  Sygnał
wyjściowy po przejściu przez C13 poddawa−
ny  jest  prostowaniu  za  pośrednictwem  diod
D5, D6. Sygnał z katody D5 od razu wędruje
do obwodów sterowania diodami LED.

Drugim układem czujnika jest tachometr,

którego  główną  rolą  jest  zamiana  częstotli−
wości impulsów z przerywacza na proporcjo−
nalne  napięcie.  Jako  tachometr  został  zasto−
sowany  układ  LM2917N,  który  do  popraw−
nej pracy potrzebuje niewielu elementów ze−
wnętrznych.  Rezystor  R16  wraz  z diodą  D3
polaryzują  napięciem  ok.  0,6V (w odniesie−
niu do masy) wejście odwracające wewnętrz−
nego  komparatora  układu  U2.  Natomiast  na
drugie wejście komparatora wędruje poprzez
R18 mierzony sygnał o charakterze częstotli−
wościowym. Rezystor R17 wraz z diodą we−
wnętrzną Zenera tworzy stabilizator zasilają−
cy wewnętrzne peryferia tachometru U2. Sta−
bilizacja  napięcia  zasilającego  uniezależnia
tachometr od wpływu wahań napięcia wystę−
pującego w instalacji elektrycznej samocho−
du. Potencjometrem montażowym P1 można
zmieniać  współczynnik  przetwarzania  czę−
stotliwości sygnału wejściowego na napięcie
wyjściowe. Napięcie wyjściowe tachometru,
poprzez  diodę  D4,  także  podawane  jest  na
obwód regulacji jasności diod D1, D2.

Jeżeli będą wykorzystywane oba obwody

czujników jednocześnie, to na ja−
sność diod będzie miał wpływ czuj−
nik, którego napięcie wyjściowe bę−
dzie większe od napięcia wyjścio−
wego drugiego czujnika.

Montaż

i uruchomienie

Układ systemu można zmontować
na płytce przedstawionej na rysun−
ku 2. Przed montażem należy od−
powiednio  przygotować  fotorezy−
story  wraz  z diodami.  Na  samym
początku  należy  diody  przykleić
do czułej powierzchni fotorezysto−
rów, po czym po wyschnięciu trze−
ba  pomalować  całość  kilkakrotnie

czarną farbą. Tak spreparowany element nale−
ży  wlutować  w miejsce  elementów  R5,  D1
oraz R8, D2. Montaż rozpoczynamy od wluto−
wania  zworek,  przechodząc  do  elementów
najmniejszych,  a  kończąc  na  włożeniu  ukła−
dów scalonych do podstawek.

Po zmontowaniu układu i zasileniu go na−

pięciem nie większym niż 16V powinien od
razu  pracować  poprawnie.  Z dopasowaniem
obudowy do systemu nie powinno być więk−
szego  problemu.  Przed  montażem  systemu
w obudowie,  płytkę  należy  zabezpieczyć
specjalnym  lakierem,  który  uchroni  ścieżki
od wpływu warunków atmosferycznych.

Podczas instalowania systemu w samo−

chodzie,  najlepszym  miejscem  będzie  umie−
szczenie go za radioodbiornikiem, choć mo−
że być także inne miejsce. Jedyną trudnością
podczas  instalowania  systemu,  jak  było
wspomniane,  będzie  znalezienie  torów  wej−
ściowych wzmacniacza mocy radioodbiorni−
ka. Najlepszym sposobem będzie odczytanie
oznaczeń  wzmacniacza  i odszukanie  wejść
w poświęconej mu aplikacji.

Po znalezieniu torów wejściowych należy

je  przeciąć,  po  czym  tor  wyjściowy
przedwzmacniacza  radioodbiornika  dołączyć
do wejść J2, J3, a wejścia wzmacniacza mocy
do wyjść J4, J5 systemu. Do wejścia J1 nale−
ży  doprowadzić  napięcie  zasilające  system.
Najlepszym rozwiązaniem będzie wzięcie na−
pięcia z wyjścia radioodbiornika wykorzysty−
wanego do sterowania anteną. Przy takim po−
łączeniu,  po  włączeniu  radioodbiornika  jed−
nocześnie  będzie  włączany  system  regulacji
głośności.  Bez  problemu  można  do  układu
dołączyć napięcie bezpośrednio z akumulato−
ra  lub  stacyjki.  Mikrofon  należy  umieścić
w miejscu, w którym znajduje się silnik, przy
czym dla niego także trzeba zastosować nie−
wielką  obudowę  z wywierconymi  otworami.
Ze  znalezieniem  oraz  dołączeniem  wejścia
impulsowego tachometru raczej nie powinno
być problemu, oczywiście przy starszych sa−
mochodach.  W nowych  system  sterowania
zapłonem  jest  już  bardziej  rozbudowany,

i chyba najrozsądniejszym wyjściem będzie
poleganie tylko na czujniku mikrofonowym.

