29

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

Rozwiązanie zadania powinno zawierać schemat elektryczny

i zwięzły opis działania. Model i schematy montażowe nie są wy−

magane, ale przysłanie działającego modelu lub jego fotografii

zwiększa szansę na nagrodę.

Ponieważ rozwiązania nadsyłają Czytelnicy o różnym stopniu

zaawansowania, mile widziane jest podanie swego wieku.

Ewentualne listy do redakcji czy spostrzeżenia do erraty powinny

być umieszczone na oddzielnych kartkach, również opatrzonych

nazwiskiem i pełnym adresem. Prace należy nadsyłać w terminie

45 dni od ukazania się numeru EdW (w przypadku prenumeratorów

– od otrzymania pisma pocztą).

S

S

S

S

zz

zz

k

k

k

k

o

o

o

o

łł

łł

a

a

a

a

K

K

K

K

o

o

o

o

n

n

n

n

ss

ss

tt

tt

rr

rr

u

u

u

u

k

k

k

k

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

ó

ó

ó

ó

w

w

w

w

Obecnie powszechnie dostępne i tanie są
wskaźniki laserowe w postaci breloczków
i w kształcie długopisów (laser pointers).
Swego czasu panowała moda na niezbyt mą−
drą zabawę z użyciem takich wskaźników –
świecenie przechodniom po oczach. Na
szczęście takich szkodliwych zabaw jest co−
raz mniej. Ze względu na radykalny spadek
cen najwyższa pora, by wykorzystać wska−
źnik laserowy do pożytecznych celów. Jeden
z Czytelników, Dariusz Kątny z Tych, pro−
ponuje, by w ramach zadania Szkoły zapro−
jektować barierę optoelektroniczną z wyko−
rzystaniem popularnego wskaźnika lasero−
wego. Propozycja jest interesująca, jednak
uważam, że możliwości sensownego wyko−
rzystania wskaźnika laserowego jest znacz−
nie więcej.

Oto oficjalny temat zadania:

Zaprojektować dowolne urzą−

dzenie wykorzystujące popularny

wskaźnik laserowy.

Takim urządzeniem może być jakikol−

wiek układ sygnalizacyjny czy alarmowy.

Bariera optoelektroniczna to dobry przykład.
Ale wskaźnik laserowy można wykorzystać
na wiele innych sposobów. Na przykład
w słynnym niemieckim czasopiśmie “ELV”
zaprezentowano swego czasu bardzo cieka−
wy przełącznik laserowy. Dwie fotodiody
oddalone od siebie o kilka centymetrów nie
reagują na oświetlenie tła. Układ reaguje je−
dynie wtedy, gdy światło lasera oświetli tyl−
ko jedną z diod. Przerzutnik T i przekaźnik
zmieniają wtedy stan logiczny na przeciwny.

Jeszcze inną potencjalną dziedziną wykorzysta−

nia światła lasera byłoby przesyłanie danych na od−
ległość kilkuset metrów czy może nawet więcej. Tu
zadanie jest trudniejsze, ponieważ światło zwykłe−
go wskaźnika laserowego nie jest modulowane.
Układ sterujący diodą laserową jest zwykle prosty.
Trzeba zaingerować we wnętrze wskaźnika, dodać
modulator, mogący włączać i wyłączać diodę lase−
rową z dużą częstotliwością. W zasadzie taki układ
to drobiazg, chodzi tylko o to, że niezbędna będzie
ingerencja we wnętrze wskaźnika, a wiadomo, że
diody laserowe są jednymi z najdelikatniejszych
elementów elektronicznych i niezmiernie łatwo
ulegają uszkodzeniu pod wpływem ładunków sta−
tycznych.

Przy obecnych cenach wskaźników za−

pewne wielu Czytelników odważy się zain−
gerować we wnętrze wskaźnika. Generalnie

delikatna dioda laserowa jest bezpieczna, je−
śli tylko nie będzie wylutowywana z układu.
Oczywiście w trakcie takich prac grot lutow−
nicy, osoba lutująca, elementy lutowane po−
winny być uziemione. Warto wykorzystać
metalowy uziemiony blat i czarną przewo−
dzącą gąbkę.

W literaturze hobbystycznej spotyka się

doniesienia o różnych przeróbkach wskaźni−
ków laserowych. Najczęściej polegają one na
dodaniu prostego modulatora, ewentualnie
na usunięciu kondensatorów (zwłaszcza
elektrolitów) uniemożliwiających pracę im−
pulsową.

Praca impulsowa ma wiele zalet, przede

wszystkim pozwala oszczędzać prąd i unie−
zależnia system od oświetlenia zewnętrzne−
go. Odbiornik reaguje na przebieg impulso−
wy o określonej częstotliwości, a nie reaguje
na oświetlenie tła (światło Słońca, lamp).

Niektórzy z Was zapewne będą się zasta−

nawiać nad możliwością wykorzystania ską−
dinąd rewelacyjnych i popularnych odbiorni−
ków TFMS5360 (SFH506). Można przepro−
wadzić próby, jednak odbiorniki te przezna−
czone są do odbioru promieniowania pod−
czerwonego o długości fali około 1000nm
(900...1100nm), natomiast wskaźnik lasero−
wy świeci światłem czerwonym o długości

Zadanie nr 60

30

Szkoła Konstruktorów

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

fali 780nm. Ponadto odbiorniki te reagują
tylko na impulsy o jednej częstotliwości − ty−
powo 36kHz.

Do odbioru światła lasera należy więc sto−

sować fotorezystory, fotodiody bądź foto−
tranzystory.

Zaprezentowane zadanie do najłatwiej−

szych nie należy. Dlatego szansę na upomin−
ki i nagrody mają także ogólne idee, nie po−
parte nawet schematem ideowym. Jestem

przekonany, że przedstawicie interesujące
propozycje wykorzystania wskaźnika lasero−
wego bądź modułu laserowego. Przypu−
szczam też, że przeprowadzicie praktyczne
próby.

