plik

Do czego to służy?

Temat elektronicznych układów do

stosowania  w samochodach  był  jak  do−
tąd traktowany w EdW trochę po maco−
szemu. Powód tego był prosty: elektroni−
ka samochodowa, w przeciwieństwie do
innych  obszarów  działania  hobbystów
elektroników,  w wydaniu  amatorskim
jest dziedziną zamierającą. W nowoczes−
nych samochodach nie ma już właściwie
miejsca  na  konstrukcje  amatorskie,  tak
często  stosowane  jeszcze  niedawno  te−
mu. Wszystko, co można było zelektroni−
zować zostało już w samochodach daw−
no  zelektronizowane,  a jeżeli  nawet  coś
jeszcze  do  zrobienia  zostało,  to  będą  to
konstrukcje  znacznie  przekraczające
możliwości  amatorów  i nawet  wielu  za−
wodowców. Z drugiej jednak strony, takie
podejście  do  zagadnienia  jest  słuszne
w krajach  wysoko  rozwiniętych,  do  któ−
rych  z pewnością  jeszcze  nie  należymy.
Na  naszych  drogach  porusza  się  jeszcze
wiele  pojazdów  przestarzałych,  w dal−
szym  ciągu  produkowany  jest  FIAT126,
niekiedy nawet zwany samochodem (au−
tor może pozwolić sobie na tą złośliwość,
ponieważ  sam  jeździ,  a właściwie  jest
wożony przez Małżonkę właśnie tym cu−
dem techniki).

Nie namawiamy nikogo na dokonywa−

nie  przeróbek  w instalacji  elektrycznej
Peugeota  406  czy  najnowszego  modelu
BMW. Natomiast do starszych typów sa−
mochodów możemy wykonać użyteczne
usprawnienia,  ułatwiające  życie  kierow−
com, a nawet zwiększające bezpieczeńs−
two jazdy. Jednym z układów podnoszą−
cych bezpieczeństwo na drogach był nie−
wątpliwie  „Sygnalizator  cofania  samo−
chodu” opisany w jednym z poprzednich
numerów  EdW.  Z kolei  w jednym  z naj−
bliższych  numerów  opublikujemy  bardzo
ciekawy  i kontrowersyjny  układ  zmniej−
szający  prawdopodobieństwo  zaśnięcia
zmęczonego  kierowcy  podczas  jazdy,
centralkę alarmową do samochodu i jesz−
cze  kilka  innych  układów  „motoryza−
cyjnych”.  Na  razie  zajmijmy  się  jednak
tym, co już mamy gotowe: układem ste−
rowania oświetleniem wnętrza pojazdu.

Każdy współcześnie produkowany sa−

mochód  posiada  fabrycznie  montowany
układ oświetlenia kabiny kierowcy. Świa−
tło włączane jest najczęściej dwoma spo−
sobami:  automatycznie  w momencie  ot−
warcia drzwi pojazdu i ręcznie, za pomo−
cą  specjalnego  włącznika.  Drugi  sposób

zostawmy  w spokoju,  nie  budzi  on  za−
strzeżeń.  Natomiast  metoda  włączanie
światłą na czas otwarcia drzwi ma aż trzy
wady:
1. Po  wejściu  do  samochodu  i zamknię−

ciu  drzwi  światło  gaśnie,  co  zmusza
nas do poszukiwania stacyjki po omac−
ku i dzióbania na oślep kluczykiem. To
prawda,  że  drzwi  samochodu  można
pozostawić otwarte, ale zimą, podczas
mrozu  i wiatru  nie  należy  to  do  przy−
jemności.

2. Po wyjściu z pojazdu światło także na−

tychmiast gaśnie, co uniemożliwia
wzrokową kontrolę „czy aby na pewno
wszystko zabraliśmy?”.

3. Światło w kabinie pali się cały czas

podczas otwarcia drzwi, co uniemożli−
wia pozostawianie ich otwartych na
dłuższy okres czasu.

Tymczasem

dobrą praktyką jest otwieranie drzwi
samochodu podczas postoju w garażu
w celu przewietrzenia wnętrza kabiny.

Prosty układ elektroniczny eliminujący

opisane  wady  został  skonstruowany
i przetestowany  w samochodzie  autora.
Przez  ponad  rok  działał  on  bez  najmniej−
szej  awarii  i wykazał  w pełni  swoją  uży−
teczność. Urządzenie realizuje następują−
ce funkcje:
1. Każde  otwarcie  lub  zamknięcie  drzwi

powoduje

włączenie

oświetlenia

wnętrza pojazdu na czas, który może
być w bardzo szerokich granicach re−
gulowany przez Użytkownika.

2. Włączenie stacyjki powoduje natych−

miastowe wyłączenie oświetlenia.
Funkcja ta okazała się niezbędna, po−

nieważ jazda w nocy z włączonym
oświetleniem kabiny kierowcy może
być niebezpieczna.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu pokazany został na rry

u 1

1. Na

schemacie możemy od razu wyodrębnić
dwa bloki funkcjonalne: układ timera ste−
rującego  za  pośrednictwem  tranzystora
mocy  oświetleniem  i układ  formowania
impulsu  wyzwalającego  timer.  Analizę
schematu rozpoczniemy od opisu drugie−
go z bloków funkcjonalnych.

Styk drzwiowy normalnie włączający

bezpośrednio oświetlenie został dołączo−
ny  za  pośrednictwem  rezystora  R4  do
wejścia  bramki  IC2D.  Fragment  układu
z rezystorami R3, R4 i kondensatorem C3
skutecznie  służy  eliminacji  skutków
drgań styków włącznika. Kiedy drzwi sa−
mochodu  pozostają  zamknięte,  na  we−
jściu  bramki  IC2D  panuje  stan  wysoki
wymuszony przez rezystor R3. Otwarcie
drzwi  samochodu  powoduje  zwarcie
włącznika drzwiowego do masy i powsta−
nie  stanu  niskiego  na  wejściu  bramki
IC2D,  a w konsekwencji  stanu  wysokie−
go na wyjściu tej bramki, pracującej jako
inwerter.  Zamknięcie  drzwi  samochodu
spowoduje  powtórne  powstanie  stanu
niskiego  na  wyjściu  IC2D  i przejście
w stan wysoki wyjścia drugiego inwerte−
ra – bramki IC2A.

Bramka IC2B służy do generowania

krótkich impulsów, które po zanegowa−
niu przez bramkę IC2C mają wyzwalać ti−
mer w momencie otwierania lub zamyka−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Układ sterowania oświetleniem
kabiny samochodu

2026

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

nia  drzwi  samochodu.  Obydwa  wejścia
tej  bramki  są  normalnie  „podwieszone”
do  plusa  zasilania  za  pośrednictwem  re−
zystorów R5 i R6. Przejście w stan niski
wyjścia bramki IC2D lub IC2A powoduje
krótkotrwałe  wystąpienie  stanu  niskiego
na  jednym  z tych  wejść  i powstanie  im−
pulsu wyzwalającego timer.

Układ timera został zrealizowany z wy−

korzystaniem  popularnej  kostki  NE555.
Ponieważ  jest  to  chyba  już  setne  zasto−
sowanie  tego  układu  w projektach  serii
2000, nie będziemy tego fragmentu ukła−
du  szczegółowo  opisywać.  Wystarczy
wspomnieć, że czas trwania impulsu ge−
nerowanego  przez  IC1  możemy  regulo−
wać  w szerokich  granicach  za  pomocą
potencjometru  montażowego  PR1.  We−
jście zerujące timera NE555 zostało dołą−
czone  do  plusa  zasilania  za  pośrednict−
wem rezystora R7, co umożliwia genera−
cję  impulsów  przez  IC1.  Jeżeli  jednak
włączymy  stacyjkę,  to  baza  tranzystora
T2  zostanie  spolaryzowana  i tranzystor
ten  zewrze  wejście  zerujące  timera  do
masy,  co  spowoduje  natychmiastowe
przerwanie  generacji  impulsu  i wyłącze−
nie światła w kabinie samochodu.

Do bezpośredniego włączania żarówki

(żarówek)  oświetlenia  kabiny  służy  tran−
zystor  T1  –  BUZ10.  Zastosowanie  tran−
zystora  typu  MOSFET  pozwoliło  na  re−
zygnację  ze  stosowania  radiatora,  przy−

najmniej przy zasilaniu jednej tylko żarów−
ki.

Montaż i uruchomienie

a rry

u 2

2 przedstawiona zo−

stała  mozaika  ścieżek  płytki  drukowanej
oraz rozmieszczenie elementów. Montaż
wykonujemy  w typowy  sposób,  rozpo−
czynając  od  elementów  o najmniejszych
gabarytach, a kończąc na tranzystorze T1,
którego sposób wlutowania omówimy za
chwilę.  Dyskusyjne  jest  tym  razem  sto−
sowanie  podstawek.  Tak  jak  wszystkie
układy stosowane w technice motoryza−
cyjnej  nasz  włącznik  będzie  pracował
w ekstremalnie trudnych warunkach, na−
rażony na działanie skrajnych temperatur
i wstrząsy.  Jeżeli  więc  chcemy  zastoso−
wać  podstawki,  to  muszą  one  być  na−
prawdę  bardzo  wysokiej  jakości  (pod−
stawki precyzyjne). Lepiej jednak nie na−
rażać  się  na  dodatkowe  koszty  i po
sprawdzeniu  obydwóch  układów  scalo−
nych wlutować je bezpośrednio w płytkę.
Dyskusyjna  jest  także  sprawa  stosowa−
nia  potencjometru  montażowego  PR1.
Ten  delikatny  element  może  łatwo  ulec
uszkodzeniu a ponadto utrudnia pokrycie
płytki  lakierem  izolacyjnym.  Dlatego  też
można go, po wyregulowaniu czasu trwa−
nia impulsu wymontować z układu, zmie−
rzyć jego oporność i zastąpić rezystorem
stałym o odpowiedniej wartości.

Tranzystor T1 musi zostać przylutowa−

ny do płytki w sposób pokazany n

rry

u 3

3. Taki sposób montażu

pozwoli nam zmieścić cały układ
w proponowanej obudowie typu
KM−xxx.

Zmontowany układ nie wymaga

uruchamiania,  ale  jedynie  regulacji
czasu  trwania  impulsu  generowa−
nego przez timer IC1, czyli długości
czasu  zapalenia  światła.  Po  zakoń−
czeniu  wszystkich  czynności  mon−
tażowych  i regulacyjnych  musimy

koniecznie pokryć płytkę warstwą lakieru
elektroizolacyjnego. Lakier taki, dostępny
w ofercie  handlowej  AVT,  doskonale  za−
bezpieczy  nasz  układ  przed  wpływami
wilgoci  i agresywnych  związków  che−
micznych (sól!).

Warto jeszcze wspomnieć o sposobie

dołączenia wykonanego urządzenia do in−
stalacji samochodu. Omówimy go na
przykładzie

„samochodu”

FIAT126,

w którym układ był testowany.

Najpierw musimy odnaleźć przewód

prowadzący od włącznika drzwiowego do
lampki sufitowej. Przechodzi on przez ba−
gażnik, nieopodal silnika wycieraczek
i jest koloru czarnego. Przewód ten prze−

Rys. 1.

PostScript Picture

AVT2026

Rys. 2. Płytka drukowana

Rys. 3.

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

PR1: 100k
R1, R5, R6, R8: 10k
R2, R3: 5,6k
R4: 2,2k
R7: 1k

atto

orry

C1, C7: 100nF
C2, C6: 100uF/16
C3: 470nF
C4, C5: 1nF

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

IC1: NE555
IC2: 4093
T1: BUZ10
T2: BC548 lub podobny

ozzo

stta

ałły

Z1: ARK3
Z2: ARK2
Obudowa typu KM–25B

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

cinamy i koniec prowadzący do włącznika
przykręcamy do złącza oznaczonego lite−
rą „C”. Drugi koniec przeciętego przewo−
du podłączamy do punktu „A”. Następ−
nie wykonujemy trzy diodatkowe prze−

wody:  dwa  zasilające,  które  dołączymy
do masy pojazdu i do punktu w instalacji
samochodu, na którym zawsze występu−
je  napięcie  (np.  za  drugim  bezpieczni−
kiem,  patrząc  od  przodu)  . Trzecim  prze−

wodem łączymy punkt „C” z fragmen−
tem instalacji, na którym napięcie wystę−
puje dopiero po włączeniu stacyjki (np. za
pierwszym bezpiecznikiem).

biig

niie

w R

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

6..

Do czego to służy?

Wszyscy wiemy, jaki jest stan bezpie−

czeństwa na drogach w Polsce: przeraża−
jący!  Jesteśmy  w światowej  czołówce
jeżeli  chodzi  o ilość  wypadków  drogo−
wych, szczególnie tych o tragicznych na−
stępstwach. Można bez przesady powie−
dzieć,  że  co  roku  znika  z mapy  naszego
kraju małe miasteczko zamieszkałe przez
ludzi,  którzy  znaleźli  śmierć  w wypadku
samochodowym. Powód tych nieszczęść
jest prawie zawsze jeden: ludzka głupota
połączona  z brakiem  wyobraźni  i kwalifi−
kacji kierowców.

Czy My, Elektronicy możemy coś zro−

bić, aby zwiększyć bezpieczeństwo w ru−
chu  drogowym?  Elektronika  już  wielo−
krotnie zasłużyła się na tym polu, a przy−
kładem  mogą  być  elektronicznie    stero−
wane systemy ABS czy też także elektro−
nicznie wyzwalane poduszki powietrzne,
znacznie  zmniejszające  ryzyko  obrażeń
przy  uderzeniu  w przód  samochodu.
Współcześnie  produkowane  przez  reno−
mowane firmy samochody zostały już ze−
lektronizowane  do  granic  możliwości
i trudno  przypuścić,  aby  amatorzy  mieli
na tym polu coś do powiedzenia.

A jednak tak nie jest, za chwilę przeko−

namy się, że hobbista także może doło−
żyć swoje „trzy grosze” do zapobiegania
nieszczęśliwym wypadkom w ruchu dro−
gowym. Już jednak teraz należy podkreś−
lić, że urządzenie z którym za chwilę się
zapoznamy w żadnym wypadku nie gwa−
rantuje całkowitego bezpieczeństwa. Jak
wszystkie tego rodzaju układy może jedy−
nie nieco zmniejszyć ryzyko wypadku, co
nie zwalnia nas od zachowania maksy−
malnej ostrożności nawet podczas parko−
wania samochodu!

Istnieje pewna grupa wypadków dro−

gowych, których przyczyna jest mało zna−
na  szerokiemu  ogółowi  mniej  doświad−
czonych kierowców. Jeżeli bowiem tele−
wizja lub prasa pokazuje obraz roztrzaska−
nego  o drzewo  czy  inną  przeszkodę  sa−
mochodu, to najczęściej opatruje to lako−
nicznym  komentarzem  w rodzaju  ” Kie−
rowca  stracił  panowanie  nad  kierownicą
i ....”.  Podczas  podawania  bieżących  in−
formacji  prawdziwe  przyczyny  wypadku
nie są najczęściej znane i zostaną ustalo−
ne  po  przeprowadzeniu  długotrwałych
badań  technicznych  czy  medycznych.
Tymczasem,  częściej  niż  można  przy−
puszczać,  kierowca  rozbitego  samocho−
du  nie  miał  nawet  najmniejszej  szansy,

aby na czymkolwiek zapanować, ponie−
waż w chwili wypadku po prostu spał!

Wypadki spowodowane przez zaśnię−

cie kierowcy podczas prowadzenia samo−
chodu są szczególnie groźne w skutkach.
Jeżeli  bowiem  dochodzi  do  „normalnej”
kolizji,  to  kierowca  do  końca  próbuje  jej
zapobiec, hamuje (często nie jest to naj−
lepsze  wyjście),  zmienia  kierunek  jazdy,
a także podświadomie próbuje „zasłonić
się”  prawym  bokiem  samochodu  (stąd
powiedzenie,  że  miejsce  obok  kierowcy
to miejsce dla samobójców). Tymczasem
samochód, którego kierowca zasnął staje
się bezwładną bryłą metalu pędzącą szo−
są, następnie zbaczającą z niej i uderzają−
ca w napotkaną przeszkodę, cały czas ja−
dąc z dużą prędkością. Autor nieoficjalnie
zasięgnął

opinii

kilku

Policjantów

z „drogówki”, którzy stwierdzili, że więk−
szość takich wypadków kończy się tra−
gicznie!

Do opisanych wypadków dochodzi

najczęściej podczas powrotu z weekendu
lub  wakacji,  kiedy  to  chcąc  wykorzystać
możliwość  wypoczynku  do  ostatniej
chwili,  mniej  doświadczeni  kierowcy  de−
cydują się na jazdę nocą. Nie tylko jednak
w takich  okolicznościach  może  dojść  do
nieszczęścia. Coraz większe tempo życia
w naszym  kraju  sprawia,  że  nie  mamy
wystarczającej  ilości  czasu  na  wypoczy−
nek  i niejednokrotnie,  zmuszeni  okolicz−
nościami siadamy za kierownicę w stanie
ograniczonej sprawności psychicznej. Na
niebezpieczeństwo  zaśnięcia  za  kierow−
nicą nie są narażeni jedynie kierowcy ma−
luchów,  którzy  wsłuchani  w dźwięczny

gang silnika tego pożeracza szos, z pew−
nością nigdy nie zasną!

Podgrupą, na szczęście niezbyt wiel−

ką,  w grupie  wypadków  spowodowa−
nych utartą świadomości  przez kierowcę
są  wypadki,  których  przyczyną  było  za−
słabnięcie  prowadzącego  pojazd.  Prowa−
dzenie samochodu nieuniknienie związa−
ne  jest  ze  stresami  psychicznymi,  które
są  jedną  z głównych  przyczyn  ataków
serca.