Wzmacniacz U1 wraz z elementami

współpracującymi  reguluje  wzmocnienie
w zakresie  od  1  do  ok.  3x.  Jeżeli  trzeba
zwiększyć  wzmocnienie,  wystarczy  zwięk−
szyć wartości rezystorów R5 oraz R7. Po za−
montowaniu  sytemu  w samochodzie  należy
potencjometrem  P2  odpowiednio  wyregulo−
wać  działanie  czujnika  mikrofonowego,
oczywiście  w warunkach,  w jakich  system
ma pracować. Jeżeli wykorzystywany będzie
także tachometr, jego regulacja będzie prze−
biegała podobnie jak poprzedniego czujnika.
Należy ustawić odpowiednie obroty (oczywi−
ście  dla  najgorszego  przypadku  podczas  ja−
zdy),  po  czym  regulując  PR−kiem  P1  trzeba
uzyskać  odpowiednią  głośność  radioodtwa−
rzacza.

Przy wykorzystaniu tylko jednego czujni−

ka  można  nie  montować  elementów  współ−
pracujących  z drugim  czujnikiem.  Jeżeli  za−
kres  zmian  układu  sterującego  diodami  od
0,7V do  3V nie  wystarcza,  bez  większych
problemów  można  zmienić  dzielnik  R26,
R27.  Także  bez  żadnego  problemu  można
zmienić  stałą  czasową  obwodu  całkującego,
zmieniając wartość kondensatora C6.

Marcin Wiązania

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

Maj 2002

Forum Czytelników

Wykaz elementów

Rezystory

R11−R

R33,,R

R66,,R

R1111,,R

R1122,,R

R2277 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477kk

Ω

R44,,R

R77,,R

R99,,R

R1100,,R

R1155 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

R55,,R

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..FFoottoorreezzyyssttoorr

R1133 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..333300

Ω

R1144,,R

R1166,,R

R1188,,R

R2200,,R

R2222,,R

R2255 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

R1177 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700

Ω

R1199 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2200kk

Ω

R2211 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..55,,66kk

Ω

R2233 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1122kk

Ω

R2244 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22kk

Ω

R2266 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1155kk

Ω

P11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

R m

miinniiaattuurroow

wyy

P22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700kk

Ω

Kondensatory

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700µµFF//2255V

C22,,C

C1100,,C

C1111 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477µµFF//2255V

C44,,C

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100µµFF//2255V

C66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222µµFF//2255V

C77,,C

C88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222nnFF

C99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11µµFF M

C1122 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000µµFF//2255V

C1133 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33,,33µµFF//2255V

C1144,,C

C1155 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..668800nnFF

Inne

U11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTLL008822

U22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LL22991177N

U33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTLL008811

TT11,,TT22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

C554488

D11,,D

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D 55m

m R

REED

D zz ppłłaasskkąą ssoocczzeew

wkkąą

D33−D

D66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

M11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..M

Miikkrrooffoonn eelleekkttrreettoow

wyy

Rys. 2 Schemat montażowy

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

Maj 2002

Zestaw  do  samodzielnego  montażu  K8016
pozwala  zrealizować  generator  funkcyjny  −
jeden  z najważniejszych  przyrządów  w pra−
cowni elektronika. Generator ma postać przy−
stawki  do  komputera.  Ogromną  zaletą  jest
wykorzystanie komputera PC i jego monitora
w roli panelu sterowania. Współpraca z kom−
puterem nie tylko radykalnie redukuje koszty,
ale też pozwala zrealizować wiele interesują−
cych  funkcji,  dostępnych  tylko  w kosztow−
nych  klasycznych  przyrządach  autonomicz−
nych. Umożliwia to dostarczony na dyskietce
program komputerowy sterujący przystawką.

Zakres częstotliwości pracy wynosi

0,01Hz...1MHz,  przy  czym  częstotliwość
można  ustawić  z rozdzielczością  0,01%.  Za−
kres amplitud wyjściowych sięga od 100mVpp
do  10Vpp,  przy  czym  składową  stałą  (offset)
można regulować w zakresie −5V ... 0V ... +5V.

W generatorze wykorzystano tak zwaną

bezpośrednią  syntezę  częstotliwości  (DDS),
a źródłem  sygnału  taktującego  jest  generator
kwarcowy. Maksymalna częstotliwość taktują−
ca wynosi 32MHz, a pamięć przebiegu i prze−
twornik cyfrowo−analogowy są 8−bitowe. Taka
rozdzielczość  pozwala  uzyskać  niewielkie
zniekształcenia generowanych przebiegów, ty−
powo 0,08% THD w przebiegu sinusoidalnym
i liniowość 99% w przebiegu trójkątnym.

Oprócz standardowych przebiegów: sinu−

soidalnego,  trójkątnego  i prostokątnego,
przyrząd może wytwarzać przebiegi o zmien−
nej częstotliwości (funkcja sweep), wykorzy−
stywane  przy  pracy  w roli  wobulatora,  czy
szumowe, stosowne przy pomiarach aparatu−
ry audio. Użytkownik może też w prosty spo−
sób  zaprojektować  własne  sygnały,  o ile  są
potrzebne do testowania specyficznych urzą−
dzeń  −  jeden  tworzony  przebieg  może  mieć
do 32k próbek.