Uwaga! Podczas eksperymentów sta−

nowczo unikajcie sytuacji, gdy światło lase−
ra wpada wprost do oka. Choć moc promie−
niowania jest niewielka, intensywne pro−

mieniowanie może mieć negatywny wpływ
na wzrok.

Jak zwykle przypominam, że najlepsze

rozwiązania praktyczne, po sprawdzeniu
w Pracowni Konstrukcyjnej mogą być zapre−
zentowane w Forum Czytelników albo
w dziale Elektronika−2000, a ich autorzy
otrzymają honoraria.

Czekam także na propozycje kolejnych

zadań.

Temat zadania 56 był następujący: Zapro−
jektować sygnalizator informujący o zago−
towaniu wody i wyłączeniu czajnika elek−
trycznego.

Zadanie nie było łatwe, niemniej otrzyma−

łem prawie trzydzieści rozwiązań. Zaprezento−
waliście szereg bardzo interesujących idei. Naj−
bardziej się cieszę, że wśród prac było aż osiem
modeli działających według różnych zasad.

Przypominam, że chodziło o elektryczny

czajnik w wbudowanym wyłącznikiem ter−
micznym (bimetalowym), który samoczyn−
nie wyłączy czajnik po zagotowaniu wody.
Nie chodziło więc o to, że woda w czajniku
wygotuje się, co uszkodzi grzałkę. Kilku
Czytelników, między innymi Sławomir
Orkisz z Kuślina, Jarosław Brzeski z Ko−
szalina i Marcin Jaworski z Małej Łąki za−
proponowali układy wyłączające zasilanie,
przeznaczone do czajników, w których nie
ma samoczynnego wyłącznika. Najlepszy
schemat z tej grupy – układ Sławka Orkisza
można znaleźć na stronie internetowej EdW
(Orkisz.gif) wraz z innymi ciekawszymi
schematami z zadania 56.

W zadaniu 56 chodziło o układ sygnaliza−

tora, który swym dźwiękiem przypomniałby
osobie przebywającej w innym pomieszcze−
niu, że pora zalać herbatę czy kawę, bo woda
właśnie się zagotowała.

Często proponowaliście wykrywanie pola

magnetycznego związanego z przepływem
dużego prądu grzałki, gdzie czujnikiem
miałaby być cewka.

Były propozycje wykrywania spadku na−

pięcia na przewodzie, w którym płynie prąd
rzędu 10A. Dość często proponowaliście wy−
korzystać swego rodzaju przekaźnik prądu
zmiennego zbudowany z kilku zwojów drutu
zwiniętego wokół rurki kontaktronu. Muszę
przyznać, iż kilku kolegów przytomnie prze−
widziało, że języczki kontaktronu będą drgać.
Niektórzy wspomnieli, że w takim trybie
można wykorzystać tylko małe kontaktrony,
o znikomej bezwładności styków. Inni prze−
konali się, że układ nie działa tak, jak ich zda−
niem powinien działać. Gratulacje dla wszy−
stkich, którzy przewidzieli problem i dla tych,
którzy przeprowadzili wnikliwe testy.

Kilka osób preferuje wykorzystanie wy−

łącznika bimetalowego w czajniku. Taki spo−
sób upraszcza układ elektroniczny, jednak

wymaga ingerencji we wnętrze czajnika. Dla
bardziej zaawansowanych i doświadczonych,
którzy nie obawiają się zepsuć czy obniżyć
poziomu bezpieczeństwa czajnika, taki naj−
prostszy sposób rzeczywiście może się oka−
zać optymalny. Warto nadmienić, że po zago−
towaniu wody właśnie na stykach wyłączni−
ka pojawia się pełne napięcie sieci. Ponieważ
jednak jest ono tam obecne ciągle także
przed włączeniem tego wyłącznika, słusznie
wykorzystywaliście raczej napięcie z grzałki,
a po jego zaniku sygnalizator był zasilany
z kondensatora magazynującego energię.

Niektóre prace nadesłali koledzy w bar−

dzo młodym wieku. Oto fragment e−maila:
Nazywam się Radek Rybaniec i mam 14 lat.
Elektroniką interesuję się od 3 miesięcy.
Wszystko zaczęło się w sklepie z częściami
elektronicznymi. Nie pamiętam jak się tam
znalazłem, ale kupiłem tam swój pierwszy kit.
Był to termometr elektroniczny i oczywiście
nie udało mi się go zmontować. Nie podda−
łem się i kupiłem inny kit. Tym razem próbo−
wałem go starannie złożyć i udało mi się.
Później “pod lutownicę” wpadły jeszcze trzy
kity i wszystkie złożyłem. W końcu zrozumia−
łem, że nie można składać czegoś, o czym nie
ma się zielonego pojęcia. Poszedłem do księ−
garni i kupiłem 3 książki o tematyce elektro−
nicznej. W drodze powrotnej, gdy przechodzi−
łem obok kiosku, zauważyłem pewne pismo
zatytułowane EdW. Od razu wiedziałem, że
znajdę w nim coś dla siebie, nie zastanawia−
jąc się kupiłem. I nie zawiodłem się. Wasze
pismo jest wspaniałe, każdy może w nim zna−
leźć coś dla siebie. Od tamtej pory dowie−
działem się trochę o elektronice i postanowi−
łem zaprojektować układ do Szkoły Kon−
struktorów.

Oczywiście układ Radka zawiera błędy,

niemniej pomysł jest dobry. Inny uczestnik,
15−letni Łukasz Sadowski z Włocławka, na−
pisał: Proszę o nietestowanie mojego urzą−
dzonka, bo jak spłonie AVT, to nie chcę, żeby
mnie połowa Polaków z siekierami ganiała!

Proszę bardzo! Nie testowałem układu

z przekaźnikiem prądu zmiennego, włączo−
nego w szereg z grzałką choćby dlatego, że
nie mam fabrycznych przekaźników z cew−
ką, przez którą w czasie pracy ma płynąć
prąd zmienny o natężeniu 10A.