Zanim przejdziemy do opisu propono−

wanego układu autor jeszcze raz pragnie
podkreślić, że nie jest to urządzenie, któ−
re  pozwala  komukolwiek  siadać  za  kie−
rownicę w stanie silnego zmęczenia czy
niewyspania.  Niemniej  warto  go  wyko−
nać jako układ eksperymentalny i w pew−
nym  stopniu  zwiększający  nasze  bezpie−
czeństwo. Dodatkowym atutem przema−
wiającym  za  wykonaniem  niżej  opisanej
konstrukcji jej wielka prostota i taniość.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu przedstawiony został na rry

n−

u 1

1. Zanim jednak weźmiemy się za ana−

lizę  schematu,  autor  pragnie  namówić
Czytelników  na  przejażdżkę  samochodo−
wą, najlepiej w roli pasażerów. Zajmijmy
miejsce obok kierowcy, wybierzmy długi,
pozbawiony  zakrętów  odcinek  szosy
izacznijmy  obserwować  zachowanie  kie−
rowcy, a konkretnie jego ręce na kierow−
nicy.    Samochód  porusza  się  pozornie
idealnie prosto, ale kierowca nieustannie
wykonuje drobne ruchy kierownicą, kory−
gując kierunek jazdy. Nie jest to działanie

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Układ budzący przemęczonego
kierowcę

2022

„przemyślane”,  po  prostu  po  przejecha−
niu  pewnej  liczby  kilometrów  staje  się
ono nawykiem, podobnie jak czysto odru−
chowa  zmiana  biegów.  Powód  koniecz−
ności  korygowania  kierunku  jazdy  jest
prosty:  nie  istnieje  samochód  o idealnie
wyregulowanym zawieszeniu, tak jak nie
istnieje  idealnie  równa  szosa.  W rzeczy−
wistości  samochód  porusza  się  jakby
„wężykiem”, a konieczność częstego po−
ruszania  kierownicą  wykorzystamy  przy
konstruowaniu naszego układu.

Należy przypuszczać, że jednym z pier−

wszych objawów „przysypiania” kierow−
cy  będzie  właśnie  zaprzestanie  korygo−
wania kierunku jazdy. A zatem wystarczy
zbudować jakiś czujnik wykrywający fakt,
że  kierownica  przestała  na  jakiś  czas  się
poruszać  no  tak,  właśnie  na  tej  zasadzie
działa nasze urządzenie!

Analizę układu rozpoczniemy od stanu

spoczynkowego,  kiedy  to  włącznik  S1
jest zwarty. W układzie nic się nie dzieje,
licznik IC2 i obydwa przerzutniki zawarte
w strukturze układu IC1 są permanentnie
wyzerowane.  Stan  wysoki  z wyjścia  Q\
przerzutnika IC1A zasila bazę tranzystora
T1 powodując zwarcie styków przekaźni−
ka  RL1  (o  kontrowersyjnej  roli  jaką  speł−
nia ten przekaźnik pomówimy za chwilę).
Wsiadamy teraz do samochodu wyposa−
żonego w nasz układ i udajemy się na po−
nowną wyprawę na szosę. Podczas prze−
jazdu  przez  miasto  włączanie  urządzenia
nie ma najmniejszego sensu, powodowa−
ło  by  ono  jedynie  fałszywe  alarmy,  np.
podczas postoju pod światłami. Po wyje−

chaniu  na  szosę  włączamy  nasz  układ,
rozwierając styki przełącznika S1. W tym
momencie  na  wejściach  zerujących  licz−
nika i przerzutników zostaje za pośrednic−
twem  rezystorów  R3  i R5  wymuszony
stan  niski,  zezwalając  na  pracę  licznika
i ewentualną  zmianę  stanu  przerzutni−
ków.

Kontaktron KT1 został zamocowany

na obudowie kolumny kierownicy, nato−
miast do samej kolumny przyklejonych
zostało kilka magnesów.

Być może niektórzy mniej doświad−

czeni Czytelnicy nie wiedzą, jak zbudowa−
ny jest kontaktron i na czym polega jego
działanie. Jest to po prostu podłużna bań−
ka szklana, wewnątrz której umieszczone
są  dwa,  najczęściej  pozłacane  styki  wy−
konane z materiału ferromagnetycznego.
Jeżeli  kontaktron  zostanie  umieszczony
w polu magnetycznym, styki zwierają się.
W porównaniu  z tradycyjnymi  stykami
kontaktrony  posiadają  szereg  zalet:  są
całkowicie  niewrażliwe  na  wilgoć,  mogą
pracować  w środowisku,  w którym  isk−
rzenie  styków  mogłoby  spowodować
wybuch, umożliwiają konstruowanie bar−
dzo małych przekaźników o dużej liczbie
styków.

Tak więc poruszająca się kierownica

powoduje nieustanne zwieranie i rozwie−
ranie kontaktronu. Dodatnie impulsy wy−
twarzane przez styki kontaktronu po zróż−
niczkowaniu przez kondensator C4 prze−
kazywane są na wejście RST licznika IC2,
powodując jego stałe zerowanie.

Rozpatrzmy teraz, co się stanie jeżeli

kierownica samochodu przestanie się po−
ruszać.  Licznik  IC2  przestanie  być  zero−
wany i na jego wyjściach zaczną pojawiać
się stany wysokie, będące binarną repre−
zentacją jego zawartości. Wejście J prze−
rzutnika  J−K  IC1A  zostało  połączone  za
pośrednictwem  jumpera  JP2  z jednym
z wyjść  licznika  IC2  i powstanie  na  tym
wyjściu  stanu  wysokiego  spowoduje
włączenie  się  tego  przerzutnika  przy  na−
dejściu  najbliższego  dodatniego  zbocza
sygnału  zegarowego.  Konsekwencją  te−
go  faktu  będzie  włączenie  bramki  IC4C
i zasilenie z wyjścia bramki IC4D genera−
tora  piezo.  Czas  jaki  musi  minąć  pomię−
dzy zaprzestaniem poruszania kierownicą
a włączeniem sygnału alarmowego moż−
na  w szerokich  granicach  regulować
zmieniając  ustawienie  jumpera  JP2,
a także  dobierając  wartość  pojemności
C1  i/lub  rezystancji  R1.  Czas  ten  powi−
nien  być  dostosowany  do  indywidual−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 1. Schemat elektryczny

Rys. 2.

nych cech kierowcy i musi zostać ustalo−
ny doświadczalnie.

Generator piezo wydaje dźwięk dosta−

tecznie donośny, ale nie przeraźliwy. Nie
chodzi nam przecież o to, aby zasypiają−
cego kierowcę przestraszyć, ale aby go
obudzić!

Naciśnięcie przycisku RESET przez

kierowcę jest świadectwem, że zdołał już
oprzytomnieć i powoduje natychmiasto−
we wyłączenie przerzutnika IC1A oraz po−
wrót układu do stanu czuwania.

Fragment układu, który opisywaliśmy

do tej pory nie budzi chyba wątpliwości.
Urządzenie prawdopodobnie będzie dzia−
łać poprawnie, być może w pewnych sy−
tuacjach  zapobiegnie  nieszczęśliwemu
wypadkowi, a w każdym razie nigdy niko−
mu  nie  zaszkodzi.  Kontrowersyjna  jest
dalsza część urządzenia: układ wyłączają−
cy zapłon silnika w przypadku, kiedy kie−
rowca  nie  naciśnie  w zadanym  czasie
przycisku RESET. Kiedy taka sytuacja mo−
że się wydarzyć? Zakładamy że kierowca
świadomie włączył układ zabezpieczający
go  przed  zaśnięciem  i zna  zasadę  jego
działania. A zatem sytuacja taka może za−
istnieć w zasadzie tylko wtedy, kiedy pro−
wadzący pojazd zasłabł i utracił przytom−
ność!  W takim  wypadku  wypadek  jest
w zasadzie  nieuchronny  i nastąpi  on
w momencie  kiedy  niekierowany  samo−
chód  zboczy  z szosy  lub  natrafi  na  prze−
szkodę  na  drodze.  Jeżeli  silnik  zostanie
wyłączony  to  prędkość  pojazdu  zacznie
się zmniejszać i być może istnieć będzie
cień  szansy,  że  samochód  zdoła  się  za−
trzymać! Nawet jeżeli dojdzie do zderze−
nia,  to  ponieważ  energia  kinetyczna  jest
proporcjonalna  do  kwadratu  prędkości,
lepiej aby nastąpiło ono przy szybkości 20
a nie 90km/h. Zdaniem autora warto wy−
konać  i stosować  drugą  część  układu,
szczególnie jeżeli będzie on zamontowa−

ny  w samochodzie  prowadzonym  przez
osobę  np.  mającą  problemy  z sercem.
Należy jednak zachować ogromną ostroż−
ność np. w przypadku pożyczenia samo−
chodu  osobie  trzeciej.  Brak  znajomości
zasady  działania  układu  może  doprowa−
dzić do niespodziewanego unieruchomie−
nia silnika, co jak wiadomo może być bar−
dziej  niebezpieczne  niż  nagła  awaria  ha−
mulców. A zatem kontynuujemy opis na−
szego układu.

Nie naciśnięcie w odpowiednim cza−

sie  przycisku  RESET  spowoduje,  że  licz−
nik IC2 będzie nadal zliczał podawane na
jego  wejście  impulsy  i w końcu  stan  lo−
giczny  1 pojawi  się  na  wyjściu  połączo−
nym  jumperem  JP3  z wejściem  J prze−
rzutnika  IC1B.  Po  nadejściu  dodatniego
zbocza  zegarowego  przerzutnik  ten  włą−
czy się, a tranzystor T1 polaryzowany do
tej pory stanem wysokim z wyjścia Q\

przestanie przewodzić. Przekaźnik RL

rozłączy swoje styki, co spowoduje prze−
rwanie obwodu zapłonowego (dołączo−
nego do wejść I – H układu).

Wyjaśnienia wymaga jeszcze rola jum−

pera  JP1.  Otóż,  konstruując  nasz  układ
otrzymaliśmy  „za  darmo”  jeszcze  jedną
jego  funkcję:  immobilzera!  Możemy  bo−
wiem  rozłączyć  jumper  JP1  i wyjście
F układu dołączyć do masy za pośrednic−
twem dobrze ukrytego przełącznika. Roz−
warcie  tego  przełącznika  uniemożliwi
ewentualnemu  intruzowi  uruchomienie
silnika.

Montaż i uruchomienie

Na rry

u 3

3 przedstawiona została

mozaika ścieżek płytki drukowanej wyko−
nanej na laminacie jednostronnym oraz
rozmieszczenie na niej elementów. Mon−
taż musimy rozpocząć od wlutowania kil−
ku zworek, których zastosowania nie
udało się uniknąć. Zostały one oznaczone

na  stronie  opisowej  płytki  literami  „Z”.
Po wlutowaniu zworek montujemy zgod−
nie  ze  znanymi  zasadami  pozostałe  ele−
menty. Montaż układu wykonujemy w ty−
powy sposób, z jednym wyjątkiem: prze−
kaźnik  RL1  musimy  zamocować  pozio−
mo,  najpierw  przyklejając  go  do  płytki,
a następnie przylutowując jego wyprowa−
dzenia  za  pomocą  kawałków  srebrzanki.
Takie  właśnie  zamocowanie  przekaźnika
zostało  podyktowane  wymiarami  zaleca−
nej  obudowy,  która  poza  tym  jednym
utrudnieniem  idealnie  nadaje  się  do
umieszczenie w niej naszego układu. Nie−
zależnie od przyklejenia stosunkowo cięż−
kiego  przekaźnika,  warto  go  dodatkowo
przymocować  za  pomocą  obejmy  wyko−
nanej ze srebrzanki lub odcinka drutu. Na
płytce  przewidziano  dodatkowe,  odpo−
wiednio  oznakowane  punkty  lutownicze
(“X”)  do  wlutowania  takiej  obejmy.  Jak
zwykle  w układach  „samochodowych”
dyskusyjna jest sprawa stosowania pod−
stawek  pod  układy  scalone.  Jeżeli  je  za−
stosujemy,  to  muszą  to  być  podstawki
naprawdę  doskonałej  jakości,  najlepiej
„precyzyjne”.

Zmontowany układ nie wymaga uru−

chamiania, ale regulacji polegającej na
dostosowaniu za pomocą jumperów cza−
sów opóźnień do indywidualnych cech
kierowcy.

Na zakończenie autorowi pozostaje je−

dynie życzyć Czytelnikom – Kierowcom,
aby opisane urządzenie nigdy nie okazało
się naprawdę potrzebne!

biig

niie

w R

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

PostScript Picture

AVT2022

Rys. 5. Schemat montażowy

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

PR1, R2: 100k
R1, R3, R4, R5, R6: 10k

atto

orry

C1: 100nF
C2: 470µF/16V
C3: 220nF

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

D3, D1: 1N4148 lub odpowiednik
D2: LED
IC1: 4027
IC2: 4060
IC3: 7809
IC4: 4011
T1: BC548 lub odpowiednik

ozzo

stta

ałłe

JP1: 2 goldpiny+jumper
JP2, JP3: 2×4 goldpiny+jumper
Q1: piezo z generatorem
S1: przełącznik dźwigienkowy
S2: przycisk RESET
Z2, Z1: ARK2
Z3, Z4: ARK3
RL1: przekaźnik typu RM82/12V
KT1: styk kontraktonowy zwierny

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

2..

Do czego to służy?

Pozwalamy sobie zaprezentować na−

szym  Czytelnikom  kolejne  urządzenie
z serii układów, które powinny być jakoś
specjalnie wyróżniane. Nie są to bowiem
urządzenia  służące  rozrywce  czy  nawet
zaawansowanym  pracom  hobbystycz−
nym. Są to układy, których zastosowanie
ma  się  przyczynić  do  wzrostu  naszego
bezpieczeństwa i które w pewnych sytu−
acjach  mogą  zapobiec  nieszczęśliwym
wypadkom. Pierwszym z serii był z pew−
nością  detektor  ulatniającego  się  gazu,
układ mogący w pewnym stopniu zlikwi−
dować  jedno  z największych  zagrożeń
czyhających  na  mieszkańca  średnio  roz−
winiętego  kraju  w jego  własnym  domu.
Zajmijmy  się  teraz  kolejnym  zagroże−
niem:  pożarami,  a w jednym  z najbliż−
szych  numerów  EdW  pomyślimy,  jak
choćby w minimalnym stopniu zwiększyć
bezpieczeństwo  w dżungli,  jaką  jest  bez
wątpienia ruch drogowy w naszym kraju.

W poprzednim numerze EdW opubli−

kowany  został  opis  czujnika  wykrywają−
cego  dym  i nienormalne  podwyższenie
się temperatury. O ile jednak opisywany
jeszcze  wcześniej  czujnik  ulatniającego
się  gazu  był  całkowicie  autonomicznym
urządzeniem,  wymagającym  jedynie  do−
łączenia  zasilacza  „wtyczkowego”,  to
czujnik  przeciwpożarowy  wymaga  dołą−
czenia  go  do  wyspecjalizowanej  centrali
alarmowej. Z wielu powodów wykorzys−
tanie  gotowej  lub  samodzielnie  wykona−
nej  centrali  zaprojektowanej  do  pracy
w

systemie antywłamaniowym nie

wchodzi  w grę.  System  zabezpieczający
przed skutkami pożaru ma zupełnie inne
wymagania  techniczne  niż  typowy  sys−
tem alarmowy. Przede wszystkim czujni−
ki wykrywające dym lub obecność szkod−
liwych  gazów  w powietrzu  pobierają
znacznie więcej prądu niż elementy sys−
temu przeciw włamaniowego. Jeden tyl−
ko taki czujnik wymaga zasilania prądem
nie  mniejszym  niż  300mA  przy  napięciu
9VDC. Nasza centrala została zaprojekto−
wana do współpracy z maksimum ośmio−
ma  czujnikami  i musi  dostarczyć  prądu
prawie 2,5A. Z kolei wiele funkcji realizo−
wanych  przez  centrale  alarmowe  prze−
znaczone do pracy w systemach antywła−
maniowych jest w przypadku układu ost−
rzegającego o powstaniu pożaru całkowi−
cie  zbędnych.  Zupełnie  nieprzydatne  by−
łyby wszelkiego rodzaju układy opóźniają−
ce,  kodowane  włączanie  i wyłączanie
centrali  czy  też  układy  antysabotażowe.
Tak więc zaprojektowanie specjalnej cen−

trali przeznaczonej do współpracy z czuj−
nikami AVT−2146 okazało się koniecznoś−
cią.

Podczas projektowania układu przyję−

to następujące założenia konstrukcyjne:

1. Centrala musi dostarczać prądu

o natężeniu do 2,5A i stabilizowanym na−
pięciu 9V.

2. Do centrali można będzie dołączyć

maksymalnie osiem czujników typu AVT−
2146, co oznacza możliwość kontrolowa−
nia aż ośmiu pomieszczeń jednocześnie.

3. Centrala musi umożliwiać natych−

miastowe  ustalenie,  w którym  ze  strze−
żonych  obszarów  powstał  dym  lub  też
nadmiernie  podniosłą  się  temperatura.
W przypadku  powstania  kryterium  alar−
mu w kilku pomieszczeniach naraz, układ
musi  dostarczyć  informacji  o wszystkich
tych pomieszczeniach.

4. Układ powinien zapewniać możli−

wość  ustalenia,  jakie  kryterium  alarmu
zostało  wykryte:  dym  czy  podwyższona
temperatura.

5. Centrala powinna zostać wyposażo−

na  w wbudowany  akustyczny  sygnaliza−
tor  alarmowy.  Aby  nie  zawyżać  kosztów
wykonania  układu  zdecydowano  się  na
sygnalizator piezo średniej mocy. Centra−
la  powinna  posiadać  jednak  dodatkowe
wyjście (tranzystor Open Collector), które
może  umożliwić  dołączenie  dodatko−
wych  sygnalizatorów  akustycznych  lub
optycznych.

