Szkoła Konstruktorów
i modelu. Już wmłodym wieku dążcie, żeby dzi tych, którzy nie przysyłają prac jedynie Koziak najprawdopodobniej zobaczą swe
nie tylko cokolwiek i jakkolwiek zrobić, ale w oczekiwaniu na nagrodę czy honorarium, prace opublikowane w dziale E-2000 lub
żeby zrobić to starannie i estetycznie. Gwa- ale po prostu chcą się sprawdzić. Niech re- w Forum, o ile Pracownia nie wykryje istot-
rantuję, że taka praktyka w ramach naszej kompensatą za trud będzie przyjemność nych usterek, a po publikacji otrzymają ho-
Szkoły przyda się Wam w życiu, także wte- choćby niewielkiego zaistnienia na łamach noraria autorskie. Szanse na publikację ma
dy, gdy nie zostaniecie zawodowymi elektro- naszego wspólnego czasopisma i zaprezen- też Jakub Siwiec. Aktualna punktacja za-
nikami. towania się ogromnej rzeszy Czytelników warta jest w tabeli. Ponawiam prośbę: jeśli
Ja, oczywiście, przydzielając punkty i na- EdW. Nagrody za zadanie 89 otrzymają: Mi- nadsyłacie pracę do Szkoły e-mailem, poda-
grody, uwzględniam wiek. Nie tylko zresztą chał Stach, Roman Biadalski i Jarosław wajcie od razu swój adres pocztowy, a przy-
wiek  analizując kolejne prace uczestnika Tarnawa. Upominki otrzymają: Jakub Si- najmniej miejscowość zamieszkania. Ser-
widzę, jaki robi postęp. Nie ukrywam, że wiec, Tomasz Wiśniewski, A
ukasz Kwiat- decznie zapraszam do udziału w rozwiązy-
często postęp ten bywa bardzo szybki  mło- kowski, Marek Jurga, Bartosz Czerwiec, waniu kolejnych zadań i do nadsyłania prac
dzi nie marnują czasu, co i mnie cieszy. Maciej Fajfer i Jakub Jagiełło. Koledzy: w terminie.
Przykro mi, że ze względu na szczupły fun- Mariusz Chilmon, Marcin Jegier, Marcin
dusz Szkoły nie mogę wszystkich uczestni- Wiązania, Jarosław Chudoba, Rafał
ków obdarować odpowiednimi nagrodami Kuchta, Dawid Kozioł, Mirosław Kopera, Wasz Instruktor
i upominkami; tym bardziej cenię wypowie- Tomasz Jadasch, Paweł Świtalski i Michał Piotr Górecki
Co tu nie gra?
K
I
Co tu nie gra?- Szkoła Konstruktorów klasa II
przerysowany jest też na rysunku B. Blok wo modulowany przez wolnozmienny prze-
Rozwiązanie zadania 89 oznaczony literą J to generator przebiegu bieg prostokątny z generatora L, jak pokazu-
W EdW 7/2003 na stronie 37 zamieszczony zbliżonego do trójkąta. Przebieg o takim je rysunek D.
był schemat układu nadesłany jako rozwiąza- kształcie występuje na kondensatorze C1. Według pomysłodawcy w punkcie S poja-
nie jednego z wcześniejszych zadań Szkoły. Przebieg na wyjściu wzmacniacza K, który wia się przebieg prostokątny o coraz więk-
Ma to być system stopniowego budzenia. pracuje jako komparator, nie jest oczywiście szym współczynniku wypełnienia, który ste-
Autor napisał: (...) Pierwszy wzmacniacz przebiegiem trójkątnym z generatora J z ruje tranzystorem mocy. Daje to logarytmicz-
operacyjny generuje przebieg podobny do uwagi na zmiany napięcia na kondensatorze ny wzrost głośności. I tu tkwi jeden z podsta-
trójkąta, który jest następnie porównywany C2. W punkcie S po włączeniu zasilania ma wowych błędów.