Z kolei 13−letni Mateusz Wdowiak ze

Szczecina napisał: EdW czytam od roku, ale

dopiero od najnowszego numeru odpowia−
dam na zadania. Prawdopodobnie popełni−
łem wiele błędów i niedoróbek, więc proszę
o wyrozumiałość. Kiedy przeczytałem temat
zadania, chciałem od razu zrezygnować.
Gdybym zaczął pracować z urządzeniami
pod napięciem 220V, to już nigdy nie rozwią−
załbym żadnego zadania Szkoły.

Ale jednak zaprojektowałem aż cztery

układy zupełnie odseparowane od sieci 220V.

Bardzo się cieszę, że młody Czytelnik

wykazał się rozsądkiem i nie eksperymento−
wał. Niech na razie zajmie się urządzeniami
zasilanymi bezpiecznym napięciem i niech
stopniowo zdobywa doświadczenie. Upomi−
nek otrzyma jednak nie za rozsądek, tylko za
wspomniane cztery propozycje sygnalizato−
rów (Wdowiak.gif). Mateusz zaproponował
układ zawleczkowy, wykorzystujący dźwi−
gnię wyłącznika czajnika i jakiś zewnętrzny
mały przełącznik, układ optyczny wykorzy−
stujący lampkę kontrolną czajnika oraz układ
termiczny, gdzie termistor wykrywa pojawie−
nie się znacznej ilości gorącej pary. Czwarta
propozycja to układ skraplający. Oto frag−
ment listu: Jak wiadomo, podczas wrzenia
wody z czajnika unosi się para. W tym ukła−
dzie skrapla się ona na płytce aluminiowej,
a powstała w ten sposób ciekła woda spływa
do rynienki złożonej z zagiętej blaszki.
W środku rynienki znajduje się drut. Zarów−
no drut, jak i cała blaszka są podłączone do
prostego układu elektronicznego. Kropla wo−
dy zwiera rezystor R1 z plusem zasilania.
Tym samym otwiera się tranzystor i uaktyw−
nia brzęczyk z generatorem. Blaszka jest pod−
trzymywana przez dwa skręcone ze sobą ka−
ble tuż przed dzióbkiem czajnika. System ma
dwie wady. Po pierwsze, trzeba jeszcze bar−
dziej zwiększyć wymiary blaszki żeby rozpro−
szyła ciepło wydostające się z czajnika już
podczas podgrzewania. Po drugie, czajnik
elektryczny może wyłączyć się zanim odpo−
wiednia ilość pary ulegnie skropleniu.

Podobny sposób zaproponował 14−letni

Robert Jaworowski z Augustowa. Zasilany
z baterii sygnalizator kontroluje stan czujnika
wilgoci zbudowany z dwóch “grzebieni” wy−
trawionych na płytce. Na tym czujniku po−
winna skraplać się para powstająca głównie
podczas wrzenia.

Idea jest ciekawa, jednak trzeba pamiętać,

że para skrapla się na elementach zimnych.

Rozwiązanie zadania nr 56

31

Szkoła Konstruktorów

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

Jeśli więc czujnik do chwili zagotowania
znacznie się nagrzeje, kluczowe w tym wypad−
ku zjawisko nie wystąpi. Tylko eksperyment
może zweryfikować przydatność tej metody.

A oto dalsze rozwiązania. 12−letni Łukasz

Cepowski z Gorzyc proponuje układ z termi−
storem mierzącym temperaturę wody. Paweł
Szwarc z Poznania chce włączyć swój układ
w jeden z przewodów zasilających czajnik.
Idea jest prawidłowa, ale zaproponowany
układ nie będzie działał. Krzysztof Budnik
z Gdyni planuje wykorzystanie modyfikowa−
nego przerzutnika RS oraz kontaktronu umie−
szczonego wewnątrz zwojnicy wiodącej prąd
zasilający grzałkę. Radosław Hryciuk z Gra−
bowca chce wykorzystać czujnik w postaci
cewki i kilka innych elementów do sterowa−
nia brzęczyka. Łukasz Warzywoda z War−
szawy również chce wykorzystać napięcie in−
dukowane w cewce – w kilku zwojach owi−
niętych wokół przewodu. Karol Grenda
z Tykadłowa zaproponował układ sterowany
wyłącznikiem bimetalowym w czajniku

Kilka ogólnych propozycji nadesłał Jacek

Konieczny z Poznania. Tym razem przysłał on
aż cztery listy z kolejnymi pomysłami. Propo−
nuje na przykład wykorzystanie styku czujnika
bimetalowego czajnika. Inne propozycje to
czujnik fotoelektryczny monitorujący stan
lampki kontrolnej czajnika oraz czujnik optycz−
ny stwierdzający pojawienie się “bąbelków”,
które odbijają i rozpraszają światło inaczej niż
woda. Widzi możliwość wykorzystania halo−
tronu do wykrywania obecności pola magne−
tycznego, a tym samym prądu płynącego
w przewodach. Najbardziej oryginalną propo−
zycją jest czujnik wykrywający pole elektrycz−
ne. Ogólna zasada jest zilustrowana na rysun−
ku 1. Napięcie zmienne U pojawia się po roz−
warciu styku, a pojemności C1, C2 są pojem−
n o ś c i a m i
montażowymi
między żyłą
kabla a kilko−
ma zwojami
nawiniętego
nań cienkie−
go, izolowa−
nego drucika.

Pomysły są interesujące, jednak bardzo

daleko im do praktycznej realizacji. Serdecz−
nie zachęcam Jacka do podjęcia prób prak−
tycznych. Bez tego naprawdę nijak nie da się
nauczyć prawdziwej elektroniki. Jacek wylo−
sował upominek w ramach drugiej klasy
Szkoły, czyli konkursu “Co tu nie gra?”.
Zwiększam wartość tego upominku i dopil−
nuję, by było to coś zachęcającego do działań
praktycznych. A oto kolejne propozycje.