Generator może w prosty sposób współ−

pracować  z oscyloskopami  PC  Vellemana,
tworząc  zestaw  pomiarowy,  pozwalający
m.in.  zdejmować  charakterystyki  Bodego.
Oscyloskop jest wtedy dołączony kablem do
gniazda generatora, a ten, drugim kablem, do
portu  drukarkowego  komputera.  Przyrządy
są oddzielone galwanicznie za pomocą trans−
optorów, co w zastosowaniach pomiarowych
jest bardzo korzystne.

Przyrząd zasilany jest napięciem stałym

12V, a pobór prądu nie przekracza 0,8A.

Częścią zestawu K8016 jest estetyczna

obudowa oraz zabezpieczone folią płyty czo−
łowa i tylna.

Montaż

Montaż  przyrządu,  pełniącego  dość  skompli−
kowane funkcje, nie jest trudny. Nie jest to jed−
nak projekt przeznaczony dla
zupełnie  początkujących,  na
co wskazuje piąty, najwyższy
stopień trudności (skill level −
5). Dobrą pomocą w monta−
żu  jest  instrukcja,  przedsta−
wiająca krok po kroku wszy−
stkie  kolejne  czynności.  Dla
ułatwienia,  małe  elementy
połączone  są  fabrycznie  ta−
śmą  w kolejności,  w jakiej
mają być montowane. Zaleca
się  zaznaczanie  w instrukcji
wszystkich  zmontowanych
elementów, co zmniejszy ry−
zyko pomyłki.

Stabilizator, mocowany

na płycie tylnej powinien
być wlutowany w płytkę do−
piero po dopasowaniu do
obudowy.

Zmontowany przyrząd podłączany jest do

portu drukarkowego PC−ta, na którym wcze−
śniej zainstalowane zostało oprogramowanie
WinDSOfg z dostarczonej dyskietki.

Po wybraniu opcji Function Generator

należy podać adresu portu drukarkowego
(Option − Hardware setup).

Następnie należy ustawić częstotliwość

wyjściową 1kHz, amplitudę 5Vpp i napięcie
stałe (offset) na 0V oraz wybrać przebieg si−
nusoidalny.  W oknie  Output  powinien  poja−
wić się stosowny kształt przebiegu, powinna
się  też  zaświecić  lampka  gotowości  LD2.
W takiej  sytuacji  do  wyjścia  sygnałowego
należy  dołączyć  woltomierz  na  zakresie  po−
miaru napięcia stałego i za pomocą RV1 uzy−
skać wskazanie woltomierza równe zeru.

Można też sprawdzić kształty przebiegów

za pomocą oscyloskopu.

−

Najciekawsze kity

Belgijska firma Velleman jest światowym liderem w produkcji kitów elektronicznych

Komputery

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

Maj 2002

Dla elektronika komputer jest niezastąpio−
nym narzędziem, to każdy wie. Potrzebu−
jemy go, aby połączyć się ze światem w po−
szukiwaniu ważnych informacji, projekto−
wać płytki drukowane, programować pro−
cesory, tworzyć dokumentację swoich kon−
strukcji, pisać listy itd.

Ja chciałbym Wam podsunąć jeszcze

jeden pomysł na wykorzystanie poczciwe−
go PC−ta, aby pomóc sobie w rozwiązywa−
niu nietypowych problemów. Najlepiej bę−
dzie jeśli posłużę się przykładami, aby wy−
jaśnić co mam na myśli.

Wielu elektroników zna jakiś język pro−

gramowania.  Inni  na  pewno  jakiegoś  się
uczą, a pozostali − prędzej czy później się go
nauczą.  Swoje  przykłady  opieram  na  BA−
SIC−u,  ponieważ  chyba  największe  grono
Czytelników  go  zna,  choćby  z przygody
z BASCOM−em. W każdym innym języku
można podobnie rozwiązywać takie proble−
my. Można to zrobić nawet na arkuszu kal−
kulacyjnym, jeśli jest wyposażony w możli−
wość graficznego przedstawiania wyników.

