36

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

Rozwiązanie zadania 51

W EdW 5/2000 na stronie 36 znajduje się
schemat “sygnalizatora suchego kwiatka”.
Schemat ten można zobaczyć na rysunku A.
Zadanie jak zwykle polegało na znalezieniu
usterek. Tym razem otrzymałem mniej odpo−
wiedzi, czemu się nie dziwię, bo zadanie
wcale nie było łatwe. Pomijam kosmetyczną
usterkę polegającą na braku kropki łączącej
nóżki 8, 9 z nóżkami 3, 12.

Według pomysłodawcy układ pracuje

w sposób następujący. Bramka pierwsza z le−
wej wraz z kondensatorem (1

µ

F) i rezystan−

cją gleby tworzy generator. Częstotliwość
przebiegu zależy od wilgotności gleby – wy−
sychanie ziemi spowoduje zmniejszanie się
częstotliwości generatora. Pozostałe trzy
bramki tworzą detektor częstotliwości.
Zmniejszenie wilgotności gleby spowoduje
zaświecenie się lampki LED. Ogólna idea
jest jak najbardziej prawidłowa. Zaletą jest
fakt, że przebieg na elektrodach ma składo−
wą stałą równą zeru. Ten interesujący układ
ma szansę działać, jednak warto wziąć go
pod lupę i nieco zmodyfikować.

Przy okazji sprostuję poglądy niektórych

uczestników, którzy sądzili, że generator prze−
stanie pracować i ten fakt jest wykrywany.
Owszem, gdy gleba całkowicie wyschnie, ge−
nerator przestanie pełnić swą funkcję, jednak
do takiej sytuacji nie można dopuścić – roślin−
ki należy podlać wcześniej, gdy gleba będzie
mieć jeszcze stosunkowo niewielką rezystan−
cję, rzędu kilkudziesięciu kiloomów. Dlatego
potrzebny jest układ wykrywający obniżenie
się częstotliwości, a nie zanik przebiegu.

Oto zasada pracy pokazanego detektora

częstotliwości. Dwie “dolne” bramki tworzą
znany powszechnie przerzutnik monostabil−
ny, jednak jego działanie jest nietypowe, po−
nieważ “górna” bramka przez diodę wymu−
sza okresowo stan wysoki na nóżkach 5, 6
bramki NAND.

W czasie, gdy na nóżce 3 generatora wy−

stępuje stan niski, na nóżkach 10, 11, a także
5 i 6 występuje stan wysoki. Na nóżkach 4,
13 utrzymuje się stan niski. Pojawienie się
stanu wysokiego na nóżce 3 (oraz nóżkach 8,
9, 12) rozpoczyna proces ładowania konden−
satora 1

µ

F przez potencjometr 10k

Ω

. Na

nóżkach 4, 13 nadal utrzymuje się stan niski,
a na nóżce 11 – wysoki. Napięcie na poten−
cjometrze, mierzone względem masy, stop−

niowo spada. Jeśli częstotli−
wość będzie duża, napięcie to
nie zdąży opaść poniżej progu
przełączania wejść 5, 6 zanim
na nóżce 10 pojawi się stan wy−
soki, który rozładuje kondensa−
tor i wymusi stan wysoki na po−
tencjometrze. Jeśli jednak czę−
stotliwość będzie mała, napię−
cie na potencjometrze zdąży się
zmniejszyć poniżej progu prze−
łączania wejść 5, 6 i na nóżce 4,

rezystorze i diodzie pojawi się stan wysoki –
sygnalizator zadziała.

Jak widać z tego skrótowego opisu, kon−

densator między nóżkami 11 a 5, 6 jest włą−
czony nieprawidłowo. I to jest główna uster−
ka. Oprócz tego zwróciliście uwagę na sze−
reg większych i mniejszych niedoróbek:

1. Obecność rezystora o nominale

100k

Ω

− jest całkowicie zbędny.

2. Obecność diody włączonej między poten−

cjometr a dodatnią szynę zasilania (VCC) – ta
druga dioda też jest zbędna. Dwie diody i kon−
densator w takim połączeniu spotyka się tylko
w pojemnościowych podwajaczach napięcia.

