Projekty AVT
Iluminofoniczne
I
l
u
m
i
n
o
f
o
n
i
c
z
n
e
Iluminofoniczne
I
l
u
m
i
n
o
f
o
n
i
c
z
n
e
magiczne
m
a
g
i
c
z
n
e
magiczne
m
a
g
i
c
z
n
e
oko
o
k
o
oko
o
k
o
2675
2675
wykorzystać. Prezentowany projekt pokazu- w urządzeniu występuje wysokie napięcie
W urządzeniu występują wysokie napię-
je, że wcale tak nie jest i że wcale nie trzeba przekraczające 200V, nie jest to napięcie sie-
cia, groz
ne dla życia i zdrowia. Osoby
być ekspertem, żeby z powodzeniem wyko- ci energetycznej, napięcie to nie występuje
niepełnoletnie mogą wykonać i urucho- rzystać lampy. między ziemią i układem, tylko między ele-
Prezentowany układ to swego rodzaju ilu- mentami urządzenia, więc układ jest bardziej
mić układ wyłącznie pod opieką wykwa-
minofonia. Tańczące paski magicznego oka bezpieczny niż odpowiednik zasilany z sieci.
lifikowanych opiekunów.
zmieniają się w takt sygnału dz
więkowego Oczywiście nie znaczy to, że nie istnieje ry-
odbieranego przez wbudowany mikrofon  zyko porażenia  tuż po włączeniu zasilania
Ku zaskoczeniu starszych wiekiem elektroni- nie jest więc wymagane dołączenie do z
ródła wukładzie może pojawić się napięcie rzędu
ków, ostatnio wyraz
nie wzrasta zaintereso- dz
więku. Co bardzo ważne, do zasilania wca- 500V, które w czasie normalnej pracy spada
wanie lampami elektronowymi. Można śmia- le nie jest potrzebny transformator sieciowy do 200...250V. Co prawda wydajność prze-
ło powiedzieć, iż lampy elektronowe przeży- z wysokonapięciowym uzwojeniem anodo- twornicy wysokonapięciowej jest niewielka,
wają dziś drugą młodość we wzmacniaczach wym i uzwojeniem żarzenia. Cały układ za- niemniej takie napięcia mogą wywołać silny
mocy audio. Świecące ciepłym blaskiem silany jest z jakiegokolwiek zasilacza o na- szok, a w skrajnym przypadku nawet śmierć
włókna żarzenia lamp wytwarzają specyficz- pięciu około 12V i prądzie 0,4A. (dotyczy zwłaszcza osób z rozrusznikiem
ny nastrój, który często robi większe wraże- Przy budowie urządzeń lampowych jed- serca). Dlatego przy regulacji i użytkowaniu
nie niż dz
więk lampowego wzmacniacza. nym z kluczowych problemów jest zapew- układu należy zachować daleko posuniętą
Przed laty znacznie większy udział w wytwa- nienie odpowiednich napięć zasilania. Lam- ostrożność.
rzaniu specyficznego nastroju podczas słu- pa elektronowa do prawidłowej pracy wyma- Wszystkie informacje potrzebne do wy-
chania radia miały lampy wskaz
nikowe. Każ- ga wysokiego napięcia stałego o wartości konania urządzenia zawarte są w artykule.
dy stary odbiornik radiowy lepszej klasy miał +150...+400V oraz stałego lub zmiennego Stopień trudności określony przez dwie
taką lampę, potocznie zwaną  magicznym napięcia żarzenia o wartości 6,3V. Zwykle gwiazdki wynika przede wszystkim z obe-
okiem . Lampa taka pełniła funkcję wskaz
ni- wykorzystuje się do tego dedykowany trans- cności w układzie wysokiego napięcia, a nie
ka dostrojenia. Już w przedwojennych formator z co najmniej dwoma uzwojeniami. z kłopotów z wykonaniem i uruchomieniem.
odbiornikach lampowych stosowane były ta- Obecnie o taki transformator jest bardzo Informacje zawarte po śródtytułach Opis
kie wskaz
niki. Pierwsze wersje miały świecą- trudno i wykorzystuje się na przykład dwa układu oraz Montaż i uruchomienie w zupeł-
cy ekran u góry bańki. Potem pojawiły się transformatory, jeden do żarzenia lampy i za- ności wystarczą do zbudowania i uruchomie-
wersje z elementem świecącym umieszczo- silania ewentualnej części niskonapięciowej, nia urządzenia. Kto chciałby zagłębić się
nym z boku. W czasach, gdy o telewizji nie drugi do wytworzenia napięcia anodowego. w szczegóły, znajdzie dodatkowe wiadomo-
można było nawet marzyć, zielone lub nie- Ja w prezentowanym urządzeniu zdecydowa- ści po śródtytule Dla dociekliwych i zaawan-
bieskozielone światło wskaz
ników o rozmai- łem się na zupełnie inne, niestandardowe sowanych.