Przykład 1

Jako  pierwszy  przykład  weźmy  sobie  układ
ze „Skrzynki Porad” z numeru 1/2002 EdW.
Chodzi  o  zmianę  charakterystyki  potencjo−
metru  liniowego  przy  użyciu  dodatkowego
rezystora.  Na  rysunkach  przedstawione  są
tam    charakterystyki  wynikowe.  Pokażę  tu
sposób szybkiego wykreślania ich na monito−
rze dla oszacowania która z nich byłaby dla
nas  najbardziej  korzystna.  Napiszmy  kilka
wierszy w BASICu:

screen 2
P=10
R=20
for X=.1 to P+.11 step .05

Rx=1/(1/X+1/R)
K=Rx/(P−X+Rx)
pset (60*X,199−X*20)
pset (60*X,199−200*K)

next X

Aby wykreślić na ekranie kolejne punk−

ty  obrazujące  zmianę  współczynnika
podziału  dzielnika  napięcia  jakim  jest  po−
tencjometr z dołączonym rezystorem R (ry−
sunek  1),  trzeba  napisać  wzór  na  tenże
współczynnik K:
K=Rx / (P−X+Rx),
gdzie:
P − rezystancja całego potencjometru,
X  −  ustawienie  potencjometru  (rezystancja
„dolnej” części − zmienia się od zera do P),
Rx − rezystancja „dolnej” części potencjome−
tru wraz z dołączonym rezystorem R

Rx=1 / (1 / X + 1 / R) lub
Rx=(X * R) / (X + R)

Program oblicza w pętli for − next współ−

czynnik podziału dla kolejnych ustawień po−
tencjometru, co 0,05 k

Ω

. Wartość tego skoku

możemy zmieniać tak, aby uzyskać czytelny
wykres i nie czekać przy tym zbyt długo na
wynik obliczeń.

W Turbo Basicu komendą służącą do ry−

sowania  punktu  na  ekranie  jest  PSET (x,y).
Rozdzielczość  w  trybie  screen2 wynosi  199
na  639  pixeli.  Początek  układu  współrzęd−
nych  jest  w  górnym  lewym  narożniku
ekranu,  a  zatem  zamiast  „y”  należy  pisać
„199  −  y”  aby  uzyskać  normalne  położenie
wykresu. Współczynniki 60, 20 i 200 w tych
komendach tak ustawiają skalę, aby nasz wy−
kres zajął pełny ekran.

Jeszcze wyjaśnienie dlaczego jest for

X=.1 to P+.11 step .05 a nie for X=0 to P
step .05.

Dlatego, aby nie miał miejsca przypadek

dzielenia przez zero dla X=0. Nie zmienia to
w żaden znaczący sposób uzyskanych wy−
kresów, a uwalnia nas od kłopotów z działa−
niem programu.

Aby ostatnia wartość w pętli nie wycho−

dziła poza zakres pętli − lepiej dać górną gra−
nicę  nieco  większą  (P+.11).  Brak  tej  jednej
setnej  czasami  powoduje  nie  przechodzenie
pętli  przez  ostatnią  wartość  z  powodu  zao−
krągleń BASICa.

Powyższa pętla for − next rysuje jednak

tylko jeden wykres − dla wartości R=20 k

Ω

To już jest w jakiś sposób pomocne, ale

my chcielibyśmy zobaczyć wpływ wartości
R na kształt charakterystyki. Do tego posłuży
druga pętla for − next, w której zmieniać się
będzie R:
screen 2
P=10
for R=1 to 21.1 step 5

for X=.1 to P+.11 step .05

Rx=1/(1/X+1/R)
K=Rx/(P−X+Rx)
pset (60*X,199−X*20)
pset (60*X,199−200*K)

next X

next R

Od tego momentu program rysuje po ko−

lei charakterystyki potencjometru wraz z do−

łączanym  coraz  większym  re−
zystorem  dodatkowym  R  (ry−
sunek  2).  Zauważmy,  że  cha−
rakter  tych  krzywych  nie  jest
dokładnie  taki,  jak  na  rysun−
kach z EdW 1/2002...

Wszystkie wykresy będą w

dalszym  ciągu  rysowane  na
tle  linii  prostej  będącej  cha−
rakterystyką  samego  poten−
cjometru:

pset (60*X,199−X*20).

Wprawdzie linia ta rysowana jest za każ−

dym razem, czyli w tym przypadku 5 razy,
ale nam to w żaden sposób nie przeszkadza,
natomiast upraszcza program.

Widząc teraz wszystkie 5 krzywych mo−

żemy łatwo ustalić, którą wartość R najlepiej
będzie  wykorzystać.  Na  szybkich  kompute−
rach  krzywe  będą  rysowane  tak  szybko,  że
nie  zdążymy  zauważyć  od  której  krzywej
program  zaczyna.  Jeśli  zależy  nam  na  tym,
aby widzieć jak postępuje rysowanie, trzeba
wstawić w pętlę opóźnienie, czyli np. jeszcze
jedną pustą pętlę ze zmienną t:
for t=1 to 1000:next t

Jeśli wstawimy ją powiedzmy między in−

strukcje  PSET,  czyli  do  wewnętrznej  pętli,  to
cała krzywa będzie rysowana wolniej. Czasem
jednak lepiej jest pozostawić wewnętrzną pętlę
szybką,  a  większe  opóźnienie  wstawić  w  ze−
wnętrznej pętli. Wtedy między poszczególny−
mi  wykresami  mamy  chwilę  przerwy,  co  po−
zwala zorientować się do jakiej kolejności pa−
rametrów odnoszą się poszczególne krzywe.

Do czego używamy komputera ?