3. Zastosowanie najprostszego generatora

z bramką Schmitta nie jest najlepszym po−
mysłem, ponieważ jego częstotliwość będzie
silnie zależeć od napięcia zasilającego (oraz
temperatury, ale to w tym konkretnym zasto−
sowaniu nie jest istotne), co spowoduje
zmiany czułości sygnalizatora.

4. W roli sygnalizatora zamiast diody

LED warto zastosować brzęczyk piezo z ge−
neratorem, który jest nie tylko skuteczniej−
szy, ale także pobiera podczas pracy zdecy−
dowanie mniej prądu.

5. Ze względu na obecność diod i bramek

z wejściem Schmitta układ musi być zasilany
stosunkowo wysokim napięciem, co naj−
mniej 6V (praktycznie z baterii 9V), co ozna−
cza znaczny pobór prądu w stanie spoczynku
i konieczność częstej wymiany baterii.

Zwróciliście też uwagę na brak rezystora

o dużym nominale (np. 1M

Ω

) między nóżka−

mi 2, 3. Bez niego przy całkowitym wysch−
nięciu gleby generator przestanie pracować,
a pobór prądu może się zwiększyć. W tym
konkretnym układzie rezystor taki nie jest
konieczny. Rezystor taki okazałby się po−
trzebny tylko przy całkowitym wyschnięciu

C

Co

o ttu

u n

niie

e g

grra

a?

?

Rys. A

W przypadku wykorzystania przetworni−

ka piezo, generator tonu nie musi być prze−
strajany (lub będzie przestrajany w niewiel−
kim zakresie) – wystarczy, że dźwięk będzie
przerywany, na przykład z częstotliwością
1...2Hz. Taki przebieg wytworzy klasyczny
układ według rysunku 12. Nie proponuję tu
najprostszego układu z bramką Schmitta
w roli generatora tonu, ponieważ układ taki
jest mało stabilny temperaturowo i napięcio−
wo. Można go natomiast wykorzystać w roli
generatorów taktujących.

Gdy przetwornikiem ma być głośnik,

warto zastosować generator przestrajany
w szerokim zakresie. Idealnie nadaje się do
tego generator przestrajany napięciem

(VCO), będący częścią układu CMOS
4046. Jego częstotliwość można zmieniać
w bardzo szerokim zakresie za pomocą na−
pięcia na nóżce 9, natomiast aby wyłączyć
kostkę, wystarczy podać stan wysoki na
nóżkę 5. Rysunek 13 pokazuje dwa przy−
kłady realizacji generatora przestrajanego.
Oczywiście można wykorzystać jeszcze in−
ne przebiegi sterujące – zależy to tylko od
pomysłowości projektanta.

Niektórzy uczestnicy słusznie wspo−

mnieli o możliwości kradzieży odstraszacza
– może rzeczywiście warto pomyśleć o do−
datkowym obwodzie alarmowym, ale to nie
jest łatwe zadanie, bo złodziej zapewne naj−
pierw odłączy zasilanie.

Gratulacje dla wszystkich, którzy pomy−

śleli o obudowie. W wielu przypadkach od−
straszacz będzie pracował na wolnym powie−
trzu, i wtedy trzeba skutecznie zabezpieczyć
przed wilgocią i deszczem nie tylko układ
elektroniczny, ale też akumulator i głośnik
(tu znaczną przewagę mają tuby od alarmów
samochodowych, umieszczone w plastiko−
wych obudowach).

Na koniec gratuluję wszystkim, którzy

zmierzyli się z zadaniem numer 51 i zachęcam
do brania udziału w kolejnych zadaniach.

Wasz instruktor

Piotr Górecki

37

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

gleby, do czego jednak nie wolno dopuścić –
przecież znacznie wcześniej włączy się sy−
gnalizator i... wyczerpie baterię.

Można też wspomnieć o innych cechach

układu, jak brak sygnalizacji wyczerpywania
baterii, możliwość włączenia w nocy, jednak
taka analiza wykracza poza ramy konkursu
“Co tu nie gra?”.