Zbigniew Jakimiuk z Nowego Pawłowa

chce za pomocą cewki wykrywać pole ma−
gnetyczne wokół przewodu, wzmacniać sy−
gnał za pomocą TL072 i sterować przerzut−
nik 4013 – schemat można znaleźć na stronie
internetowej jako Jakimiuk.gif. Idea jest pra−
widłowa, niemniej układ wymaga jeszcze
dopracowania, a dioda umieszczona równo−
legle do cewki czujnika na pewno nie spełni
przewidzianej roli ze względu na małą ampli−
tudę sygnału. Jej usunięcie niczego nie zmie−
ni. Rolę prostownika zupełnie “niechcący”
spełniłby... wzmacniacz operacyjny, gdyby
był typu LM358.

Krzysztof Gedroyć ze Stanisławowa pi−

sze, że testował dwa układy z czujnikami
kontaktronowymi. W jed−
nym, zasilanym z baterii,
wykorzystał dwa inwerte−
ry z kostki 40106. Jak
stwierdził, układ nie dzia−
ła i bardziej nadawałby się
do rubryki “Co tu nie
gra?”. Drugi układ, z zasi−
laczem beztransformato−
rowym, bazuje na kostce
4013

w

konfiguracji

z projektu “Automat scho−
dowy” z EdW 11/2000.
Autor twierdzi, że układ
działa. Nie jestem w sta−
nie tego zweryfikować, bo
Autor nic nie napisał o budowie czujnika kon−
taktronowego, a nadesłany schemat zawiera
błąd (być może jest to jednak błąd popełnio−
ny przy rysowaniu schematu).

Czesław Szutowicz z Włocławka chce

wykorzystać przekładnik prądowy, który jed−
nocześnie zasilałby układ w czasie pracy
grzałki i był czujnikiem prądu. Po zaniku
prądu sygnalizator byłby zasilany z baterii.
Schemat (na stronie internetowej Szuto−
wicz.gif) jest poprawny. Układ można jeszcze

ulepszyć wstawiając zamiast baterii
kondensator o dużej pojemności. Je−
dyną trudnością będzie wykonanie
odpowiedniego przekładnika.

Znacznie prostszy układ z przekła−

dnikiem, pracujący na podobnej zasa−
dzie zaproponował 16−letni Przemy−
sław Korpas ze Skierniewic. Prze−
prowadził próby, symulował przekła−
dnik za pomocą zwykłego transfor−
matorka sieciowego 12V, bo, jak pi−
sze, przekładnika jako osoba “niewy−

kwalifikowana i niepełnoletnia” nie mogłem
wykonać. Schemat można zobaczyć na rysun−
ku 2. Pojemność C2 może być znacznie mniej−
sza – wystarczy by sygnał dźwiękowy trwał
2...5 sekund. Przemek otrzyma upominek za
swe próby i interesujący, prosty układ.

Rozwiązania praktyczne

Fotografia 1 i ry−
sunek 3 pokazują
rozwiązanie Da−
riusza Drelicha−
rza z Przemyśla.
Jest to sygnaliza−
tor z czujnikiem
w postaci fotore−
zystora. Czujnik
reaguje na zga−
śnięcie lampki
kontrolnej czaj−
nika i

włącza

brzęczyk na 20
sekund. Na stro−
nie internetowej
można znaleźć
także

projekt

płytki tego urządzenia. Rafał Stępień z Rud
wykonał model, pokazany na fotografii 2.
Oryginalny schemat jest na stronie interneto−
wej (Stepien.gif). W szereg z grzałka włączo−
ny jest rezystor 0,5

Ω, 14W. Napięcie wystę−

pujące na tym rezystorze zaświeca dołączoną
równolegle diodę LED, a ta współpracuje
z fotorezystorem, tworząc rodzaj transoptora.
Układ sygnalizatora zasilany z baterii jest

Fot. 1 Model

Dariusza Drelicharza

Rys. 3

Rys. 1

Rys. 2

Fot. 2 Układ Rafała Stępnia

32

Szkoła Konstruktorów

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

dzięki temu odizolowany galwanicznie od
obwodów sieci.

Nie polecam takiego rozwiązania przede

wszystkim z uwagi na ogromną moc wydzie−
loną w takim szeregowym rezystorze
(z grzałką 2000W na szeregowym rezystorze
0,5

Ω wydzieli się około 40W mocy).

Model pokazany na fotografii 3 to dzieło

Jarosława Chudoby z Gorzowa Wlkp.
Uproszczony schemat pokazany jest na ry−
sunku 4, oryginał na stronie internetowej. Ja−
rek pisze: Gdy czajnik zostanie włączony,
przez cewkę popłynie prąd. Ponieważ jest to
prąd zmienny, styki kontaktronu będą drgać,
wytwarzając dodatnie impulsy. Do likwidacji
tych impulsów służy obwód R1 C1. (...)

Układ jest poprawny, choć można go

znacznie uprościć. Jarka zachęcam do ła−
dniejszego rysowania schematów i “dopie−
szczenia” modeli.

Fotografie 4 i 5 pokazują modele, które wy−

konał Marcin Wiązania z Gacek. Moduł z fo−
tografii 4 miał wykrywać pole magnetyczne.
Schemat pokazany jest na rysunku 5. Marcin
pisze, że nie dopracował go z braku czasu.
Stwierdził, że układ ma ma−
łą czułość i “należy przebu−
dować stopień wejściowy,
zbudowany z tranzystorów
T1, T2. Chodzi o to, by
wzmocnienie stopnia wej−
ściowego było (...) duże”.
Rzeczywiście układ nie rea−
guje na rozproszone pole
magnetyczne. Aby zadzia−
łał, w cewce musi się zain−
dukować przebieg o ampli−
tudzie około 0,6V. Oczywi−
ście umieszczenie cewki
w pobliżu przewodu dwu−
żyłowego nic nie daje, bo

prądy w obu żyłach płynące w przeciwnych
kierunkach prawie całkowicie się znoszą. Nie
trzeba jednak rozbudowywać stopnia wejścio−
wego. Można go nawet uprościć, usuwając T2.
Do współpracy z rezystorem R1 o wartości
2,2M

Ω wystarczy tranzystor T1. Wzmocnienie

prądowe nie ma tu znaczenia, a do otwarcia
tranzystora w każdym przypadku potrzeba prze−
biegu o amplitudzie rzędu 0,6V. Aby układ za−
działał, wystarczy zastosować prosty przekła−
dnik prądowy, nawet z cewką, pokazaną na fo−
tografii. Znalazłem chwilę czasu, by wykonać
taki przekładnik i sprawdzić, jakie napięcie mo−
że się tam wystąpić. Pierwotne uzwojenie miało
20 zwojów. Przy dołączeniu żelazka o mocy
1500W napięcie na cewce wynosiło 2Vpp, co
umożliwiło pracę (przy 5 zwojach wynosiło
około 0,6Vpp). Oznacza to, że pomysł jest pra−
widłowy, tylko trzeba dać lepszy czujnik.