Rys. 1 Schemat potencjometru

z dodatkowym rezystorem

do korekcji charakterystyki.

Rys. 2 Charakterystyki wypadkowe

dla P=10k

Ω

, zmiana R − od 1k

Ω

do 21k

Ω

− co 5k

Ω

Komputery

Z powyższych wykresów widać na przy−

kład, że wstawienie opornika dodatkowego
6k

Ω

powoduje dużą i podobną zmianę cha−

rakterystyki jak jego dalsze zmniejszenie
do 1k

Ω

, a np. zmiana wartości z 11k

Ω

16k

Ω

daje tylko subtelną zmianę kształtu

krzywej.

Jako dalsze ćwiczenie można przerobić

nieco program i wykreślić np. przebieg rezy−
stancji wejściowe, takiego dzielnika w funk−
cji  kąta  obrotu  gałki  i to  jeszcze  przy  kilku
różnych  rezystancjach  obciążenia  dzielnika.
Znów  dwie  pętle,  kilka  wierszy  programu  i
już wszystko wiadomo:
screen 2
P=10
R=20
for Robc=1 to 101.1 step 20

for x=.1 to P+.11 step .05

Rx=1/(1/x+1/R+1/robc)
Rwe=P−x+Rx
pset (60*x,199−Rwe*15)

next x
for t=1 to 100000:next t

next Robc

Rysunek 3 pokazuje zmianę oporności

wejściowej dzielnika z dodatkowym oporni−
kiem 20k

Ω

w funkcji kąta obrotu przy obcią−

żeniu zmieniającym się co 20k

Ω

od 1k

Ω

101k

Ω

Jeśli zacznie się już używać takich metod,

szybko  można  się  nauczyć  jak  postępować,
aby  jak  najszybciej  sprawdzić  zachowanie
się  układu  przy  zmieniających  się  różnych
parametrach.

W moim przypadku najczęściej zaczyna

się od paru linijek programu a potem się to

rozrasta, bo chcę sprawdzić jeszcze to i tam−
to. W każdym razie polecam gorąco opatry−
wanie nawet każdej linijki komentarzami,
abyście po roku również mogli z takiego − raz
napisanego − programu skorzystać

Dla oceny, jak dalece otrzymane krzywe

przypominają prawdziwą charakterystykę lo−
garytmicznego  potencjometru,  możemy
przed  właściwym  programem  narysować  na
ekranie po prostu krzywą wykładniczą (rysu−
nek  4).  Niewielu  z  Was  się  chyba  nad  tym
zastanawiało,  ale  potencjometr  logarytmicz−
ny  (B)  ma  charakterystykę  wykładniczą,  a
wykładniczy  (C)  −  logarytmiczną.  Załatwia
to następujący fragment:
for x=.1 to P+.11 step .01
pset (60*x,199−(100*1.116^x)+100)
next x
wstawiony  przed  właściwymi  pętlami  for  −
next.

Parametry komendy PSET należy do−

brać tak, aby wykres został narysowany na
całym ekranie, czyli aby rozpoczynał się i
kończył w punktach skrajnych następnych
wykresów.

Skok celowo proponuję mniejszy (0,01),

aby krzywa ta wyróżniała się na tle pozo−
stałych.

Po takim doświadczeniu widzimy, że ten

opornik dodatkowy to jest jednak tylko pół−
środek.

Gdybyśmy się uparli na ściśle logaryt−

miczną charakterystykę, to należałoby po−
szukać bardzo drogiego potencjometru speł−
niającego wysokie wymagania albo...

przeczytać drugą część artykułu, która

ukaże się za miesiąc.

Marek Klimczak

matik1@poczta.onet.pl

Rys. 3 Charakterystyki rezystancji

wejściowej dzielnika dla R=20

i Robc zmieniającej się od 1k

Ω

do 101k

Ω

− co 20k

Ω

Rys. 4 Krzywe z rysunku 2 na tle krzy−

wej wykładniczej (charakterystyki

potencjometru logarytmicznego).

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

Maj 2002

Przykład 2

Każdy elektronik prędzej czy później ulepsza
coś  w  swoim  sprzęcie  grającym.  Jedną  z  ta−
kich przeróbek bywa zastąpienie potencjome−
tru  głośności  we  wzmacniaczu  precyzyjnym
dzielnikiem  rezystancyjnym,  choćby  dla
sprawdzenia, co to daje. Zdobywamy więc z
niemałym  trudem  dwusekcyjny,  powiedzmy
10−pozycyjny przełącznik jak najlepszej jako−
ści i... co dalej?

Trzeba zakupić oporniki, ale jakie? Już in−

tuicja podpowiada, że chyba nie jednakowe.

Włączamy więc komputer i każemy mu

liczyć.