Urządzenie spełniające powyższe zało−

żenia zostało zaprojektowane i zbudowa−
ne, a jego prototyp przeszedł testy w Pra−
cowni Konstrukcyjnej AVT. Zbudowany

układ  nazywa  się  „Centrala  alarmu  prze−
ciwpożarowego”,  bo  po  prostu  jakoś
trzeba było go nazwać. W rzeczywistości
jest to urządzenie, które może sygnalizo−
wać nie tylko powstanie pożaru, ale  tak−
że  wykrywać  obecność  toksycznych  ga−
zów i wiele skażeń chemicznych.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu pokazany został na rry

u 1

Dawno  już  nie  widzieliśmy  takiej  ilości
diod naraz, prawda? Jednak te diody nie
tylko  nie  komplikują  i nie  podwyższają
kosztów  wykonania  urządzenia,  ale
wręcz  przeciwnie:  upraszczają  i „potani−
ają” konstrukcję.

Właśnie od tych diod, a właściwie od

ich  dwóch  grup  zaznaczonych  na  sche−
macie  szarymi prostokątami rozpocznie−
my  omawianie  zasady  działania  układu.
Nasza centrala zgodnie z założeniami po−
zwala  na  dołączenie  ośmiu  czujników
przeciwpożarowych.    Każdy  z czujników
posiada swa wyjścia: jedno sygnalizujące
wykrycie  dymu,  a drugie  informujące
o nadmiernym  wzroście  temperatury.
A zatem  centrale  wyposażona  została
w szesnaście  wejść,  po  dwa  na  każdy
z czujników.  Na  przewodach  doprowa−
dzających sygnały z nieraz dość odległych
miejsc  mogą  wystąpić  zakłócenia  i prze−
pięcia,  które  mogłyby  uszkodzić  wejścia
bramek  CMOS.  Właśnie  ochronie  przed
przepięciami  służą  wspomniane  diody.
Jeżeli  na  wejściu  centrali  wystąpi  napię−
cie  większe  o 0.6V  od  napięcia  zasilania
to zostanie ono zwarte do plusa zasilania

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Centrala alarmu przeciwpożarowego

2150

za pośrednictwem diody D1. Podobnie
stanie się w wypadku napięcia ujemnego
względem masy układu: zostanie ono
zwarte przez diodę D2.

Analizę układu rozpoczniemy od mo−

mentu kiedy jest on już dołączony do za−
silania,  ale  na  wszystkich  wejściach
„panuje  spokój,  nie  zostało  stwierdzone
żadne kryterium alarmu. Wyobraźmy so−
bie  teraz,  że  na  wejściu  oznaczonym  na
schemacie  jako  „Tor  0 Dym”  powstanie
stan  niski  świadczący  o wykryciu  dymu
lub gazów w pomieszczeniu zabezpiecza−
nym  przez  czujnik  0.  Za  pośrednictwem
diody D1 stan niski zostanie wymuszony
także na wejściu 13 bramki IC8D i na po−
łączonych  ze  sobą  wejściach  bramki
IC8B.  Dioda  LED  dołączona  do  wyjścia
bramki  IC8B  zapali  się  sygnalizując  wy−
krycie dymu gdzieś na strzeżonym obsza−
rze. Jednocześnie stan wysoki z wyjścia
bramki  IC8D  zostanie  doprowadzony  do
wejścia 8 bramki IC3C powodując jej ot−
warcie i przepuszczenie przez nią sygna−
łu  o częstotliwości  akustycznej  genero−
wanego  przez  generator  multistabilny
zbudowany z bramki IC3D. Generator ten
jest  kluczowany  impulsami  zegarowymi
o częstotliwości  ok.  0,5Hz,  tworzonymi
przez  generator  z bramką  IC3A.  Sygnał
akustyczny doprowadzony jest do sygna−
lizatora alarmowego piezo – Q1.

Tak więc wiemy już, że na strzeżonym

obszarze wykryto obecność dymu, ale

nie wiemy w jakim pomieszczeniu się to
stało. Informacji o tym dostarczy nam za
chwilę  wyświetlacz  DISP1.  Przypomnij−
my sobie, że na wyjściu bramki IC1A zo−
stał w momencie stwierdzenia kryterium
alarmu  wymuszony stan wysoki, dopro−
wadzony następnie do wejścia X0 multi−
pleksera  / demultipleksera  IC5.  Jest  to
ciekawy  układ,  który  w dużym  przybliże−
niu możemy porównać do zwykłego prze−
łącznika  obrotowego  o ośmiu  pozycjach
(patrz rry

k 2

2). Różnica polega głównie

na tym, że wejścia przełączane są nie za
pomocą obracania ośką przełącznika, lecz
za pomocą podawania na wejścia adreso−
we odpowiednich stanów logicznych,
zgodnie z tabelą 1.

Ważną rolę w układzie pełni licznik

IC4A, którego trzy młodsze wyjścia dołą−

czone są do wejść adresowych demultip−
leksera. Na wejście zegarowe licznika po−
dawany  jest  nieustannie  ciąg  impulsów
prostokątnych generowanych przez mul−
tiwibrator  zbudowany  na  bramce  IC3A.
Wyjścia  licznika  dołączone  są  także  do
wejść  dekodera  BCD  na  kod  wyświetla−
cza  siedmiosegmentowego  IC6.  Wyda−
wałoby się więc, że na wyświetlaczu po−
winny kolejno ukazywać się cyfry od zera
do  siedmiu  (zauważmy,  że  licznik  IC4A
zeruje się po nadejściu ósmego impulsu).
Tak jednak nie jest ponieważ wejście wy−
gaszania  wyświetlacza  BI  znajduje  się
w stanie wysokim.

Powróćmy znowu do sytuacji, kiedy

na wejściu „Tor 0 Dym” powstał stan nis−
ki. Na wejściu 1 bramki IC1A został za po−
średnictwem diody wymuszony także
stan niski, a w konsekwencji na wejściu
X0 demultipleksera IC5 pojawił się stan
wysoki. Jeżeli teraz na wejściach adreso−
wych IC5 a tym samym na wejściach de−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Tab. 1 Tablica prawdy układu 4051

Rys. 1.

Rys. 2.

kodera  IC6  pojawi  się  stan  000(BIN), to
stan  wysoki  z wejścia  X0  zostanie  prze−
niesiony  na  wyjście  X demultipleksera
i po  zanegowaniu  przez  bramkę  IC8C
przekazany zostanie na wejście wygasza−
nia wskaźnika siedmiosegmentowego.

Podsumujmy teraz, jak wygląda działa−

nie naszego układu po wykryciu kryte−
rium alarmu na jednym z jego wejść:
1. Pali się dioda LED D49 sygnalizując

wykrycie dymu

2. Generowany jest alarmowy sygnał

akustyczny

3. Na wyświetlaczu cyklicznie ukazuje się

cyfra 0, wskazując że dym został wy−
kryty w pomieszczeniu umownie ozna−
czonym jako „0”.

Tak więc układ spełnia postawione mu

założenia konstrukcyjne.

Uważni Czytelnicy proszeni są o sa−

modzielne przeanalizowanie, co się sta−
nie w przypadku powstania kryterium

alarmu na kilku wejściach centrali jedno−
cześnie.

Pozostała część układu to typowo

skonstruowany  zasilacz  wykorzystujący
monolityczny  stabilizator  napięcia  78S09
–  IC7.  Tranzystor  T1  może  posłużyć  do
włączania dodatkowych układów sygnali−
zacyjnych,  takich  jak  syreny  o większej
mocy czy też sygnalizatory optyczne. Po−
między jego kolektor i plus zasilania mo−
żemy włączyć przekaźnik o obciążalności

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

PostScript Picture

PRO2150

Rys. 3. Schemat montażowy

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

R1 R16, R18,R19, R21: 10k
R17: 220k
R20: 100k

atto

orry

C1: 470nF
C2: 1000µF/16
C3, C5: 100nF
C4: 470µF/10
C6: 22nF

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

DISP1: wyświetlacz siedmiosegmentowy
LED (anoda)
D1 D48 1N4148 lub odpowiednik
D50,D49  LED czerwona i zielona f5
D51, D52, D53, D54  1N4001 lub odpowiednik
IC1,IC2,IC3,IC8: 4093
IC4: 4520
IC5: 4051
IC6: 4543
IC7: 78S09 (2,5A wersja 7809)
BR1  mostek prostowniczy 3A
T1 BC548 lub odpowiednik

ozzo

stta

ałłe

Q1 piezo PCA−08
Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7, Z8, Z9, Z10, Z13,
Z14 ARK2
Z11 gniazdo + wtyk do przewodu
taśmowego 14 pinów
Z12 złącze zaciskane do przewodu
taśmowego lutowane w płytkę
przewód taśmowy 14 ok. 15 cm.
transformator o napięciu wyjściowym
ok. 10 12VAC i prądzie maksymalnym
ok. 2,5A (nie wchodzi w skład kitu)

Rys. 5.

styków odpowiedniej dla przełączanego
obciążenia.

Montaż i uruchomienie

Na rry

h 3

3 i 4

4 przedstawiona zo−

stała  mozaika  ścieżek  dwóch  płytek  ob−
wodów  drukowanych  i rozmieszczenie
na nich elementów. Montaż rozpoczyna−
my  od  płytki  głównej  –  większej.  Naj−
pierw  lutujemy  wszystkie  diody  małej
mocy.  Aby  nie  zmniejszać  czytelności
schematu i strony opisowej płytki, nie zo−
stały one ponumerowane. Ponieważ jed−
nak wszystkie diody są tego samego ty−
pu,  nie  ma  to  najmniejszego  znaczenia,

gdzie którą z nich umieścimy. Następnie
montujemy coraz większe elementy koń−
cząc na kondensatorach elektrolitycznych
i stabilizatorze napięcia. Jeżeli przewidu−
jemy, że centrala będzie współpracować
z więcej niż trzema – czterema czujnika−
mi AVT−2146, to stabilizator napięcia nale−
ży wyposażyć w radiator, o wielkości
ustalonej doświadczalnie (stabilizator mo−
że być gorący, ale nie może parzyć).

Jedyną trudnością na jaką napotkamy

podczas  montażu  układu  centrali  może
okazać  się  połączenie  przewodu  taśmo−
wego  ze  złączem  Z12.  Autor  radzi  naj−
pierw wlutować złącze w płytkę, a dopie−

ro potem zacisnąć całość w imadle ra−
zem z przewodem taśmowym.

Zmontowany ze sprawdzonych ele−

mentów układ nie wymaga uruchamiania
ani regulacji i pracuje natychmiast popra−
wnie.  Płytka  obwodu  drukowanego  nie
została  zwymiarowana  pod  żadną  kon−
kretną  obudowę,  ale  zaleca  się  zastoso−
wanie  obudowy  metalowej,  jaką  z łat−
wością  znajdziemy  w ofercie  handlowej
AVT.

Na rry

u 6

6 pokazano schemat dołą−

czenia czujników AVT−2146 do centrali.

biig

niie

w R

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

0..

Do czego to służy?

Dla Świata nadeszły czarne chwile, po−

nieważ chyba nikomu z Czytelników EdW
nie  trzeba  tłumaczyć,  do  czego  służą
bomby  zegarowe.  Ludzkość  wstrzyma
oddech  z przerażenia,  kiedy  nasza  armia
mścicieli spod znaku Czarnego Mikropro−
cesora  ruszy  w świat  siejąc  śmierć
i zniszczenie!    Aby  nie  patrzeć  na  tą
straszną  rzeź,  Słońce  przestanie  wscho−
dzić,  a rzeki  nie  nadążą  odprowadzać  do
oceanów  przelanej  przez  nas  krwi.  Bę−
dziemy  wysadzać  w powietrze,  niszczyć
i terroryzować, a huk wybuchów zagłuszy
lament naszych ofiar. Będziemy negocjo−
wać  z rządami  wielkich  mocarstw,  szan−
tażować  bankierów i walczyć z wywiada−
mi wszystkich krajów świata. I wszystko
to uczynimy nie dla pieniędzy, nie dla zys−
ku,  ale  w myśl  wielkiej  idei.  Wymusimy
na tych krwiopijcach przywrócenie maso−
wej  produkcji  płyt  analogowych,  lamp
elektronowych i germanowych tranzysto−
rów  TG−2!  Bez  sensu?  Pewnie  że  bez
sensu, ale przecież działanie każdego ter−
rorysty jest kompletnie irracjonalne!

No dobrze, dosyć na dzisiaj tych ponu−

rych żartów. Bombę zegarową, a właści−
wie  coś  w rodzaju  symulatora  zapalnika
do  niej  rzeczywiście  skonstruujemy,  ale
będzie  on  służył  całkowicie  pokojowym
celom:  robieniu  nieszkodliwych  i wcale
nie  głupich  dowcipów.  Proponowany
układ jest jedynie zabawką, które umożli−
wia  przetestowanie  inteligencji  i wiedzy
elektronicznej u wybranej ofiary.

Zanim jeszcze przejdziemy do opisu

proponowanego  układu,  autor  musi  zło−
żyć  pewne  oświadczenie.  Mianowicie
pomysł  na  wykonanie  takiej  właśnie  za−
bawki  nie  jest  całkowicie  jego  własny.
Coś takiego chodziło autorowi od dawna
po  głowie,  ale  ostateczną  inspiracją  do
skonstruowania  „śmiercionośnej”  bom−
by  była  list  od  jednego  z Czytelników
EdW, Kolegi . Nadesłał On do re−
dakcji list, w którym opisywał (bez poda−
wania  schematu)  właśnie  taki  „rozry−
wkową” zabawkę.

Posługiwanie się urządzeniem jest

bardzo proste:
1. Wybieramy najpierw ofiarę. Musi to

być  osoba  znająca  się  na  elektronice
cyfrowej  i posiadająca  prawdziwe  po−
czucie  humoru.  Pamiętajmy  tylko
o jednym: prawdziwe poczucie humo−
ru  nie  polega  na  tym,  aby  śmiać  się
z dowcipów  o blondynkach,  ale  żeby
śmiać się z nich  samemu będąc blon−
dynką!

2. Wkładamy po ciemku naszą bombę do

paczki i dostarczamy ofierze pocztą lub
przez umyślnego.

3. Po otwarciu przez ofiarę paczki zapalają

się wyświetlacze, rozpoczynając zlicza−
nie sekund, od ustalonej liczby do zera.
Jednocześnie  nieszczęśnik  widzi  kart−
kę  papieru,  na  której  napisane  jest,  że
jest to tylko żart i że „bomba wybuch−
nie”  w momencie  osiągnięcia  przez
wyświetlacze  stanu  zerowego  i jedy−
nym  ratunkiem  jest  ustawienie  ośmiu
umocowanych na płycie czołowej urzą−
dzenia  jumperów  w odpowiedniej  po−
zycji. Na kartce znajduje się także sche−
mat cyfrowego układu logicznego. Ale
co  to  za  schemat!  Koszmar  senny,
dziesiątki bramek połączonych ze sobą
w najbardziej  skomplikowany  sposób.
Oczywiście układ, którego schemat ma
przeanalizować  ofiara,  do  niczego  nie
służy. Jest to tylko test logiczny, np.  po
ustawieniu  właściwych  stanów  na
„wiszących  w powietrzu”  wejściach
bramek,  na  wybranym  wyjściu  musi
powstać stan wysoki.

4. Jeżeli ofierze uda się odpowiednio szy−

bko przeanalizować schemat i ustawić
jumpery, to odliczanie zostanie wstrzy−
mane. Jeżeli nie to oczywiście nic nie
wybuchnie. Zapali się czerwona dioda
LED,  odezwie  się  odpowiedni  sygnał
akustyczny  lub  też  stanie  się  jeszcze
coś  innego,  co  Czytelnicy  sami  będą
musieli wymyśleć.

Jak to działa?

Nasza zabawka składa się z trzech blo−

ków funkcjonalnych: bloku liczników,
układu umożliwiającego zatrzymanie wy−
świetlania, czyli rozbrojenia bomby i ukła−
du wykonawczego. Szczególnie interesu−
jący jest trzeci fragment urządzenia. Dla−
czego? Ponieważ jeszcze nie istnieje!
Ale po kolei, omówmy najpierw to, co już
zostało zrobione.

Schemat elektryczny pierwszej części

układu został pokazany na rry

u 1

1. Na

pierwszy rzut oka może on wydawać się
dość  skomplikowany,  ale  jeżeli  przyjrzy−
my  się  rysunkowi  bliżej,  to  z pewnością
zauważymy,  że  główna  część  schematu
składa  się  z trzech  powtarzających  się
bloków: wyświetlacz, dekoder i licznik.

Analizę schematu rozpoczniemy od

stanu spoczynkowego, kiedy to układ po
dołączeniu zasilania znajduje się w ciem−
ności,  czekając  na  ofiarę,  która  wystawi
go na działanie światła, którego pierwszy
promyk  spowoduje  przewodzenie  foto−
tranzystora T3. Tranzystor ten za pośred−
nictwem  rezystora  R11  polaryzuje  bazę
tranzystoraT2,  a w konsekwencji  także
tranzystora  T1,  który  doprowadzi  napię−
cie zasilające do układu. Opornik R9, któ−
ry  także  polaryzuje  bazę  tranzystora  T2,
uniezależnia  dalsze  zasilenie  układu  od
oświetlenia zapalnika. Od tego momentu
nie ma już żadnej możliwości wyłączenia
układu  i pozostaje  tylko  jedno:  wytężyć
inteligencję i wyobraźnię i unieszkodliwić
zapalnik.

Ważną rolę w układzie pełni kondensa−

tor C1. Bezpośrednio po włączeniu zasila−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Bomba zegarowa

2144

nia jest on rozładowany, co wymusza po−
wstanie stanu niskiego na wejściach ze−
zwolenia  na  wpis  do  pamięci  układów
IC1,  IC3  i IC5.  W tym  momencie  do  pa−
mięci  liczników  zostają  wpisane  liczby,
których  reprezentacja  binarna  została
ustawiona  na  wejściach  programujących
J1  J4  każdego  z liczników.  Dla  dwóch
młodszych  cyfr  trzycyfrowej  liczby  od
której  nasz  układ  ma  rozpocząć  zliczanie
będzie  to  zawsze  0.  Mamy  jedynie
wpływ  na  wartość  pierwszej  cyfry  i mo−
żemy ją ustawić za pomocą czterech jum−

perów JP1. Na rry

u 4

4 pokazano, w ja−

ki sposób należy ustawić jumpery, aby do
pamięci  licznika  została  wpisana  odpo−
wiednia cyfra. Im większa cyfra zostanie
wpisana,  tym  większe  szanse  na  urato−
wanie może nie życia, ale honoru elektro−
nika będzie miała ofiara. Możemy dać jej
099,  199,  299,  399,  499,  599,  699,  799,
899 i 999 sekund czasu.