tym kształcie rzeczywiście robiło niesamo- rozwiązanie. Założyłem, że urządzenie ma Pomysł na taki układ iluminofoniczny po-
wite wrażenie. Każdy, kto choć raz widział być przeznaczone dla mniej doświadczonych jawił się już dawno: kilka lat na półce mojego
z bliska tak pracującą lampę rozumie, dlacze- Czytelników, dlatego musi być maksymalnie biurka komputerowego leżały dwie lampy:
go nazywa się ją magicznym okiem. Nawet bezpieczne. Definitywnie zrezygnowałem EM1 i EM84. Od dawna obiecywałem sobie,
dziś, w epoce niesamowitych osiągnięć tech- z transformatora sieciowego i postanowiłem że zrobię układ, żeby pokazać ich  magiczne
nicznych, tajemnicze światło  magicznego wykorzystać zwyczajny zasilacz wtyczkowy. działanie. Ale dopiero przez trzema miesiąca-
oka robi duże wrażenie nie tylko na mło- W rezultacie ten najprawdziwszy lampowy mi, po konsultacjach ze swoim synem, przy-
dych elektronikach. Wielu młodszych Czy- układ zasilany jest wyłącznie z 12-woltowe- stąpiłem do rysowania schematu. Kluczo-
telników chciałoby praktycznie wykorzystać go zasilacza wtyczkowego, a potrzebne  nie- wym elementem urządzenia jest lampa elek-
te interesujące elementy, niemniej duża część typowe napięcia uzyskiwane są za pomocą tronowa typu EM84. Lampa EM84 jest
z nich uważa lampy za elementy co najmniej przetwornicy, a właściwie dwóch przetwor- przedstawicielką  nowocześniejszych lamp
tajemnicze, które z kilku względów trudno nic. Dzięki obecności przetwornic, choć wskaz
nikowych i można ją stosunkowo łatwo
Elektronika dla Wszystkich
13
Projekty AVT
zdobyć. Była stosowana jeszcze w latach sie- przestanie płynąć przez tranzystor, jednak jest potrzebne do wysterowania wejścia (siat-
demdziesiątych, między innymi w magneto- zgodnie z zasadą, że  cewka nie lubi zmian ki) lampy wskaz
nikowej EM84. Jak pokazu-
fonach ZK120 i ZK140 produkcji warszaw- prądu , na cewce momentalnie zaindukuje je rysunek 3a, gdy na wyjściu bramki panu-
skich Zakładów Radiowych im. Kasprzaka się takie napięcie, żeby podtrzymać przepływ je stan wysoki, kondensator C8 szybko się ła-
(ZRK). Elementem wskaz
nikowym w tej prądu. Aby podtrzymać przepływ prądu, mu- duje. Prąd ładowania płynie z wyjścia bram-
lampie są dwa świecące paski, zmieniające si to być wysokie napięcie. Tak wysokie, że- ki przez kondensator i dalej przez diodę D2
swą długość pod wpływem napięcia sterują- by spowodować przepływ prądu przez cewkę do masy. Gdy po chwili na wyjściu bramki
cego. W układzie zamiast lampy EM84 moż- L1, diodę D8 oraz kondensator C1 i obciąże- pojawi się stan niski,  górna , dodatnia
na śmiało stosować lampy EM87 oraz EM85. nie, na których panuje wysokie napięcie. Ilu- okładka naładowanego kondensatora C8 zo-
Po niewielkiej modyfikacji płytki drukowanej struje to rysunek 2b. stanie dołączona do masy  rysunek 3b. Na
można też wykorzystać lampy EM80 oraz Wątpliwości może budzić obecność rezy-  dolnej ujemnej elektrodzie tak gwałtownie
EM81  wskazówki na ten temat zawarte są stora R4, który  marnuje energię przetwor-  ściągniętego w dół naładowanego konden-
wkońcowej części artykułu. nicy. Rezystor ten jest absolutnie niezbędny. satora pojawi się napięcie ujemne względem
Rzecz w tym, że bez rezystora R4 w sytuacji, masy. Kondensator
Opis układu gdy lampa nie pobiera prądu, napięcie na C8 staje się z
ródłem energii  podczas nor-
Schemat ideowy iluminofonicznego układu kondensatorze C1 wzrosłoby do wartości malnej pracy część ładunku C8 zostaje prze-
z  magicznym okiem pokazany jest na ry- przekraczającej 500V, grożąc uszkodzeniem kazana przez diodę D2 do kondensatora
sunku 1. Jak widać, urządzenie zasilane jest nie tylko C1, ale i innych elementów, w tym C7 i obciążenia. Kondensator C8 jest okreso-
pojedynczym napięciem 12V. Napięcie to T1, L1 i R4, a nawet samej lampy elektrono- wo ładowany i rozładowywany i w rezultacie
bezpośrednio zasila układ scalony U2. Jest to wej. Wspomniana groz
na sytuacja ma miej- na kondensatorze C7 uzyskuje siÄ™ ujemne na-
popularny układ CMOS 4049 zawierający sce nie tylko po wyjęciu lampy z podstawki. pięcie. Nie jest ono równe 12V - jest niższe
sześć negatorów o zwiększonym prądzie Po każdym włączeniu zasilania przetwornica od 12V o spadek napięcia na diodach D2,
wyjściowym. Negatory U2E i U2D tworzą zaczyna pracować od razu, a lampa jeszcze D3 oraz na rezystancji wyjściowej bramek
klasyczny dwubramkowy generator CMOS. nie pracuje przez co najmniej kilka sekund, U2B, U2C.
