Temat, a właściwie tematy niniejszego za−
dania, zaproponowało kilka osób. Już
w pierwszym roku istnienia EdW pojawi−
ły się propozycje zbudowania licznika
dwukierunkowego, rozróżniającego kie−
runek ruchu. Tomasz Figura z Gostynia
oraz Sławomir Kosieradzki z Sokołowa
Podlaskiego upominali się o dwukierun−
kowy licznik do nawijarki cewek (trans−
formatorów). Chodzi o to, by licznik
uwzględniał także cofanie karkasu (odwi−
janie drutu). Natomiast Jacek Stolarczyk
z Łodzi zaproponował budowę automa−
tycznego włączania/wyłącznika oświetle−
nia, który rozpoznawałby, ile osób weszło

do pomieszczenia, a ile z niego wyszło,
i po wyjściu ostatniego gasiłby światło.
W obu wypadkach trzeba rozróżniać kieru−
nek ruchu obiektu.
A oto oficjalny temat zadania 49:

Zaprojektować dwukierunkowy licznik
rozróżniający kierunek ruchu obiektu,
i zwiększający lub zmniejszający stan licz−
nika stosownie do wykrytego kierunku.

Układ tego typu to coś więcej, niż nieprak−
tyczna ciekawostka. Znajdzie zastosowa−
nie choćby właśnie w nawijarkach cewek,
jako licznik osób w dużych pomieszcze−

niach w czasie masowych imprez, a nawet
do sterowania oświetleniem w małych po−
mieszczeniach.
Załóżmy, że do nawijarki potrzebny będzie
licznik 4−cyfrowy. Do roli automatycznego
sterownika oświetlenia pokoju wystarczy
pojemność licznika równa 7 lub 8 (do ła−
zienki wystarczyłoby mniej...).
Jak zwykle zastrzegam, że najciekawsze
projekty (myślę, że nadeślecie działające
modele), w postaci oryginalnej lub po
przerobieniu na wersję z SMD, mogą zo−
stać opublikowane w dziale Elektronika−
2000. Zresztą jeden taki projekt już wcze−
śniej trafił do Redakcji.

Rozwiązanie zadania powinno zawierać schemat elektryczny i zwięzły
opis działania. Model i schematy montażowe nie są wymagane. Przy−
słanie działającego modelu lub jego fotografii zwiększa szansę na na−
grodę.
Ponieważ rozwiązania nadsyłają czytelnicy o różnym stopniu zaawan−
sowania, mile widziane jest podanie swego wieku.
Ewentualne listy do redakcji czy spostrzeżenia do erraty powinny być
umieszczone na oddzielnych kartkach, również opatrzonych nazwi−
skiem i pełnym adresem.
Prace należy nadsyłać w terminie 45 dni od ukazania się numeru EdW
(w przypadku prenumeratorów – od otrzymania pisma pocztą).

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

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

Zadanie nr 49

Rozwiązanie zadania nr 45

Temat zadania 45 brzmiał: Zaprojektować
układ przypominający o konieczności
podlania kwiatów.
Wbrew pozorom zadanie wcale nie było ła−
twe, jak mogłoby się wydawać. Nadesłaliście
kilkadziesiąt rozwiązań, z czego blisko dwa−
dzieścia to działające modele. Jestem bardzo
zadowolony z nadesłanych rozwiązań. Znów
kilka osób odważyło się przysłać prace do
Szkoły po raz pierwszy i znów okazało się, że
zaproponowali dobre rozwiązania i otrzymają
upominki, a nawet nagrody. Oczywiście, nie−
którzy uczniowie naszej Szkoły popełnili

istotne błędy i ich schematy zostaną wykorzy−
stane w rubryce „Co tu nie gra?”. W przypad−
ku początkujących jest to zresztą zupełnie
normalne, zauważyliście zresztą, że nie poda−
ję tam nazwisk. Gorzej, gdy ewidentne błędy
notorycznie popełniają osoby uważające się
za średnio zaawansowanych czy nawet zaa−
wansowanych elektroników.
Pozwolę tu sobie na małą dygresję. Przez
cztery lata istnienia Szkoły przeanalizowa−
łem już kilka tysięcy prac. Cieszę się, że
niektórzy Koledzy, którzy zaczynali cztery
lata temu od nieporadnych, ewidentnie

błędnych schematów, z czasem doszli do
bardzo dobrego poziomu, a ich obecne pra−
ce są znakomite. Nie cytuję listów na ten te−
mat, ale przy okazji każdego zadania spoty−
kam stwierdzenia, że dopiero EdW i Szkoła
Konstruktorów umożliwiły tworzenie wła−
snych układów. Serdecznie gratuluje postę−
pu nie tylko uczestnikom, ale także tym,
którzy nadal nie mają odwagi nadsyłać
swoich propozycji, a rozwiązują niemal
każde zadanie tylko na własny użytek i po−
tem porównują z rozwiązaniami nadesłany−
mi do Redakcji.