Na rysunku B można zobaczyć schemat

układu o analogicznym działaniu, którego
funkcje można rozszyfrować nieporówna−
nie łatwiej, niż układu z rysunku A. Oczy−
wiście układ nadal jest niedoskonały i nie
bardzo nadaje się do praktycznego zastoso−
wania, jednak nie o to chodzi w zadaniu
“Co tu nie gra?”.

Tym razem upominki za prawidłowe od−

powiedzi otrzymują:

Czesław Szutowicz z Włocławka,
Zbigniew Meus z Dąbrowy Szlacheckiej,
Aleksander Drab ze Zdziechowic.

Zadanie numer 55

Na rysunku C przedstawiony jest upro−
szczony schemat układu, nadesłanego jako

rozwiązanie głównego
zadania 50 w Szkole.
Według opisu przed−
stawiony układ jest ty−
powym

przełączni−

kiem reagującym na
dźwięk. Proponowany
przełącznik

jednak

trochę różni się od in−
nych, ponieważ posia−

da funkcję polegającą na wyborze ilości
potrzebnych dźwięków do przełączenia
układu wyjściowego, którym jest przeka−
źnik. Chodzi o to, że można sobie wybrać,
czy układ będzie reagował na jedno kla−
śniecie, czy dwa, itd.

Pytanie jak zwykle brzmi:

Co tu nie gra?

Odpowiedź zasadniczo można zawrzeć

w jednym zdaniu, ale lepiej opisać istotę
problemu w kilku zdaniach. Bardzo proszę,
byście odpowiedzi oznaczyli NieGra55
i nadesłali w ciągu 45 dni od ukazania się te−
go numeru EdW. Nagrodami będą drobne
kity AVT.

Rys. B

Rys. C

Punktacja Szkoły Konstruktorów

W kolejnych wydaniach Szkoły podawana jest punktacja obejmująca jedynie najbardziej aktywnych uczestników. Cała
lista zawiera około 150 nazwisk. Już niebawem najbardziej aktywni uczestnicy otrzymają cenne nagrody. Odbędzie się
to w związku z piątą rocznicą powstania czasopisma, a może nawet wcześniej.

