E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/99

33

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ró

ów

w

R

ozwiązanie zadania powinno zawierać schemat elektryczny i zwięzły opis
działania. Model i schematy montażowe nie są wymagane. Przysłanie
działającego modelu lub jego fotografii zwiększa szansę na nagrodę.

Ponieważ rozwiązania nadsyłają czytelnicy o różnym stopniu zaawansowania, mi−
le widziane jest podanie swego wieku.
Ewentualne listy do redakcji czy spostrzeżenia do erraty powinny być umieszczo−
ne na oddzielnych kartkach, również opatrzonych nazwiskiem i pełnym adresem.
P

Prra

ac

ce

e n

na

alle

eżży

y n

na

ad

ds

sy

yłła

ać

ć w

w tte

errm

miin

niie

e 4

45

5 d

dn

nii o

od

d u

uk

ka

azza

an

niia

a s

siię

ę n

nu

um

me

erru

u E

Ed

dW

W ((w

w p

prrzzy

yp

pa

ad

dk

ku

u

p

prre

en

nu

um

me

erra

atto

orró

ów

w –

– o

od

d o

ottrrzzy

ym

ma

an

niia

a p

piis

sm

ma

a p

po

oc

czzttą

ą))..

Zadanie 42

Na drugi miesiąc wakacji chciałbym Wam

zaproponować kolejne ciekawe i praktyczne
zadanie. Temat zaproponował P

Piio

ottrr W

Wó

ójjtto

o−

w

wiic

czz z Wólki Bodzechowskiej. Oto fragment

listu:

Jest późny wieczór. Szaleje burza. Ktoś

siedzi przy włączonym świetle. W pewnej
chwili światło gaśnie. Sytuacja taka ma
miejsce najczęściej na wsi, gdzie napowie−
trzne linie umieszczone są na otwartych
przestrzeniach. Światła nie ma przez kilka
godzin. Domownicy przy świeczkach idą
spać, a prąd pojawia się gdzieś w środku
nocy. Przypadkowo pozapalane żarówki
i włączone urządzenia niepotrzebnie zuży−
wają energię − licznik “bije” kilowatogodzi−
ny.

Sytuacja jest wzięta z życia − sam przeży−

łam parę razy coś takiego.

Nie tylko Piotr “przeżył parę razy coś ta−

kiego”. Sprawa wyłączania w ciągu nocy
niepotrzebnych urządzeń jest znana wielu
Czytelnikom EdW. Niewątpliwie warto opra−
cować układ, który sygnalizowałby pojawie−
nie się napięcia w sieci po jego zaniku. Co
prawda taki układ budziłby śpiących domow−
ników, jednak pozwoliłby zaoszczędzić pew−
ną ilość energii. W niektórych przypadkach
dodatkowo chroniłby przed nieszczęściem,
związanym na przykład z

włączeniem

i przegrzaniem kuchenki elektrycznej czy in−
nego urządzenia wymagającego obsługi.

Oto oficjalny temat zadania 42: Z

Za

ap

prro

ojje

ek

k−

tto

ow

wa

ać

ć u

urrzzą

ąd

dzze

en

niie

e iin

nffo

orrm

mu

ujją

ąc

ce

e d

do

om

mo

ow

wn

nii−

k

kó

ów

w o

o w

włłą

ąc

czze

en

niiu

u n

na

ap

piię

ęc

ciia

a s

siie

ec

cii e

en

ne

errg

ge

etty

yc

czz−

n

ne

ejj p

po

o a

aw

wa

arriiii tte

ejj s

siie

ec

cii..

W zasadzie zadanie jest beznadziejnie

proste. W skrajnym przypadku należy po
prostu włączyć radio i nastawić maksymal−
ną głośność lub dołączyć do gniazdka sie−
ciowego zasilacz współpracujący z głośnym
brzęczykiem piezo.

Aby zadanie nie było zbyt proste, sta−

wiam dwa dodatkowe warunki. P

Po

o w

włłą

ąc

czze

e−

n

niiu

u n

na

ap

piię

ęc

ciia

a s

siie

ec

cii s

sy

yg

gn

na

alliizza

atto

orr n

niie

e p

po

ow

wiin

niie

en

n

s

siię

ę o

od

de

ezzw

wa

ać

ć o

od

d rra

azzu

u,, tty

yllk

ko

o p

po

o u

up

płły

yw

wiie

e 5

5 m

mii−

n

nu

utt.. Chodzi o to, że niekiedy elektrycy usu−

wający awarię włączają napięcie na chwilę,
a potem je znów wyłączają. Aby nie budzić
domowników przed ostatecznym usunię−
ciem awarii, urządzenie sygnalizacyjne po−
winno ignorować pojawienie się napięcia na
krótki czas (do 5 minut). Pojawienie się na−
pięcia powinno uruchomić układ opóźniają−
cy, a jego zanik w czasie tych kilku minut
zwłoki

powinien

wyzerować

obwód

opóźniania.

Drugi warunek jest następujący: g

gd

dy

y n

na

a−

p

piię

ęc

ciie

e jje

es

stt o

ob

be

ec

cn

ne

e p

prrzze

ezz c

czza

as

s d

dłłu

użżs

szzy

y ((p

po

o−

w

wiie

ed

dzzm

my

y p

po

ow

wy

yżże

ejj 1

15

5 m

miin

nu

utt)),, u

urrzzą

ąd

dzze

en

niie

e s

sy

y−

g

gn

na

alliizzu

ujją

ąc

ce

e p

po

ow

wiin

nn

no

o iig

gn

no

orro

ow

wa

ać

ć k

krró

óttk

kiie

e zza

an

nii−

k

kii n

na

ap

piię

ęc

ciia

a ((n

niie

e d

dłłu

użżs

szze

e n

niiżż 2

2......5

5 m

miin

nu

utt))..