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

Muszę tu poruszyć bardzo ważną sprawę. Na
początku istnienia Szkoły obawialiśmy się
w Redakcji, że będą nadchodzić liczne prace
żywcem zerżnięte z literatury, podpisane jako
własne. Okazało się, że takich prac było po−
mijalnie mało, dosłownie kilkanaście na
czterdzieści pięć rozwiązanych zadań.
Ujawniły się natomiast inne problemy. Nie−
którzy nadsyłali niechlujne bazgroły i mode−
le „jakby psu z gardła wyciągnięte”. Obecnie
jest ich zdecydowanie mniej, a dokumentacja
jest generalnie znacznie porządniejsza.
Zaobserwowałem też inne zjawiska. Pewna
grupa osób przysyła opracowania, które
określiłbym jako „rzemieślnicze”: ładne, po−
rządnie wykonane, ale nie zawierające twór−
czej myśli − ot po prostu złożenie kilku blo−
ków znanych z literatury.
Oprócz „rzemieślników”, którzy są w mniej−
szości, prace nadsyłało wielu „artystów”. „Ar−
tystami” nazywam Kolegów, którzy zwykle
mają świetne idee, ale pracom brak wykoń−
czenia, dopracowania i przysłowiowego za−
mknięcia całości w obudowę. „Artysta” często
wyważa otwarte drzwi − tworzy od zera to, co
jest (lub przynajmniej powinno być) po−
wszechnie znane, i o czym można przeczytać
choćby w EdW. Z przyjemnością stwierdzam,
że w ramach Szkoły udało się pomóc wielu ta−
kim „artystom”. Zwrócili oni uwagę na wy−
gląd płytek, praktyczną przydatność, problem
zasilania, obudowy, dokumentacji, itd.

Prawdziwy konstruktor musi mieć bowiem ce−
chy zarówno „rzemieślnika”, znającego dobrze
podstawy warsztatu konstruktora, ale też powi−
nien mieć przynajmniej trochę z „artysty” −
fantazję, wyobraźnię, ciekawość, niepokój
twórczy − tę iskrę pozwalającą tworzyć coś
oryginalnego. Choć może ta iskra to cecha
wrodzona, jednak ogromnie wiele dają ekspe−
rymenty. Nie mniej ważne jest nabranie przy−
zwyczajenia, by

NAJPIERW MYŚLEĆ

,

POTEM

ROBIĆ

, a nie odwrotnie. Z przyjemnością odno−

towuję coraz więcej przemyślanych projektów
poprzedzonych wnikliwą, całościową analizą
problemu. Bardzo się cieszę, że coraz mniej
prac pochodzi od „papierowych” teoretyków,
a coraz więcej od pełnokrwistych eksperymen−
tatorów. A eksperymenty, oprócz poparzonych
palców, zniszczonych podzespołów, poplamio−
nych ubrań, zawsze mają pozytywne skutki.
Czasem zupełnie niespodziewane. Oto przy−
kład − fragment listu Jarka Markiewicza
z Zielonej Góry: (...) Budowa, a zwłaszcza te−
stowanie tego układu, spotkały się z niewiary−
godnym poparciem mojej rodziny. Dlaczego?
Dlatego że chyba po raz pierwszy w życiu pod−
lałem kwiaty.
No i proszę! Cała rodzina jest zadowolona!
Szczególne gratulacje należą się najmłod−
szym uczestnikom Szkoły. Oczywiście ich
prace zawierają niedoróbki i błędy, ale sam
fakt, że podejmują się niełatwego zadania
i w znacznej części prawidłowo je realizują,
zasługuje na najwyższe uznanie! To naprawdę
nie jest samo przez się zrozumiałe, że 11− czy
12−latek proponuje układ elektroniczny wła−
snego pomysłu! Wielki szacunek i podziw bu−
dzą samodzielne opracowania 12− ... 14−lat−
ków. Zazwyczaj ze względu na dużą liczbę
prac oraz konieczność omówienia tematu, nie
mogę poświęcić tym najmłodszym zbyt dużo
miejsca. Kochani, nie zniechęcajcie się faktem,
że nie zawsze znajdziecie dokładniejsze
omówienie swoich prac − analizujcie schematy
i pomysły innych, uczcie się. I bierzcie udział
w Szkole. Błędy w pracach nadsyłanych do
Szkoły są jak najbardziej normalne. Jak zau−
ważyliście, nikt nigdy nie jest ośmieszony, co
najwyżej nie znajdzie żadnej wzmianki na
swój temat. To dotyczy najmłodszych i
początkujących uczestników. Natomiast nie−
którzy starsi Koledzy, na szczęście są to jedno−
stki, tak ucieszyli się z możliwości zaistnienia
na łamach EdW (nie tylko w Szkole), że zaczę−
li tworzyć „masówkę” − układy byle jakie, ni−
komu niepotrzebne, niedopracowane, a na do−
miar złego albo nie sprawdzone, albo co gorsza
− świadomie „puszczone” z błędami. Tacy zde−
cydowanie za wcześnie zaczęli się uważać za
konstruktorów. Kilku takim Kolegom zwróci−
łem uwagę indywidualnie na niebezpieczeń−
stwa wynikające z obrania takiego kierunku.
Gratuluję więc wszystkim młodym Uczestni−
kom Szkoły i zachęcam do rozwiązywania
następnych zadań.
A teraz przechodzimy do bieżącego zadania.