Drugi układ Marcina, pokazany na foto−

grafii 5 i rysunku 6, wykorzystuje spadek

napięcia na przewodzie
lub bezpieczniku. Zmie−
rzyłem spadek napięcia
w modelu i obliczyłem
oporność przewodu −
30m

Ω. Prosty rachunek

wskazuje, że zastosowany
“bocznik” – półmetrowy
odcinek przewodu − ma
przekrój około 0,3mm

2

.

To trochę za mało, jak na spodziewany prąd
10A. Prąd o wartości 10A to nie żarty, a prze−
wody i połączenia stykowe muszą być na−
prawdę solidne, jeśli układ ma niezawodnie
pracować przez długi czas. Grzanie i wypala−
nie przewodów i styków to temat dobrze zna−

ny elektrykom, a mało rozumiany przez elek−
troników. Właśnie ze względu na ten pro−
blem nie jestem entuzjastą ingerowania
w obwody, w których płyną duże prądy. Po−

Fot. 4 Czujnik indukcyjny

Marcina Wiązani

Fot. 5 Sygnalizator Marcina Wiązani

Rys. 5 i 6

Rys. 6

Fot. 2 Układ Rafała Stępnia

Rys. 4

33

Szkoła Konstruktorów

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

za tym w układzie z rysunku 6 brakuje obwo−
du chroniącego wejście wzmacniacza opera−
cyjnego. Podczas zwarcia oraz przy wzroście
rezystancji styków, na wejściu nieodwracają−
cym wzmacniacza pojawi się całe napięcie
z “bocznika” (przepalającego się bezpieczni−
ka) i popłynie duży prąd, który nieuchronnie
spali wzmacniacz. Choć szansa na takie zda−
rzenie jest nieduża, obwód ochronny jest ab−
solutnie niezbędny. Między “bocznikiem”
a wejściem nieodwracającym wzmacniacza
koniecznie trzeba dodać rezystor szeregowy,
albo lepiej obwód całkujący RC, dodatkowo
filtrujący “śmieci”.

Osobiście proponowałbym jednak inny

układ − połączenie rozwiązań z rysunków 5 i 6.
Do punktów A, B układu z rysunku 6 dołą−
czyłbym cewkę. Będzie ona uzwojeniem wtór−
nym przekładnika. Uzwojeniem pierwotnym
byłyby dwa, najwyżej trzy zwoje (grubego)
przewodu sieciowego, nawinięte na tę cewkę.

Podobny pomysł wykorzystał w swym

sygnalizatorze Dariusz Knull z Zabrza. Po
przemyśleniu zadania zdecydował się na sy−
gnalizator w postaci przystawki
przykładanej do przewodu
czajnika. Nie chciał “grzebać
we wnętrznościach czajnika”,
nie chciał też przerywać obwo−
du i wstawiać weń rezystora
szeregowego. Wykonany mo−
del można zobaczyć na foto−
grafii 6, a schemat na rysunku
7. Czujnikiem jest cewka prze−
kaźnika samochodowego. Wy−
krywa ona niewielkie pole

magnetyczne powstające wokół kabla
zasilającego.

Ze schematu wynika, że sygnalizator przy

braku pola magnetycznego powinien dać cią−
gły sygnał dźwiękowy. W rzeczywistości włą−
cza się i wyłącza okresowo. Przyczyną są pa−
sożytnicze sprzężenia zwrotne oraz duże
wzmocnienie dwustopniowego wzmacniacza.
Tak duże wzmocnienie było potrzebne, by
wzmocnić słabiutki sygnał wytwarzany przez
znoszące się wzajemnie pola magnetyczne
obecne w pobliżu dwużyłowego przewodu.
Na marginesie trzeba stwierdzić, że wzmoc−
nienie układu U1B nie jest wyznaczone przez
R8, R7, jak pisze autor, tylko przez R7 i C4 –
policzcie sami, jaką oporność ma C4 przy
50Hz. Rezystory R5, R6 są całkowicie zbęd−
ne, a obwód wykrywania przebiegu zmienne−
go można znacznie uprościć. Układ działa,
jednak nie jestem do końca przekonany co do
jego praktycznej przydatności. Fakt, że układ
w spoczynku pobiera prąd, nie jest największą
wadą, bo sygnalizator wtedy piszczy i przypo−
mina o konieczności wyłączenia. Tak, ale po−
tem trzeba go jednak włączyć...

Aby skorzystać z sygnalizatora, należy go

włączyć i położyć czujnik na kablu (wysłu−
chując przy okazji kilkusekundowego pisku).
Są to dodatkowe czynności – czy się nie znu−
dzą? Czy użytkownik nie zapomni o nich za
jakiś czas? To jest moja główna wątpliwość co
do tego ciekawego i działającego rozwiązania.

A teraz kolejny godny uwagi układ. Bar−

tłomiej Radzik z Ostrowca Św. wykonał
model pokazany na fotografii 7. Oto frag−

menty listu. Na początku chciałem przedsta−
wić wyniki eksperymentu, który zakończył się
niepowodzeniem, a przynajmniej rozczaro−

waniem. Po przeczytaniu zadania od razu
wpadłem na pomysł, by do zasilania sygnali−
zatora wykorzystać napięcie indukujące się
w zwojnicy umieszczonej w podstawie czajni−
ka bezprzewodowego. Liczyłem, że po prze−
puszczeniu go przez powielacz napięcia uzy−
skam napięcie około 3V. Zabrałem się więc
do pracy i wykonałem elegancką cewkę
z drutu DNE 0,3mm, o średnicy 8cm i liczbie
zwojów równej 100. Po umieszczeniu w pod−
stawce i włączeniu czajnika miernik pokazał
napięcie o wartości ok. 90mVAC. (...)