Elementy L1, T1, D8, C1 tworzą prostą, kla- dopóki nie rozgrzeje się jej włókno żarzenia. Lampa EM84 sterowana jest w sposób po-
syczną indukcyjną przetwornicę podwyższa- I właśnie wtedy ważną rolę odgrywa rezystor kazany w uproszczeniu na rysunku 4. W tym
jącą. Na schemacie kondensator C1 zazna- R4. Wstępnie obciąża on przetwornicę na ty- uproszczonym układzie katoda lampy dołą-
czono jako elektrolityczny. Z uwagi na mały le, że napięcie na C1 nie wzrasta powyżej czona jest do plusa napięcia z zasilacza 12V.
prąd i dużą częstotliwość pracy wystarczają- 500V. Gdy po kilku... kilkuna-
co dobrą filtrację można uzyskać już przy za- stu sekundach lampa zaczyna
skakująco małej pojemności 10nF. Oznacza normalną pracę, prąd lampy
to, że można tu śmiało zastosować kondensa- dodatkowo obciąża przetwor-
tor stały. Częstotliwość drgań generatora ste- nicę i napięcie na C1 spada do
rującego wyznaczona jest przez elementy wartości około 200V.
C9, R13, R12 i D4. Obecność diody D4 i re- Negatory U2B, U2C pracu-
zystora R12 powoduje, że przebieg na bram- ją w obwodzie drugiej prze-
ce tranzystora T1 ma wypełnienie zdecydo- twornicy  pojemnościowej.
wanie różne od 50% (czas impulsu wynosi Potrzebna jest ona do wytwo-
okoÅ‚o 25µs, czas przerwy okoÅ‚o 1,5µs). Taki rzenia ujemnego wzglÄ™dem
przebieg powoduje, że gdy przez te masy napięcia zasilania. To
25µs tranzystor T1 jest otwarty, na cewkÄ™ po- ujemne napiÄ™cie o wartoÅ›ci
dane jest napięcie zasilania 12V i prąd około 10V razem z napięciem
w cewce L1 narasta przez ten stosunkowo zasilacza 12V gwarantują, że
długi czas  ilustruje to rysunek 2a. W cew- napięcie zasilające wzmac-
ce gromadzi się energia. Gdy tranzystor T1 niacz operacyjny U1 jest rzędu Rys. 2 Działanie przetwornicy
zostanie na krótko zatkany, prąd na pewno 22V. A właśnie takie napięcie
Rys. 1 Schemat ideowy
Elektronika dla Wszystkich
14
Projekty AVT
Anoda lampy i wyprowadzenie zwane ekra- nieco mniejszy niż 22V. Tym samym w pro- wzmacniacze operacyjne z kostki TL082
nem zasilane są wysokim napięciem z prze- ponowanym układzie zakres zmian długości (TL072). Wzmacniacze te zasilane są napię-
twornicy indukcyjnej. Lampa EM84, jak cienia jest nieco mniejszy od maksymalnego ciem bipolarnym (+12,  10V). Układ
większość lamp, jest żarzona pośrednio. dla tej lampy  w praktyce nie ma to żadne- U1B pracujący jako wzmacniacz odwracają-
Oznacza to, że włókno żarzenia jest odizolo- go znaczenia. Po prostu świecące paski nie cy ma wzmocnienie regulowane potencjome-
wane galwanicznie od katody  włókno ża- schodzą się ze sobą, a największa długość trem PR2, dzięki czemu można dobrać czu-
rzenia można więc zasilać w dowolny sposób cienia jest nieco mniejsza od maksymalnej. łość do potrzeb, a konkretnie do głośności
napięciem zmiennym lub stałym o wartości Wukładzie długość świecących pasków dz
więku w pomieszczeniu.