Warunki te na pierwszy rzut oka mogą

wydać się sprzeczne. Tak jednak nie jest.
W sumie chodzi o to, by urządzenie nie sy−
gnalizowało krótkich przerw, a z drugiej by
zasygnalizowało dopiero trwałe usunięcie
awarii i pojawienie się napięcia na stałe.

Analizując treść zadania koniecznie trzeba

się zastanowić, czy urządzenie ma być włą−
czone ciągle, by sygnalizować każde wyłą−
czenie napięcia na czas dłuższy niż podane
2...5 minut, także w ciągu dnia. W nie−
których przypadkach (np. w gospodarstwie
rolnym gdzie wykorzystywany jest elek−
tryczny parnik) miałoby to sens. Trzeba jed−
nak wziąć pod uwagę, że prosty układ pra−
cujący stale obudzi domowników także po
10−minutowym zaniku napięcia w nocy.

Czy wobec tego urządzenie miałoby być

włączane do gniazdka tylko podczas zaniku
napięcia, by jednorazowo zasygnalizowało
fakt włączenia napięcia, prawdopodobnie
właśnie w godzinach nocnych?

W każdym przypadku układ ma mieć

opóźnione działanie i ignorować krótkie
przerwy w dostawie energii.

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/99

34

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ró

ów

w

Wyobrażam sobie, że może to być nie−

wielki układ w obudowie zasilacza wtyczko−
wego lub przystawka do fabrycznego zasila−
cza wtyczkowego. W obwodach opóźniają−
cych w zasadzie można wykorzystać zafor−
mowany elektrolit i rezystor o dużej warto−
ści (stała czasowa kilka....kilkanaście mi−
nut). Trzeba jednak wziąć pod uwagę, iż
w urządzeniu używanym sporadycznie alu−
miniowe elektrolity ulegną rozformowaniu.
Może więc w roli obwodów czasowych wy−
korzystać generator(−y) z licznikiem?

Zdecydujcie sami.
A może ktoś zdecyduje się opracować

układ, który będzie sygnalizował nie tylko
przywrócenie zasilania, ale także jego zanik
− co może być w pewnych przypadkach
przydatne w dzień, gdy oświetlenie jest wy−
łączone i trudno zauważyć brak prądu.

Tym razem liczę, iż przyślecie modele.

Przypominam o ostrożności podczas prac
z jakimikolwiek układami zasilanymi z sieci.
Niepełnoletni uczestnicy Szkoły mogą wy−
konywać takie prace tylko pod nadzorem

wykwalifikowanych osób dorosłych. Mło−
dym zalecam, by po prostu zaprojektowali
układ jako przystawkę do fabrycznego zasi−
lacza wtyczkowego (np. 12V, 100mA).

Jak zwykle informuję, iż najciekawsze

projekty zrealizowane praktycznie mogą tra−
fić do działu Elektronika−2000 lub do Forum
Czytelników.

Zachęcam też do nadsyłania propozycji

następnych zadań do Szkoły Konstruktorów.
Autorzy zaprezentowanych zadań otrzymają
nagrody rzeczowe.

Rozwiązanie zadania 38

Zadanie 38 było następujące: Z

Za

ap

prro

ojje

ek

ktto

o−

w

wa

ać

ć u

uk

kłła

ad

d p

prrę

ęd

dk

ko

oś

śc

ciio

om

miie

errzza

a d

do

o rro

ow

we

erru

u.

Szczerze mówiąc, przypuszczałem, iż

odzew na to zadanie będzie nikły. Sądziłem,
że jeśli przyjdą jakieś listy, będą zawierać
opinie o miażdżącej przewadze fabrycznych
komputerków nad “samoróbkami”.

Tym bardziej byłem zdziwiony, że prac by−

ło niewiele mniej niż przeciętnie, i że nade−
szły modele.

Rozważania i opinie

Większość prac zawierała opinię, iż nie ma

sensu poświęcać zbyt wiele czasu na budo−
wę amatorskiego prędkościomierza, tylko
lepiej zakupić za 25...50zł fabryczny kompu−
terek rowerowy oferujący kilka funkcji, zasi−
lany jedną małą baterią i nieporównanie bar−
dziej odporny na wpływy atmosferyczne.
Krótkie prace M

Ma

ac

ciie

ejja

a C

Ciie

ec

ch

ho

ow

ws

sk

kiie

eg

go

o z Gdy−

ni oraz D

Da

arriiu

us

szza

a K

Kn

nu

ulllla

a z Zabrza zawierały je−

dynie argumenty na rzecz konstrukcji fa−
brycznych, a przeciwko “samoróbkom”.