Po załadowaniu cyfr do pamięci liczni−

ków układ rozpoczyna odliczanie od usta−
wionej liczby w dół. Sygnał zegarowy
o częstotliwości ok. 1Hz tworzony jest

przez generator zbudowany z bramek IC7
C i D.  Odliczanie  czasu  pozostałego  do
straszliwej  eksplozji  sygnalizowane  jest
przenikliwymi  piskami  generowanymi
przez  przetwornik  piezo  z wbudowanym
generatorem Q1, co znakomicie koi ner−
wy  ofiary.  Wszystko  tak,  jak  na  filmie
z McGyverem, prawda?

Po osiągnięciu przez liczniki stanu 000

na wyjściu przeniesienia licznika IC1 poja−
wia  się  na  chwilę  stan  niski  i w konsek−
wencji  na  wyjściu  bramki  IC7A  stan  wy−
soki. Wyjście OUT przeznaczone jest do
podłączenia  czegoś,  co  Czytelnicy  sami
zechcą  wymyśleć.  Może  to  być  dioda
LED symbolizująca eksplozję, może syg−
nalizator  akustyczny.  Może  warto  dodać
jeden  tranzystor  wysterowywany  z tego
wyjścia  i zastosować  żarówkę  na  2,5V,
która powinna dość silnie błysnąć w mo−
mencie  przepalenia?  Czekamy  na  cieka−
we pomysły!

Na rry

u 2

2 przedstawiono drugą

część  schematu  bomby.  Jeżeli  jeszcze
raz spojrzymy na rysunek 1, to zauważy−
my że podanie na obydwa wejścia bram−
ki IC7B stanów wysokich spowoduje za−
blokowanie generatora zegarowego i tym
samym  wstrzymanie  odliczania.  Na  we−
jściu  3 wzmacniacza  operacyjnego  IC8A
panuje  napięcie  równe  połowie  napięcia
zasilającego, natomiast wejście 2 zostało
za  pośrednictwem  rezystora  R20  „pod−
wieszone”  do  plusa  zasilania.  Tak  więc
napięcie  na  wyjściu  tego  wzmacniacza
jest  bliskie  zeru  i bramka  IC7B  może  to
traktować  jako  stan  niski.  Do  wejścia
2 wzmacniacza dołączone są także cztery
rezystory  o wartości  36k.  Łatwo  zauwa−
żyć, że „stan wysoki” pojawi się na wy−
jściu wzmacniacza IC8A tylko w przypad−
ku  dołączenia  wszystkich  tych  rezysto−
rów  do  masy.  Układ  z wzmacniaczem
operacyjnym IC8B jest jakby „lustrzanym
odbiciem”  układu  z IC8A.  Aby  uzyskać
napięcie bliskie napięciu zasilania na wy−
jściu tego wzmacniacza należy wszystkie
rezystory 36k tym razem dołączyć do plu−
sa zasilania.

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 1.

Rys. 2.

Rys. 4.

Po prawidłowym dołączeniu do zasila−

nia  wszystkich  rezystorów  na  wyjściu
bramki  IC7B  powstanie  stan  niski,  co
spowoduje  natychmiastowe  wyłączenie
generatora  impulsów  zegarowych,  czyli
unieszkodliwienie zapalnika.

Złącze JP2 służy do kodowania zapalni−

ka i za jego pomocą możemy podłączyć
rezystory do dowolnych pól w złączu JP3.

Montaż i uruchomienie

Na rry

u 5

5 pokazana została mozai−

ka  ścieżek  płytki  obwodu  drukowanego
wykonanej  na  laminacie  dwustronnym
oraz  rozmieszczenie  na  niej  elementów,
a na  rry

u 6

6 mała płytka z szeregami

jumperów.  Montaż  wykonujemy  w spo−
sób  typowy,  rozpoczynając  od  wlutowa−
nia  rezystorów,  a kończąc  na  wyświetla−
czach.  Wyświetlacze  należy  wlutować
jak najdalej od powierzchni płytki, co spo−
woduje  że  będą  one  lepiej  widoczne.
Układy  scalone  zaleca  się  umieścić
w podstawkach.  Wyprowadzenia  tran−
zystora T2 należy przed zamontowaniem
zgiąć  pod  kątem  prostym  i tranzystor

wlutować  tak,  aby  „leżał”
nad  grupą  rezystorów.  Foto−
tranzystor  montujemy  tak,
aby  po  włożeniu  płytki  do
obudowy  wystawał  nieco
ponad  powierzchnię  płyty
czołowej.

Jeden z szeregów ośmiu

goldpinów  musimy  podzielić
na pojedyncze piny i wykonać
z nich  małe  wtyczki,  które
umożliwią  zakodowanie  za−
palnika. Do małej płytki wluto−
wujemy  trzy  szeregi  po
osiem  goldpinów  i lutując
przewody od strony druku łą−
czymy  ją  z wtyczkami.  Przed
zmontowaniem  małej  płytki
możemy ją jeszcze wykorzys−
tać  jako  matrycę  do  wykona−
nia otworów w obudowie, co
opisano w dalszej części arty−
kułu.

Po zmontowaniu i optycz−

nym sprawdzeniu popra−
wności

montażu

należy

sprawdzić  działanie  naszego
zapalnika.  Nie  dołączamy  na
razie  rezystorów  kodera  do
żadnych  napięć  i po  ciemku
dołączamy  do  układu  zasila−
nie – baterię 9V, najlepiej alka−
liczną.  Po  wystawieniu  ukła−

du na działanie światła wyświetlacze po−
winny  natychmiast  się  zapalić  i rozpocz−
nie  się  odliczanie  od  uprzednio  ustawio−
nej liczby. Jeżeli wszystko przebiegło po−
myślnie,  to  możemy  uznać  nasze  urzą−
dzenie za sprawne i przystąpić do realiza−
cji naszych szatańskich planów.

Płytka została zwymiarowana pod

obudowę  typu  KM−33c  i taka  obudowa
będzie dostarczana w kicie. W obudowie
należy wywiercić otwór o średnicy 5mm,
przez który wystawał będzie fototranzys−
tor. Głośniczek piezo z generatorem nale−
ży przykleić do obudowy obok pojemnika
na  baterie,  oczywiście  po  wywierceniu
w obudowie  otworu  o średnicy  ok.  10
mm.  Pod  płytą  czołową  należy  jeszcze
umocować  płytkę  z trzema  szeregami
goldpinów, tak aby wystawały one na ze−
wnątrz.  Najprościej  będzie  wykonać  tą
czynność w następujący sposób:
1. Najpierw  wiercimy  w obudowie  dwa

otwory o średnicy 3 mm i płytkę prowi−
zorycznie przykręcamy do obudowy.

2. Wiercimy w płycie czołowej 24 otwory

o średnicy ok. 0,8 mm posługując się płyt−
ką obwodu drukowanego jako matrycą.

3. Rozłączamy obudowę z płytką i lutuje−

my szeregi goldpinów i przewody za−
kończone wtyczkami wykonanymi
z goldpinów.

Na płycie czołowej warto jeszcze

umieścić nalepkę przedstawioną na rry

y−

u 7

Ostatnimi czynnościami jakie nam

jeszcze pozostały do wykonania jest wy−
myślenie  odpowiednio  zagmatwanego
schematu  logicznego  i odpowiednie  za−
kodowanie zapalnika. Autor nie podaje, li−
cząc na wyobraźnię Czytelników żadnego
wzoru  takiego  schematu.  Natomiast  og−
łaszamy  mały  konkurs  na  najbardziej  po−
krętny  i zagmatwany  schemat,  który  do
niczego nie służy z wyjątkiem sprawdze−
nia wiedzy elektronicznej i wyobraźni po−
tencjalnych  ofiar.  Na  schemacie  muszą
zostać  wyodrębnione  punkty,  które  aby
uzyskać  poprawne  działanie  układu,  mu−
szą  zostać  dołączone  do  plusa  (cztery
punkty) lub do masy ( także cztery) zasila−
nia. Wybrane punkty muszą być oznaczo−
ne  literami  od  A do  H.  Trywialnie  prosty
przykład  takiego  schematu  pokazany  zo−
stał na rry

u 8

Ten z Czytelników, którego schemat

przyprawi całą redakcję EdW o ciężki ból
głowy, otrzyma nagrodę – kit AVT−2236!

biig

niie

w R

Do czego to służy?

Proponowane urządzenie jest kolej−

nym układem z serii wyposażenia warsz−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

PostScript Picture

AVT2236

Rys. 5. Schemat montażowy

PostScript Picture

AVT2236B

Rys. 6. Schemat montażowy

Rys. 7.

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

R1: 220k
R2: 1M
R3, R4, R5, R6, R7: 10k
R9, R10, R19: 10k
R20, R21, R22, R23, R24: 10k
R8: 1k
R11: 510
R12, R13, R14, R15: 36k
R16, R17, R18, R25: 36k

atto

orry

C4, C1: 100nF
C2: 1µF stały
C3: 100µF/16V

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

DP1, DP2, DP3 wyświetlacz
siedmiosegmentowy (Anoda)
D1, D2, D3 1N4001 lub odpowiednik
IC1, IC3, IC5: 40192
IC2, IC4, IC6: 4543
IC7: 4011
IC8: TL082 lub odpowiednik
T3: fototranzystor
T1: BD136 lub odpowiednik
T2: BC548 lub odpowiednik

ozzo

stta

ałłe

JP1 goldpin 2x4 + cztery jumpery
JP2 złącze szufladkowe + osiem goldpinów
JP3 goldpin 3x8 + osiem jumperów
Q1 przetwornik piezo z generatorem
Obudowa typu KM – KM33C
Złącze do baterii 9V

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

4..

tatu  amatorskiego.    W przeciwieństwie
do poprzednich układów z tego cyklu jest
to  urządzenie    nieco  bardziej  skompliko−
wane. Komplikacja dotyczy jednak głów−
nie  ilości  użytych  elementów,  natomiast
zrozumienie  działania  układu  będzie  nie−
omal równie proste jak w przypadku jego
poprzedników.

Niejednokrotnie podczas uruchamia−

nia  i testowania  układów  cyfrowych,
a z takimi  mamy przede wszystkim do
czynienia, napotykamy na trudności z za−
obserwowaniem    szybko    zachodzących
procesów.  Stosowanie  próbników  sta−
nów logicznych  czy  też  diod LED docze−
pianych  w różnych  punktach  badanego
systemu niekiedy  nie zdaje egzaminu ze
względu  na zbyt  wielką  szybkość zacho−
dzących  zmian  i konieczność  obserwo−
wania  jednocześnie  zjawisk  zachodzą−
cych w różnych punktach  układu,  niejed−
nokrotnie    fizycznie  oddalonych  od  sie−
bie.  Pozornie  rozwiązanie  jest  proste:
podłączamy  do  badanego  układu  oscylo−
skop  wielokanałowy  z

pamięcią....

i w tym momencie przypominamy sobie,
ile kosztuje taki oscyloskop i że jego po−
siadanie jest dla nas jedynie marzeniem.
Czy więc sytuacja jest beznadziejna? Nie,
jak  zwykle  możemy  sobie  poradzić  bez
konieczności  wydawanie  setek  złotych
(nowych),  ale  posługując  się  jedynie
prostymi  materiałami  i

narzędziami

wspartymi  pomysłowością.  Proponowa−
ne urządzenie wykorzystuje metodę dob−
rze  znaną  i stosowana  w wielu  urządze−
niach    służących  do  badania  zjawisk  fi−
zycznych:  szybko  zachodzące  zjawiska
należy zarejestrować w czasie rzeczywis−
tym,  a następnie  odtworzyć  w zwolnio−
nym tempie umożliwiającym ich swobod−
ną obserwacje.

Założenia konstrukcyjne.

1. Urządzenie musi umożliwiać zarejest−

rowanie  stanów  logicznych  w co  naj−
mniej ośmiu punktach badanego ukła−
du  i następnie  odtworzenia  tych  prze−
biegów  z szybkością  umożliwiającą
swobodną obserwację wizualną.

2. Rejestracja musi odbywać się z różnymi

szybkościami, dostosowanymi do częs−
totliwości zegara badanego układu.

3. Urządzenie musi umożliwiać zsynchro−

nizowanie swojej pracy z badanym
układem, tj. być sterowane zegarem
tego układu.

4. Powinna istnieć możliwość zmiany

częstotliwości pracy zegara analizatora
podczas odtwarzania zarejestrowanej
informacji. Zmiana ta powinna odby−
wać się w sposób płynny.

5. Układ powinien umożliwiać wyświetla−

nie aktualnego adresu pamięci, w któ−
rej  zapisana  została  informacja.  Ze
względu na konieczność maksymalne−
go obniżenia kosztów wykonania anali−
zatora  przyjęte  zostały  dwie,  alterna−
tywne wersje wyświetlacza.
a) wyświetlanie adresu za pomocą sze−
regu 11−u diod LED. Jest to rozwiąza−
nie podstawowe i najprostsze, ale nie
pozbawione  wady.  Zmusza  ono  bo−
wiem  Użytkownika  do  odczytywania
liczb  zapisanych  w systemie  dwójko−
wym. Ponieważ mogą być to liczby do
11−o bitowych włącznie, ich przetłuma−
czenie  na  system  dziesiętny  „w  gło−
wie”, bez użycia kalkulatora może być
dla wielu Kolegów nieco uciążliwe.
b) rozwiązaniem alternatywnym do opi−
sanego wyżej jest zastosowanie układu
z czterema  licznikami  –  dekoderami
i czterema wyświetlaczami siedmioseg−
mentowymi  LED.  W tym  wypadku
otrzymujemy  prezentację  aktualnego
adresu  bezpośrednio  w systemie  dzie−
siętnym. Okupione jest to jednak znacz−
nym podwyższeniem kosztów wykona−
nia układu. Dlatego też jako rozwiązanie
podstawowe  został  przyjęty  wariant
pierwszy, a drugi jest opcją rozbudowy
analizatora w przyszłości.

6. Analizator powinien posiadać wysoko−

stabilny układ zegara sterującego oraz
dzielnik  częstotliwości  umożliwiający
uzyskanie  częstotliwości  niższych  od
podstawowej.  Powoduje  to  koniecz−
ność zastosowania oscylatora kwarco−
wego (w naszym konkretnym przypad−

ku  oscylatora  1MHz)  i cztero  dekado−
wego  dzielnika  częstotliwości.  Zasto−
sowanie  tak  rozbudowanego  i kosz−
townego  układu  wyłącznie  do  stero−
wania  analizatora  byłoby  marnotraws−
twem. Dlatego też układ został wypo−
sażony  w dodatkowe  wyjście  umożli−
wiające  stosowanie  go  jako  wysoko−
stabilnego  generatora  impulsów  pros−
tokątnych.

7. Analizator został wykonany w techno−

logii mieszanej CMOS – TTL i zawiera
pamięć typu 6116. Determinuje to na−
pięcie  zasilania  –  5VDC.  Wyposażanie
urządzenia  pobierającego  bardzo  mało
prądu w samodzielny zasilacz sieciowy
nie  wydaje  się  być  celowe.  Do  zasila−
nia  urządzenia  możemy  wykorzystać
gotowy zasilacz, najlepiej typu „kalku−
latorowego”,  znajdujący  się  oczywiś−
cie  w ofercie  handlowej  AVT.  Istnieje
także  możliwość  zasilania  analizatora
z badanego układu.

Jak to działa?

Schemat elektryczny analizatora sta−

nów logicznych przedstawiono na
rry

u 1

1. Wielu początkującym Kole−

gom z pewnością ścierpła skóra: jest tro−
chę tego wszystkiego, prawda? Nie prze−
jmujcie się jednak, zaraz przez to wszyst−
ko  się  „przegryziemy”.  Ponadto  zasta−
nówmy  się  chwilę:  czy  naprawdę  może
istnieć  coś  takiego,  jak  zbyt  trudny  do
zrozumienia układ cyfrowy? Przecież zro−
zumienie zasady działania dowolnej „cyf−
rówki” polega wyłącznie na logicznym ro−
zumowaniu, a zdolności w tym kierunku

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Prosty analizator stanów logicznych

2036

nikomu  z nas  nie  brakuje.  Nie  mamy  tu
przecież do czynienia ze skomplikowany−
mi  obliczeniami,  mozolnym  dobieraniem
wartości rezystorów czy kondensatorów.
To  zwykła  układanka  z klocków,  tyle  że
powiązanych ze sobą z żelazną logiką.

Jak widać na schemacie, centralnym

punktem układu jest pamięć typu SRAM
(ona  naprawdę  TAK  się  nazywa!)  6116.
Z pamięcią  tą  mieliśmy  już  do  czynienia
przy  okazji  konstruowania  programatora
do  zabawek  (AVT2047)  i dlatego  też  nie
będziemy  jej  tu  szczegółowo  opisywać.
Wystarczy wspomnieć, ze jest to pamięć
statyczna  o swobodnym  dostępie  i po−
jemności 2kB,. a dokładnie 2048B. W pa−
mięci  takiej  możemy  zapisać  2048  słów
ośmiobitowych,  czyli  bajtów.  Aby  zacho−
wać zapisaną informację nie musimy sto−
sować  żadnych  dodatkowych  procesów
elektronicznych  poza  stałym  podtrzymy−
waniem napięcia zasilania. Po odłączeniu
tego napięcia zawartość pamięci zostanie

bezpowrotnie skasowana, co w przypad−
ku  naszego  analizatora  nie  ma  najmniej−
szego  znaczenia.  Co  musimy  zrobić,  aby
zapisać jakiekolwiek informacje w pamię−
ci? Jak sobie z pewnością przypominamy
układ 6116 posiada trzy wejścia sterujące:
1. CE  (Chip  Enable)  zezwalające  na  ko−

rzystanie z pamięci. Podanie na to we−
jście stanu wysokiego powoduje prze−
jście układu w stan Power Down i za−
blokowanie (stan wysokiej impedancji)
wszystkich jej wejść/wyjść informacyj−
nych. Stan niski na tym wejściu umoż−
liwia współpracę otoczenia z pamięcią
i właśnie taki stan jest permanentnie
wymuszany na tym wejściu.