Uwagi ogólne

Spośród kilkudziesięciu uczestników tylko
kilku zdecydowało się na układy czasowe
i liczniki. Bogusław Kaleta z Libiąża zapro−
ponował prosty timer z kostką CMOS 4541,
bramkami 4093 i fotoelementem. Rzeczywi−
ście, prawdopodobnie ten jeden układ czaso−
wy 4541 wystarczy − przy zastosowaniu ma−
ksymalnego stopnia podziału (65536) i naj−
większych realnie elementów 1

µ

F (foliowy

stały) 10M

Ω

uzyskany okres wyniesie kilka−

naście dni.
Marcin Piotrowski z Białegostoku oprócz
niemal identycznego schematu nadesłał także
bardziej skomplikowany model z trzema ko−
stkami. Uważam jednak, że pierwszy sche−
mat jest lepszy, bo prostszy, a ewentualna od−
chyłka czasu w granicach ±30% nie ma zna−
czenia. Płytkę czasomierza można zobaczyć
na fotografii 1. Drugi model z elektrodami to
czujnik rezystancyjny.

Krzysztof Kraska z Przemyśla i Marcin
Wiązania z Gacek chcą zliczać dni za po−
mocą fotoelementu wykrywającego zmrok
i świt. Prościutki, elegancki i według za−
pewnień Krzysztofa − wypróbowany
w praktyce model pokazany jest na foto−
grafii 2. Układ zawiera licznik 4017, gene−
rator z melodyjką, fotoelement i układ
opóźniający RC.

Na fotografii 3 pokazany jest model Marci−
na. Co prawda z uwagi na stopień komplika−
cji nie spełnia on warunków zadania, jednak
trzeba przyznać, że Marcin jako jeden z nie−
wielu pomyślał o tym, by nie budzić domow−
ników zaraz o świcie. Wprowadził dodatko−
wy licznik pozwalający opóźnić moment
włączenia sygnalizatora o 5 lub 9 godzin (li−
cząc od świtu). W tym miejscu gratuluję
wszystkim, którzy pomyśleli o tym, by układ
nie zadziałał o świcie.

Punktacja
Szkoły Konstruktorów

Dariusz Knull Zabrze 53

Marcin Wiązania Gacki 44

Paweł Korejwo Jaworzno 29

Marcin Piotrowski Białystok 23

Jarosław Kempa Tokarzew 22

Piotr Wójtowicz Wólka Bodzechowska 22

Krzysztof Kraska Przemyśl 20

Tomasz Sapletta Donimierz 18

Rafał Wiśniewski Brodnica 18

Bartłomiej Stróżyński Kęty 17

Mariusz Nowak Gacki 15

Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. 13

Barbara Jaśkowska Gdańsk 13

Krzysztof Nytko Tarnów 12

Grzegorz Kaczmarek Opole 10

Jakub Mielczarek Mała Wola 10

Radosław Koppel Gliwice 9

Bartosz Niżnik Puławy 9

Arkadiusz Antoniak Krasnystaw 8

Roland Belka Złotów 8

Maciej Ciechowski Gdynia 8

Marek Grzeszyk Stargard Szcz. 8

Michał Kobierzycki Grójec 8

Łukasz Malec Tomaszów Lub. 8

Bartłomiej Radzik Ostrowiec Św. 8

Fot. 1 Marcin Piotrowski

Fot. 2 Krzysztof Kraska

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

Oczywiście znacznie lepiej byłoby urucha−
miać sygnalizator od razu po zapadnięciu
zmroku − wtedy nie trzeba żadnych układów
opóźniających. Żeby to osiągnąć wystarczy
dosłownie jeden inwerter (tranzystor), umie−
szczony pomiędzy fotoelementem a liczni−
kiem (choćby właśnie 4017, w którym wej−
ście „ze szmitem” reaguje na rosnące zbo−
cze). I tego zabrakło mi w omawianych pra−
cach obu stałych uczestników, stąd brak na−
gród za skądinąd ciekawy pomysł. Dosłow−
nie o włos od nagrody był więc Krzysztof
Kraska i jego prościutki układzik.

Spośród innych rozwiązań chciałbym odnoto−
wać propozycję Radosława Dylika z Wło−
cławka. Zamiast sygnalizatora, proponuje on
miernik wilgotności z LM3914 i linijką LED−
ów pokazany na fotografii 4. Co prawda nie
spełnia on warunków zadania (trzeba pamię−
tać o zmierzeniu wilgotności przez naciśnięcie
przycisku), jednak pomysł jest ciekawy, a do−
kumentacja porządna i starannie wykonana.
Muszę też wspomnieć o pięciu (!) listach
z propozycjami Jacka Koniecznego z Pozna−
nia. Jacek przysłał ciekawe pomysły zarówno
elektroniczne, jak i mechaniczno−elektryczne,
jak sprawdzać wilgotność gleby. Niestety, po−
dał tylko idee. W Szkole Konstruktorów naj−
bardziej cenne są rozwiązania praktyczne.
Dlatego serdecznie zachęcam Jacka, by zaczął
realizować swe ciekawe pomysły w praktyce.
Wtedy sam się przekona, które są realne, które
zbyt trudne do realizacji, a które zupełnie chy−
bione. Doceniam jednak zapał twórczy i przy−
znaję mu upominek.