Dariusz Knull

Zabrze . . . . . . . . . . . 80

Marcin Wiązania

Gacki . . . . . . . . . . . . 64

Piotr Wójtowicz

Wólka Bodzechowska 46

Paweł Korejwo

Jaworzno . . . . . . . . . 36

Tomasz Sapletta

Donimierz . . . . . . . . 33

Bartłomiej Stróżyński Kęty . . . . . . . . . . . . . 24

Marcin Piotrowski

Białystok . . . . . . . . . 23

Rafał Wiśniewski

Brodnica . . . . . . . . . 23

Jarosław Chudoba

Gorzów Wlkp. . . . . . 22

Jarosław Kempa

Tokarzew . . . . . . . . . 22

Krzysztof Kraska

Przemyśl . . . . . . . . . 22

Krzysztof Nytko

Tarnów. . . . . . . . . . . 22

Barbara Jaśkowska

Gdańsk. . . . . . . . . . . 19

Mariusz Wesołowski

Radom . . . . . . . . . . . 19

Grzegorz Kaczmarek Opole . . . . . . . . . . . . 16

Jakub Mielczarek

Mała Wola . . . . . . . . 16

Mariusz Nowak

Gacki . . . . . . . . . . . . 15

Arkadiusz Antoniak

Krasnystaw . . . . . . . 13

Bartłomiej Radzik

Ostrowiec Św.. . . . . . 12

Filip Rus

Zawiercie . . . . . . . . . 12

Czesław Szutowicz

Włocławek . . . . . . . . 10

Maciej Ciechowski

Gdynia . . . . . . . . . . . 9

Łukasz Cyga

Chełmek . . . . . . . . . . 9

Radosław Koppel

Gliwice . . . . . . . . . . 9

Bartosz Niżnik

Puławy. . . . . . . . . . . 9

Roland Belka

Złotów . . . . . . . . . . . 8

Marek Grzeszyk

Stargard Szcz. . . . . . 8

Michał Kobierzycki

Grójec . . . . . . . . . . . 8

Łukasz Malec

Tomaszów Lub.. . . . . 8

Marcin Przybyła

Siemianowice . . . . . . 8

Marcin Biernat

Rozalin. . . . . . . . . . . 7

Filip Karbowski

Warszawa. . . . . . . . . 7

Jacek Konieczny

Poznań. . . . . . . . . . . 7

Sebastian Mankiewicz Poznań. . . . . . . . . . . 7

Paweł Niedźwiedzki

Wiechlice . . . . . . . . . 7

Adam Pałubski

Piotrków Tryb. . . . . . 7

Sławomir Welcer

Krosno . . . . . . . . . . . 7

Zbigniew Cipielewski Suwałki . . . . . . . . . . 6

Piotr Figiel

Giebułtów . . . . . . . . 6

Tomasz Gacoń i Paweł Kuchta . . . . . . . . . . 6

Michał Grzemski

Grudziądz . . . . . . . . 6

Eryk Kaczmarczyk

Chełmek . . . . . . . . . . 6

Jakub Kallas

Gdynia . . . . . . . . . . . 6

Jarosław Markiewicz Zielona Góra . . . . . . 6

Krzysztof Nowakowski Bolkowo. . . . . . . . . . 6

Bartosz Rodziewicz

Białystok . . . . . . . . . 6

Paweł Bajurko

Warszawa. . . . . . . . . 5

Marcin Barański

Koszalin. . . . . . . . . . 5

Mariusz Ciołek

Kownaciska . . . . . . . 5

Piotr Dereszowski

Chrzanów. . . . . . . . . 5

Bogusław Kaleta

Libiąż. . . . . . . . . . . . 5

Witold Krzak

Żywiec . . . . . . . . . . . 5

Piotr Michalski

Zgierz . . . . . . . . . . . 5

Mateusz Misiorny

Suchy Las. . . . . . . . . 5

Olek Szymczak

Barlinek . . . . . . . . . . 5

Grzegorz Talarek

Międzyrzecz . . . . . . . 5

Piotr Wilk

Suchedniów . . . . . . . 5

Klaudiusz Woźniak

Wrocław. . . . . . . . . . 5

Dariusz Bobrowski

Tarnów. . . . . . . . . . . 4

Michał Gołębiewski

Brodnica . . . . . . . . . 4

Radosław Kozal

Rybnik . . . . . . . . . . . 4

Maciej Łaszcz

Gdynia . . . . . . . . . . . 4

Piotr Młyński

Wieliczka . . . . . . . . . 4

Jarosław Tarnawa

Godziszka. . . . . . . . . 4

Robert Ulaski

Grójec . . . . . . . . . . . 4

Kamil Wieczorek

Polichno . . . . . . . . . 4

Rafał Wojciechowski Rybno. . . . . . . . . . . . 4

Rafał Baranowski

Gliwice . . . . . . . . . . 3

Sylwester Chołuj

Radom . . . . . . . . . . . 3

Zbigniew Duda

Miłkowice . . . . . . . . 3

Artur Filip

Legionowo . . . . . . . . 3

Maciej Gadzała

Targowiska. . . . . . . . 3