Ostatecznie zdecydowałem się na podłą−

czenie układu sygnalizatora do neonówki,
występującej niemal w każdym czajniku bez−
przewodowym (...) Jako miejsce zamocowa−
nia wybrałem uchwyt, którego temperatura
jest zawsze niska, poza tym w uchwycie jest
dużo miejsca do zagospodarowania. (...)

Schemat układu można zobaczyć na ry−

sunku 8. Odwód z elementami D4, R3 bloku−
je generator w czasie, gdy układ jest dołączo−
ny do napięcia 220V. Po wyłączeniu grzałki
zaczyna pracować generator z bramką B2,
a źródłem zasilania jest kondensator C2 o du−
żej pojemności. Ten prosty układ podoba mi
się, choć w żadnym wypadku nie namawiam,

zwłaszcza młodych, do
ingerencji we wnętrze
urządzeń fabrycznych.

Zupełnie inną drogą

poszedł Krzysztof Kra−
ska z Przemyśla. Oto
fragment listu: Przepro−
wadziłem eksperyment
polegający na zagotowa−
niu wody przy maksy−
malnej objętości, tj. 1,7l.
Czas do zagotowania
wyniósł 6 minut. Zmie−
rzyłem temperaturę wo−
dy. Czajnik wyłączył się

przy temperaturze +98

o

C. Po 15 minutach

Fot. 7 Układ Bartłomieja Radzika

Fot. 6 Model Dariusza Knulla

Rys. 7

Rys. 8

34

Szkoła Konstruktorów

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

woda miała +87

o

C, natomiast po 1 godzinie

jeszcze +67

o

C. Po tych pomiarach doszedłem

do wniosku, że sygnalizator nie musi zadziałać
dokładnie w momencie wyłączenia czajnika.
Jeśli różnica wyniesie 2 – 3 minuty, tempera−
tura wody obniży się co najwyżej o kilka stop−
ni. Dlatego proponuję prosty układzik czaso−
wy RC (5...6 minut) umieszczony w pobliżu
czajnika. Po włączeniu czajnika naciskami
przycisk sygnalizatora i to wszystko. (...)

Model Krzysztofa można zobaczyć na fo−

tografii 8, a oryginalny schemat na stronie
internetowej. Schemat prostego timera jest
w zasadzie prawidłowy, warto go obejrzeć.
Nie zamieszczam go tutaj, bo w modelu w ob−
wodzie wyznaczającym czas (kilka minut)
znajduje się zwykły, aluminiowy elektrolit.
Wiadomo, że z czasem jego pojemność może
się radykalnie, nawet kilkakrotnie zmienić.
Gdy elektrolit ten pozostanie na długi czas
przy napięciu znacznie niższym od nominal−
nego, najprawdopodobniej przeformuje się
i jego pojemność wzrośnie. Aby tego unik−
nąć, należało albo zastosować “tantala”, który
się nie przeformuje, albo wykorzystać obwód
czasowy z licznikiem, np. CMOS 4541 i kon−
densatorem foliowym. Pomimo tej usterki
Krzysztof otrzymuje nagrodę za pomysł,
działający układ, a głównie za eksperymenty.

A teraz kilka słów komentarza. Chciałbym

serdecznie pochwalić Bartka i kilku innych
Kolegów właśnie za wspomniane “nieudane”
eksperymenty. Dostarczają one bezcennej wie−
dzy i są bazą dla przyszłych opracowań. Fakt,
że na razie tym sposobem nie udało się rozwią−
zać problemu nie jest nieszczęściem. Warto za−
pisać sobie wyniki i wnioski w specjalnym ze−
szycie (notatnik praktyka), przemyśleć pro−
blem, a przy kolejnej okazji powrócić do tema−
tu. Wiem z własnej praktyki, że takie ekspery−
menty są wręcz bezcenne i zaowocują w dal−
szej przyszłości. W żadnym razie tego rodzaju
próby na pewno nie są stratą czasu, a ja ze swej
strony dociekliwych eksperymentatorów za−
wsze będę premiował punktami i nagrodami.

Zauważyłem bowiem, i to już dawno,

pewne niepokojące zjawisko. Kilku uczestni−
ków Szkoły seryjnie “produkuje” lepsze lub
gorsze rozwiązania bazujące na schematach
z literatury, nie przeprowadzając wnikliwych
eksperymentów. Ilość niestety nie przechodzi
w jakość. Rozumiem pragnienie zobaczenia

swojego nazwiska w, jak piszecie, “najlep−
szym czasopiśmie świata” oraz zarobienia
“kasy” za opublikowane projekty. Jednak je−
śli już na początku swej drogi staniecie się je−
dynie kompilatorami, modyfikującymi sche−
maty znane z literatury, nie przeprowadzają−
cymi eksperymentów, badań i pomiarów, nig−
dy nie zostaniecie prawdziwymi konstrukto−
rami. Szkoła Konstruktorów daje Wam nieby−
wałą szansę sięgnięcia “do korzeni” proble−
mów. Szansę, której nie oferuje publiczne
szkolnictwo. Wykorzystajcie ją, bo przyda się
to Wam nawet wtedy, jeśli nie zostaniecie za−
wodowymi elektronikami konstruktorami.

Dlatego zawsze zwracam szczególną uwagę

na eksperymenty, a tym samym zdobywanie
rzetelnej wiedzy i doświadczenia. Pamiętajcie
również, że Wasze opracowania nie mogą być
“partyzanckie”. Rozumiem, że nie wszyscy
dysponują elementami, których chcieliby użyć
w swoich konstrukcjach. Wasze listy świadczą,
że bardzo często musicie stosować zasadę “gdy
się nie ma, co się lubi, to się lubi, co się ma”.
Przykładowo w przynajmniej dwóch pracach
bieżącego zadania znalazłem wzmiankę, że au−
tor chciał zastosował w sygnalizatorze układ
z melodyjką (UM66). Nie zastosował, bo
w okolicznych sklepach takich kostek nie ma.