do logarytmicznie rosnącego napięcia na pojawić się przebieg prostokątny o coraz
kondensatorze. Na wyjściu komparatora po- większym współczynniku wypełnienia. Da-
jawia się przebieg prostokątny o coraz więk- łoby to ciągły sygnał dz
więkowy, więc Autor
szym współczynniku wypełnienia, który ste- dodał generator przebiegu prostokątnego L,
ruje tranzystorem mocy. Daje to logarytmicz- który okresowo ma zwierać bramkę tranzy-
ny wzrost głośności. Drugi generator (pro- stora do masy i tym samym zapewnić dz
więk
stokąt) kluczuje pracę wcześniejszego (trochę przerywany. Dodatkowy komparator M ma
nietypowo). A komparator wyłącza sygnał ostatecznie wyłączyć dz
więk po czasie wyzna-
akustyczny po czasie, w którym zostanie na- czonym przez kondensator C4. Rysunek C
ładowany kondensator. Układ wykonałem, pokazuje przebiegi w punktach P, R, S bez
jednak nie spełnił moich oczekiwań, gdyż uwzględnienia wpływu bloków oznaczonych
zmiany głośności nie były odczuwalne. Nie L i M. W rzeczywistości prędkość narastania
wiem, dlaczego tak się działo (...). przebiegu w punkcie P powinna być znacznie
Oryginalny schemat pokazany jest na ry- mniejsza, niż wskazuje rysunek, a sygnał
sunku A. Od razu chciałbym pochwalić po- wyjściowy w punkcie S miałby być dodatko-
B
mysłodawcę za interesujący pomysł. Układ
zawiera wprawdzie błędy, ale świadczy też
o niewątpliwej pomysłowości Autora.
Postawione zadanie okazało się trudne,
a większość odpowiedzi nadesłanych przez
młodych uczestników była albo całkowicie
błędna, albo nietrafiająca w istotę sprawy. Po-
jawiły się też odpowiedzi bardzo ogólnikowe,
na przykład jeden z uczestników napisał tylko:
C
sądzę, że błędna jest koncepcja całego układu.
Takie podłączenie 2 wzmacniaczy operacyj-
nych nie da żądanego efektu. Słusznie! Warto
jednak przyjrzeć się problemowi bliżej.
Najpierw ustalmy, jak według pomysło-
A D
dawcy powinien działać ten układ. Schemat
Elektronika dla Wszystkich
28
Szkoła Konstruktorów
Autor założył, że zmiana współczynnika może to całkowicie uniemożliwić pracę ukła-
wypełnienia przebiegu prostokątnego da loga- du. Nie można uznać, że jest to błąd, ale tu
rytmiczny wzrost głośności. Choć w takim może leżeć jedna z przyczyn, dla których
stwierdzeniu niewątpliwie jest ziarno prawdy, układ z różnymi wzmacniaczami operacyj-
zmiana współczynnika wypełnienia nie jest nymi będzie się zachowywać odmiennie.
dobrym sposobem regulacji głośności. Sumując, przyjęta koncepcja regulacji
Wskazuje na to też rysunek C. Zmiany gło- głośności przez zmianę wypełnienia przebie-
śności od zera do jakiejś wartości maksymal- gu, choć świadczy o pomysłowości, jest nie-
nej wystąpią i paradoksalnie przebieg tych skuteczna, więc układu nie da się w prosty
zmian będzie w pewnym zakresie nieco zbli- sposób poprawić. Głośność należałoby regu-
żony do logarytmicznego. Szkopuł w tym, że lować zmieniając amplitudę przebiegu, co
tu nie są potrzebne zmiany o charakterze loga- w przypadku przebiegu prostokątnego moż-
rytmicznym, tylko wykładniczym. Rysunek na zrealizować na różne proste sposoby, na
C wskazuje, że po włączeniu dz
więk nie poja- przykład zmieniając napięcie zasilające gło-
wi się od razu. W zasadzie takie opóz
nienie śnik czy stopień końcowy.