Nie ma wątpliwości, iż samodzielna budo−

wa prędkościomierza nie ma w żadnym wy−
padku sensu ekonomicznego. Amatorski
układ najprawdopodobniej będzie mało od−
porny na czynniki atmosferyczne, a także
będzie ciężki, nieporęczny i prądożerny. Co
do tego wszyscy uczestnicy byli zgodni.
Jednak okazało się, że bardzo istotne są in−
ne czynniki, i wielu kolegów jednak widzi
potrzebę budowy takiego urządzenia. Na
przykład A

Arrttu

urr G

Go

om

mb

bo

os

szz z Milanówka, będą−

cy studentem PW napisał między innymi:
(...) Gdy przeczytałem treść zadania, pomy−
ślałem, po co konstruować samemu takie
urządzenie, skoro w pierwszym lepszym
sklepie z częściami rowerowymi można ku−
pić takie cudo już za 30zł. Zaraz też odpo−
wiedziałem sobie sam, bo nic nie sprawia
większej przyjemności niż zrobienie czegoś,
co będzie działać, i oprócz tego będzie do
czegoś przydatne. Nie ukrywam, że bardziej
przydatne byłoby urządzenie, które jedno−
cześnie potrafiłoby mierzyć prędkość, zli−
czać kilometry, mieć stoper i zegarek − takie
przyrządy są obecnie oferowane w skle−
pach. Chcąc w pełni profesjonalnie podejść
do problemu, należałoby oprzeć konstrukcję
na jakimś układzie programowalnym, ale
z kolei nie każdy ma dostęp do programato−

ra. Dlatego zdecydowałem się na znacznie
prostsze rozwiązanie, które nie będzie zbyt
kosztowne. (...)

Dalej Artur opisał układ z ośmioma kost−

kami, sterującymi dwie cyfry typowego,
3,5−cyfrowego wyświetlacza LCD. Zapropo−
nowany układ jest trochę za bardzo skom−
plikowany − można znacznie go odchudzić,
na przykład stosując jedną kostkę 4518 za−
miast dwóch liczników 4029 i usuwając do−
datkowe zatrzaski 4042 (bo dekodery 4543
zawierają w sobie pamięć).

W każdym razie część kolegów uznała, iż

ma sens wykonanie prawdziwego prędko−
ściomierza cyfrowego, ściślej dwucyfrowe−
go. F

Fiilliip

p R

Ru

us

s z Zawiercia przysłał schemat

dwucyfrowego licznika z kostkami 4518,
4543 i wyświetlaczami LED.

Podobny układ zaproponował też J

Ja

ac

ce

ek

k

G

Grra

ab

biie

ec

c z Łodzi. Jacek niepotrzebnie martwi

się, czy przy szybkiej jeździe magnes zdąży
uruchomić kontaktron. Zdąży! Czas zadzia−
łania małego kontaktronu jest rzędu milise−
kundy. W każdym razie Jacek odrzucając
kontaktron, hallotron i barierę fotoelek−
tryczną, zdecydował się na prosty mecha−
niczny czujnik w postaci... “żyletki, prze−
skakującej z jednej szprychy na drugą”
współpracujący z dwucyfrowym licznikiem
z kostkami 40110. Pomysł ciekawy, jednak
obawiam się o trwałość i niezawodność
czujnika w różnych warunkach i w ciągu
dłuższego okresu użytkowania. Poza tym
uważam, że terkot wydawany przez taką
przeskakującą żyletkę będzie irytujący.
Trzeba chyba poszukać innego sposobu −
Jackowi proponowałbym zastosowanie ba−
riery świetlnej, najlepiej kodowanej, z no−
śną o częstotliwości kilkadziesiąt kiloher−
ców lub więcej..

Inni koledzy proponowali albo kontaktron

i magnes, albo niedrogi hallotron, również
współpracujący z magnesem zamocowa−
nym na kole. Byłem jednak zaskoczony
wątpliwościami kilku kolegów, którzy oba−
wiają się o trwałość kontaktronu. Zrezygno−
wali z magnesu i kontaktronu, bo ich zda−
niem, styki są nietrwałe i szybko ulegną
zniszczeniu (wypaleniu). Powszechna opi−
nia, iż styki są nietrwałe i się wypalają jest
w zasadzie słuszna. Niszczenie styków to
w istocie ich wypalanie przez łuk elektrycz−

ny (iskrę) powstający w chwili rozłączania.
Taki łuk powstaje przy rozłączaniu obwodów
o napięciu co najmniej 10V i znacznych prą−
dach. W czujniku kontaktronowym napięcie
będzie rzędu 5V, a prąd praktycznie żaden.
Nie ma więc potrzeby bać się łuku.

Przypomnę, że nawet “klasyczne” przeka−

źniki mają trwałość mechaniczną 1...10 mi−
lionów zadziałań. Kontaktrony mają trwałość
mechaniczną w zasadzie nieograniczoną, nie
mniejszą niż 10...100 milionów zadziałań.

Podawana w katalogach trwałość “kla−

sycznych” przekaźników rzędu 100 tysięcy
zadziałań dotyczy najcięższych warunków
pod pełnym obciążeniem. W przedstawia−
nym zastosowaniu kontaktron jest praktycz−
nie nieobciążony. Jeśliby nawet trwałość
wyniosła tylko 107 (10 milionów zadziałań),
to przyjmując obwód koła równy 2m, z ta−
kim czujnikiem można przejechać:

Punktacja
Szkoły Konstruktorów

Marcin Wiązania Gacki 26
Dariusz Knull Zabrze 20
Tomasz Sapletta Donimierz 18
Mariusz Nowak Gacki 15
Paweł Korejwo Jaworzno 12
Marcin Piotrowski Białystok 12
Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. 10
Roland Belka Złotów 8
Maciej Ciechowski Gdynia 8
Jarosław Kempa Tokarzew 8
Krzysztof Kraska Przemyśl 8
Czesław Szutowicz Włocławek 8
Rafał Wiśniewski Brodnica 8
Jakub Mielczarek Mała Wola 7
Barbara Jaśkowska Gdańsk 7
Tomasz Gacoń i Paweł Kuchta 6
Marek Grzeszyk Stargard Szcz.6
Bartosz Niżnik Puławy 6
Marcin Przybyła Siemianowice 6
Bartłomiej Stróżyński Kęty 6
Piotr Wójtowicz Wólka Bodzechowska 6
Paweł Bajurko Warszawa 5
Marcin Barański Koszalin 5
Radosław Koppel Gliwice 5
Mateusz Misiorny Suchy Las 5

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/99

35

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ró

ów

w

10milionów x 2 metry = 20 000 kilome−

trów

życzę takiego przebiegu wszystkim,

którzy właśnie czytają ten tekst! A w rze−
czywistości nieobciążony kontaktron będzie
miał trwałość znacznie większą...