To smutna rzeczywistość, ale czy projektu−

jąc układ i płytkę nie można przewidzieć opcji
z układem UM66. Jeśli nie macie typowego
przekaźnika i w modelu stosujecie jakiś archa−
iczny przekaźnik z odzysku, czy nie warto wlu−
tować go “na sznurkach”, a płytkę zaprojekto−
wać pod przekaźnik typowy, który przy odrobi−
nie wysiłku każdy może kupić w sklepie?

Wchodzimy do Europy, musimy też myśleć

o zasadach i przepisach tam obowiązujących.
Najprościej biorąc, tam nie ma miejsca na
“partyzantkę”. Do tematu wchodzenia do Eu−
ropy i zgodności ze światowymi standardami
kiedyś wrócimy. A dziś jeszcze jedna uwaga.

Niektóre nadsyłane modele mają obudo−

wy, a nawet jeśli nie, już na pierwszy rzut oka
widać, że nadają się do praktycznego zasto−
sowania. Inne modele niedwuznacznie
świadczą, że ich twórca zupełnie nie myślał
o ich praktycznym wykorzystaniu, tylko
o udziale w naszej Szkole.

Spośród nadsyłanych propozycji zadań do

Szkoły staram się wybierać jak najbardziej
praktyczne, przydatne w naszym codziennym
życiu. Powinno zależeć na tym nie tylko mnie,
ale przede wszystkim Wam, uczestnikom i sym−
patykom Szkoły. Każdy uczestnik i sympatyk
Szkoły może zadać sobie pytania: czy postawił−
bym swój model w pokoju czy kuchni i z dumą
objaśniałbym znajomym, do czego to służy?
Czy goście będą zdziwieni elegancką obudową,
opisem i czy będą się upewniać, że to moje wła−
snoręczne dzieło? A może nie chciałbym, a ro−
dzina nigdy by się nie zgodziła, by postawić
w mieszkaniu jakieś “szkaradztwo”.

Rozumiem, że wykonanie obudowy, ska−

li, opisu wymaga czasu, którego brakuje na

odrobienie lekcji, przygotowanie się do sesji
czy dla rodziny. Jednak często Autor włożył
w swój model wiele pracy. Obudowa jest,
płytka drukowana jest, opis także, tylko
wszystko pachnie brakiem staranności.

A może przyszła pora, by spojrzeć na swe

dzieła „świeżym okiem“?

Czy można zmienić „technologię“, żeby

przy tym samym nakładzie pracy uzyskać
nieporównanie lepszy efekt? Obudowy pla−
stikowe są w obfitości. Dostęp do drukarki
ma prawie każdy i może wydrukować na pa−
pierze samoprzylepnym elegancki opis płyty
czołowej. Czy problemem jest równe roz−
mieszczenie i wywiercenie kilku otworów?

Wykonanie eleganckich, estetycznych

modeli naprawdę jest możliwe – polecam to
Waszej życzliwej uwadze.

Może powinniśmy jedno bądź kilka zadań

Szkoły poświęcić sprawom mechaniki i obu−
dowom? A może ogłosimy oddzielny kon−
kurs dotyczący tych zagadnień?

Wracamy do zadania 56. Powtarzającym

się błędem było założenie, iż z cewki wykry−
wającej pole magnetyczne wokół przewodu
uzyska się napięcie rzędu pojedynczych wol−
tów. Ci, którzy przeprowadzili próby przeko−
nali się, że napięcie to jest rzędu miliwoltów.

I co? Prawie wszyscy się zniechęcili.

Szkoda!

Co prawda pole wokół dwużyłowego prze−

wodu jest małe, ale już pole wokół pojedyncze−
go przewodu jest znacznie większe. Warto było
sprawdzić, na co można liczyć, a na co nie. Nie−
co zdziwiony niewielką liczbą doniesień o eks−
perymentach z czujnikami pola magnetycznego
sam przeprowadziłem kilka prób. Wiadomo, że
każda cewka jest czujnikiem zmiennego pola
magnetycznego. Sprawdziłem jak zachowują
się w tej roli rozmaite cewki, które akurat mia−
łem pod ręką – zobaczycie je na fotografii 9.
Wykonałem też z nich przekładniki, gdzie
uzwojeniem pierwotnym był jeden zwój

Fot. 8 Model Krzysztofa Kraski

Punktacja Szkoły Konstruktorów

Jacek Konieczny Poznań . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Maciej Ciechowski Gdynia. . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Łukasz Cyga Chełmek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Maciej Jurzak Rabka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Jakub Kallas Gdynia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Bartosz Niżnik Puławy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Emil Ulanowski Skierniewice . . . . . . . . . . . . . . 9
Roland Belka Złotów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Artur Filip Legionowo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Michał Kobierzycki Grójec . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Łukasz Malec Tomaszów Lub. . . . . . . . . . . . . . 8
Jarosław Markiewicz Zielona Góra . . . . . . . . . 8
Marcin Biernat Rozalin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Dariusz Bobrowski Tarnów . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Michał Grzemski Grudziądz . . . . . . . . . . . . . . . 7
Filip Karbowski Warszawa . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Sebastian Mankiewicz Poznań . . . . . . . . . . . . . 7
Paweł Niedźwiedzki Wiechlice . . . . . . . . . . . . . 7
Adam Pałubski Piotrków Tryb. . . . . . . . . . . . . . 7
Michał Pasiecznik Świdnica Śl. . . . . . . . . . . . . 7