2. OE(Output Enable) zezwalające na od−

czyt zawartości pamięci. Stanem ak−
tywnym na tym wejściu jest także stan
niski.

3. WE (Write Enable) zezwolenie na zapis

informacji do pamięci, aktywne także
przy stanie „0”.

Funkcja wejść adresowych A0...A10

jest  oczywista:  umożliwiają  one  wskaza−
nie, do jakiej komórki pamięci ma być za−
pisana lub z jakiej komórki ma być odczy−
tana informacja w postaci 1 słowa 8−o bi−
towego.  Ponieważ  w naszym  układzie
będziemy  zapisywać  i odczytywać  za−
wsze kolejne komórki pamięci, do wejść
adresowych  dołączony  jest  dwunasto−
stopniowy licznik binarny typu 4040.

Ważną rolę w układzie pełni generator

kwarcowy  OS1  wraz  z dzielnikiem  częs−
totliwości  zbudowanym  na  układach  IC6
i IC7.  Jego  zadaniem  jest  dostarczenie
przebiegu prostokątnego o potrzebnej ak−
tualnie częstotliwości do sterowania licz−
nikiem IC2. Wyboru częstotliwości doko−
nujemy  za  pomocą  przełącznika  SW1,
a do  dyspozycji  mamy  następujące  jej
wartości:  1MHz  (bezpośrednio  z wyjścia
oscylatora),  100kHz,  10kHz,  1kHz  i 100
Hz.  Przebiegi  o tych  częstotliwościach
służą  do  rejestracji  stanów  badanego

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 1.

układu, natomiast do odtwarzania zapisu
w zasadzie będziemy wykorzystywać ge−
nerator  o płynnie  przestrajanej  częstotli−
wości,  zbudowany  z wykorzystaniem
znanego  nam  od  dawna  multiwibratora
astabilnego  NE555.  Częstotliwość  pracy
tego generatora z wartościami podanymi
na  schemacie  może  być  przestrajana
w zakresie od. ok. 4Hz do 0Hz, co umoż−
liwi w każdym wypadku spokojną obser−
wację  zarejestrowanych  przebiegów.
Pewnie  niektórych  Kolegów  zdziwiła  ta
informacja:  jak  płynnie  przestrajać  częs−
totliwość  do  0Hz?  To  proste,  wystarczy
przeciąć ścieżkę potencjometru P1!

Kolejnym ważnym dla działania anali−

zatora  blokiem  funkcjonalnym  jest  z po−
zoru  skomplikowany  układ  wejściowy
zbudowany  z tranzystorów  T10...T17,
bramek (wyjątkowo TTL) IC9, IC10 7403
i dwóch R−PACK’ów RP2 i RP3. Zastoso−
wanie  tranzystorów  na  wejściu  układu
zostało  podyktowane  koniecznością  do−
pasowania  tych  wejść  do  różnych  stan−
dardów (TTL lub CMOS) i różnych pozio−
mów napięć zasilających badanego ukła−
du.

Rolę jaką pełnią bramki zawarte

w strukturach IC9 i IC10 omówimy w dal−
szej  części  artykułu,  podczas  szczegóło−
wej  analizy  pracy  układu.  Tranzystory
T2...T9  pełnią  rolę  stopnia  wyjściowego
układu,  zobrazowując  zapaleniem  diody
LED stan wysoki, który wystąpił w odpo−
wiadającym  jej  punkcie  badanego  urzą−
dzenia.

Jak już wspomniano przewidziane zo−

stały  dwa  sposoby  wyświetlania  aktual−
nego  adresu  podanego  na  wejścia  adre−
sowe pamięci. W wersji podstawowej ro−
lę tą pełni licznik binarny IC8 z wejściami
połączonymi równolegle. do wejść liczni−
ka  IC2.  Jedyną  funkcją  wykonywaną
przez licznik IC8 jest sterowanie jedenas−
toma  diodami  LED  podłączonymi  bezpo−
średnio do jego wyjść. Co spowodowało
taką  rozrzutność  materiałową  i zastoso−
wanie  tego  elementu  do  pełnienia  tak
prostej  funkcji?  Powody  były  dwa.  Po
pierwsze:  zastosowanie  licznika  zamiast
układu  złożonego  z ośmiu  tranzystorów
i szesnastu  rezystorów  dołączonych  do
wyjść  licznika  IC2  jest  rozwiązaniem
prostszym i mniej kosztownym (musimy
zawsze  się  liczyć  z powiększeniem  wy−
miarów  kosztownej  płytki  dwuwarstwo−
wej  z metalizacją).  Po  drugie,  takie  roz−
wiązanie  ogranicza  liczbę  połączeń  po−
między  głównym  blokiem  analizatora
a modułem  układu  wyświetlania  do  za−
ledwie  czterech  przewodów  (Ucc,  GND,
CLK  i RST)  co  z kolei  ułatwi  zaprojekto−
wanie  płytki  modułu  z wyświetlaczami
7 segmentowymi.

Ostatnim blokiem funkcjonalnym ana−

lizatora jest układ wyświetlania danych

zrealizowany na tranzystorach T2...T9,
diodach LED D12...D19 oraz rezystorach
ograniczających prąd bazy tranzystorów
i prąd płynący przez LED’y.

Prześledźmy teraz działanie naszego

układu. Jako punkt wyjściowy przyjmijmy
stan spoczynkowy układu, kiedy to oby−
dwa przerzutniki J−K są wyzerowane.

1.. R

ejje

sttrra

cjja

a d

h..

Zanim rozpoczniemy badanie urucha−

mianego  układu  musimy  zdecydować,
czy  będziemy  korzystać  z zegara  tego
układu,  czy  też  z zegara  wbudowanego
w analizator.  W pierwszym  przypadku
musimy  ustawić  przełącznik  SW1  w po−
zycji EXT (External Clock – zegar zewnęt−
rzny) i wejście 13 analizatora dołączyć do
dowolnego  punktu  badanego  układu,
w którym występuje sygnał zegarowy.

W przypadku drugim musimy jeszcze

zdecydować, jaką częstotliwość zapisu
wybierzemy i ustawić przełącznik SW1
w pozycji jej odpowiadającej.

Kolejną trudną decyzją, jaką trzeba bę−

dzie  podjąć  jest  ustalenie  czy  rejestracja
danych rozpocznie się automatycznie, po
wykryciu przez układ odpowiedniego po−
ziomu logicznego na jednym z wejść, czy
też  rozpoczniemy  ją  ręcznie,  w wybra−
nym przez nas momencie. W pierwszym
przypadku, po ustawieniu przełącznika S3
w pozycji AUTO, musimy wejście danych
2 (Z1) dołączyć do tego punktu badanego
układu,  którego  zmiana  stanu  ma  być
sygnałem do rozpoczęcia rejestracji, oraz
przełącznikiem  S4  ustalić,  czy  zapis  ma
rozpocząć opadające czy wstępujące zbo−
cze sygnału. W drugim przypadku należy
ustawić  przełącznik  S3  w odpowiedniej
pozycji (MANual).

Naciśnięcie przycisku RECORD (lub

zmiana  stanu  na  wejściu  2 danych  przy
automatycznym wyzwalaniu zapisu) spo−
woduje  powstanie  stanu  wysokiego  na
wejściu J przerzutnika J−K IC3B i przy na−
dejściu  najbliższego  dodatniego  zbocza
impulsu zegarowego przerzutnik ten włą−
czy  się.  Konsekwencje  tego  faktu  będą
następujące:
1. Stan niski z wyjścia Q\ przerzutnika zo−

stanie  doprowadzony  do  wejścia
bramki  IC4D  i po podwójnym zanego−
waniu  przez  dwie  bramki  NAND  spo−
woduje  odblokowanie  dwóch  liczni−
ków: IC2 i IC8.

2. Otwarta zostanie bramka IC4B, co spo−

woduje doprowadzanie impulsów ze−
garowych do wejścia WE\ pamięci IC1.

3. Zapali się dioda LED – D21 sygnali−

zując pracę układu w trybie zapisu.

Tak więc liczniki rozpoczęły zliczanie

impulsów zegarowych, na wejścia adre−
sowe pamięci podawane są kolejne licz−
by, a do pamięci zapisywane są stany jej
wejść danych.

Tranzystory T10 T17 wysterowywane

są z wejść analizatora (piny 1 8 złącza Z1).
Jeżeli  na  niektórych  z tych  wejść  tych
występują stany wysokie, to odpowiada−
jące im tranzystory zwierają do masy we−
jścia  odpowiednich  bramek  z układów
IC9  i IC10.  Tranzystory  połączone  z we−
jściami  analizatora,  na  których  w danym
momencie występuje stan niski nie prze−
wodzą i wejścia odpowiadających im bra−
mek pozostają w stanie wysokim, wymu−
szonym  przez  rezystory  R33  R40.  A za−
tem  stany  z wejść  analizatora  poddawa−
ne  są  podwójnej  negacji,  podawane  na
wejścia danych pamięci i zapisywane.

Proces zapisu możemy także rozpo−

cząć automatycznie, po wykryciu zmiany
stanu  logicznego  na  wejściu  2 analizato−
ra.  W tym  celu  musimy  stawić  przełącz−
nik  S3  w pozycji  AUTO  i zadecydować,
czy  rozpoczęcie  zapisu  ma  być  zainicjo−
wane  zmianą  stanu  wybranego  punktu
badanego  układu  z wysokiego  na  niski
czy  odwrotnie.  Wyboru  dokonujemy  za
pomocą przełącznika S4, zgodnie z ozna−
czeniami na schemacie i na płytce obwo−
du drukowanego.

Proces zapisu kończy się w momencie

powstania  stanu  wysokiego  na  wyjściu
Q12  licznika  IC2,  co  powoduje  wyzero−
wanie  przerzutnika  IC3B  (a  także  prze−
rzutnika  IC3A,  pracującego  podczas  od−
czytu)

2.. O

czzy

ytty

niie

e zza

piis

h d

Oczytanie danych zapisanych w pa−

mięci rozpoczynamy za pomocą naciśnię−
cia  przycisku  REPLAY.  Przedtem  jednak
musimy  przełącznik  SW1  ustawić  w po−
zycję  REG,  co  umożliwi  nam  przejrzenie
kolejnych  stanów  logicznych  badanego
układu  w zwolnionym  tempie.  Potencjo−
metrem P1 możemy regulować szybkość
odczytu, a nawet zatrzymać go na dowol−
nie długi czas. Naciśnięcie przycisku RE−
PLAY  spowoduje  włączenie  drugiego
przerzutnika J−K – IC3A. Stan niski z wy−
jścia  Q\  tego  przerzutnika  odblokuje  za
pośrednictwem bramek IC4D i IC4A licz−
niki IC1 i IC8 i jednocześnie uaktywni we−
jście  OE  pamięci.  Jak  pamiętamy,  poda−
nie  stanu  niskiego  na  to  wejście  umożli−
wia odczyt danych zapisanych w pamięci.

Podczas zapisu tranzystor T1 nie prze−

wodził i bramki NAND z otwartym kolek−
torem  zawarte  w strukturach  układów
IC9 i IC10 pracowały jako inwertery. Na−
tomiast teraz baza tego tranzystora zasta−
ła wysterowane z wyjścia Q włączonego
obecnie przerzutnika IC3A. Spowodowa−
ło  to  wymuszenie  stanu  niskiego  na  po
jednym z wejść bramek IC9 i IC10 i co za
tym  idzie  całkowite  odcięcie  układu  wy−
świetlania  danych  zawartych  w pamięci
od  złącza  Z1.  Gdyby  nie  zastosowania
tych bramek, to przed każdym odczytem

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

danych należałoby odłączać kabel łączący
nasz analizator z badanym układem.

Stany logiczne kolejno ukazujące się

na wyjściach pamięci wysterowają bazy
tranzystorów T2 T9, powodując zapalanie
się diod LED D12 D19 w momencie poja−
wienia się stanu wysokiego na odpowia−
dających im wyjściach pamięci.

Proces odczytu kończy się identycznie

jak zapisu.

Zarówno przy zapisie danych jak i przy

ich  odczycie  licznik  IC8  pracuje  symulta−
nicznie z licznikiem adresującym pamięć.
Dołączone do jego wyjść diody LED wy−
świetlają  w systemie  binarnym  kolejny
wybrany adres pamięci, a co za tym idzie
kolejny  krok  badania  testowanego  ukła−
du. Podczas zapisu obserwacja aktualne−
go  adresu  nie  jest  potrzebna,  natomiast
proces  odczytu  możemy  dowolnie  spo−
wolnić,  a nawet  zatrzymać,  co  pozwala
na w miarę wygodne oczytanie aktualne−
go adresu.

Zapis i odczyt informacji możemy

w każdej chwili przerwać za pomocą
przyciski STOP.

Montaż i uruchomienie

Na rry

h 2

2 i 3

3 przedstawiono mo−

zaiki ścieżek płytek drukowanych nasze−

go analizatora. Płytka główna została wy−
konana na laminacie dwustronnym, nato−
miast  płytka  wyświetlaczy  i przełączni−
ków na laminacie jednostronnym. I tu od
razu  niespodzianka:  na  płytkach  widocz−
ne są liczne elementy, których nie było na
schemacie, wszystkie oznaczone literami
„Z”!  Zaraz  wyjaśnimy  sobie  powody  ta−
kiego  narysowania  schematu.  Nieznane
jeszcze  elementy  to  po  prostu  złącza  łą−
czące ze sobą obie płytki! Cały układ ana−
lizatora  zaprojektowany  został  jako
„kanapka” lub, jak kto woli „sandwich”.
Dwie  płytki  umieszczone  są  jak  dwa  ka−
wałki  chleba  w kanapce:  równolegle  do
siebie.  Niestety,  zamiast  smakowitej
szynki pomiędzy warstwami znajdują się
elementy płytki głównej i właśnie te, nie
oznaczone  na  schemacie  złącza.  Powód
nie narysowania ich na schemacie elekt−
rycznym  był  prosty:  uwzględnienie  tych
wszystkich  połączeń  drastycznie  skom−
plikowałoby schemat, nie wnosząc nicze−
go nowego do jego zrozumienia. Dlatego
też  złącza  te  zostały  pominięte,  traktuje−
my je tak, jak by były po prostu ścieżkami
na laminacie!

Montaż układu niczym nie różni się od

montażu innych urządzeń elektronicz−
nych, których tyle już wykonaliśmy. Ta sa−

ma bajeczka: rozpoczynamy od wlutowa−
nia na płytce wyświetlacza zwór oraz ele−
mentów  o najmniejszych  gabarytach,
a kończymy  na  największych  podzespo−
łach.  Trochę  kłopotu  może  sprawić  jedy−
nie  przylutowanie  przełączników  S3  i S4
i przycisków  S1  i S2,  ponieważ  ich  wy−
prowadzenia  w żadnym  wypadku  nie
zmieszczą się w otwory w płytce. Musi−
my najpierw przylutować do punktów lu−
towniczych  tych  elementów  krótkie  od−
cinki  grubej  srebrzanki,  lub  w ostatecz−
ności  miedzianego  drutu.  Dopiero  do
nich  możemy  przylutować  końcówki
przełączników.

Przed wlutowaniem diod musimy pod−

jąć decyzję, co do sposobu obudowania
naszego analizatora. Możliwości są dwie:

1. Zastosowanie starej i wypróbowa−

nej w projektach serii 2000 metody umie−
szenia  układu  za  przezroczystym  filtrem
o kolorze zastosowanych diod. Metoda ta
jest  prostsza,  nie  ma  potrzeby  wykony−
wania otworów pod diody. Wystarczy tyl−
ko posługując się rysunkiem płyty czoło−
wej  zamieszczonym  na  wkładce  jako
szablonem,  wykonać  otwory  pod  prze−
łączniki i złącze Z1 i po kłopocie. Metoda
ta ma jednak jedną wadę: napisy informa−
cyjne  umieszczone  na  stronie  opisowej

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

PostScript Picture

AVT2036A

Rys. 2. Schemat montażowy

PostScript Picture

AVT2036B

Rys. 3. Schemat montażowy

płytki przełączników są przez filtr słabo
widoczne. Jeżeli zdecydujemy się na za−

stosowania tej metody, to diody LED mu−
szą być wlutowane tak, aby prawie doty−
kały filtru.

2. Metoda druga jest trudniejsza, ale

daje  lepsze  wyniki.  Umieszczony  na
wkładce  rysunek  płyty  czołowej  należy
metodą  kserograficzna  przenieść  na  pa−
pier  samoprzylepny,  najlepiej  w dwóch
kopiach. Rysunek naklejamy na filtr i wy−
konujemy  wszystkie  otwory.  Prze  tej
operacji  łatwo  o uszkodzenie  rysunku
i dlatego  autor  zaleca  wykonanie  dwóch
jego kopii. Przy zastosowaniu tej metody
diody muszą być wlutowane tak, aby wy−
stawały  nieco  ponad  powierzchnię  płyty
czołowej urządzenia.

Wszystkie złącza oznaczone literami

„Z” montujemy w następujący sposób:
goldpiny lutujemy do płytki przełączników
od strony druku, a złącza szufladkowe do
płytki głównej, od strony elementów.

Po zmontowaniu całego układu skła−

damy  ze  sobą  obie  połówki  naszej  sma−
kowitej  kanapki  i dołączamy  zasilanie.
Układ wymaga stabilizowanego zasilacza
+5VDC  o wydajności  prądowej  ok.
400mA. Może być też zasilany z badane−
go  układu  za  pośrednictwem  złącza  Z1
(pin. 14 plus zasilania, pin. 15 – masa).