6,3V. Prąd nominalny żarzenia wynosi zmienia się w zależności od głośności dz
wię- Potencjometr ten można skręcić do zera,
210mA. Elektroda wejściowa lampy  siatka, ku odbieranego przez mikrofon elektretowy ale nie oznacza to, że wzmacniacz pracował
sterowana jest napięciem ujemnym wzglę- M1. Obwód polaryzacji tego mikrofonu będzie z maksymalnym możliwym wzmoc-
dem katody (0... 20V). W uproszczonym z elementami R3, C6, R5 jest klasyczny. Sy- nieniem - wzmocnienie będzie wtedy wyzna-
schemacie z rysunku 4 jest to napięcie z su- gnał z mikrofonu ma amplitudę rzędu poje- czone przez stosunek rezystancji R8 do rezy-
waka potencjometru. W zależności od warto- dynczych miliwoltów, a na siatce lampy La1 stancji wewnętrznej mikrofonu, która będzie
ści napięcia siatki zmienia się długość  cie- zmiany napięcia muszą wynosić 20V. Nie- nieco mniejsza niż wartość R5.
nia , czy inaczej przerwy między świecący- zbędne wzmocnienie zapewniają dwa
mi paskami. Gdy napięcie siatka-katoda jest
równe zeru (zwarcie siatki Rys. 3
Wykaz elementów uniwersalnego modułu
do katody), długość  cie-
zapłonowego (patrz rysunek 4)
nia między fosforyzujący-
mi paskami jest największa.
Rezystory
Przy ujemnym napięciu
R1,R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k&!
siatki wynoszącym około
R12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1k&!
 22V długość cienia
R13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47k&!
zmniejsza siÄ™ do zera, co
R14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1M&!
oznacza, że świecące  ma- R15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22&!/5W
gicznym światłem paski R3,R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2k&!
R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2M&!
schodzÄ… siÄ™ ze sobÄ…. Ilustru-
R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,7k&!
je to rysunek 5.
R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6,8k&!
W rzeczywistym ukła-
R8,R10,R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470k&!
dzie występują dodatkowe
R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150k&!
diody D6, D7, przez które
PR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k&! PR miniaturowy
płynie prąd żarzenia i kato-
PR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k&! PR miniaturowy
da dołączona jest do napię-
PR3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2k&! PR miniaturowy
cia o około 1,2V niższego od dodatniego na-
pięcia zasilania. Pomaga to uzyskać większą
Kondensatory
maksymalną długość cienia-przerwy.
C1 . . . . . . .staÅ‚y10nF/630V lub  elektrolit 1...2,2µF/400V
W układzie podstawowym elementy PR3
C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1000µF/16V
i D5 nie sÄ… montowane. Przewidziano je do
C3,C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MKT 1µF
ewentualnych eksperymentów i nietypowych
C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470nF
zastosowań  lampa typu  magiczne oko
C6,C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220µF/16V
może znalez
ć szereg różnorodnych aplikacji. C8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V
Prąd żarzenia ograniczony jest przez rezy- C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1nF
C10,C11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22pF
stor R15. Przy wartości 18...22&! na włóknie
żarzenia lampy EM84 powinno wystąpić na-
Półprzewodniki
pięcie około 6,3V. Obecność tego rezystora Rys. 4
D1-D4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BAT85
ogranicza także impuls prądu żarzenia
D5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148
w chwili włączenia zasilania, związany z fak- Rys. 5
D6,D7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001
tem, że zimne włókno ma rezystancję kilka
D8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BA159
razy mniejszą niż po rozgrzaniu. Praktyka po-
T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .IRF840
kazuje, że wartość tego rezystora można
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .TL082
zwiększyć nawet do 36&!. Niewielkie zmniej-
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .CMOS 4049
szenie jasności świecenia lampy nie ma zna-
czenia, a zmniejszenie napięcia i prądu żarze-
Pozostałe
nia będzie miało pozytywny wpływ na trwa-
L1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,7mH
łość lampy.
La1 . . . . . . . . . . . . . . . . . .lampa EM84
Zgodnie z danymi katalogowymi zerowÄ…
M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . .mikrofon elektretowy
długość cienia, czyli zetknięcie dwóch świe- Podstawka pod lampę NOVAL
Obudowa KM-42
cących pasków następuje przy napięciu siat-
Srebrzanka 0,8...1mm - 30 cm
ki wynoszÄ…cym  22V. W prezentowanym
układzie całkowite napięcie zasilania
wzmacniacza operacyjnego wynosi około
22V. Uwzględniając wyjściowe napięcia na- Płytka drukowana jest dostępna w sieci
d
j
d
w
sycenia tego wzmacniacza, oznacza to, że na
handlowej AVT jako kit szkolny AVT-2675
A
j
k
s
A
2
wyjściu uzyskuje się zakres zmian napięcia
Elektronika dla Wszystkich
15
Projekty AVT
Napięcie stałe na wszystkich końcówkach żą rezystancję.