Tomasz Góra

Bytom . . . . . . . . . . . 3

Szymon Janek

Lublin . . . . . . . . . . . 3

Norbert Jaroszewicz

Białystok . . . . . . . . . 3

Marcin Kaczorowski Legnica . . . . . . . . . . 3

Jarosław Kolat

Wrocław. . . . . . . . . . 3

Mirosław Kopera

Dębica . . . . . . . . . . . 3

Tomasz Kutyła

Stalowa Wola . . . . . . 3

Jonatan Kwidziński

Białogard . . . . . . . . . 3

Sławomir Lewiński

Oświęcim . . . . . . . . . 3

Łukasz Malarek

Zawiercie . . . . . . . . . 3

Zbigniew Meus

Dąbrowa Szlach. . . . 3

Radosław Piwko

Leśna . . . . . . . . . . . . 3

Piotr Rak

Lublin . . . . . . . . . . . 3

Adam Sieńko

Suwałki . . . . . . . . . . 3

Jarosław Skotnicki

Opole . . . . . . . . . . . . 3

Łukasz Skupień

Częstochowa . . . . . . 3

Bogusław Stojak

. . . . . . . . . . . . . . . . 3

Michał Waśkiewicz

Białystok . . . . . . . . . 3

Dawid Lichosyt

Gorenice . . . . . . . . . 3

Daniel Bajdak

Brzeźnica B.. . . . . . . 2

Zdzisław Bogucki

Poznań. . . . . . . . . . . 2

Łukasz Brzyszkiewicz Kielce . . . . . . . . . . . 2

Aleksander Drab

Zdziechowice . . . . . . 2

Przemysław Gąsior

Gorlice. . . . . . . . . . . 2

Michał Gołębiewski

Bydgoszcz . . . . . . . . 2

Adam Gowin

Żywiec . . . . . . . . . . . 2

Jacek Grabiec

Łódź. . . . . . . . . . . . . 2

Piotr Jakubowski

Podkrajewo . . . . . . . 2

Tomasz Jędryka

Poręba Syp. . . . . . . . 2

Maciej Jurzak

Rabka . . . . . . . . . . . 2

Mateusz Kawałkiewicz Tuliszków . . . . . . . . . 2

Edward Krach

Ostrowiec Św.. . . . . . 2

Wojciech Macek

Nowy Sącz . . . . . . . . 2

Łukasz Majchrzak

Włoszczowa . . . . . . . 2

Marcin Malich

Wodzisław Śl. . . . . . . 2

Fryderyk Meisler

Wrocław. . . . . . . . . . 2

Marcin Mieczkowski Lębork . . . . . . . . . . . 2

Dariusz Minior

. . . . . . . . . . . . . . . . 2

Kosma Moczek

Popowo . . . . . . . . . . 2

Anna Przybysz

Szczecin . . . . . . . . . . 2

Mariusz Ratyna

Lublina . . . . . . . . . . 2

Marcin Rogusz

Orzechowice . . . . . . 2

Maciej Sochaczewski Chełmce . . . . . . . . . . 2

Mateusz Szczygieł

Kraków . . . . . . . . . . 2

Czesław Szutowicz

Włocławek . . . . . . . . 2

Bogdan Taranta

Wrocław. . . . . . . . . . 2

Maciej Tyczyński

Łódź. . . . . . . . . . . . . 2

Andrzej Wrzecionko

Wisła . . . . . . . . . . . . 2

Krzysztof Zuber

Urzędów . . . . . . . . . 2

Marcin Adamczyk

Warszawa. . . . . . . . . 1

Radosław Dylik

Włocławek . . . . . . . . 1

Jan Gołąb

Skrzyszów. . . . . . . . . 1

Artur Gołębiewski

. . . . . . . . . . . . . . . . 1

Jakub Jagiełło

Gorzów Wlkp. . . . . . 1

Tomasz Jeż

Libiąż. . . . . . . . . . . . 1

Jakub Klimkiewicz

Lublin . . . . . . . . . . . 1

Michał Kośka

Czestochowa . . . . . . 1

Sebastian Krzywosz

Świętochłowice. . . . . 1

Wojciech Kuźmiak

Gdynia . . . . . . . . . . . 1

Rafał Lalik

Cikowice . . . . . . . . . 1

Daniel Łukiewicz

Suchań . . . . . . . . . . . 1

Sebastian Maleńczuk Biała Podlaska. . . . . 1

Marcin Markowski

Radom . . . . . . . . . . . 1

Kamil Matczyński

Poznań. . . . . . . . . . . 1

Piotr Oracz

Jastrzębie Zdrój . . . . 1

Leszek Pietrukaniec

Gdynia . . . . . . . . . . . 1

Ireneusz Redek

Bełchów . . . . . . . . . . 1

Piotr Rozenfeld

Złotów . . . . . . . . . . . 1

Adam Sarzyński

Jankowo. . . . . . . . . . 1

Robert Skoracki

Baranowo . . . . . . . . 1

Radosław Szycko

Goleniów . . . . . . . . . 1

Tomasz Walczak

. . . . . . . . . . . . . . . . 1

Marcin Żelazowski

Warszawa. . . . . . . . . 1