Pozostała nam jeszcze jedna czynność

do wykonania: zmontowanie przewodów
pomiarowych. Dostarczony w kicie odci−

nek  przewodu  taśmowego  lutujemy
z jednej  strony  do  odpowiednich  końcó−
wek złącza Z1. Z drugiej strony przyluto−
wujemy  do  właściwych  przewodów
osiem  chwytaków  miniaturowych,  a do
przewodu  połączonego  z masą  krokody−
lek.  Dziesiąty  przewód  możemy  wyko−
rzystać  jako  alternatywne  zasilanie  anali−
zatora  (pin  14  Z1),  a jedenasty  jako  wy−
prowadzenie sygnału zegarowego.

Zmontowany z dobrych elementów

układ nie wymaga regulacji i działa, wierz−
cie na słowo Czytelnicy, natychmiast po−
prawnie.  Nawet  prototyp  analizatora
„odpalił”  bez  najmniejszych  poprawek,
powodując  całkowite  osłupienie,  znane−
go  z nieprawdopodobnego  roztargnienia
autora.

No tak, powyższa wzmianka o roztarg−

nieniu już po chwili okazała się słuszna.
Autor zapomniał bowiem opisać dodatko−
wą, ale bardzo ważną funkcję układu.
Może od bowiem służyć jako bardzo dob−
rej jakości generator częstotliwości wzor−
cowej. Na pin 12 złącza Z1 została wypro−
wadzona częstotliwość taka, jaką wybie−
rzemy przełącznikiem SW1.

biig

niie

w R

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

6..

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

P1: 1MW/Apotencjometr obrotowy
RP1: 2...10kW
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7: 10W
R8, R19, R41: 10kW
R9, R10, R11, R12, R13: 560W
R14, R15, R16: 560W
R17, R20: 100kW
R18, R33, R34, R35, R36: 1kW
R37, R38, R39, R40: 1kW
R24, R25, R26, R27, R28: 22kW
R29, R30,R31,R32: 22kW
R23: 2,2kW
R22: 2kW
R21: 180W

atto

orry

C1: 2,2µF /16
C2: 10nF
C3: 220µF /6,3
C4: 100nF

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

D1...D21: LED f5 mm, najlepiej czerwone
D22: 1N4148
T1...T18: BC548 lub odpowiednik
IC1: pamięć statyczna typu 6116
IC2, IC8: 4040
IC3: 4027
IC4: 4011
IC5, IC6: 4518
IC7: NE555
IC9, IC10: 74LS03

ozzo

stta

ałłe

OS1 GENERATOR 1MHz
Z1 złącze DB15 F
SW1 przełącznik obrotowy
S1, S2, 55 przyciski
S3, S4 przełączniki
Z
goldpiny 2x10, 1x8 i 1x3
złącza szufladkowe odpowiednio do goldpi−
nów
złącze DB15 M z obudową
złącze DB15 F do lutowania prostopadle
w druk
Odcinek przewodu taśmowego 12 żyłowego
ok. 25 cm
Chwytaki miniaturowe 8 szt.
Krokodylek miniaturowy w izolacji
Obudowa typu KM−xxx z filtrem w kolorze
zastosowanych diod LED

Do czego to służy?

Proponowany układ jest drugim z kolei

urządzeniem z serii „sportowej”, także
wykorzystującym opisane w EdW xxx
wyświetlacze

siedmiosegmentowe

JUMBO. Zbudowaliśmy już zegar meczo−
wy, który może posłużyć do obrazowania
upływu  czasu  w grach  sportowych,  ta−
kich jak koszykówka, siatkówka czy inne.
Tym  razem  przyszła  pora  na  rozwiązanie
problemu przekazania kibicom informacji
o aktualnym stanie gry. Mamy do dyspo−
zycji  wyświetlacze,  które  powinny  być
doskonale  widoczne  nawet  z większej
odległości,  tak  więc  nasze  urządzenie
może  być  zainstalowane  nawet  na  ma−
łym boisku piłkarskim.

Zaprojektowany układ wysterowuje

cztery  wyświetlacze,  czyli  że  możemy
wyświetlać wyniki spotkania dwóch dru−
żyn do stanu 99:99 włącznie. I tu właśnie
zaczyna  się  problem:  taki  wyświetlacz
całkowicie  wystarcza  do  prezentacji  wy−
ników  meczu  piłki  nożnej  czy  siatkówki,
natomiast  może  mieć  za  mało  cyfr
w przypadku meczu koszykówki. W przy−
padku  spotkania  dwóch  drużyn  koszyka−
rzy  grających  na  wysokim  poziomie  wy−
nik spotkania może wyrażać się niejedno−
krotnie liczbą trzycyfrową. I co teraz zro−
bimy?  Najprostsze  rozwiązanie  to  po
prostu  zapamiętywanie  faktu  przejścia
jednego  lub  obydwóch  liczników  przez
zero. Mało to eleganckie, ale proste. Dru−
gim  rozwiązaniem  jest  resetowanie  licz−
ników po każdej tercji meczu. Rozwiąza−
niem optymalnym jest zbudowanie kolej−
nego  układu  liczników,  mogących  obsłu−
giwać  sześć  wyświetlaczy,  ale  zwiększy
to znacznie koszt wykonania całego urzą−
dzenia  (wyświetlacze  są  dość  drogie)
i zmniejszy  jego  uniwersalność.  Wszyst−
kie  bowiem  układy  przeznaczone  do
współpracy z wyświetlaczami JUMBO są
ze  sobą  kompatybilne  i posiadają  iden−
tyczne  złącza.  Raz  zmontowany  panel
z czterema wyświetlaczami może praco−
wać jako zegar meczowy, licznik do pre−
zentacji  wyników  spotkania  lub  jako
zwykły zegar pokazujący godziny i minuty
(układ w opracowaniu). Prawdę mówiąc,
autor znalazł się w przysłowiowej kropce
i zmuszony  jest  prosić  o radę  Czytelni−
ków.  Na  razie  przekazujemy  Wam  opis
układu  licznika  wykorzystującego  cztery
wyświetlacze.  Jeżeli  jednak  większość
z Was  zdecyduje,  że  warto  zaprojekto−
wać kolejną płytkę licznika współpracują−
cego  z sześcioma  wyświetlaczami,  to
projekt  taki  natychmiast  zostanie  wyko−
nany i opisany w EdW.

Nasz licznik meczowy jest układem

trywialnie prostym, łatwym do zbudowa−
nia i bardzo tanim. Zawiera jedynie cztery
tanie i powszechnie dostępne układy sca−
lone.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu pokazano na rry

u 1

1. Od razu

widać, że informacja o prostocie urządze−
nia  nie  była  przesadą.  Umieszenie  deko−
derów  wyświetlaczy  siedmiosegmento−
wych  na  płytkach  wyświetlaczy  JUMBO
umożliwiło  maksymalne  zredukowanie
ilości  elementów  wchodzących  w skład
modułów sterujących.

Układ składa się z dwóch głównych

bloków  funkcjonalnych:  liczników  dzie−
siętnych  modulo  99  i sterujących  nimi
przerzutników  R−S.  Ponieważ  obydwa
bloki są całkowicie identyczne, omówmy
tylko jeden z nich.

Połączone ze sobą kaskadowo liczniki

IC2A i IC2B obsługują dwa wyświetlacze
obrazujące wyniki „Gospodarzy”. Na we−
jście tych liczników podawane są w mia−
rę postępu gry impulsy, np. w momencie
strzelenia gola przez „gospodarzy”. Im−
pulsy wprowadzane są ręcznie, przez po−
mocnika sędziego. Gdyby jednak impulsy
te doprowadzane były wprost ze styków
przycisku mechanicznego, to z pewnoś−

cią  układ  nie  działałby  prawidłowo.  Prze−
kłamywanie spowodowane by było drga−
niem styków przełącznika. Jeżeli na przy−
kład  włączamy  światło  w mieszkaniu,  to
wydaje  się  nam,  ze  zapaliło  się  ono  na−
tychmiast.  W rzeczywistości  przed  osta−
tecznym  zapalaniem  się  żarówki  został
do niej doprowadzony ciąg impulsów, cał−
kowicie niewidocznych dla oka, ale gene−
rujących  zakłócenia  radioelektryczne.  Ża−
den  styk  mechaniczny  nie  zwiera  obwo−
du  natychmiast,  ale  wykonuje  serię
drgań.  Najczęściej  nie  ma  to  wielkiego
znaczenia,  natomiast  w przypadku  szy−
bko pracujących układów cyfrowych pro−
wadzi do kompletnej katastrofy. Możecie
to  zjawisko  sprawdzić  doświadczalnie:
przetnijcie w zmontowanym już układzie
ścieżkę  prowadzącą  do  wejścia  licznika
IC2A  (pin  2)  i do  tego  wejścia  dołączcie
przełącznik zwierający je do masy i rezys−
tor (dowolny) „podciągający” je do plusa
zasilania.  Po  kilku  naciśnięciach  na  przy−
cisk  zobaczycie,  dlaczego  w układzie  za−
stosowano prosty przerzutnik R−S, całko−
wicie  likwidujący  efekt  drgania  styków
(po  doświadczeniu  nie  zapomnijcie  połą−
czyć z powrotem przerwanej ścieżki!).

Każde naciśnięcie przycisku S3 (lub S2

w przypadku  drugiego  bloku  liczników)
powoduje  zwiększenie  stanu  liczników
o 1.  Przed  rozpoczęciem  meczu  oraz  po

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Meczowy licznik zdobytych punktów

2229

Zmontowany układ nie wymaga żad−

nej  regulacji  i ostatnią  czynnością  jaka
nam  pozostała  do  wykonania  będzie
montaż  kabla  łączącego  płytkę  z wy−
świetlaczami  i okablowanie  płytek  wy−
świetlaczy.  Czytelnicy  którzy  czytali  opis
konstrukcji zegara meczowego lub nawet
wykonali  ten  układ,  mogą  z całkowitym
spokojem opuścić dalszą cześć artykułu.
Dla  pozostałych  powtarzamy  opis  wyko−

nania dołączenia przewodu taśmowego
do płytki i okablowania wyświetlaczy.

Złącze zaciskowe zaciskamy na jed−

nym końcu przewodu, a drugi koniec roz−
dzielamy  na  cztery  grupy  : cztery  pierw−
sze przewody do dekodera wyświetlacza
jednostek,  cztery  następne  do  dekodera
wyświetlacza  dziesiątek,  kolejne  cztery
do  drugiego  dekodera  wyświetlacza  jed−
nostek  i ostatnie  osiem  przewodów  do
drugiego wyświetlacza dziesiątek.

Kolejność przewodów najlepiej ilustru−

je rry

k 3

3. Kolejno lutujemy przewody

prowadzące  do  wejść  dekoderów  wy−
świetlaczy.  Do  ostatniego  wyświetlacza
doprowadzone są także przewody zasila−
jące: jeden z napięciem ok. 15 ... 17V do
zasilania segmentów wyświetlaczy, drugi
z napięciem  stabilizowanym  +5VDC  do
zasilania dekodera i trzeci – przewód ma−
sy. Jak więc widać, tylko jeden wyświet−
lacz został zasilony, a pozostałe nie mogą
jeszcze  pracować.  Należy  wykonać  do−
datkową  instalację,  łącząc  trzema  prze−
wodami  zasilanie  do  pozostałych  trzech
wyświetlaczy

Pozostała jeszcze sprawa mechanicz−

nego  połączenia  wyświetlaczy  i modułu
licznika w jedną całość. Tu autor może je−
dynie  doradzać  Czytelnikom  pewne
sprawdzone rozwiązania. Najlepiej byłoby
umieścić całość w pudełku odpowiedniej
wielkości  i przykryć  filtrem  wykonanym
z barwionego na czerwono plexi. Filtr ta−
ki jest jednak trudny do zdobycia i w osta−
teczności  można  zastąpić  go  kawałkiem
odpowiednio  przyciętego  szkła.  Jeżeli
nasz  licznik  ma  być  używany  wyłącznie
w pomieszczeniu zamkniętym, np. na sa−
li  gimnastycznej,  to  można  zrezygnować
z przysłaniania wyświetlaczy i zbudować
coś  w rodzaju  konstrukcji  pokazanej  na
rry

u 4

biig

niie

w R

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 3.

Rys. 4.

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

R1, R2, R3, R4, R5: 8,2k

atto

orry

C1 100µF/10V
C2, C4 100nF
C3 470µF/25V

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

IC2, IC1 4518
IC3 4011
IC4 7805...7812

ozzo

stta

ałłe

S1 przycisk typu RESET
S3, S2 przyciski typu monostabilne
D161IAST
Z2 ARK2
Z1 goldpin 10X2
Odcinek przewodu taśmowego 20 żyłowego
ok. 40 cm
Złącze zaciskowe AFC−20

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

9..

Do czego to służy?

Czytelnicy EdW wciąż dopominają się

o układy alarmowe i sygnalizacyjne.

Przedstawiona dalej prosta jednolinio−

wa centralka okaże się pożyteczna do
ochrony piwnic, garaży, a nawet miesz−
kań.

Ważną zaletą jest fakt, że w stanie

spoczynku układ, choć „stoi pod napię−
ciem”, wcale nie pobiera prądu. W stanie
czuwania pobór prądu wynosi kilkanaście
do kilkudziesięciu mikroamperów, czyli
jest znacznie mniejszy, niż straty wynika−
jące z samorozładowania akumulatora lub
baterii.

Wszystkie kondensatory elektrolitycz−

ne zarówno w stanie spoczynku, jak
i w stanie czuwania są pod napięciem,
czyli są zaformowane. Gwarantuje to nie−
zawodność działania przez wiele lat.

Jak to działa?

Schemat ideowy minicentralki pokaza−

ny jest na rry

u 1

Centralka powinna być cały czas zasi−

lana napięciem 6...12V, dołączonym do

punktów P, O. Dioda D1 zabezpiecza
układ przy przypadkowym odwrotnym
dołączeniu źródła zasilania.

Przerzutnik z bramkami U1A i U1B słu−

ży do sterowania pracą centralki.

Określa to jednoznacznie sposób ste−

rowania. Przycisk ZAŁ(ącz) może być
umieszczony w dowolnym, widocznym

miejscu, najlepiej przy drzwiach wejścio−
wych na zewnątrz chronionego pomiesz−
czenia.

Naciśnięcie go powoduje włączenie

centralki ze stanu spoczynku do stanu
czuwania.

Przycisk−klucz WYŁ(ącz) musi być dob−

rze ukryty w miejscu znanym tylko właś−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Superoszczędna miniaturowa
centralka alarmowa

2154

Rys. 1.

cicielowi. Nie musi to być przycisk. Może
to  być  kontaktron  uruchamiany  magne−
sem lub jakikolwiek inny ukryty styk. Od
dobrego  ukrycia  tego  styku  zależy  sku−
teczność  ochrony  obiektu.  Jeśli  złodziej
odnajdzie  ten  styk,  bez  trudu  unierucho−
mi centralkę.

Elementy R1...R4, C1 i C2 tworzą filt−

ry chroniące przed zakłóceniami, które
mogłyby się indukować w przewodach
prowadzących do obu przycisków i które
mogłyby w sposób przypadkowy włączać
i wyłączać centralkę.

Pojawienie się stanu wysokiego na

wyjściu kostki U1B (nóżka 4) spowoduje

przejście  centralki  w stan  czuwania.  Po−
bór  prądu  w stanie  czuwania  jest  równy
prądowi  płynącemu  przez  rezystor  R5.
W superoszczędnych  zastosowaniach,
przy zasilaniu z baterii o małej pojemnoś−
ci wartość rezystora R5 może być zwięk−
szona nawet do 1M

Ω

Obwód filtrujący R6C3 jest konieczny,

by centralka nie reagowała na zakłócenia
indukujące się w pętli dozorowej.

Pętla dozorowa będzie obejmować

styki chroniące drzwi i okna pomieszcze−
nia. Przykładowy sposób wykonania pętli
pokazano na rry

u 2

Przy projektowaniu tej centralki zre−

zygnowano z możliwości dołączenia czuj−
nika  podczerwieni  aktywnej,  ponieważ
taki czujnik pobiera ciągle prąd rzędu kil−
ku  miliamperów,  a system  z założenia
miał  pobierać  jak  najmniej  prądu.  Z tego
samego  względu  zrezygnowano  także
z diod  LED,  sygnalizujących  włączenie
i wyłączenie centrali.

Przerwanie pętli dozorowej na czas

dłuższy  niż  kilka  milisekund  spowoduje
podanie  stanu  wysokiego  na  nóżki
8 i 9 bramki  U1C.  Na  jej  wyjściu  (nóżka
10) pojawi się stan niski. Kondensator C4
zacznie się ładować w obwodzie: plus za−
silania,  złącza  emiter−baza  tranzystorów
T3 i T1, kondensator C4, rezystor R7, wy−
jście bramki U1C, masa. Otworzy to tran−
zystory T1 i T3 na czas określony głównie
wartościami C4 i R7. W tym czasie tran−
zystory T1 i T2 rozładują kondensator C5.
Tym samym na nóżce 12 kostki U1D po−
jawi się stan logiczny wysoki. Spowoduje
on  uruchomienie  alarmu.  Kondensator
C5  zacznie  się  potem  ładować  przez  re−
zystor  R9.  Podane  wartości  elementów
R9C5  zapewniają  czas  trwania  alarmu
rzędu 3...5 minut. W razie potrzeby uzys−
kania innego czasu alarmu można dowol−
nie  zmieniać  pojemność  C4  w zakresie
22...2200µF  i rezystancję  R9  w zakresie
47k

Ω

...2,2M

Ω

W układzie przedstawionym na rysun−

ku 1, jeśli linia dozorowa zostanie na
trwałe przerwana, syrena włączy się na

określony  czas,  wyznaczony  przez  R9
i C5, a potem syrena zostanie wyłączona.
Można  w prosty  sposób  zmodyfikować
jej  działanie,  zwierając  kondensator  C4.
Wtedy  po  trwałym  przerwaniu  lini−
i dozorowej syrena również zostanie włą−
czona na nieograniczony czas (aż do roz−
ładowania baterii zasilającej).