Programik może wyglądać tak:

?”OBLICZANIE DZIELNIKA 10−pozycyjne−
go, logarytmicznego”
?
input”Podaj rozdzielczosc galki w dB”;dzial−
ka
input”Podaj calkowita rezystancja dzielnika
w Ohm’ach”;R
zakres=dzialka*8
mnoznik=10^(dzialka/20)
R1=R/(10^(zakres/20))
Rn=R1/mnoznik
?:?
?” X”;” R”
?”————————————————”
for x=2 to 10
Rm=Rn
Rn=Rn*mnoznik
Rk=Rn−Rm
?x,
if x=2 then ?Rn
if x<>2 then ?Rk
next x

Przełącznik lutujemy w ten sposób, że

pierwszy kontakt łączymy z masą a między
każdy następny wstawiamy kolejny obliczo−
ny rezystor (rysunek 5).

Po wpisaniu rozdzielczości dzialka (w

decybelach na działkę) jaką sobie życzymy
i  całkowitej  oporności  R dzielnika,  będącej
najczęściej  również  rezystancją  wejściową
wzmacniacza − w mgnieniu oka otrzymuje−
my zestaw wartości rezystorów, który speł−
nia  wymagania  logarytmicznej  regulacji
głośności.

Oto wynik działania powyższego programu:
OBLICZANIE DZIELNIKA 10−pozycyj−

nego, logarytmicznego

Podaj rozdzielczosc galki w dB? 3
Podaj calkowita rezystancja dzielnika w

Ohm’ach? 10000

————————————————

630.9573364257812

260.2935791015625

367.6744995117188

519.35400390625

733.6070556640625

1036.24755859375

1463.738525390625

2067.5859375

2920.54248046875

Mając takie narzędzie można nawet

pokusić  się  o  dobranie  takiego  zestawu
wartości,  aby  znajdowało  się  w  nim  jak
najwięcej  wartości  z  szeregu.  Nie  ma  prze−
cież  problemu,  aby  np.  automatycznie
wydrukować  (z  użyciem  kolejnej  pętli)  20
zestawów  wartości,  z  których  wszystkie
różnią się nieco założoną rozdzielczością lub
rezystancją  wejściową  i  potem  oszacować,
który z nich jest najbardziej „przyjazny”.

To wszystko można oczywiście obliczyć

kalkulatorem, albo i bez niego, jeśli ktoś to

jeszcze potrafi, ale będzie to trwało tak
długo, że odechce się nam eksperymentów.

Muszę jeszcze przestrzec tych, którzy

rozpędzą  się  tak  w  tym  pisaniu  programów,
że zaczną obliczać układy RLC. Jeśli pojaw−
iają się reaktancje, trzeba stosować rachunek
zespolony  a  to  już  trochę  wyższa  szkoła
jazdy.  W przeciwnym  razie  otrzymamy
zafałszowane wyniki.

Przykład 3

Najprostsze ćwiczenie. Załóżmy, że chcemy
zbudować podgrzewacz puszki z piwem zasi−
lany  baterią  12V.  Znamy  oporność
wewnętrzną  baterii  i  jej  napięcie  bez
obciążenia.  Nie  wiemy  natomiast  jaką
oporność  powinien  mieć  drut  oporowy
grzałki aby uzyskać maksymalną moc grzew−
czą  przekazywaną  puszce.  Pomijam  sen−

sowność takiego przedsięwzięcia, wytrzy−
małość baterii itd.

Powinno się napisać wzór na pochodną

mocy względem Rg, przyrównać ją do zera i
z tego równania obliczyć Rgmax. Ale to
wiedzą tylko „wtajemniczeni”, a z nich
jeszcze nie wszyscy to potrafią do końca zro−
bić. Poniższą metodą może to zrobić każdy.

Prąd grzałki wynosi I=U / (Rw + Rg),

gdzie U=12V, Rw − oporność wewnętrzna
baterii = 2

Ω

, a Rg − poszukiwana oporność

grzałki.

Moc grzałki wynosi zatem:

P=I ^ 2 * Rg
czyli P=(U/(Rw+Rg))^2*Rg

Musimy polecić naszemu komputerowi

takie zadanie: „Oblicz i pokaż mi
moc grzałki dla wielu różnych
wartości Rg, a ja sobie wtedy wy−
biorę takie Rg, przy którym jest
maksymalna moc”.

Teraz tłumaczymy to na BA−

SIC:
U=12:Rw=2

for Rg=.4 to 5 step .2

P=(U/(Rw+Rg))^2*Rg
?Rg,P

next Rg
i po ułamku sekundy mamy wyni−
ki (w lewej kolumnie Rg, w pra−
wej P):