Czujniki
wilgotności

Zdecydowana większość propozycji to czujniki
wilgotności gleby − prawie wszystkie wyposa−
żone w fotoelement. Tym razem zacznę od prac
najlepszych. Serdecznie zachęcam do przeana−

lizowania i porównania zamieszczonych dalej
schematów. Zwróćcie uwagę, jakie oryginalne
pomysły mieli poszczególni Koledzy.
Autorem układu pokazanego na rysunku
1a jest Sylwester Chołuj z Radomia. Można
powiedzieć, że jest to „klasyczny” schemat.
Podobny jest schemat wykrywacza Marcina
Piotrowskiego (fot. 1). Stan sondy oraz fotoe−
lementu na bieżąco sprawdzają dwa wejścia
tej samej bramki U1A. Przez cały czas pracy
urządzenia płynie niewielki prąd w obu tych
obwodach, a na czujniku stale występuje na−
pięcie. Gdy gleba wyschnie, zostanie urucho−
miony generator U1C o małym współczynni−
ku wypełnienia. Teoretycznie sygnalizator bę−
dzie działał aż do zapadnięcia zmroku. Rezy−
stor szeregowy R6 (180k

Ω

) zmniejsza napię−

cie zasilające układ scalony, co radykalnie ob−
niża pobór prądu. Niestety, rezystor ten może
drastycznie zmniejszyć głośność buzzera,
który w czasie alarmu potrzebuje mniej więcej
1mA prądu i najprawdopodobniej odezwie się
tylko na czas wyznaczony przez pojemność
kondensatora filtrującego C5. Dlatego można
rozważyć sens modyfikacji wg rysunku
1b i jednoczesne radykalne zwiększenie C2
(np. 100

µ

F) i zmniejszenie R5 (np. 33k

Ω

).

Na rysunku 2 można zobaczyć schemat Ro−
berta Ulaskiego z Grójca. Układ jest z zało−
żenia oszczędniejszy. Generator z bramką
U1A pracuje tylko wtedy, gdy jest widno.
I co ważniejsze, w stanie spoczynku nie ma
napięcia na czujniku. Pojawia się ono tylko
na czas wyznaczony przez C2R4. Obaj wy−
mienieni Koledzy oprócz punktów otrzymują
upominki za swe prace teoretyczne.

Podobny układ zaproponował Łukasz Malec
z Tomaszowa Lubelskiego. Schemat można
zobaczyć na rysunku 3, a model na fotogra−
fii 5. Tu dodatkowo występuje układ
opóźniający C1R3D1, który blokuje reakcję,
gdyby fotoelement został na krótko oświetlo−
ny np. światłami przejeżdżającego samocho−
du. W tym projekcie wprowadzony celowo
obwód C2R4 spowoduje, że układ zareaguje
tylko raz dziennie, gdy pojawi się światło.
Rysunek 4 i fotografia 6 przedstawiają sy−
gnalizator autorstwa Piotra Wójtowicza
z Wólki Bodzechowskiej. Również układ

Piotra jest oszczędny, a napięcie na czujni−
ku pojawia się tylko na krótki czas. Co ja−
kiś czas (wyznaczony przez R3C1) spraw−
dzany jest stan fotoelementu i czujnika wil−
goci. Gdy jest widno, a gleba jest sucha, na
wyjściu bramki UB pojawia się stan niski,
który blokuje generator UA i ustawia jego
wyjście (nóżka 3) w stan wysoki. Jedno−
cześnie ujemny impuls o czasie wyznaczo−
nym przez R5C2 (około 10s) uruchomi
buzzer. Układ jest bardzo dobry, a model

wykonany starannie. Osobiście
przyłączyłbym jednak nóżkę 2
UA do nóżki 1, a nie do nóżki
4 i zwiększyłbym C1. Pozwoli
to wyeliminować R5C2 i za−
pewni wielokrotną sygnaliza−
cję jeszcze tego samego dnia
(nadejście zmroku wyzeruje

Fot. 3 Marcin Wiązania

Fot. 5 Łukasz Malec

Fot. 4 Radosław Dylik

Rys. 1 Propozycja Sylwestra Chołuja

Rys. 2 Układ Roberta Ulaskiego

Rys. 3 Sygnalizator Łukasza Malca

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

układ). Piotr za swój układ otrzymuje sie−
dem punktów i nagrodę.

Podobny układ, pokazany na rysunku 5 i fo−
tografii 7, zaproponował Eryk Kaczmar−
czyk z Chełmka. Generator U1A pracuje tu
stale, a bramka U1C sprawdza stan fotoele−
mentu i czujnika wilgotności. Aby urucho−
mić brzęczyk, należy rozładować C1 przez
D3. Nastąpi to tylko wtedy, gdy na obu wej−
ściach U1C będzie stan wysoki.

Może to nastąpić jedynie w krótkich chwi−
lach, gdy na R5 będzie stan wysoki podawa−
ny z wyjścia generatora U1A przez fotorezy−

stor. W tym sa−
mym czasie stan
niski podawany
jest na elektrodę
E1. Jeśli gleba
jest wilgotna, na
drugiej elektro−
dzie (E2) też wy−
stąpi stan niski,
co uniemożliwi
r o z ł a d o w a n i e
C1. Taki nieco−
dzienny sposób
działania zda eg−
zamin, a jedyną

istotną wadą jest pozostawanie elektrolita
C1 bez napięcia w stanie spoczynku. Wy−
starczy jednak zamienić miejscami R3 i C1.
Bardzo ciekawą pracę nadesłał Bartłomiej
Radzik z Ostrowca Święt. Bartek przepro−
wadził szereg eksperymentów. Zbadał na
przykład, jakie napięcia dają ogniwa che−
miczne w postaci dwóch różnych elektrod
wbitych w ziemię doniczki (niektóre nawet
kilkaset miliwoltów). Ze względu na różny
skład „elektrolitu” ostatecznie zdecydował
się jednak na czujnik rezystancyjny i po „za−
stosowaniu kilku chwytów układowych” sto−
czył „zaciętą walkę z mikroamperami”.
Schemat układu pokazany
jest na rysunku 6, a pracu−
jący model na fotografii 8.
W

przeciwieństwie do

wszystkich poprzednich
układów, tu rezystancja
pomiarowa czujnika włą−
czona jest w obwód sprzę−
żenia zwrotnego generato−
ra B1. Dzięki temu na
czujniku występuje prze−
bieg zmienny, praktycznie
bez

składowej

stałej.