35

Szkoła Konstruktorów

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

przewodu sieciowego (jedna żyła). Przykłado−
wo taki “przekładnik” z telefoniczną cewką
o 2000 zwojów dawał przy obciążeniu grzałką
2000W napięcie wtórne równe 1Vpp. Przy
dwóch zwojach uzwojenia pierwotnego napię−
cie wzrosło do 1,9Vpp, co daje amplitudę
0,95V, całkowicie wystarczającą do otwarcia
tranzystora (można wykorzystać rozwiązanie
podobne jak to na rysunku 5). Nieco większe
napięcie dawał “przekładnik” z kontaktronem.
Mając świadomość, że nie każdy będzie miał
pod ręką cewki o liczbie zwojów rzędu 1000
i więcej, wykorzystałem element typowy –

przekaźnik RM−81 24V. Właściwie to zni−
szczyłem ten przekaźnik, rozgiąłem jarzmo
i wykonałem przekładnik nawijając jeden zwój
grubego drutu (1,5mm

2

) jako uzwojenie pier−

wotne. Ten prymitywny przekładnik można zo−
baczyć na fotografii 10. Przy włączeniu go
w obwód zasilania grzałki 2000W uzyskałem
na cewce napięcie 2,7Vpp. Gdy zamknąłem
obwód magnetyczny kotwicą tego przekaźnika,
napięcie na cewce wzrosło do 9Vpp.

Z moich dawnych doświadczeń wynika,

że przekładnik nadający się do układów
dwóch wymienionych Kolegów można też
wykonać z małego dwuwatowego transfor−
matorka sieciowego (TS2), zastępując uzwo−
jenie wtórne kilkoma zwojami grubego dru−
tu. Napięcie wyjściowe będzie rzędu woltów.

Takie napięcie można wykorzystać nie

tylko do wykrywania prądu, ale także do za−
silania jakiegoś energooszczędnego sygnali−
zatora – porównaj rysunek 2.

Ostatecznie ze względu na wspomniane

wcześniej usterki i wątpliwości nie zdecydo−
wałem się na skierowanie do publikacji żad−
nego z nadesłanych projektów. Najwyżej oce−
niłem prace czterech ostatnio wymienionych
Kolegów. Każdy z układów ma swe zalety,
ale każdy ma też wady. Najbliższy publikacji
był sygnalizator wtyczkowy Marcina Wiąza−
ni, ale ze względu na brak zabezpieczenia,
cienki przewód oraz ryzyko grzania przewo−
du i styków należałoby go zmodyfikować.

Jestem przekonany, że po analizie zapre−

zentowanych rozwiązań wszyscy chętni wy−

biorą coś dla siebie, ewentualnie wprowadzą
potrzebne modyfikacje. Przeanalizujcie, pro−
szę, wszystkie schematy, także te ze strony
internetowej. Zapewne podane pomysły
przydadzą się nie tylko przy budowie sygna−
lizatora do czajnika.

Nagrody i upominki za rozwiązanie zada−

nia 56 otrzymują: Jacek Konieczny, Prze−
mysław Korpas, Rafał Stępień, Mateusz
Wdowiak, Dariusz Drelicharz, Krzysztof
Kraska, Jarosław Chudoba, Dariusz
Knull, Marcin Wiązania i Bartłomiej Ra−
dzik. Aktualna punktacja podana jest w tabe−
li. Po styczniowym rozdaniu nagród w ra−
mach akcji PROMOCJA MŁODYCH TA−
LENTÓW uczestnicy, którzy wtedy otrzyma−
li nagrody znów zaczynają od zera. Daje to
szansę osobom, które dopiero niedawno bio−
rą udział w Szkole. Stąd zupełnie nowa czo−
łówka tabeli.

Kolejny raz przypominam, że paczki z mo−

delami do Szkoły należy adresować nie na
skrytkę pocztową, tylko na następujący adres:

AVT−Korporacja
EdW−Szkoła Konstruktorów zadanie ??
Ul. Burleska 9
01−939 Warszawa
Zdarza się bowiem, że paczki adresowane

na skrytkę są odsyłane do adresatów (na ad−
res skrytki należy nadsyłać jedynie listy).

Jak zwykle pozdrawiam wszystkich ucze−

stników i sympatyków Szkoły i zachęcam do
udziału w bieżącym zadaniu.

Piotr Górecki

C

C

C

C

o

o

o

o

tt

tt

u

u

u

u

n

n

n

n

ii

ii

e

e

e

e

g

g

g

g

rr

rr

a

a

a

a

?

?

?

?

− S

Szzkkoołłaa K

Koonnssttrruukkttoorróów

w kkllaassaa IIII

Fot. 9 Testowane cewki

Fot. 10 Prosty przekładnik

Rozwiązanie zadania 56

W EdW 10/2000
na stronie 37 za−
mieszczony był
fragment sche−
matu, pokazany
na rysunku A.
Z treści zadania
wynikało,

że

odbiera on im−
pulsy świetlne,
które podawane
są dalej, na deko−
der tonu NE567.

Jak zauważyli niektórzy, kolektor T1 po−

winien być połączony z kolektorem T2, two−
rząc układ Darlingtona. Połączenie takie, jak
na rysunku A grozi uszkodzeniem T1 w przy−
padku pojawienia się dużego prądu bazy. To
prawda, ale nie jest to główna wada.

Nie mieli racji uczestnicy twierdzący, iż

fotodioda jest włączona odwrotnie. Owszem,
fotodioda może pracować w trybie fotowol−

taicznym, jednak w tym przypadku słusznie
włączona jest w kierunku zaporowym.

Układ z rysunku A nie ma żadnych szans na

poprawną pracę, ponieważ kondensator nała−
duje się po pojawieniu się impulsów świetl−
nych, a nie bę−
dzie się mógł
rozładować. Ra−
dosław Hryciuk
z

Grabowca

krótko ujął pro−
blem “konden−
sator przewodzi
prąd tylko wtedy,
gdy się ładuje,
więc proponuję
po prostu usunąć
k o n d e n s a t o r .
Rzeczywiście,
n a j p r o s t s z y m
sposobem popra−
wienia

układu

jest usunięcie,

a właściwie zwarcie kondensatora. Ilustruje to
rysunek B. Oczywiście, sposób nie jest godny
polecenia, a jest wręcz zupełnie niepraktyczny,

Rys B

Rys A

B

C

E

D

F