Inni martwili się o drgania styków kontak−

tronu. Swego czasu często miałem do czy−
nienia z przekaźnikami kontaktronowymi
i muszę przyznać, że częstokroć (w przypad−
ku małych rurek o długości ok. 3cm) żadne
drgania małego, złoconego zestyku nie wy−
stępowały, co zresztą było dla mnie zasko−
czeniem. A nawet gdyby były, można je li−
kwidować za pomocą nieskomplikowanego
przerzutnika monostabilnego.

Jak wspomniałem, spora grupa osób

chciałaby wykonać prawdziwy licznik z 2−cy−
frowym wyświetlaczem. Sama idea jest
beznadziejnie prosta: czujnik obrotów, licz−
nik dekodery, wyświetlacze (nie wiem dla−
czego częściej proponowaliście LED niż
LCD), a do tego jakiś generator bramkujący.
Idea niby oczywista, a kilku kolegów miało
duże kłopoty ze zrozumieniem występują−
cych tu zależności. Największe trudności
sprawiało znalezienie zależności między
wielkością koła a wymaganym czasem
bramkowania. Niektórzy zrażeni trudnościa−
mi w obliczeniach zaproponowali rozpaczli−
wie, by stosować jedynie koła 26’, mające
obwód bliski
2m. Przy ko−
łach o innej
średnicy mieli
duże kłopoty
z

przelicza−

niem. Nie ro−
zumiem, dla−
czego pewna
część

kole−

gów koniecz−
nie chciała za−
s t o s o w a ć
czas bramko−
wania równy jednej sekundzie albo dwóm
sekundom. Oczywiście czas bramkowania
nie jest niezmiennie ustalony − będzie zale−
żał od obwodu koła. Sprawa jest w sumie
bardzo prosta. R

Ry

ys

su

un

ne

ek

k 1

1 pokazuje upro−

szczony schemat blokowy takiego prostego
prędkościomierza z wyświetlaczem LCD.
Czym szybciej obraca się koło, tym więcej
impulsów zliczy licznik w danym czasie tt11.

W sumie problem polega na dobraniu (obli−
czeniu) czasu tt11, by licznik wskazywał pręd−

kość w kilometrach na godzinę (czas tt22 nie

ma znaczenia; w miarę możliwości powi−
nien być krótszy od tt11). Jak określić czas

bramkowania (tt11)?

Żeby nie komplikować sprawy, można sy−

tuację ująć następująco: czas zliczania tt11

musi być taki, by przy prędkości 1km/h licz−
nik zliczył dokładnie jeden impuls, czyli... po
prostu jeden obrót koła. Inaczej mówiąc,
czas tt11 to czas, w którym przy prędkości

v

v=1km/h koło wykona dokładnie jeden
obrót. Jeden obrót koła to przejechanie dro−
gi s

s,, równej obwodowi tego koła. Aby dokła−

dnie określić obwód koła wypadałoby zmie−
rzyć promień, czyli odległość osi od podłoża
(uwzględniając w ten sposób także niewiel−
kie ugięcie opony pod ciężarem) i pomnożyć
przez 2

π

. Przypuśćmy, że zmierzona

dokładnie wysokość środka osi nad podło−
żem wynosi podczas jazdy 34,1cm. Jeden

obrót

koła

to

przejechanie

drogi

214,3cm=2,143m.

Prędkość 1km/h to 1000m/3600s czyli

0,277(7)m/s.

Pytanie brzmi: w jakim czasie obiekt poru−

szający się z prędkością 0,277(7)m/s prze−
będzie 2,143 metra.

Bez trudu obliczymy ten czas, przekształ−

cając wzór na prędkość v=s/t

t = s/v
tt11 = 2,143m / 0,277(7)m/s = 7,715s

Czas pomiaru prawie 8 sekund? Strasznie

dużo, prawda?

Cóż robić, jeśli prosty licznik o schemacie

blokowym z rry

ys

su

un

nk

ku

u 1

1 ma pokazywać pręd−

kość w kilometrach na godzinę, impulsator
bramkujący licznik powinien wytwarzać im−
puls o takiej właśnie długości, i dopiero co
najmniej po takim czasie na wyświetlaczu
pojawi się (kolejny) wynik.

Tu młodsi koledzy mogą zaprotestować,

że w obliczeniach coś jest nie tak, bo prze−
cież fabryczne komputerki rowerowe nie
muszą czekać kilku sekund, pokazują wynik
bardzo szybko. Oczywiście, ale tam wyko−
rzystany jest mikroprocesor, który nie zlicza
impulsów, tylko mierzy czas między dwoma
kolejnymi impulsami, a potem na drodze
matematycznej wylicza prędkość na podsta−
wie czasu jednego obrotu koła.