wzmacniacza U1B, także na wyjściu, to po- Oczywiście nie mo-
tencjał masy (pomijając napięcie niezrówno- że to też być dławik
ważenia wynoszące kilka miliwoltów). o jakiejkolwiek in-
Inaczej jest z wyjściem wzmacniacza U1A. dukcyjności. Zbyt
Na jego wejściach panuje wprawdzie napię- mała indukcyjność
cie równe zeru, jednak dzięki obecności po- s p o w o d u j e
tencjometru PR1 i rezystora R9 spoczynko- nadmierny wzrost
we napięcie wyjściowe można zmieniać prądu cewki, nasy-
w szerokich granicach. Jest to konieczne, by cenie rdzenia i mo-
w spoczynku uzyskać na wyjściu wzmacnia- że spowodować
cza potrzebne stałe napięcie spoczynkowe. przegrzanie i wręcz
W czasie pracy wskaz
nik jest sterowany spalenie uzwojenia.
napięciem tętniącym, występującym na ele- Minimalna induk-
mentach R14, C5. W praktyce montowany cyjność to 3,3mH,
jest tylko jeden z rezystorów R14a, R14b, lepiej 4,7...10mH.
zależnie od kierunku włączenia diody D1  Druga istotna spra-
dalsze wskazówki podane są wczęści Mon- wa to rezystancja
taż i uruchomienie. Wartość C5 można zmie- uzwojenia  minia-
niać w szerokim zakresie, uzyskując dłuższą turowe dławiki
lub krótszą stałą czasową filtru (C5 może o rozmiarach małe-
być kondensatorem elektrolitycznym o na- go rezystora o in-
pięciu 25V). dukcyjności 4,7mH
W układzie występuje dodatkowy rezy- mają zbyt mały ma-
stor R1, który pozwala na sterowanie lampą ksymalny prąd
za pomocą zewnętrznego napięcia stałego, i zbyt dużą rezy-
podawanego na punkty A1, O1. stancję. Działanie
modeli zostało z po-
Montaż i uruchomienie wodzeniem wypróbowane Rys. 6
Układ można zmontować na płytce drukowa- z trzema gotowymi fabryczny-
nej, pokazanej na rysunku 6. Montaż nie po- mi cewkami o indukcyjności Fot. 1
winien sprawić większych kłopotów. Pomocą 3,3...10mH, oznaczonymi na
będą też fotografie modeli (modele zostały fotografii 1 numerami 1...3.
zmontowane na płytkach wcześniejszej wersji, Pracę samej przetwornicy
różniącej się szczegółami od tej z rysunku 6). wysokonapięciowej łatwo
W układzie podstawowym nie należy sprawdzić w gotowym układzie,
montować elementów D5, PR3, a R2 można wyjmując z podstawek lampę
śmiało zastąpić zworą (elementy R2, D5 są oraz wzmacniacz operacyjny
przewidziane do zupełnie nietypowych za- U1. Wtedy nie płynie prąd ża-
stosowań, w których mógłby się pojawić rzenia, przetwornica napięcia
prąd siatki). Przypominam, że w mikrofonie ujemnego jest obciążona w zni-
elektretowym elektroda połączona z obudo- komym stopniu przez PR1
wą to końcówka ujemna. i praktycznie cały prąd jest po-
Jak widać na fotografiach, podstawka lam- bierany przez przetwornicę wy-
py ma być umieszczona od strony elementów, sokonapięciową.
jak wszystkie pozostałe elementy. Płytka ma W tabeli 1 pokazane są wartości prądu
wymiary pozwalające umieścić ją w popular- zasilania oraz napięć na kondensatorze C1
nej obudowie KM-42. Podstawkę należy wlu- dla różnych cewek z fotografii 1.
tować za pomocą drutów o takiej długości, że- Tabela 1
by znalazła się tuż pod górną pokrywką obu-
pr d napiR
cie
numer indukcyjno
dowy, w której trzeba wyciąć otwór na lampę.
zasilania na C1
cewki cewki
Osoby zupełnie nieznające lamp elektrono- mA V
1 4,7mH 16,8 301
wych muszą wiedzieć, że pod lampę EM84
2 10mH 26,2 333
koniecznie należy zastosować podstawkę. Rys. 7
3 3,3mH 14,8 311
W żadnym wypadku nie należy próbować do-
4 100mH 32,4 309
lutować przewodów do metalowych nóżek Rys. 8
5 1mH >100 510
lampy. Takie próby mogą łatwo skończyć się
mikropęknięciami szkła oraz rozhermetyzo- W układzie z miniaturową cewką 1mH
waniem bańki, a więc nieodwracalnym (cewka numer 5) prąd zasilania narastał od
uszkodzeniem lampy. około 90mA do ponad 300mA, a cewka i tran-
Osoby, które same będą kompletować ele- zystor silnie się rozgrzały w ciągu kilku se-
menty układu, należy przestrzec, iż do prze- kund. Przy pozostałych (prawidłowo dobra-
twornicy nie nadają się miniaturowe dła- nych) cewka i tranzystor pozostawały chłodne.