Czym większa rezystancja
gleby, tym mniejsza czę−
stotliwość.

Minimalną

częstotliwość wyznacza
rezystor R3. Rezystory R1,
R2 (wystarczy jeden) wy−
znaczają

częstotliwość

m a k s y m a l n ą .
Gdy gleba jest wilgotna i częstotli−
wość duża, kondensator C2 nie zdą−
ży się rozładować w czasie trwania
stanu niskiego i na wyjściu bramki
B2 utrzymuje się ciągle stan niski
Generator B3 nie pracuje.
Gdy częstotliwość B1 spadnie, C2
zdąży się rozładować poniżej progu
przełączania B2 i na nóżce 9 B3 po−
jawią się impulsy prostokątne
o częstotliwości około 5Hz. Gene−
rator B3 o częstotliwości akustycz−

nej uruchomi przetwornik piezo (membrana
bez generatora). Pracujący stale generator B4
dodatkowo bramkuje pracę B3, w rezultacie
sygnał alarmowy ma postać dwóch lub trzech
krótkich pisków powtarzanych co kilkana−
ście... kilkadziesiąt sekund. Przycisk S1 po−
zwala sprawdzić stan wilgotności w dzień
(miganie diody D2 − zbyt sucho). Dioda D5
obniża trochę napięcie zasilające i tym sa−
mym pobór prądu. Przełącznik S3 należy ze−
wrzeć w końcowym okresie pracy baterii. S2
i LED−y D6, D7 pozwalają sprawdzić stan
baterii.
Autor pisze „dzięki nietypowemu włączeniu
fotorezystora uzyskałem przydatny efekt −
w nocy układ wydaje serie ultradźwięków
(...), zwiększa się szansa na trafienie w czę−
stotliwość odstraszającą komary. (...) wielką
czułość urządzenia wykorzystałem do bada−
nia pięciu kwiatków jednocześnie.”.

Podał też, że pobór prądu w spoczynku wyno−
sił 5...23

µ

A, zależnie od egzemplarza układu

scalonego, co uznał za wynik niezbyt dobry.
Choć rzeczywiście układ można zmodyfiko−
wać i zmniejszyć pobór prądu (np. zastosować
piezo z generatorem, usunąć generator B4,
zmniejszyć częstotliwości B1, B3), ekspery−
menty, wnioski i układ Bartka oceniłem najwy−
żej. Otrzymuje on osiem punktów i nagrodę.
Staranny model wykonał cytowany już
Jarek Markiewicz z Zielonej Góry − patrz

Fot. 6 Piotr Wójtowicz

Rys. 4 Sygnalizator Piotra Wójtowicza

Fot. 7 Eryk Kaczmarczyk

Fot. 8 Bartłomiej Radzik

Rys. 5 Propozycja Eryka Kaczmarczyka

Rys. 6 Układ Bartłomieja Radzika

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

fotografia 9. Schemat pokazany jest na ry−
sunku 7. Jak widać, układ dopiero po wysch−
nięciu gleby zostaje uruchomiony, sprawdza,
czy jest jasno i uruchamia brzęczyk.

Pięciu ostatnio wymienionych Kolegów
podzieli pomiędzy siebie główną pulę nagród.
Niestety, żaden z zaproponowanych układów
nie trafi do działu E−2000 jako projekt. Podsta−
wową wadą wszystkich jest fakt, że mogą one
zacząć działać i co jakiś czas będą działać
o świcie − czyli latem o godzinie piątej a nawet
wpół do czwartej. Nie tylko omówione właśnie
sygnalizatory mają taką właściwość − wszystkie
propozycje układowe nie dają możliwości za−
blokowania dźwięku w godzinach porannych.
Zwróćcie uwagę − zastosowanie fotoele−
mentu jeszcze nie rozwiązuje problemu.
Niewiele go zmniejsza, ponieważ przesuwa
ewentualny alarm z głębokiej nocy na wcze−
sne godziny ranne, co praktycznie nic nie
daje. Wściekłość domowników obudzonych
o wpół do czwartej nad ranem będzie taka
sama jak obudzonych wpół do trzeciej. Nie−
wątpliwie ten z pozoru drobny niedostatek
po pewnym czasie użytkowania dałby się
we znaki. Ale wadę tę można w prosty spo−
sób usunąć. Wystarczy, by układ sprawdzał

stan wilgotności raz dziennie, ale nie rano,
tylko o zmroku. W momencie ogłaszania te−
go zadania zaprojektowałem taki właśnie
układ z wykorzystaniem kostki 4093 w we−
rsji SMD. Model można zobaczyć na foto−
grafii 10. Układ zostanie opisany w najbliż−
szym czasie jako projekt E−2000.
Chciałbym jeszcze nadmienić o kilku cieka−
wych pracach i starannych modelach.
Interesujące (jak zwykle) rozważania nade−
słała Barbara Jaśkowska z Gdańska. Po
analizie również zdecydowała się na umie−
szczenie czujnika rezystancyjnego w obwo−
dzie generatora, jak na rysunku 6. Wykonała
model pokazany na fotografii 11. Model
działa mimo kilku istotnych niedoróbek.