.6000000238418579

12.78106498718262

.800000011920929

14.69387722015381

1 16
1.200000047683716 16.875

1.400000095367432

17.4394474029541

1.600000143051147

17.77777862548828

1.800000190734863

17.95013809204102

2.000000238418579 18

2.200000286102295

17.95918273925781

2.400000333786011 17.85124015808105
2.600000381469727 17.69376182556152
2.800000429153442 17.5
3.000000476837158 17.27999877929688
3.200000524520874 17.04141998291016
3.40000057220459 16.79012298583984
3.600000619888306 16.53061103820801
3.800000667572021 16.26634788513184
4.000000476837158 15.99999904632568
4.200000286102295 15.73361015319824
4.400000095367432 15.46875
4.599999904632568 15.20661163330078
4.799999713897705 14.94809722900391
4.999999523162842 14.69387817382812

z których widać, że istnieje wyraźne maksi−
mum mocy (P=18W) dla Rg = Rwe = 2

Ω

Na koniec chciałbym polecić ze wszech

miar takie podejście w ogóle do techniki i ży−
cia, aby starać się na różne sposoby dociec

Podzespoły

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

Maj 2002

Rys. 5 Schemat skokowego dzielnika napięcia,

powinien tam być symbol 10− a nie

12− pozycyjnego przełącznika!

Źródła energii XXI wieku

W ostatnim czasie wiele mówi się o nowych
źródłach  energii  −  ogniwach  paliwowych.
Nazywa  się  je  źródłami  energii  XXI  wieku
i podkreśla  zalety,  w tym  głównie  brak  to−
ksycznych  odpadów.  Zadowolenie,  że  XX−
wieczne źródła energii oparte w sumie na wę−
glu  ustępują  miejsca  lepszym  i czystszym
źródłom  opartym  na  wodorze,  wyrażają  nie
tylko ekolodzy.

Nazwa ogniwo paliwowe (ang. fuel cell)

niewiele mówi. Tymczasem chodzi o rodzaj
baterii czy akumulatorów. Ogniwo paliwo−
we, podobnie jak bateria, jest źródłem prądu
stałego.

Historia i dzień dzisiejszy

Ogniwa  paliwowe  nie  są  nowym  wynalaz−
kiem. Pierwsze takie ogniwo William Grove
zbudował w Anglii w roku 1839 (!). Jednak
dopiero w latach 50. i 60.  XX wieku zainte−
resowano się nimi poważniej, a to w związku
z potrzebami  przemysłu  kosmicznego.  Oka−
zało się, że już wtedy ogniwa paliwowe wy−
grały  z kosztownymi  i niebezpiecznymi

ogniwami  jądrowymi,  zawierającymi  sub−
stancje  promieniotwórcze  oraz  z jeszcze
droższymi  wówczas  bateriami  słonecznymi.
Ogniwa  paliwowe  instalowano  w statkach
Gemini, Apollo; do dziś są wykorzystywane
w promach kosmicznych.

Te źródła energii znalazły także zastoso−

wania bardziej przyziemne. Wielkie ogniwa
paliwowe,  dostarczające  setek  kilowatów,
a nawet  kilku  megawatów  energii,  mogące
służyć jako źródła awaryjnego zasilania dla
budynków, a nawet osiedli produkowane są
obecnie  przez  wiele  firm.  Kilka  potężnych
ogniw paliwowych można zobaczyć na fo−
tografiach  w artykule.  Podejmuje  się  po−
ważne próby wykorzystania ogniw paliwo−
wych  do  napędu  samochodów.  Kilku  pro−
ducentów  samochodów  i autobusów  pre−
zentuje  i zapowiada  rychłe  wprowadzenie
na  rynek  pojazdów  z ogniwami  paliwowy−
mi.  Duże  fotografie  pokazują  samochody
koncernu Daimler−Chrysler, w tym najnow−
szy Necar 5 zbudowany na bazie Mercede−
sa  klasy  A.  Autobusy  napędzane  silnikami
elektrycznymi  z ogniwami  paliwowymi  są

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

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

łł

O tym się mówi

Maj 2002

O tym się mówi

testowane w kilku miastach
świata. Zadziwiającą nowością
są rowery i skutery wykorzy−
stujące ogniwa paliwowe i sil−
niki elektryczne.

Ogniwa paliwowe średniej

wielkości o mocach rzędu kilku
kilowatów będą wykorzystywa−
ne w gospodarstwach domo−
wych. Powstają i są testowane
liczne prototypy.

Ostatnio wiele uwagi poświęca się też mi−

niaturowym ogniwom paliwowym, które
w przyszłości będą zasilać przenośne urzą−
dzenia elektroniczne, na przykład komputery,
telefony komórkowe, kamery wideo, konsole
do gier, itd.

Jak to działa, czyli
wodoru do pełna

Patrząc ze strony użytkownika, ogniwo pali−
wowe zachowuje się jak typowa bateria, bądź
akumulator.  Ma  dwa  bieguny  i jest  źródłem
prądu stałego. Nie jest jednak rodzajem aku−
mulatora, który jest cyklicznie ładowany prą−
dem  i rozładowywany.  Ogniwo  paliwowe
jest ładowane, a właściwie tankowane... wo−
dorem lub metanolem. Zamienia energię che−
miczną  paliwa  na  elektryczną.  Rysunek  1
pokazuje w uproszczeniu zasadę działania.