R

Ra

affa

ałł W

Wiiś

śn

niie

ew

ws

sk

kii z Brodnicy próbował

zrealizować coś takiego
z

użyciem liczników

40192. Układ nie będzie
dzałał prawidłowo. Aby
działał prawidłowo, mu−
siałby realizować mate−
matyczną funkcję 1/x.

W każdym razie te

osiem sekund zliczania
to rzeczywiście długi
czas. Można go znaczą−
co zmniejszyć, zwięk−
szając ilość magnesów
na kole do czterech,
a nawet ośmiu. A może
należałoby jednak wy−
korzystać barierę świe−
tlną, gdzie strumień
światła przerywany był−
by

przez

szprychy?

Wtedy ilość impulsów
byłaby kilkadziesiąt razy
większa, czyli można
i trzeba w tej samej pro−
porcji

skrócić

czas

bramkowania.

W przypadku bariery

optycznej należałoby za−
stosować modulowaną
wiązkę światła widzial−
nego lub lepiej podczer−

wieni, by uniezależnić się od światła sło−
necznego. Przy bardzo małej odległości
nadajnika i odbiornika potrzebna moc pro−
mieniowania byłaby bardzo mała, a wiec do−
datkowy pobór prądu przez czujnik optyczny
byłby pomijalnie mały w porównaniu z prą−
dem pobieranym przez wyświetlacze LED.

Jeśli ktoś zdecydowałby się na takie roz−

wiązanie, zapewne zbuduje układ mniej
więcej tak, jak na rry

ys

su

un

nk

ku

u 2

2.

Większość kolegów miała kłopoty z za−

projektowaniem prostych i skutecznych ob−
wodów bramkowania, przepisywania wyni−
ków do pamięci dekodera 4543 i zerowania
liczników. W układzie z rysunku 2 zastoso−
wałem

proste

rozwiązanie

łańcucha

opóźniającego z negatorami z wejściem
Schmitta. Warto dogłębnie przeanalizować
zasadę działania tego łańcucha opóźniające−
go, bo coś podobnego można wykorzystać
we własnych konstrukcjach.

Dodam jeszcze, że część uczestników

proponujących energożerne układy z LED−
ami i wyświetlaczami LED pomyślała o au−
tomatycznym wygaszaniu podczas postoju
roweru. Nie było to wcale trudne, zwłaszcza
w przypadku wykorzystania kontaktronu,
można to zrobić wręcz przy okazji, dodając
prosty obwód opóźniający. Duże brawa dla
tych, którzy nie zapomnieli o wygaszaniu
i oszczędzaniu prądu!

Z drugiej strony tylko kilku kolegów wspo−

mniało o kłopotach z odczytem wskazań wy−
świetlaczy LED w dzień. Czy nie wszyscy
wiedzą, że przy silnym świetle słonecznym
na takim wyświetlaczu nie można zobaczyć
dosłownie nic? Nie ma żadnych prostych
sposobów, by to zmienić. W zastosowa−
niach wojskowych i lotniczych są co prawda
stosowane wyświetlacze LED widoczne tak−
że przy silnym świetle dziennym, ale wyma−
ga to zarówno zastosowania specjalnych
wyświetlaczy, jak i specjalnych filtrów. Jedy−
nie wyświetlacz LCD jest widoczny w dzień,
za to trzeba go podświetlać w nocy.

R

Ry

ys

s.. 1

1 S

Sc

ch

he

em

ma

att b

bllo

ok

ko

ow

wy

y p

prrę

ęd

dk

ko

oś

śc

ciio

om

miie

errzza

a c

cy

yffrro

ow

we

eg

go

o

R

Ry

ys

s.. 2

2 P

Prro

os

stty

y p

prrę

ęd

dk

ko

oś

śc

ciio

om

miie

errzz c

cy

yffrro

ow

wy

y

m

ma

ag

gn

ne

es

s

iim

mp

pu

ulls

sy

y b

brra

am

mk

ku

ujją

ąc

ce

e

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/99

36

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ró

ów

w

Inne rozwiązania

Dwóch kolegów M

Ma

arrc

ciin

n W

Wiią

ązza

an

niia

a

oraz

M

Ma

arriiu

us

szz N

No

ow

wa

ak

k, obaj z Gacek, chce zastoso−

wać cyfrowy woltomierz z kostką ICL7106
i wyświetlaczem LCD, a do tego przetwor−
nik częstotliwość/napięcie.

Także 14−letni A

Ad

da

am

m P

Pa

ałłu

ub

bs

sk

kii z Piotrkowa

Trybunalskiego przysłał schemat przetworni−
ka częstotliwość/napięcie, który w założeniu
miałby współpracować z jakimkolwiek wol−
tomierzem, analogowym bądź cyfrowym.

Pomysł jest niewątpliwie interesujący.

Jednak wszystkie trzy propozycje nie nada−
ją się do praktycznej realizacji. Układ jest
w zasadzie prawidłowy, ale w opisanych
warunkach przetwornik f/U nie może prawi−
dłowo spełniać swej roli ze względu na bar−
dzo małą częstotliwość impulsów otrzymy−
wanych z hallotronu lub kontaktronu współ−
pracującego z magnesem zamocowanym
na kole. Przy prędkości 10km/h częstotli−
wość ta będzie niewiele większa niż 1Hz.
Pomysł przetwarzania częstotliwości na na−
pięcie za pomocą przerzutnika monostabil−
nego i uśredniającego filtru RC jest dobry,
ale tylko przy odpowiednio dużych częstotli−
wościach impulsów. Przecież stała czasowa
filtru uśredniającego musi być wielokrotnie
większa od okresu przetwarzanych impul−
sów. W przeciwnym wypadku przebieg na
wyjściu nie będzie napięciem stałym, tylko
tętniącym. A w tym wypadku zastosowanie
stałej czasowej uśredniania rzędu minuty,
przekreśla praktyczną przydatność prędko−
ściomierza.