wiki o wielkości ćwierćwatowego rezystora W warunkach normalnej pracy (z lampą)
 mają za mały prąd maksymalny i za du- prąd zasilania przetwornicy będzie nieco
Elektronika dla Wszystkich
16
Projekty AVT
większy, niż podaje tabela, ale tranzystor T1 ne  w spoczynku paski będą bardzo krótkie,
cały czas powinien pozostawać chłodny, co rozsunięte, a dz
więki będą powodować ich
najwyżej lekko ciepły  nie radzę tego wydłużanie i schodzenie się.
sprawdzać podczas pracy, bo można doznać Wkażdej z wersji na początek potencjo-
silnego wstrząsu elektrycznego. W każdym metry PR1, PR2 warto ustawić w położe-
razie tranzystor T1 na pewno nie wymaga ra- niach środkowych. Po zmontowaniu ze
diatora. sprawnych elementów układ powinien za-
Przez odpowiednie włączenie elementów działać  głośniejsze dz
więki powinny wyra-
D1, R14 i stosowne ustawienie PR1 można ła- z
nie zmieniać długość świecących pasków.
two uzyskać dwa różne sposoby działania Po takim wstępnym uruchomieniu trzeba je-
układu. Warto wypróbować działanie obu we- szcze ustawić spoczynkowy stan magicznych
rsji i ostatecznie wybrać jedną z nich. pasków za pomocą PR1, a potrzebną czułość
Wersja  dodatnia . W tej standardowej na dz
więki potencjometrem PR2. Potencjo-
wersji dioda D1 ma być wlutowana, jak na metrem PR1 można łatwo wprowadzić wyj-
schemacie ideowym (rysunek 1), rezystor ście wzmacniacza U1A w stan nasycenia 
R14 wlutować w miejsce oznaczone R14a, w takim stanie układ będzie miał dramatycz-
czyli do minusa zasilania, a potencjometrem nie małą czułość. Aby uzyskać dużą czułość,
PR1 trzeba ustawić na wyjściu wzmacniacza należy dobrać położenie potencjometru PR1,
U1A napięcie około  7... 8V, bliskie ujem- by wzmacniacz w spoczynku był tuż przed
nego napięcia nasycenia wzmacniacza opera- progiem nasycenia.
cyjnego. Ilustruje to też rysunek 7. Na wyj- Uwaga! W układzie występuje wysokie na-
ściu wzmacniacza U1A będą więc występo- pięcie. Osoby niepełnoletnie mogą wykonać
wać tylko dodatnie połówki wzmocnionego Rys. 11 i uruchomić układ wyłącznie pod opieką wy-
sygnału. Będą one przechodzić przez diodę kwalifikowanych opiekunów (nauczycieli).
D1 i zostaną uśrednione w filtrze R14, C5. Rys. 12 Wszelkie manipulacje w układzie powin-
W takim układzie w spoczynku szerokość ny być wykonywane po wyłączeniu napięcia
przerwy będzie najmniejsza  świecące  ma- zasilania.
giczne paski będą najdłuższe. Dz
więki będą
zwiększać szerokość przerwy, czyli będą roz- Dla dociekliwych
suwać paski. i zaawansowanych
Wersja  ujemna . Należy włączyć diodę Układ w wersji podstawowej reaguje na
D1 odwrotnie niż na rysunku 1, R14 wluto- dz
więki odbierane przez mikrofon M1. Ale
wać w miejsce R14b, czyli do plusa zasila- ten lampowy wskaz
nik można też sterować
nia, a potencjometrem PR1 ustawić na wyj- zewnętrznym napięciem stałym o dowolnej
ściu U1A napięcie spoczynkowe bliskie do-
datniemu napięciu nasycenia wzmacniacza 
patrz rysunek 8. Wtedy na wyjściu będą po- Rys. 13
jawiać się tylko ujemne połówki sygnału.