Fotografia 12 pokazuje elegancki model
Marka Grzeszyka z Stargardu Szczeciń−
skiego. Dość skomplikowany układ (nie
spełniający przez to w pełni warunków zada−
nia) jest modyfikacją projektu z Elektora
6/96. Zaletą jest brak napięcia stałego na
czujniku.

Fotografia 13 pokazuje model Krzysztofa
Budnika z Gdyni. Łukasz Cyga z Chełmka
przysłał model pokazany na fotografii 14.
Łukasz Malarek z Zawiercia jest autorem

modelu z fotografii 15. Natomiast Paweł
Korejwo wykonał model widoczny na foto−
grafii 16. Tym razem Paweł, który jest czę−
stym uczestnikiem Szkoły, stworzył słabszy
projekt. Mogę go pochwalić za oryginalną
nazwę − jego sygnalizator to

PRZYPOMINAJ

−

KA

. Choć jego układ w stanach ustalonych

powinien działać dobrze, wątpliwości budzą
obwody sterowania jasnością i sygnalizacji,
gdzie nie ma żadnych przerzutników Schmit−
ta. Dlatego podczas powolnych zmian oświe−
tlenia lub spadku napięcia baterii, mogą poja−
wić się niespodzianki.

Ireneusz Redek z Bełchowa przysłał oryginal−
ny w formie sygnalizator tranzystorowy poka−
zany na fotografii 17. Spośród autorów pozo−
stałych prac teoretycznych i praktycznych wy−

Fot. 9 Jarosław Markiewicz

Fot. 10 Płytka układu Piotra Góreckiego

Fot. 11 Barbara Jaśkowska

Fot. 12 Marek Grzeszyk

Fot. 13 Krzysztof Budnik

Fot. 14 Łukasz Cyga

Fot. 15 Łukasz Malarek

Fot. 16 Paweł Korejwo

Rys. 7 Układ Jarka Markiewicza

mienię jeszcze Bartosza Rodziewicza z Bia−
łegostoku, Karola Czyżyckiego z Zabrza,
Grzegorza Talarka z Międzyrzecza i Mariu−
sza Kowalczyka z Olszowca, w których pra−
cach znalazłem interesujące elementy.

Podsumowanie

Jak wspomniałem, większość uczestników
opowiedziała się za miernikiem wilgotności,
a nie za timerem czy licznikiem dni. W licz−
nych listach znalazłem wzmianki o elektroli−
zie. Wielu Kolegów boi się, że podanie napię−
cia stałego między elektrody czujnika spowo−
duje elektrolizę i zniszczenie elektrod. Nie−
którzy zaproponowali więc użycie elektrod
węglowych (grafit z ołówka lub baterii). Inni
zaproponowali elektrody złocone. Osobiście
uważam ten drugi pomysł za lepszy. Nie prze−
sadzałbym jednak z tym niebezpieczeństwem
elektrolizy. Przepływ prądu rzędu kilku mi−
kroamperów przez bardzo krótki czas nie zni−
szczy elektrod i nie zaszkodzi roślinie. Aby
maksymalnie skrócić czas pracy elektrod, na−
leży podawać na nie napięcie okresowo, naj−
lepiej raz dziennie, o zmroku, na sekundę lub
dwie. Wtedy naprawdę nie trzeba podawać na
elektrody przebiegów zmiennych.
Kilku Kolegów zauważyło, że rezystancja pro−
gowa może być różna dla różnych rodzajów
gleby i różnych roślin. Dobrze byłoby przewi−
dzieć możliwość regulacji czułości układu wil−
gotnościomierza. Jak już wspomniałem, za−
równo rezystancja gleby, jak i jasność będą
zmieniać się bardzo powoli. Przy powolnych
zmianach często układy pracują niestabilnie,
a czasem zachowują się w zupełnie nieoczeki−
wany sposób. Aby uniknąć niespodzianek trze−
ba po prostu zastosować jakieś przerzutniki
Schmitta lub inne sposoby eliminujące niebez−
pieczeństwo. Duży plus mogą sobie zapisać
wszyscy, którzy o tym pomyśleli.
Jeśli chodzi o sposób sygnalizacji, to niewąt−
pliwie sygnalizacja dźwiękowa jest najlepsza.
Diody LED nie zdadzą egzaminu, bo pobiera−
ją sporo prądu, a i tak mogą pozostać niezau−
ważone, tak samo jak sucha ziemia w donicz−
ce. Zauważyliście, że wiele prac ma obwody
zapobiegające wyładowaniu baterii (np. pod−
czas weekendowego wyjazdu) − brzęczyk pra−
cuje krótko, w długich odstępach czasu.
Niestety, niewiele układów miało obwody
pozwalające sprawdzać stan baterii, co
w praktyce okaże się znaczącą wadą.