Rozwiązanie z przetwornikiem f/U być

może zdałoby egzamin jedynie w przypadku
zastosowania bariery świetlnej przerywanej
przez szprychy. Wtedy częstotliwość impul−
sów byłaby kilkadziesiąt razy większa i stała
czasowa uśredniania mogłaby mieć wartość
“tylko” kilka sekund.

Takie problemy z budową prędkościomie−

rza cyfrowego skłoniły innych uczestników
do sięgnięcia po rozwiązania prostsze, ale
pod wieloma względami atrakcyjniejsze.

C

Czze

es

słła

aw

w S

Szzu

utto

ow

wiic

czz z Włocławka planował

coś podobnego jak układ opisany w EdW
5/99, ale nie podał szczegółów, by nie być
posądzonym o plagiat.

T

To

om

ma

as

szz K

Ko

orrzze

en

niie

ec

ck

kii z Warszawy proponu−

je “Rowerowy komputer Adama Słodowe−
go”: dymamo+woltomierz+kable połącze−
niowe+samodzielnie

wykonana

skala

w km/h. Tanie, proste, niezawodne.

Podobnie M

Ma

arrc

ciin

n K

Ko

op

pa

a z Białegostoku

chce wykorzystać dynamo, prostownik
i miernik wskazówkowy. Także P

Pa

aw

we

ełł

z Ostrołęki chce wykorzystać prądnicę, jed−
nak zaproponowany prościutki układ z rezy−
storami i diodami LED nie zda egzaminu, bo
diody będą się zapalać jednocześnie, a nie
po kolei.

Prawidłowy układ zaproponował 14−letni

K

Ka

am

miill M

Ma

attc

czzy

yń

ńs

sk

kii z Poznania. Jego wska−

źnik wykorzystuje kostkę UL1980 oraz 12
LED−ów i wymaga zasilania napięciem co
najmniej 12V.

Rozwiązanie wykorzystujące dynamo jako

przetwornik prędkość/napięcie ma szereg
istotnych wad, o których trzeba pamiętać.
Wiem coś niecoś o jeździe rowerem z włą−
czonym dynamem i wątpię, czy jest to naj−

lepszy pomysł (no, chyba że ostatnio poja−
wiły się dynama, które wytwarzają prąd,
a nie zwiększają w odczuwalnym stopniu
oporów jazdy). Przed kilkunastu laty nie tyl−
ko wykorzystywałem często rower do ce−
lów turystycznych, ale kiedyś zdjąłem cha−
rakterystykę napięcia wytwarzanego przez
obciążone dynamo w funkcji prędkości
obrotowej. Zgodnie z oczekiwaniami cha−
rakterystyka okazała się silnie nieliniowa, co
oznacza konieczność indywidualnego skalo−
wania ewentualnego prędkościomierza
“prądnicowego” przy różnych prędko−
ściach. Chyba, że ma to być tylko “bajer”
bez praktycznego znaczenia.

Do takich efektownych “bajerów” zali−

czyłbym więc prędkościomierz, wykorzystu−
jący liniową kostkę LM3914, zbudowany
przez 17−letniego O

Ollk

ka

a S

Szzy

ym

mc

czza

ak

ka

a z Barlinka

dla swego kolegi. Układ ten, zasilany z czte−
rech akumulatorków R6 mierzył napięcie
z dynama. Najprawdopodobniej “bajer” był
atrakcyjny, ponieważ wyposażony weń ro−
wer szybko został skradziony.

I tym sposobem przechodzimy do klasycz−

nych “bajerów”. Kilku uczestników stanow−
czo twierdzi, że celem budowy prędkościo−
mierza nie jest pomiar prędkości, tylko wła−
śnie wykonanie kolejnego “fajnego bajeru”
z diodami LED, widocznego zresztą jedynie
wieczorem i w nocy. Osobiście jestem wła−
śnie za takim podejściem, bo konkurowanie
z opracowaniami fabrycznymi nie ma sensu.

Dlatego z dużym zainteresowaniem zapo−

znałem się z propozycją B

Ba

arrb

ba

arry

y J

Ja

aś

śk

ko

ow

w−

s

sk

kiie

ejj z Gdańska, która jako jedyna zapropo−

nowała budowę nie prędkościomierza, tylko
o

ob

brro

otto

om

miie

errzza

a. Rewelacja! Obrotomierz ro−

werowy! Tego jeszcze nie było. Według au−
torki, czujnik powinien mierzyć “obroty pe−
dałowania”, co przez porównanie ze wska−
zaniami fabrycznego prędkościomierza po−
zwoli kontrolować styl jazdy. Wcale nie mu−
si być zastosowany wskaźnik cyfrowy, wy−
skalowany w obrotach na minutę − wystar−
czy linijka świetlna z kilkunastoma różnoko−
lorowymi diodami. Choć Basia nie podała
szczegółowych schematów, pomysł uznaję
za świetny! A może ktoś podjąłby się opra−
cowania takiego obrotomierza? W razie po−
trzeby jestem gotów do konsultacji, a w ra−
zie sukcesu projekt zostałby opublikowany
w dziale E−2000.