Pod wpływem katalizatora atomy wodoru

rozszczepiają  się  na  proton  (H+)  i elektron
(e−).  Protony  przechodzą  przez  elektrolit
i membranę oddzielającą elektrody wewnątrz
ogniwa. Elektrony nie mogą przejść przez tę
membranę i płyną od anody do katody na ze−
wnątrz  ogniwa.  Jest  to  prąd  elektryczny,
który  można  wykorzystać.  Na  katodzie  wo−
dór łączy się z tlenem z powietrza i produk−
tem reakcji jest woda (para wodna) i ciepło.

Znane są różne rodzaje ogniw paliwo−

wych,  na  przykład  z kwasem  fosforowym
(Phosphoric  Acid),  z membraną  protono−
wą  (PEM  −  Proton  Exchange  Membrane),
ze stopionym węglanem (Molten Carbona−
te),  z tlenkiem  (Solid  Oxide  Fuel  Cells),
alkaliczne,  bezpośrednio  wykorzystujące
metanol (Direct Methanol Fuel Cells), czy
regeneracyjne  (Regenerative  Fuel  Cells).

Mają odmienną budowę, pracują
w różnych temperaturach i mają
różną sprawność.

Paliwo

Ostatecznie  paliwem  w omawia−
nych  ogniwach  jest  zawsze  wo−
dór. Niestety, choć jest on jednym
z najpopularniejszych  pierwiast−
ków na Ziemi, występuje głównie
w związkach,  przede  wszystkim
jako woda. Można uzyskać wodór
z wody,  ale  w proces  ten  trzeba
włożyć  znaczną  ilość  energii.

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

Maj 2002

−

Rys. 1

Wytwarza się go w procesie elektrolizy wody
w instalacjach  zawierających  ogniwa  sło−
neczne bądź elektrownie wiatrowe. Poszuku−
je  się  i wykorzystuje  inne  źródła  wodoru.
Stosując  dodatkowe  urządzenia,  można  od−
dzielić i wykorzystać wodór zawarty w róż−
nych

substancjach,

np.

metanie,

metanolu, etanolu, węglowodorach, bioga−
zie, itp. Interesująco zapowiada się wytwa−
rzanie wodoru z pomocą bakterii lub alg oraz
dobranych enzymów.

Pomimo to, że pozyskiwanie wodoru mo−

że być dość skomplikowane oraz związane
z wytwarzaniem pewnych odpadów, i tak no−
we źródła energii okazują się bardziej przyja−
zne dla środowiska, niż dotychczasowe.

Przyszłość

Wiele wskazuje, iż ogniwa paliwowe, zarów−
no duże, jak i miniaturowe, mają przed sobą
świetlaną  przyszłość.  Co  prawda  najnowsze
baterie  i różne  akumulatory,  zwłaszcza  lito−
wo−jonowe,  mają  zadziwiająco  dobre  para−

metry, o czym na co dzień przekonują się po−
siadacze  najnowszych  kamer,  laptopów  czy
telefonów  komórkowych.  Okazuje  się  jed−
nak,  że  ogniwa  paliwowe  pod  wieloma
względami są jeszcze lepsze.

Przede wszystkim, w przeciwieństwie do

baterii, ogniwo paliwowe jest źródłem odna−
wialnym i może być wykorzystywane wielo−
krotnie. Bardzo ważną zaletą jest czas łado−
wania − najszybsze akumulatory ładowane są
w czasie co najmniej pół godziny, natomiast
ładowanie ogniw paliwowych trwa kilka se−
kund.

W skali globalnej dużą zaletą jest fakt, że

ogniwa paliwowe są zbudowane z materia−
łów przyjaznych środowisku i nie zawierają
trującego kadmu, rtęci czy ołowiu.

Poza tym gęstość energii najlepszych

ogniw litowo−jonowych sięga 300Wh/kg,
tymczasem ogniwa paliwowe oferują gęstość
energii 1000...20000Wh/kg. Oznacza to, że
ogniwo paliwowe o takich samych możliwo−
ściach może być znacznie mniejsze i lżejsze
od najlepszego akumulatora.

Obecnie główną barierą w ich szerokim

upowszechnieniu są wysokie ceny. Drugo−
rzędną rolę gra fakt, że do rozwiązania pozo−
stało jeszcze sporo problemów technologicz−
nych i że występują pewne zagrożenia zwią−
zane z ładowaniem.

Oczekuje się, że pierwsze laptopy zasila−

ne z ogniw paliwowych ukażą się już w bie−
żącym  roku.  Choć  małe  ogniwa  paliwowe
występują,  póki  co,  w postaci  niezbyt  licz−
nych  prototypów,  można  się  spodziewać,  że
już  za  trzy...cztery  lata  stosunek  ceny  do
możliwości okaże się konkurencyjny i ogni−
wa  paliwowe  zaczną  wypierać  z rynku  kla−
syczne akumulatory i baterie.

Piotr Górecki

Kto chciałby zdobyć więcej informacji na
aktualny temat, może zacząć od strony:
www.fuelcells.org

O tym się mówi

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

Maj 2002

Document Outline