Kondensator C5 zarówno w stanie

spoczynku, jak i w stanie czuwania jest
naładowany i występuje na nim pełne na−
pięcie zasilające.

W układzie wprowadzono dodatkową

diodę  D2.  Ma  ona  dwa  zadania:  szybkie
naładowanie  kondensatora  C5  przy  pier−
wszym  dołączeniu  napięcia  zasilania  –
bez tej diody po pierwszym włączeniu na−
pięcia kondensator ładowałby się powoli
przez rezystor R9. Drugim zadaniem dio−
dy  D2  jest  przerwanie  alarmu  po  naciś−
nięciu przycisku WYŁ przez uprawnione−
go użytkownika.

Dla zmniejszenia poboru prądu w sta−

nie alarmu wprowadzono generator prze−
biegu

prostokątnego,

zrealizowany

z bramką U1D i elementami R10C6. Dzię−
ki temu syrena dołączona do punktu
F jest włączana w rytmie: dwie sekundy
pracy – dwie sekundy przerwy. Rytm pra−
cy syreny można zmienić, modyfikując
wartości R10 i C6, podobnie, jak R9 i C5.

Na rry

u 3

3 pokazano dwa przykłady

dołączenia syreny. W pierwszym (rys. 3a)
można zastosować sygnalizator z głośni−
kiem dynamicznym. Syreny takie pobie−
rają około 1A prądu.

Elementem wykonawczym centralki

jest  tranzystor  mocy  BUZ10.  Może  on
przewodzić  prądy  nawet  ponad  20A.
W praktyce  prąd  pracy  nigdy  nie  będzie
aż tak duży i w wielu przypadkach w roli
Q1  wystarczy  wlutować  tranzystor
BS170, na przykład przy współpracy syg−
nalizatorem  piezoelektrycznym  –  do  wy−
tworzenia  dźwięku  o poziomie  około
110dB  potrzebuje  on  tylko  około
100...150mA  prądu  przy  napięciu  12V.

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

R1,R2,R3,R4,R6,R11,R12: 100k

Ω

(47...220k

Ω

)

R5: 220k

Ω

...1M

Ω

R7,R9: 220k

Ω

R8: 2,2M

Ω

R10: 470k

Ω

atto

orry

C1,C2,C3: 100nF
C4: 470nF
C5: 1000µF\16V
C6: 10µF\16V
C7: 100µF\16V

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

D1,D2: 1N4148
Q1: BUZ10 lub podobny
T1,T2,T3: dowolny PNP np. BC558
U1: CMOS 4093

Rys. 3.

Rys. 2.

Rys. 4. Schemat montażowy

Syrena taka zostanie przedstawiona
w jednym z najbliższych numerów EdW.

Drugie rozwiązanie pokazane na ry−

sunku  3b  wykorzystuje  typową  syrenkę
z głośnikiem  dynamicznym  i wbudowa−
nym własnym akumulatorem. Jeśli syre−
na ma własny akumulatorek, to nie nale−
ży stosować sposobu z rysunku 3a, tylko
sposób z rysunku 3b, ponieważ akumula−
tor  syreny  nie  byłby  podładowywany
w stanie  spoczynku  z głównego  źródła
zasilania.

Syrenki z własnym akumulatorkiem

rezerwowym powinny być stale pod na−
pięciem. Mają one dwa wejścia sterują−
ce, umożliwiające uruchamianie ich przez
podanie plusa zasilania albo masy. Syreny
takie dostępne są w ofercie AVT.

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na płytce po−

kazanej na rry

u 4

Montaż jest klasyczny, nie sprawi trud−

ności. Układ scalony warto wlutować na
końcu i raczej nie należy stosować pod
niego podstawki.

Jeśli układ miałby pracować w piwnicy

lub  innym  wilgotnym  pomieszczeniu,
zmontowaną  płytkę  należy  zabezpieczyć
izolacyjnym  lakierem  ochronnym.  W ta−
kim wypadku prawdopodobnie trzeba też
będzie zmniejszyć wartość R5 (nawet do
10...22k

Ω

), aby prądy upływu między

przewodami pętli nie zakłóciły działania
centralki.

Układ nie wymaga uruchamiania, ale

po pierwszym włączeniu napięcia zasila−
jącego należy do pozostawić pod napię−

ciem przynajmniej na godzinę, aby zafor−
mować wszystkie kondensatory elektroli−
tyczne (punkty D, E powinny być ze sobą
zwarte, trzeba też kilkukrotnie nacisnąć
przycisk WYŁ).

Przy ostatecznej instalacji systemu

trzeba  starannie  przemyśleć  co  zastoso−
wać w roli przycisku WYŁ i jak go ukryć.
Ważną  sprawą  jest  też  ukrycie  centralki,
źródła zasilania i takie umieszczenie syre−
ny,  żeby  nie  można  jej  było  zniszczyć
przez  uderzenie  lub  wyrwanie  przewo−
dów.

Piio

ottrr G

Gó

órre

kii

biig

niie

w O

Orrłło

kii

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

4..

Do czego to służy?

Większość fabrycznych wzmacniaczy

do  domowych  zestawów  elektroakus−
tycznych wyposażona jest w wejście dla
gramofonu  magnetycznego.  Obecnie
gramofony na czarne płyty zostały niemal
całkowicie  wyparte  przez  odtwarzacze
płyt  kompaktowych  CD.  Wspomniane
wejście  nie  jest  więc  wykorzystywane.
Tymczasem wejście to mogłoby się przy−
dać.

Niekiedy trzeba do zestawu podłączyć

sygnał fonii z odbiornika telewizyjnego
i po prostu we wzmacniaczu brakuje jed−
nego wejścia – trzeba zastosować dodat−
kowy zewnętrzny przełącznik.

Wejście gramofonowe ma dużą czu−

łość, i aż prosi się, by je wykorzystać do
włączenia mikrofonu.

Niestety ani sygnału z odbiornika TV,

ani sygnału z mikrofonu nie można podłą−
czyć  wprost  do  wspomnianego  gniazda
gramofonowego,  bowiem  w torze  gra−
mofonowym  wzmacniacza  zastosowano
specjalny układ korekcyjny.

Związane to jest z właściwościami

przetwornika  gramofonu  magnetyczne−
go. Najprościej mówiąc, przetwornik ten
daje  napięcie  wprost  proporcjonalne  do
prędkości wychylania igły gramofonowej
– stąd pochodzi spotykane czasem okreś−
lenie  –  wkładka  prędkościowa.  Przy  od−
twarzaniu płyty najszybsze wychylenia ig−
ły występują przy sygnałach o wyższych
częstotliwościach,  więc  takie  składowe
odtwarzane byłyby ze zbyt dużym pozio−
mem.  Przedwzmacniacz  współpracujący
z wkładką magnetyczną musi mieć odpo−
wiednio  ukształtowaną  charakterystykę
częstotliwościową:  sygnały  o małych
częstotliwościach  powinien  wzmacniać
znacznie, a o wysokich – niewiele. Istnie−
ją  światowe  normy  określające  przebieg
charakterystyki  częstotliwościowej  we
wzmacniaczu korekcyjnym współpracują−
cym  z wkładką  magnetyczną.  Normy  te
oparte są na zaleceniach amerykańskiego
stowarzyszenia  RIAA  (Record  Industry
Association  of  America),  stąd  potoczne
określenie „charakterystyka RIAA”.

Wejście gramofonowe we wzmacnia−

czu ma więc „skrzywioną” charakterys−
tykę częstotliwościową, dostosowaną je−

dynie do współpracy z wkładką magne−
tyczną.

Aby wykorzystać wejście gramofonu

magnetycznego do współpracy ze źródła−
mi „normalnego” sygnału, trzeba wyrów−
nać charakterystykę częstotliwościową,
czyli zastosować układ o charakterystyce
odwrotnej, niż charakterystyka RIAA.
Stąd tytułowy „filtr antyRIAA”.

Jak to działa?

Schemat układu w wersji dla więk−

szych napięć wejściowych pokazany jest
na rry

u 1

1. Jest to w istocie bardzo

prosty filtr. Jego zadaniem jest wyprosto−
wanie  charakterystyki  częstotliwościo−
wej  –  stąd  obecność  elementów  R1C1
oraz  R2C2.  Współpracujący  rezystor  R3
o niewielkiej wartości zapewnia dodatko−
wo  znaczne  tłumienie.  W konsekwencji
do  tak  wzbogaconego  wejścia  gramofo−
nowego  można  dołączać  sygnały  o du−
żym poziomie, na przykład z magnetofo−
nu, tunera, czy właśnie odbiornika telewi−
zyjnego.

Przy próbie stworzenia podobnego

układu do podłączenia mikrofonu, wystę−
pują pewne ograniczenia. Nie można tłu−
mić sygnału, bo sygnał z mikrofonu jest

niewielki. Przy niewielkim tłumieniu trud−
no jest też uzyskać płaskie pasmo sięga−
jące do 20kHz. Modyfikacja układu z ry−
sunku 1 wiąże się z pewnymi problema−
mi.

Aby uniknąć tych problemów, do

współpracy z mikrofonem warto zastoso−
wać filtr o schemacie podanym na rry

n−

u 2

2. Próby potwierdziły, że przy współ−

pracy z mikrofonem dynamicznym osiąga
się dobre wyniki stosując wartości ele−
mentów z rysunku 2.

Montaż i uruchomienie

Na rysunkach 1 i 2 pokazano pojedyn−

czy tor filtru. Do współpracy ze źródłami
sygnału stereo trzeba zbudować dwa ta−
kie filtry, dla obu kanałów wzmacniacza.

Montaż nie sprawi nikomu trudności.

W większości przypadków można go wy−
konać bez płytki – przestrzennie, i umieś−
cić w jakiejś maleńkiej obudowie (najle−
piej metalowej) a może nawet upchnąć
we wtyczce.

Fotografia pokazuje wersję dla mikro−

fonu (wg rysunku 2) zmontowaną w nie−
wielkiej obudowie z tworzywa sztuczne−
go.

Piio

ottrr G

Gó

órre

kii

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Filtr antyRIAA

Prosty układ pozwalający wykorzys−

tać wejście gramofonu magnetyczne−
go do współpracy z różnymi źródłami,

między innymi z mikrofonem!

azz e

elle

nttó

ów

WERSJA DO SYGNAłÓW LINIOWYCH

ezzy

stto

orry

R1: 22k

Ω

R2: 220k

Ω

R3: 270

Ω

(można zmieniać według potrzeb

Ω

...1k

Ω

)

atto

orry

C1: 3,3nF
C2: 15nF

WERSJA DLA MIKROFONU

ezzy

stto

orry

R1: 3,3k

Ω

R2: 2,2k

Ω

atto

orry

C1: 330nF foliowy
C2: 1µF foliowy

Rys. 1.

Rys. 2.

Do czego to służy?

Przy przesyłaniu sygnału małej częs−

totliwości  do  wzmacniacza  mocy  często
występują  niespodziewane  kłopoty.  Cza−
sem pojawia się przydźwięk sieci, niekie−
dy  wzmacniacz  wzbudza  się,  a przynaj−
mniej  występują  niespodziewanie  duże
zniekształcenia  sygnału.  Wszystko  to
spowodowane to jest przepływem znacz−
nych prądów w obwodzie masy.

Problem z dużą ostrością występuje

głównie w dużych systemach nagłośnie−
nia, gdzie jeden mikser wysterowuje kil−
ka wzmacniaczy dużej mocy, niekiedy za−
silanych z różnych faz sieci energetycz−
nej. Z mniejszą ostrością, ale również,
problem występuje przy łączeniu wzmac−
niacza mocy z przedwzmacniaczem.

Przyczyny takiej sytuacji ilustruje rry

u−

k 1

1. Teoretycznie, w układzie z rysunku

1a nie powinny wystąpić żadne nieko−
rzystne zjawiska.

Trzeba jednak pamiętać, że połączenie

masy  to  w rzeczywistości  jakiś  przewód
czy  ścieżka  o pewnej  oporności.  Opor−
ność  przewodu  masy  jest  niewielka,
zwykle  rzędu  setnych  części  oma,  ale
jednak  jest  to  oporność.  Jak  widać  z ry−
sunku 1b, na tej oporności występuje pe−
wien  spadek  napięcia  (UAB).  W konsek−
wencji ten spadek napięcia powoduje, że
do wejścia wzmacniacza mocy nie  trafia
czysty  sygnał  występujący  na  wyjściu
przedwzmacniacza,  tylko  suma  sygnału
użytecznego i napięcia występującego na
rezystancji przewodu masy.

W tym miejscu widać, że główną przy−

czyną problemu są prądy, płynące w ob−
wodzie masy – napięcia na rezystancji
masy powstają przecież wskutek przepły−
wu prądu.

Co to są za prądy?

Przede wszystkim może to być prąd

zasilania  przedwzmacniacza,  oznaczony
na  rysunkach  Ipwzm.  Sytuacja  taka  ma
miejsce przede wszystkim przy zasilaniu
przedwzmacniacza  napięciem  pojedyn−
czym – przez masę płynie cały prąd zasi−
lania – zobacz rysunek 1a i 1b. Dużo lep−
sza  jest  sytuacja  przy  zasilaniu  przed−
wzmacniacza napięciem symetrycznym –
rysunek 1c. Wtedy prąd zasilania nie pły−
nie przez masę, tylko zamyka się między
obwodami dodatniego i ujemnego obwo−
du  zasilania.  Właśnie  tu  widać  ogromną
zaletę układów zasilanych symetrycznie –
przez  obwód  masy  płyną  tam  tylko  nie−
wielkie prądy sygnałowe. Między innymi
dlatego  wzmacniacze  profesjonalne  za−

wsze są zasilane napięciami symetrycz−
nymi.

Ale nawet w układach symetrycznych

w pewnych sytuacjach mogą się pojawić
znaczne  prądy  w obwodzie  masy.  Prąd
w obwodzie  masy  popłynie  na  przykład,
gdy urządzenia większego systemu zasi−
lane są z różnych faz trójfazowej sieci za−
silającej. Pomiędzy obwodem sieci ener−
getycznej, a układem i jego masą wystę−
puje  zawsze  pewna  szkodliwa  pojem−
ność.  W praktyce  jest  to  pojemność  po−
między  uzwojeniami  transformatora.  Dla
prądu  zmiennego  pojemność  ta  stanowi
pewną oporność, przez którą płynie prąd
(ze względu na niewielką wartość tej po−
jemności,  dotyczy  to  jedynie  wyższych
harmonicznych przebiegu sieci).

Przyczyna przepływu prądu przez ob−

wód  masy  może  być  też  inna.  Na  przy−
kład  profesjonalne  urządzenia  elektro−
akustyczne  (wzmacniacze  mocy)  często
mają masę układu połączoną z obudową
i z przewodem  uziemiającym  (ochron−
nym)  we  wtyczce  sieciowej.  I to  często
jest przyczyną niespodzianek. Autorzy te−
go artykułu mieli kiedyś dawno do czynie−
nia z następującą sytuacją: na warszaws−
kim  Stadionie  Dziesięciolecia  pracowały
dwa  niezależne  systemy  nagłośnienia,
zasilane oddzielnymi długimi przewodami
energetycznymi  z tej  samej  tablicy  roz−
dzielczej.  Spadki  napięcia  na  tych  prze−
wodach były znaczne, rzędu kilku woltów
i oczywiście  chwilowe  wartości  tych
spadków napięcia, zależne od chwilowe−
go wysterowania były różne w obu syste−
mach.  Przy  próbie  przesłania  sygnału
z jednego systemu do drugiego i bezpo−
średnim  połączeniu  mas  obydwu  syste−

mów,  w przewodzie  łączącym  popłynął
prąd  o wartości  ponad  2A!  Oczywiście
był  to  prąd  zmienny  50Hz,  wynikający
z różnicy spadków napięć na przewodach
zasilania sieciowego.

W takiej sytuacji nie można było bez−

pośrednio łączyć mas obu systemów
i trzeba było zastosować układ oddzielają−
cy w postaci transformatorka mikrofono−
wego.

Choć opisane ostatnie dwie sytuacje

zdarzają się rzadko, jednak przy realizo−
waniu wszelkich systemów nagłośnie−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Moduł z wejściem symetrycznym

2155

Rys. 1.

niowych warto eliminować szkodliwe
skutki spadków napięć na przewodzie
masy.

Trzeba też brać pod uwagę, że w ob−

wodzie masy mogą się także indukować
napięcia pod wpływem występujących
pól magnetycznych, głównie pola wytwa−
rzanego przez obwody sieci energetycz−
nej 50Hz.

Opisany dalej bardzo prosty układ

umożliwia bezbłędne przesyłanie sygna−
łu, także przy występowaniu szkodliwych
napięć w obwodzie masy.

W systemach profesjonalnych przy

przesyłaniu  sygnału  na  odległość  zazwy−
czaj stosuje się symetryczne linie. Opisy−
wany układ może z powodzeniem służyć
jako  odbiornik  na  końcu  takiej  lini−
i przesyłowej. Nawet gdy źródło sygnału
ma  wyjście  niesymetryczne,  dla  zmniej−
szenia  poziomu  ewentualnych  zakłóceń

warto zastosować połączenie za pomocą
dwużyłowego przewodu z ekranem, po−
łączonego według rry

u 3

3, gdzie ekran

kabla pełni rolę masy.

Jak to działa?

Aby wyeliminować wpływ spadków

napięcia na szynie masy, trzeba po pros−
tu  wykorzystać  układ,  który  ma  wejście
symetryczne.  Wejście  symetryczne  (ina−
czej różnicowe) to takie, które przekazuje
na  wyjście  różnicę  sygnałów  między
dwoma zaciskami wejściowymi, a zupeł−
nie nie reaguje na sygnał wspólny, poda−
wany  jednocześnie  na  oba  zaciski  we−
jściowe.