Jeszcze raz wrócę do sprawy fotoelementu.
Ogromny plus należy się wszystkim, którzy
pomyśleli o tym, żeby natrętny sygnał nie bu−
dził domowników o świcie! Pozostali niech
się czegoś nauczą ze swej wpadki.
Jak zauważyliście, nie wszystkie prace spełni−
ły postawiony warunek dotyczący kosztów
urządzenia. Nie miałem wątpliwości, że tym
razem zbyt rozbudowane układy nie powinny
być nagradzane. Każde zadanie należy w mia−
rę możliwości realizować jak najprościej i jak
najtaniej. Skończyły się czasy, gdy (tak mówią
najstarsi elektronicy) konstruktorzy byli wy−
nagradzani wprost proporcjonalnie do ciężaru
swych konstrukcji.
Słowa pochwały na−
leżą się wszystkim
Kolegom, którzy wy−
konali

oszczędne

układy, zwykle zasi−
lane niskim napię−
ciem 1,5...3V, pobie−
rające do 10 mikro−
amperów prądu.
Na sam koniec znów
sprawa remanentu.
Jedna z odpowiedzi
na zadanie 44 nie tra−
fiła do mnie na czas,
a wygląda, że została
wysłana w terminie.
Bartłomiej Stróżyń−
ski z Kęt proponuje
instalację o schemacie
z rysunku 8. Pisze:
Zrobiłem taką lampkę
z dwoma mega super
ultra ...hiper jasnymi
diodami i... diodą la−
serową (modułem ze
wskaźnika laserowe−
go), która była znako−
mitym bajerem i “da−
lekosiężnym wspoma−
ganiem”. Taki czer−
wony snopek światła
wyglądał na tyle faj−
nie, że ktoś mi tę
lampkę zwinął. Lam−
py

sterowane

są

„oszczędnym” przebiegiem o niewielkim wy−
pełnieniu (R6, R7). Przyciski S2, S3 pozwala−
ją ręcznie włączać i wyłączać lampy.
Obwód z kontaktronem S1 (współpracującym
z magnesem na kole) i bramką U1 zapewnia
automatyczne wyłączenie lamp po kilkudzie−
sięciu sekundach postoju, by „nie oświetlały
pająkom piwnicy” i chroni akumulatorki (zasi−
lające biosa w PC−cie) przed wyładowaniem.
Za realizację pomysłu z diodą laserową i na
otarcie łez po stracie Bartek otrzyma upominek.
Jak zwykle serdecznie pozdrawiam wszystkich
Uczestników i Sympatyków Szkoły. Zachę−
cam do spróbowania sił w kolejnych zada−
niach.

Wasz Instruktor

Piotr Górecki

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

Fot. 17 Ireneusz Redek

Rys. 8 Instalacja rowerowa Bartka

Stróżyńskiego

R E K L A M A · R E K L A M A · R E K L A M A · R E K L A M A

Rozwiązanie zadania nr 45

W EdW 11/99 zamieszczony był fragment sche−
matu elektronicznego galwanometru (zadanie
33), pokazany on jest na rysunku A. Zdecydowa−
na większość uczestników konkursu, zarówno
młodych jak i starszych, prawidłowo oceniła
układ. Muszę jednak przyznać, że wśród nadesła−
nych odpowiedzi było kilka błędnych. Niektórzy
przypuszczali, że drugi zacisk wejściowy musi
być połączony z minusem zasilania. Ktoś błędnie
sądził, że kondensator wejściowy musi być „elek−
trolitem” o pojemności 220...470

µ

F. Ktoś inny

w zasadzie słusznie proponował dołączenie kon−
densatora nie do minusa zasilania, tylko do punk−
tu połączenia rezystorów o wartościach 100k

Ω

,

100

Ω

. Jeden kolega przypuszczał, że niepotrzeb−

ny jest rezystor 100

Ω

.

Oczywiście głównym błędem na schemacie jest
sposób włączenia „dolnej” diody. Powinna ona
być włączona odwrotnie. Ma to być dioda zabez−
pieczająca. W układzie jak na rysunku A dioda ta
wymusza na wejściu „ujemnym” wzmacniacza
operacyjnego napięcie około 0,6V powyżej ujem−
nego napięcia zasilającego, a powinno tam być
napięcie bliskie połowie napięcia zasilania.
Przyznaję się bez bicia, że to ja zmieniłem kieru−
nek włączenia tej diody. Pomysłodawca tego
układu narysował obie diody w kierunku „do
góry”, jak na rysunku B. Nie znaczy to, że układ
z rysunku B jest prawidłowy. Celowo przytoczy−
łem fragment oryginalnego opisu i podałem typ
układu i prądy polaryzujące, rzędu pikoamperów.

Autorowi wydawało się, że układ będzie miał re−
zystancję wejściową równą 100k

Ω

, bo rezystor

włączony jest w obwód wejścia odwracającego
wzmacniacza operacyjnego. Oczywiście pogląd
taki jest błędny − rezystancja wejściowa dla prądu
stałego jest znacznie większa. I właśnie taką peł−
ną odpowiedź dał po analizie układu Grzegorz
Talarek z Międzyrzecza, który otrzyma nagrodę
specjalną. Gratuluję!