Modele

Dwóch kolegów przysłało działające mo−

dele. F

Fo

otto

og

grra

affiia

a 1

1 pokazuje projekt M

Ma

arrc

ciin

na

a

P

Piio

ottrro

ow

ws

sk

kiie

eg

go

o z Białegostoku. Marcin oparł

swą konstrukcję o projekt z EdW 4/98, uzu−
pełniając go o dodatkowe układy czujnika
oraz oszczędzania prądu. Przeprowadził sze−
reg prób i natknął się na problemy, które
w końcu usunął.

Podobnie K

Krrzzy

ys

szztto

off K

Krra

as

sk

ka

a z Przemyśla miał

dużo kłopotów z zaprojektowaniem i urucho−
mieniem układu pokazanego na fotografii 2.
W końcu poradził sobie z nimi, choć jak pisze
“układ działa po japońsku, czyli jako−tako”.

Obaj koledzy podzielą miedzy siebie

główną pulę nagród. Nagrody przydzielam
nie tyle za sam układ, co za próby przezwy−
ciężania napotkanych trudności.

Podsumowanie

Jak wspomniałem, jestem mile zaskoczo−

ny ilością rozwiązań oraz pomysłami. Jak
zwykle większość z nich wymaga dopraco−
wania, ale po to przecież jest Szkoła Kon−
struktorów, by się uczyć na swoich i cu−
dzych błędach. (Przy okazji chciałbym przy−
pomnieć, że pisze i mówi się k

ko

on

ntta

ak

kttrro

on

n,

a nie k

ko

on

nttrra

ak

kttrro

on

n.)

Gratuluję wszystkim, których nazwiska

pojawiły się w artykule − ich prace niewątpli−
wie zasługują co najmniej na pochwałę.
Główną pulę nagród podzielą między siebie:
M

Ma

arrc

ciin

n P

Piio

ottrro

ow

ws

sk

kii z Białegostoku i K

Krrzzy

y−

s

szztto

off K

Krra

as

sk

ka

a z Przemyśla. Specjalną nagro−

dę otrzyma B

Ba

arrb

ba

arra

a J

Ja

aś

śk

ko

ow

ws

sk

ka

a z Gdańska

za pomysł obrotomierza. Upominki otrzyma−
ją także: J

Ja

ac

ce

ek

k G

Grra

ab

biie

ec

c z Łodzi i O

Olle

ek

k S

Szzy

ym

m−

c

czza

ak

k z Barlinka.

Przy okazji pozdrawiam też kolegów,

których rozwiązania poprzedniego zadania
37 trafiły do Redakcji zbyt późno. R

Ra

ad

do

os

słła

aw

w

S

Sttrró

óżży

yk

k z Leszna Wlkp. wysłał swą pracę

ponad miesiąc po terminie, konkretnie 18
czerwca. Nie wiem jednak, dlaczego praca,
którą K

Ko

os

sm

ma

a M

Mo

oc

czze

ek

k z Popowa wysłał pod

koniec kwietnia (data stempla pocztowego)
nie trafiła do mnie na czas.

Aktualną punktację po tym zadaniu znaj−

dziecie w tabeli. Punktacja uwzględnia nie
tylko oryginalność pomysłu, możliwość i ce−
lowość praktycznej realizacji, ale również
wiek i możliwości autora.

Pozdrawiam wszystkich uczestników

i sympatyków Szkoły. Zachęcam do spróbo−
wania sił w kolejnych zadaniach.

W

Wa

as

szz IIn

ns

sttrru

uk

ktto

orr

P

Piio

ottrr G

Gó

órre

ec

ck

kii

F

Fo

ott.. 1

1 M

Mo

od

de

ell M

Ma

arrc

ciin

na

a P

Piio

ottrro

ow

ws

sk

kiie

eg

go

o

F

Fo

ott.. 2

2 M

Mo

od

de

ell K

Krrzzy

ys

szztto

offa

a K

Krra

as

sk

kii

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/99

37

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ró

ów

w

Rozwiązanie zadania 38

W EdW 4/99 zamieszczony był układ

“ekonomicznego generatora” o schemacie
pokazanym na rry

ys

su

un

nk

ku

u A

A. Przy napięciu za−

silania 12V można przyjąć, iż wyjście bram−
ki 4093 będzie mieć rezystancję wyjściową
do 100

Ω

. Rezystancja ta spowoduje, że na−

pięcie na cewce przekaźnika będzie znacz−
nie mniejsze niż napięcie zasilania. Jak z te−
go wynika, układ będzie działał w przypad−
ku zastosowania przekaźnika o dużej rezy−
stancji, czyli małym prądzie pracy. Przykła−
dowo przekaźnik RM81 12V ma cewkę
o rezystancji około 250

Ω

. Przy zasilaniu

układu napięciem 12V, na cewce może wy−
nieść tylko 8,5V, za mało do pewnego za−
działania przekaźnika. Zwiększenie napięcia
zasilającego do 15V poprawi sytuację
i przekaźnik będzie na pewno działał.

Nie należy natomiast przypuszczać, iż za−

stosowanie przekaźnika 5− lub 6−woltowe−
go rozwiąże problem. Przekaźnik taki bę−
dzie miał znacznie mniejszą rezystancję
cewki (100

Ω

lub mniej), przez co napięcie

na przekaźniku też może się okazać niewy−
starczające do jego zadziałania. Nie można
przy tym zapomnieć, że przy tak dużym ob−
ciążeniu, napięcie na wyjściu bramki będzie
albo równe dodatniemu napięciu zasilania
(stan wysoki − przekaźnik nie trzyma), albo
mniej więcej połowie napięcia zasilającego
(stan “niski” − przekaźnik działa). Stan “ni−
ski” w postaci połowy napięcia zasilania,
a nie “czystej” masy uniemożliwi pracę ge−
neratora, bo przecież podczas trwania tego
stanu “niskiego” kondensator powinien się
rozładować poniżej dolnego napięcia pro−
gowego bramki Schmitta, a ten dolny próg
przełączania leży na pewno poniżej połowy
napięcia zasilania.