Elementem spełniającym przedsta−

wione zadanie jest transformator (oddzie−
lający). Ponieważ transformatory przeno−
szące sygnały całego pasma akustyczne−
go  są  kosztowne,  stosuje  się  je  tylko
w sprzęcie  najwyższej  klasy.  Zazwyczaj
wykorzystuje  się  układ  elektroniczny  –
tak zwany wzmacniacz różnicowy..

Najprostszy wzmacniacz różnicowy ze

wzmacniaczem operacyjnym pokazany
jest na rry

u 2

Wzmocnienie takiego układu jest rów−

ne A, gdzie

A = R2/R1 = R4/R3

Nie wchodząc w szczegóły trzeba też

wiedzieć,  że  układ  nie  będzie  reagował
na  sygnał  wspólny  tylko  wtedy,  gdy  po−
dane  stosunki  rezystancji  będą  równe.
Kluczową sprawą jest więc jak najdokład−
niejsze dobranie stosunku tych rezystan−
cji.

Dla naszych celów wzmocnienie po−

winno mieć wartość 1, więc najprościej
zastosować cztery rezystory o dokładnie
takiej samej wartości.

Z pewnych względów (chodzi o rezys−

tancję obu zacisków wejściowych wzglę−
dem masy i jej wpływ na tłumienie zakłó−
ceń) dobrze jest zastosować takie war−
tości rezystorów, by rezystancja R1 była
równa sumie rezystancji R3+R4.

Schemat kompletnego układu wejścia

symetrycznego pokazano na rry

u 3

Przewidziano dwa kanały „na wszelki wy−
padek” – zwykle wystarczy jeden tor. Op−
rócz  dwóch  omówionych  wzmacniaczy
różnicowych  przewidziano  obwody  zasi−
lania,  które  umożliwiają  bezpośrednie
wbudowanie  modułu  wejściowego  do
dowolnego wzmacniacza.

Wartości elementów podane na ry−

sunku  3 są  właściwe  dla  napięć  zasilają−
cych  rzędu  ±30...±50V,  bo  takie  zwykle
wystepują  we  wzmacniaczach  mocy.

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 3.

Rys. 2.

Jeśli  napięcie  zasilające  wzmacniacza
jest  mniejsze  niż  18V,  nie  trzeba  stoso−
wać  diod  Zenera,  a zamiast  rezystorów
R13  i R14  wlutować  zwory  Nie  trzeba
chyba  podawać  sztywnych  reguł  doboru
rezystancji R13...R16 – chodzi tylko o to,
by napięcia zasilające wzmacniacz opera−
cyjny  nie  przekroczyły  dopuszczalnej  ka−
talogowej  wartości  ±18V  (w  sumie  36V)
i żeby nie przekroczyć dopuszczalnej mo−
cy strat diod Zenera.

Układ został przewidziany do pracy

przy  zasilaniu  symetrycznym,  ale  może
także  być  zasilany  napięciem  pojedyn−
czym. Wtedy jednak trzeba dodać na we−
jściach  kondensatory  separujące  o po−
jemności  rzędu  470nF  lub  większej
i zmodyfikować  obwód  zasilania,  by  wy−
tworzyć napięcie sztucznej masy. Należy
zastosować  diody  Zenera  o sumarycz−
nym

napięciu

stabilizacji

niższym

o 3...10V od napięcia zasilania. Rezystor

R14 należy zewrzeć, natomiast R13 do−
brać, by prąd płynący przez niego wynosił
5...10mA.

Prawdopodobnie trzeba też będzie do−

dać na wyjściach kondensatory separujące.

Montaż i uruchomienie

Układ z rysunku 3 można zmontować

na płytce pokazanej na rry

u 4

Montaż jest prosty, nie są wymagane

żadne szczególne środki ostrożności.

Układ nie wymaga uruchamiania, od

razu powinien działać poprawnie.

Jak podano, dla tłumienia zakłóceń po−

jawiających  się  na  linii  masy,  czyli  mó−
wiąc ściśle – dla tłumienia sygnału wspól−
nego,  kluczowe  znaczenie  ma  dokładne
dobranie  pewnych  rezystancji.  Dlatego
jako  R?..R?  koniecznie  należy  zastoso−
wać  dobre  rezystory  metalizowane  o to−
lerancji 1% lub lepszej. W modelu dobra−

no te rezystory jeszcze dokładniej – z to−
lerancją 0,03%.

Oprócz rezystancji trzeba też wziąć

pod uwagę pojemności montażowe, któ−
re  mają  istotny  wpływ  na  symetrię  ukła−
du  i współczynnik  tłumienia  sygnału
wspólnego  (zakłócającego)  przy  wy−
ższych częstotliwościach.

Współczynnik

tłumienia

sygnału

wspólnego  wyniósł  w modelu  ponad
60dB  dla  częstotliwości  poniżej  1kHz
i 42dB  dla  częstotliwości  10kHz.  Są  to
wartości bardzo dobre.

Jeśli ktoś chciałby uzyskać jeszcze

lepszy  współczynnik  tłumienia  sygnału
wspólnego, może równolegle do rezysto−
rów  R?  i R?  dolutować  od  strony  druku
kondensatory  o pojemności  około  3,9pF
– tłumienie sygnału wspólnego wzrośnie
przy  częstotliwości  10kHz  do  wartości
ponad 50dB.

Piio

ottrr G

Gó

órre

kii

Zbigniew Orłowski

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 4. Schemat montażowy

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

R1−R12: 100k

Ω

1% (12,1...121k

Ω

1%)

R13,R14: 2k

Ω

R15,R16: 1k

Ω

atto

orry

C1,C2: 47µF/25V
C3,C4: 100nF ceramiczny

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

D1,D2: dioda Zenera 18V
U1: TL072

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

5..

Do czego to służy?

Podczas wakacyjnych i urlopowych

wędrówek  warto  mieć  ze  sobą  radiood−
biornik. Na rynku jest cały szereg różnych
przeróżnych radioodbiorników, radiomag−
netofonów czy radioodtwarzaczy AM/FM
i każdy może znaleźć dla siebie coś odpo−
wiedniego w zależności od wymagań czy
zasobów kieszeni. Tutaj nasuwa się pyta−
nie,  czy  jest  sens  pod  koniec  XX  wieku
zajmować  się  własnoręcznym  konstruo−
waniem  radioodbiornika? Z napływającej
korespondencji do redakcji wynika, że za−
interesowanie  takim  najprostszym  ukła−
dem jest znaczne.

Aby odpowiedzieć na pytanie zadane

na  wstępie  „do  czego  to  służy?”  odpo−
wiem  tak:  do  poznania  tajników  odbioru
radiowego odkrytego sto lat temu. Ponie−
waż pierwsze radioodbiorniki były demo−
dulatorami  amplitudy  zawierającymi  de−
tektory,  również  i my  zaczniemy  od  de−
tektorów, z tym że zamiast kryształka bę−
dzie  typowa  dioda  germanowa.  Ponie−
waż  nikt  nie  będzie  dzisiaj  chciał  korzys−
tać z długiej anteny drutowej i uziemienia
(warunek  działania  najprostszego  odbior−
nika  detektorowego)  zbudujemy  odbior−
nik na zakres fal długich lub średnich nie−
co  bardziej  skomplikowany,  ale  za  to
przenośny. Będzie to naprawdę układ wa−
kacyjny:  niewielkich  wymiarów,  ekono−
micznym zasilaniu i prostej konstrukcji.

Jak to działa?

Zacznijmy od nadajnika radiowego

AM,  gdzie  następuje  proces  modulacji.
Działanie  jego  polega  na  ukształtowaniu
fali  nośnej  wielkiej  częstotliwości
wzmocnionym przebiegiem z mikrofonu.
Warto  przypomnieć,  że  sama  fala  nośna
nie zawiera żadnych informacji i służy tyl−
ko  do  przenoszenia  nałożonych  na  nią
sygnałów  akustycznych.  Fale  radiowe
wypromieniowane  przez  antenę  nadajni−
ka rozchodzą się w przestrzeni i po napo−
tkaniu na swej drodze anteny odbiorczej
indukują w niej napięcie zmienne wielkiej
częstotliwości.  W odbiorniku  AM  musi
zatem  następować  proces  detekcji  czyli
demodulacji  polegający  na  wydzieleniu
przebiegu  modulującego  ze  zmodulowa−
nej  fali  nośnej.  Taka  informacja  już  wy−
starczy do zbudowania najprostszego od−
biornika wakacyjnego (rys. 1) tym, którzy
będą  znajdowali  się  w pobliżu  kilku  kilo−
metrów od nadajnika AM. Do zboczniko−
wanych  diodą  słuchawek  wysokoomo−
wych podłączamy z jednej strony antenę
w postaci drutu o długości kilka metrów
rozciągniętego  nad  ziemią,  a z drugiej

strony uziemienie (np. dołączony drut do
rury wodociągowej). Układ taki zapewnia
poprawny odbiór tylko w miejscu dużego
natężenia  pola  elektromagnetycznego.
Im  dalej  będziemy  znajdowali  się  od  na−
dajnika tym odbiór będzie słabszy, a więc
zacznie odgrywać rolę czułość odbiornika
(zdolność do odbioru słabych sygnałów).
W niewielkim  stopniu  można  polepszyć
odbiór  poprzez  zwiększanie  długości
czynnej anteny. Kolejnym mankamentem
takiego  najprostszego  odbiornika  będzie
słaba selektywność (zdolność do wydzie−
lania spośród docierających do anteny fal
o różnej częstotliwości tylko tej, na której
nam  zależy).  Innymi  słowy  może  okazać
się  że  za  pośrednictwem  odbiornika
z rry

u 1

1 będziemy na raz odbierali kil−

ka stacji radiofonicznych (najczęściej
w porze nocnej).

Aby umożliwić wyselekcjonowane

określonej częstotliwości sygnału z ante−
ny wystarczy zastosować wejściowy ob−
wód rezonansowy. Najprostszy taki de−

tektorowy odbiornik radiowy jest przed−
stawiony na rry

u 2

2. Dostrojenie ob−

wodu wejściowego polega w tym odbior−
niku na takim dobraniu jego częstotliwoś−
ci rezonansowej, aby była równa częstot−
liwości radiostacji, z której chcemy odbie−
rać  audycję.  W kraju  oprócz  programu
I Polskiego Radia emitowanego aktualnie
przez  stary  nadajnik  z Raszyna  na  falach
długich  na  częstotliwości  225kHz  AM
jest  jeszcze  kilka  nadajników  AM  na  fa−
lach  średnich  emitujących  program  BIS.
Program BIS PR jest nadawany na częs−
totliwościach około 1MHz za pośrednict−
wem nadajników rozmieszczonych w na−
stępujących miejscowościach:

Boguchwała – 1306kHz
Boży Dar – 1208kHz
Koszalin – 1206kHz
Koszęcin – 1080kHz
Kraków – 1366kHz
Przebędowo – 738kHz
Sowlany – 1306kHz
Tuszyn – 1305kHz

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 1.

Wakacyjny miniodbiornik AM

2xxx

Warszawa – 1260kHz
Wola Rasztwska – 819kHz
Żurawina – 1206kHz
Strojenie obwodu wejściowego w od−

biorniku z rysunku 2 zgodnie ze wzorem
f=... może odbywać się przez zmianę in−
dukcyjności  cewki  lub  pojemności  kon−
densatora na najgłośniejszy odbiór danej
stacji radiofonicznej. Zmianę indukcyjnoś−
ci można uzyskać poprzez dobranie liczby
zwojów  cewki  (przełącznik  dołączony  do
odczepów na cewce) lub zmianę położe−
nia  rdzenia  ferromagnetycznego  wzglę−
dem uzwojenia cewki. Można w tym od−
biorniku wykorzystać gotową antenę fer−
rytową  wraz  ze  współpracującym  kon−
densatorem  obrotowym  ze  starego  fab−
rycznego radioodbiornika.

W celu uzyskania większej czułości

odbiornika  oraz  zapewnienie  odbioru  na
głośnik należy do układu podłączyć posia−
dany  wzmacniacz  małej  częstotliwości
(tranzystorowy  lub  na  jednym  układzie
scalonym  np.  LM  386).  W miejsce  słu−
chawek  wysokoomowych  należy  włą−
czyć  rezystor  o wartości  rzędu  20k  i do−
piero  potem  poprzez  kondensator  rzędu
100nF potencjometr siły głosu i właściwy
wzmacniacz m.cz.

Warto wiedzieć, że przy zastosowaniu

czułego  wzmacniacza  m.cz.  można  zre−
zygnować  z zewnętrznej  anteny  druto−
wej, która może być stosowana w miejs−
cu stałego pobytu czy np. pod namiotem.

Na rry

u 3

3 przedstawiono nasz od−

biornik wakacyjny AM−225KHz składający
się oprócz obwodu rezonansowego, dio−
dy i słuchawek od walkmana z trzech
tranzystorów, trzech rezystorów i trzech
kondensatorów oraz jednego ogniwa R6.

Sygnał w.cz. zaindukowany w uzwoje−

niu  pierwotnym  anteny  ferrytowej  (L1
C1)  dostrojonym  do  częstotliwości
225kHz jest następnie poprzez uzwojenie
sprzęgające L2 i kondensator separujący
C2 podany na trzystopniowy wzmacniacz
tranzystorowy T1−T3 o sprzężeniu bezpo−
średnim.  Wzmocniony  sygnał  w.cz.  jest
podany detekcji za pośrednictwem diody
germanowej  D1  a następnie  po  odfiltro−
waniu  za  pośrednictwem  kondensatora
C3  poprzez  rezystor  R3  skierowany  po−
nownie na wejście tego samego wzmac−
niacza  T1−T3  pełniącego  równocześnie
funkcję wzmacniacza małej częstotliwoś−
ci.  Takie  podwójne  wykorzystanie
wzmacniacza  do  wzmacniania  sygnałów
w.cz. i m.cz. nosi nazwę układu reflekso−
wego. Układy takie zapewniają dużą czu−
łość  odbiornika  przy  zmniejszonej  liczbie
zastosowanych elementów o czym łatwo
przekonać  się  osobiście  montując  urzą−
dzenie.  Do  odbiornika  podłącza  się  słu−
chawki  od  walkmana  za  pośrednictwem
gniazdka  podłączonego  w taki  sposób,
aby cewki słuchawek były połączone sze−

regowo. W tym przypadku wypadkowa
rezystancja dołączona w obwód kolekto−
ra tranzystora T3 wynosi około 40 ohm.

W urządzeniu zrezygnowano z wyłącz−

nika  zasilania,  bowiem  wyjęcie  wtyczki
słuchawek  powoduje  maksymalne  ogra−
niczenie prądu z baterii.  Montaż i urucho−
mienie

Modelowy układ miniodbiornika został

zmontowany na małej płytce drukowanej
o wymiarach zbliżonych do wielkości ba−
terii R6.

Uzwojenia anteny nawinięto na pręcie

ferrytowym o średnicy 8mm i długości
50mm. Jest to minimalna długość jaka
może być polecana ponieważ czułość od−
biornika zależy od długości pręta ferryto−
wego.

Uzwojenia nawinięto na przesuwaną

tulejkę papierową w następujący sposób:

L1: 150 zwojów drutu DNE 0,1
L2: 20 zwojów drutu jw. lub grubszego
W przypadku przystosowania odbior−

nika do odbioru fal średnich (programu
Radia BIS) liczby zwojów należy zmniej−
szyć dwukrotnie.

Zmontowany układ wymaga jedynie

dostrojenia  obwodu  rezonansowego  do
najsilniejszego  odbioru  żądanej  stacji  ra−
diowej  oraz  dobrania  wartości  rezystora
na  najbardziej  czytelny  odbiór  (z  jak  naj−
mniejszym szumem).

Odbiornik modelowy został zamonto−

wany do małego pudełeczka plastikowe−
go o wymiarach 60x45x20mm jak na za−
łączonej fotografii. Płytka drukowana zo−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 2.

Rys. 3.

Rys. 4. Schemat montażowy

stała  przytwierdzona  poprzez  przykręco−
ne do bocznej ścianki obudowy gniazdko
słuchawkowe,  zaś  antena  ferrytowa  po−
przez  przyklejenie  kroplą  kleju  gluteno−
wego.  Bateria  została  przylutowana  bez−
pośrednio do płytki za pośrednictwem ka−
wałków przewodu, ale wskazane jest za−
stosowanie blaszek kontaktowych umoż−
liwiających  szybką  wymianę  bateri−
i bez użycia lutownicy, co może być kło−
potliwe zwłaszcza w terenie.

Odbiornik dostrojony do częstotliwoś−

ci  225kHz  (Program  I PR)  w okolicach
Warszawy  zapewniał  dobry  odbiór  zaró−
wno  w pomieszczeniu  jak  i na  otwartej
przestrzeni. Oczywiście korzystanie z od−
biornika  wymaga  ustawienia  go  w sto−
sunku  do  kierunku  stacji  nadawczej  na
najsilniejszy  odbiór  (antena  kierunkowa).
Jedyną wadą (nie tylko tego opisywane−
go układu AM) jest duża podatność na za−
kłócenia  od  strony  komputera,  monitora
czy telewizora).

Amator 4/97 opisano układ odbiornika

detektorowego  w którym  proponuje  się
użycie  zamiast  diody  germanowej  D311
diody LED AŁ307 (do wzrokowej kontroli
natężenia  pola).  Prosimy  poinformować
nas,  jeżeli  ktoś  z Czytelników  sprawdzi
taki detektor z diodą świecącą LED.

drrzze

ejj J

czze

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

5..

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

R1: 15k
R2: 2k
R3: 200k

atto

orry

C1, C2: 150pF
C3: 100nF
C4: 100uF

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

T1, T2, T3: BC 547, BC 238 itp.
D1: AAP 152 itp.

ozzo

stta

ałłe

G: gniazdko słuchawkowe stereo
Sł: Słuchawki od walkmana
L1, L2: patrz opis w tekście
PS. W ukraińskim miesięczniku Radio