Działanie  magicznego oka będzie odwrot-
Rys. 9
Rys. 10
Elektronika dla Wszystkich
17
Projekty AVT
biegunowości. Można w tym celu wykorzy- cej są nóżki 1 (siatka) i 9 (anoda). Sam wska- ciem 250V). Oznacza to, że lampy EM84,
stać punkty A1, O1 według rysunku 9. Po- z
nik optyczny zasilany jest napięciem EM87 i EM85 można stosować wymiennie.
nieważ układ będzie zasilany z niezależnego 170...300V podanym na nóżkę 6 (ekran). Na- Bardzo podobnie działają lampy EM80
z
ródła (zasilacza), by uzyskać odwrotny kie- tomiast nóżka 7 to właściwe wejście sterujące i EM81, które mają nieco inny układ wy-
runek zmian, można po prostu odwrócić ko- wskaz
nika. Tu warto dodać, że numeracja prowadzeń. Pokazany on jest na rysunku
lejność dołączenia końcówek A1, O1 i diody nóżek w lampach jest prosta: należy odwrócić 15. Jak widać, numeracja nóżek jest nieco in-
D1 według rysunku 10. W przypadku stero- lampę  do góry nóżkami i liczyć je w kie-
wania napięciem stałym według rysunków 9, runku ruchu wskazówek zegara, począwszy Rys. 15
10 można też zewrzeć diodę D1. od przerwy między nimi. Dodatkowym uła-
W każdym przypadku potencjometrem twieniem w razie wątpliwości jest fakt, że
PR1 należy wtedy tak ustawić napięcie spo- wyprowadzeniami żarzenia są nóżki 4 i 5.
czynkowe, by uzyskać potrzebny zakres Przy normalnej pracy wejście to jest dołą-
zmian. Wartości rezystorów R10 oraz R1 czone do anody triody wzmacniającej i osta-
i ewentualnie R7, R8, PR2 należy dobrać teczny typowy układ pracy jest taki, jak na
w zależności od wielkości tego zewnętrznego rysunku 14a. Jak widać na tym rysunku,
napięcia sterującego. w typowym układzie pracy lampy anoda do-
Można zwiększyć napięcie zasilania do łączona jest do dodatniego napięcia zasilania
15V, co umożliwi uzyskanie na wyjściu przez rezystor o dużej wartości (470k&!), na-
wzmacniacza U1A zmian napięcia więk- tomiast elektroda zwana ekranem dołączona
szych niż 22V, a tym samym regulację długo- jest do tego napięcia bezpośrednio. Kto
ści cienia lampy EM84 w pełnym zakresie. chciałby przeprowadzić eksperymenty, może
Zwiększając napięcie zasilania należy za- włączyć w obwód ekranu rezystor o wartości
dbać, by tuż po włączeniu, gdy lampa jeszcze kilkudziesięciu kiloomów (według rysunku
nie pracuje, napięcie na kondensatorze C1 14b), co może nieco zwiększyć czułość
nie przekroczyło 500V (o wartości tego ma- wskaz
nika.
ksymalnego napięcia decyduje m.in. wartość Podany układ wyprowadzeń i układ pracy
R12, którą można wtedy zwiększyć). W we- dotyczy też lampy EM87, która ma taki sam
rsji podstawowej jako filtrujÄ…cy kondensator wyglÄ…d wskaz
nika jak EM84 (dwa świecące
C1 przewidziano kondensator stały 10nF paski), tylko jest czulsza. O ile, zgodnie z ry-
o napięciu pracy 630V. Można też zastosować sunkiem 11, lampa EM84 wymaga napięć
kondensator elektrolityczny 0,22...2,2µF/630V. sterujÄ…cych na nóżce 1 w zakresie  22V...0V,
Wkażdym przypadku napięcie maksymalne o tyle dla lampy EM87 wystarczy napięcie
na elektrodach 6, 7, 9 lampy tuż po włącze- sterujące w zakresie  10V...0V. Lampa EM87
niu nie powinno przekraczać 500V  granicz- wukładzie według rysunku 14a powinna pra-
nej wartości napięcia drenu tranzystora T1 cować z rezystorem Ra o wartości 100k&!,
(dopuszczalne napięcie podawane na  zim- a w układzie z rysunku 14b z rezystorami
ną lampę nie powinno przekraczać 550V). Ra=100k&! i Rl=33k&!; zakres zmian szero-
Robocze napięcie zasilania na kondensatorze kości przerwy od zera do wartości maksymal-
C1 podczas normalnej pracy lampy będzie nej wynosi  7V...0V. Dla napięć niższych
niższe i nie przekroczy 300V. (bardziej ujemnych) niż podane zakresy, oba
Osoby, które są zainteresowane parame- świecące paski będą na siebie zachodzić. Rys. 16
trami lampy EM84, na rysunku 11 znajdą Identyczny rozkład wyprowadzeń i układ
charakterystykę sterowania. Wartość b na osi pracy ma także lampa EM85, która ma wska- Rys. 17
pionowej to szerokość przerwy między świe- z
nik nie w postaci linijki, tylko  rozchylajÄ…-
cącymi paskami wyrażona w milimetrach. cego się kielicha . EM85 pracuje w układzie
Całkowity pobór prądu ze z
ródła napięcia według rysunku 1 z rezystorem Ra o warto-
anodowego (250V) jest więc niewielki i nie ści 470k&! i wymaga napięć sterujących
przekracza 2mA. Oznacza to, że całkowita w zakresie  18V...0V (przy zasilaniu napię-
moc pobierana ze z
ródła napięcia anodowe-
go nie jest większa niż 0,5W. Właśnie dzięki Rys. 14
temu możliwe jest zasilanie za
pomocą małej, prościutkiej prze-
twornicy.