pojawienia się dz
więku samo w sobie wcale Zadanie tym razem okazało się wyjątko-
nie byłoby błędem, jednak problem w tym, iż wo trudne, a upominek za prawidłowe roz-
na początku cyklu tranzystor MOSFET będzie wiązanie otrzymuje jedynie Mateusz Wal-
stale włączony, czyli przez głośnik będzie pły- czyk z Gdańska.
nąć znaczny prąd stały. Nie jest to rozwiąza-
nie eleganckie, a takie marnowanie prądu jest Zadanie 93
wręcz błędem w układzie budzenia, gdy gło- Tym razem nie ma schematu do analizy, a za-
śnik ma zapewnić dużą maksymalną gło- danie jest nietypowe. Otóż pewien Czytelnik
śność dz
więku, więc musi mieć małą opor- przysłał propozycję zadania do Szkoły Kon-
ność. W układzie zasilanym z baterii mogło- struktorów. Tematem miałby być termoregu-
by to nawet spowodować jej wyładowanie, lator mikroprocesorowy dla bojlera z dwie-
a przynajmniej okresowy spadek napięcia ma grzałkami 2kW. W liście można przeczy-
właśnie na czas wydawania dz
więku. tać: Po co taki regulator? Żeby bojler nie był
Autor zapomniał też, że wyjścia wzmac- gorący z wrzącą wodą przez 24 godziny.
niaczy operacyjnych mają znaczną wydaj- W nocy przez 9 godzin, kiedy śpimy, i w dzień
ność, więc próba zwierania wyjścia kompa- przez 8 godzin, gdy jesteśmy w pracy, bojler
ratora K do masy przez wyjście układu L lub może być zimny. W ten sposób zminimalizuje-
Mmoże nie dać rezultatu, zależnie od różnic my stratę ciepła, a tym samym energii elek-
wydajności prądowej wyjść tych wzmacnia- trycznej. (...) Sztuka polega na tym, żeby
czy. Prostym rozwiązaniem byłoby po prostu w żądanych godzinach indywidualnie, np. ra-
dodanie rezystora na wyjściu wzmacniacza no 6.45...7.00 było do 60oC, po południu
K według rysunku E. 15.45...16.00 np. 60oC, wieczorem do kąpieli
Przebieg z ry- 18.30...19.00 do 95oC. Również w miarę
sunku C wskazuje przybywania lub ubywania dnia wieczorem
także, że kompara- należy uwzględnić wcześniejsze lub póz
niej-
tor M jest zbędny, sze chodzenie spać, a tym samym i nastawy
ponieważ po nała- będą różne, np. całoroczne lub na kilka lat.
dowaniu konden- Rzeczywiście idea oszczędzania energii
E
satora C2 napięcie jest szczytna i rzeczywiście przy takich funk-
w punkcie S spadnie do zera, co oczywiście cjach musiałby to być układ oparty na mikro-
skutecznie wyłączy tranzystor MOSFET. procesorze. Propozycja ta do tej pory nie
Przy dogłębnej analizie projektu należało- ukazała się jako kolejne zadanie Szkoły Kon-
by też wziąć pod uwagę fakt, że nie wszyst- struktorów. Czy wiecie dlaczego?
kie wzmacniacze operacyjne prawidłowo za- Jak zwykle pytanie brzmi:
chowują się przy zmianach napięć wejścio-
Co tu nie gra?
wych w pełnym zakresie napięcia zasilania.
W omawianym przypadku dotyczy to kom- Proszę o możliwie krótkie odpowiedzi.
paratorów. Gdy napięcie wejściowe jest rów- Kartki, listy i e-maile oznaczcie dopiskiem
ne dodatniemu lub ujemnemu napięciu zasi- NieGra93 i nadeślijcie w terminie 45 dni od
lania (kondensator C2 całkowicie naładowa- ukazania się tego numeru EdW. Autorzy naj-
ny lub rozładowany) niektóre typy wzmac- lepszych odpowiedzi otrzymają upominki.
niaczy operacyjnych mogą wykazywać tzw.
zjawisko inwersji. W skrajnym przypadku Piotr Górecki
Elektronika dla Wszystkich
29