Rezystancja wejściowa bez diod wyniosłaby wie−
le gigaomów. Będzie mniejsza (setki megao−
mów), wyznaczona przez prąd upływu diod
1N4148, który może wynosić kilka nanoamperów
i upływność płytki drukowanej.
A tak naprawdę, to układ z rysunku B zawiera je−
szcze jeden słaby punkt. Ale to już trochę wyższa
szkoła jazdy. Młody kandydat na konstruktora
o tym nie pomyślał i zastosował typowy książko−
wy układ ochronny z diodami włączonymi miedzy
jedno z wejść a obie szyny zasilające. Układ taki
jest jak najbardziej na miejscu, gdy drugie wejście
to jedna z szyn zasilających. A w tym układzie dru−
gie wejście pomiarowe to punkt o znacznej rezy−
stancji wewnętrznej (5k

Ω

) dołączone ponadto do

wejścia „plusowego” wzmacniacza operacyjnego
przez rezystor 100

Ω

. Co prawda przy podanych na

rysunku wartościach elementów w obwodzie wej−
ściowym nawet po podłączeniu do sieci 220V po−
płynie niewielki prąd, o szczytowej wartości rzędu
3mA, co prawdopodobnie nie grozi uszkodzeniem
układu scalonego. Tak! Układu scalonego! Prze−
cież prąd, jak to prąd, musi się zamknąć w jakimś
obwodzie. W jednej połówce „sieci” popłynie od
„górnego” zacisku wejściowego przez rezystor
100k, „górną” diodę, dodatnią szynę zasilania, ba−
terię, ujemną szynę zasilania...
A dalej?
No właśnie!
Dalej popłynie do drugiego zacisku wejściowego
przez „dolny” rezystor 10k

Ω

i wywoła na nim

znaczny spadek napięcia, obniżając przy okazji
napięcie na wejściu nieodwracającym wzmacnia−
cza operacyjnego. Jeśliby się okazało, że napięcie
na „dolnym” rezystorze 10k

Ω,

„chce być” niższe

niż potencjał dolnej szyny zasilania, wtedy prąd
może „poszukać sobie” innej drogi, gdzieś przez
wnętrze wzmacniacza operacyjnego i wypłynąć
przez wejście nieodwracające i dalej przez rezy−
stor 100

Ω

do drugiego zacisku wejściowego. Tu

w zasadzie należałoby przeanalizować budowę
wewnętrzną wzmacniacza operacyjnego...
Podobną analizę należałoby przeprowadzić przy
odwrotnej biegunowości napięcia na zaciskach.
W zależności od budowy wejść wzmacniacza
operacyjnego sytuacja może być różna. W przy−
padku LF357 na wejściu „siedzą” tranzystory
J−FET. W każdym razie przy podaniu na zaciski
wejściowe napięcia sieci 220V szczytowa war−
tość napięcia, jaka bez wzmacniacza operacyjne−
go pojawiłaby się na rezystorze 10k

Ω,

to prawie

30V, czyli więcej, niż napięcie zasilające układ
galwanometru (9V). Niewątpliwie prąd będzie
sobie „szukał” drogi przez wejście nieodwracają−
ce wzmacniacza operacyjnego. Czy nie uszkodzi
delikatnych obwodów wejściowych? A może, co
się często zdarza, nie uszkodzi, tylko radykalnie
pogorszy parametry kostki? Wypada mieć
nadzieję, że nie. Można to zresztą sprawdzić...
Ale czy nie lepiej zastosować inny,
skuteczniejszy układ zabezpieczają−
cy, a przy okazji sensowniej umieścić
kondensator filtrujący?
Układ taki pokazany jest na rysunku
C. Przy napięciach o wartości poje−
dynczych miliwoltów zwykłe diody
krzemowe nie będą przewodzić.
Ewentualny prąd upływu będzie rzę−
du nanoamperów lub nawet mniej.
Ponieważ jednak chodzi o układ za−
bezpieczający do galwanometru, prąd

upływu takiego obwodu powinien być jak najniż−
szy. Dlatego zamiast zwykłych diod krzemowych
można zastosować zielone lub żółte LED−y,
uprzednio starannie zabezpieczywszy je przed
dostępem światła.

Tyle o zadaniu 45. Nagrodę specjalną otrzymuje
Grzegorz Talarek z Międzyrzecza. Trzy „stan−
dardowe” nagrody za prawidłowe rozwiązanie te−
go zadania wylosowali: Piotr Oracz z Jastrzębia
Zdroju, Łukasz Podgórnik z Dąbrowy Tarnow−
skiej i Tomasz Kawalec z Krakowa (któremu
przy okazji dziękuję za sprostowanie pomyłki tłu−
macza w artykule Elektora).

Zadanie nr 49

Na rysunku D pokazano schemat układu nade−
słanego jako rozwiązanie głównego zadania nr
45. Według załączonego opisu po wyschnięciu
ziemi rośnie jej rezystancja, T1 przechodzi
w stan zablokowania, a T2 otwiera się. Aby sy−
gnalizator dręczył nas co pewien czas, układ po−
siada generator taktujący zbudowany na T3, T4.
By brzęczyk piezo działał okresowo, w szereg
z nim włączona jest migająca LED. Dzięki foto−
rezystorowi układ zadziała tylko wtedy, gdy bę−
dzie widno.
Pytanie konkursowe jest tym razem dość ogólne
i brzmi:

Co tu nie gra?

Podpowiem tylko, że na pewno układ zawiera
więcej niż jedną usterkę.
Termin nadsyłania odpowiedzi upływa 45 dni od
ukazania się tego numeru EdW. Ze względu na
dużą ilość przesyłek do Szkoły, rozróżnijcie dru−
gie zadanie od głównego, a więc na kartkach i ko−
pertach piszcie proszę Nie gra 49. Ułatwi to mi
znacznie segregację “szkolnych” prac. Z góry
dziękuję!

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

C

Co

o t

tu

u n

niie

e g

gr

ra

a?

?

Rys. A

Rys. B

Rys. C

Rys. D