Kilku kolegów przypuszczało, iż błędem

jest brak diody gaszącej przepięcia, równo−
ległej do cewki przekaźnika. Wbrew pozo−
rom taka dioda nie jest potrzebna, bowiem
w strukturze układu CMOS występują dio−
dy, w tym dioda włączona między wyjście
bramki a dodatnią szynę zasilania. Ta we−
wnętrzna dioda wystarczy do ograniczenia
przepięć do wartości około 0,7V. Niesłu−
szne są obawy dwóch kolegów, którzy wie−
dzieli o istnieniu tych diod, ale bali się iż te
diody “nie wytrzymają impulsów o wyso−
kim napięciu” − przecież w obecności diod
nie będzie żadnych impulsów “o wysokim
napięciu”, a prąd płynący przez te diody

chwilę po wyłączeniu nie będzie większy
niż prąd pracy przekaźnika, czyli co najwy−
żej kilkadziesiąt miliamperów.

Kilku kolegów zwróciło uwagę na brak

rezystora między wejściem A a masą. Re−
zystor taki na pewno byłby potrzebny, gdy−
by wejście A miało współpracować z przy−
ciskiem dołączający punkt A do plusa zasi−
lania. W przypadku, gdy punkt A dołączony
byłby do wyjścia innej bramki, rezystor nie
jest potrzebny.

Ogromna większość kolegów zapropono−

wała dodanie rezystora, tranzystora i diody
w układzie jak na rry

ys

su

un

nk

ku

u B

B. Niektórzy słu−

sznie zaproponowali zastosowanie MO−
SFET−a, według rry

ys

su

un

nk

ku

u C

C, co przy nieco

większej cenie tranzystora pozwala zao−
szczędzić jeden rezystor. Jeden z kolegów
zaproponował

wykorzystanie

układu

40107, zawierającej bramkę NOR z wyj−
ściem typu otwarty dren według rysunku
D. Ze względu na znaczny prąd przekaźnika
oraz relacje cenowe, można uznać układ
z rysunku B za całkowicie zadowalający.

Propozycja z rysunku B w zasadzie jest

poprawna. Rezystor jest potrzebny, by
ograniczyć prąd bazy, dioda będzie gasić
przepięcia, ale...

u

uk

kłła

ad

d zz rry

ys

su

un

nk

ku

u B

B n

niie

e b

bę

ęd

dzziie

e d

dzziia

ałła

ałł d

do

o−

k

kłła

ad

dn

niie

e tta

ak

k,, jja

ak

k tte

en

n zz rry

ys

su

un

nk

ku

u A

A..

W obu układach w stanie spoczynku

(stan niski w punkcie A) na wyjściu bramki
4093 będzie się utrzymywał stan wysoki.
W układzie z rysunku A przekaźnik będzie
wyłączony, inaczej mówiąc, też pozostanie
w spoczynku. Pobór prądu w spoczynku
będzie równy zeru. Natomiast w układzie
z rysunku B, w spoczynku...

tranzystor będzie otwarty i przez przeka−

źnik będzie płynął prąd. Ta sama uwaga do−
tyczy układów z rry

ys

su

un

nk

kó

ów

w C

C i D

D. Aby działa−

nie zmodyfikowanego układu było takie sa−
me jak pierwowzoru, należało po prostu za−
stosować tranzystor PNP w układzie z rry

y−

s

su

un

nk

ku

u E

E. Na ten drobny, ale niewątpliwie

istotny szczegół zwrócił uwagę jedynie C

Czze

e−

s

słła

aw

w S

Szzu

utto

ow

wiic

czz z Włocławka, za co niewąt−

pliwie należy mu się

nagroda. Dodatkowo upominki otrzymują:
J

Ja

ac

ce

ek

k K

Ko

on

niie

ec

czzn

ny

y z Poznania oraz A

Arrttu

urr P

Py

yk

ka

a

z Gorzowa Wlkp.

Zadanie numer 42

Jeden z Czytelników nadesłał układ słu−

żący do podawania na bazę tranzystora na
przemian przebiegów z jednego i drugiego
generatora. Układ miał być częścią modułu
do “Domowego systemu sygnalizacyjno−
alarmowego”. Fragment schematu (z pew−
nymi nieistotnymi zmianami) pokazany jest
na rysunku F.

C

Co

o b

by

yś

ś w

w n

niim

m zzm

miie

en

niiłł((−a

a))

ii d

dlla

ac

czze

eg

go

o?

?

Odpowiedź można zawrzeć w kilku zda−

niach lub na rysunku. Termin nadsyłania od−
powiedzi upływa 15 września 1999.

Ze względu na dużą ilość przesyłek do

szkoły, rozróżnijcie drugie zadanie od gów−
nego, a więc na kartkach i kopertach dopi−
szcie proszę N

Niie

e g

grra

a 4

42

2. Ułatwi to mi znacz−

nie segregację “szkolnych” prac.

R

Ry

ys

s.. B

B

R

Ry

ys

s.. A

A

R

Ry

ys

s.. C

C

R

Ry

ys

s.. F

F

R

Ry

ys

s.. D

D

R

Ry

ys

s.. E

E

Co tu nie gra?