Lampa wskaz
nikowa EM84
i podobne lampy tak naprawdÄ™
obok właściwej struktury wska-
z
nika optycznego zawierajÄ…
dodatkową triodę, która pracuje
jako wzmacniacz. Widać to wyra-
z
nie na rysunku 12. Na rysunku
13 pokazane sÄ… podstawowe pa-
rametry lampy EM84 oraz układ
wyprowadzeń. Katoda jest
wspólna dla obu części. Wypro-
wadzeniami triody wzmacniajÄ…-
Elektronika dla Wszystkich
18
Projekty AVT
na, a anoda triody wzmacniającej jest we- pie EM84 prąd żarzenia wynosi 210mA, we wadzić dodatkowe próby. W lampach EM84,
wnętrznie połączona z elektrodą sterującą wszystkich pozostałych wynosi 300mA  in- EM85 i EM87 dostępna jest elektroda steru-
wskaz
nika. Lampy EM80, EM81, podobnie formacja ta jest istotna, ponieważ w opisywa- jąca samego wskaz
nika  nóżka 7. Można
jak EM85, także mają wskaz
nik w postaci nym układzie według rysunku 1 prąd żarzenia zbadać wpływ napięcia na tej elektrodzie na
 kielicha . wyznaczony jest przez szeregowy rezystor wygląd świecących pasków. Rysunek 17 po-
Opisywany wcześniej układ według ry- R15. W wersji z lampą EM84 rezystor R15 kazuje zależność kąta świecenia lampy
sunku 1 i płytkę według rysunku 6 można może mieć wartość 18...22&!, natomiast EM85 od napięcia na nóżce 7. W takim za-
z powodzeniem wykorzystać także do stero- z lampami EM80, EM81, EM85, EM87  stosowaniu sekcja triodowa nie jest wyko-
wania lampami EM80 i EM81 (jeden z wy- 12...15&!. Wartość napięcia i prądu żarzenia rzystywana (i przynajmniej teoretycznie
konanych modeli zawiera lampę EM81). nie jest krytyczna. Co prawda w katalogu po- można ją wykorzystać do innych celów. Po-
W tym celu wystarczy na płytce przeciąć nie- daje się zalecenie, żeby napięcie żarzenia wy- równanie rysunków 16 i 17 pokazuje, na ile
które ścieżki i zworkami z drutu wykonać nosiło 5,7...6,9V (6,3ą10%), jednak praktyka ta trioda zwiększa czułość sterowania.
nowe połączenia. Uwaga, niewykorzystane pokazuje, iż lampa będzie dobrze pracować Osoby zainteresowane dalszymi szcze-
końcówki lampy EM80/81 (nóżki 3, 6, 7) po- także przy mniejszym napięciu  tu dają o so- gółami znajdą w Internecie pełne karty kata-
winny pozostać niepodłączone, ponieważ bie znać korzystne właściwości włókna ża- logowe wymienionych lamp. Dość obszerne
niektóre mogą mieć wewnętrzne połączenia rzenia (duży dodatni współczynnik cieplny). archiwum kart katalogowych lamp EM moż-
z innymi nóżkami. W użytej w modelu lam- Pozostałe wymienione wcześniej lampy na znalez
ć pod krajowym adresem:
pie EM81 nóżka 6 była wewnętrznie połą- mają podobne te podstawowe parametry. Ry- http://www.mif.pg.
czona z nóżką 4, co nie jest jasno stwierdzo- sunek 16 pokazuje charakterystykę lampy gda.pl/homepages/
ne w katalogu  w niektórych katalogach wy- EM85 (charakterystyki i efekt wizualny lamp frank/ sheetsE2.html
stępuje mało precyzyjny opis takiej nóżki EM80 i EM81 są podobne do EM85). Wiele dodatkowych informacji można
w postaci i.c., co oznacza internal connec- Praktyka pokazuje, że do typowych zasto- znalez
ć w sieci, wpisując w wyszukiwarkę
tion, czyli wewnętrzne połączenie. sowań nie jest potrzebne wgłębianie się typ lampy i słowa kluczowe typu tube, tuning
Uwaga! Wszystkie wymienione lampy w szczegóły. Kto chciałby gruntownie po- indicator, itp.
mają napięcie żarzenia 6,3Vą10%. W lam- znać właściwości tych lamp, może przepro- Piotr Górecki
Elektronika dla Wszystkich
19