background image

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ów

w

Przed kilkoma miesiącami jeden z naszych Czy−

telników  (również  uczestnik  Szkoły  Konstrukto−
rów)  przysłał  projekt  świecącego  numeru  domu,
utworzonego z diod LED. Projekt nie nadawał się
do publikacji, bo był zasilany wprost z sieci, co jest
niedopuszczalne ze względu na ryzyko porażenia,
zwłaszcza  przy  zawilgoceniu  układu.  Inną  niedo−
róbką była propozycja zwierania diod w ciągu dnia
z pomocą fotorezystora – zabieg bezcelowy, bo u−
kład pobierałby prąd cały czas, a w dzień lampek i
tak nie widać. 

Jednak  o  atrakcyjności  napisu  utworzonego  z

diod  świecących  nie  trzeba  mnie  przekonywać,
ponieważ od lat mam u siebie taki właśnie numer
domu. Mój układ ze strony elektronicznej jest bar−
dzo prosty: zasilacz wtyczkowy, kilka rezystorów i
sieć kilkudziesięciu diod. Pomysł budowy atrakcyj−
nego, świecącego numeru domu uważam jednak
za doskonały, dlatego temat zadania 35 brzmi:

Z

Za

ap

prro

ojje

ek

ktto

ow

wa

ć  ś

św

wiie

ec

ąc

cy

y  n

nu

um

me

err  d

do

o−

m

mu

u zz d

diio

od

da

am

mii L

LE

ED

D..

Wyobrażam  sobie,  że  docelowa  konstrukcja

(tak jak to jest u mnie) będzie się składać z płyty z
tworzywa  sztucznego,  na  której  będą  naklejone
duże  cyfry  z  folii  samoprzylepnej,  tworzące  naj−
zwyczajniejszy numer domu widoczny w dzień. W
otworach  płyty  będą  też  umocowane  diody
świecące, ułożone w kształt cyfr.

Zaprojektowanie  układu  zapewniającego  prze−

pływ  mniej  więcej  jednakowego  prądu  przez
wszystkie diody jest dziecinnie prostym zadaniem

(połączenie w szereg kilku diod i rezystora ograni−
czającego). Myślę jednak, że uczestników Szkoły
stać na coś więcej.

Przecież  wszystkie  diody  nie  muszą  cały  czas

świecić z jednakową jasnością. Numer domu mo−
że na przykład migać w jakimś rytmie. A może bar−
dziej  efektowne  i  eleganckie  będzie  powolne,
płynne zaświecanie i wygaszanie diod.

Wszystkie diody nie muszą zapalać się i gasnąć

jednocześnie – przy podzieleniu diod na kilka sek−
cji można uzyskać efekt biegnącego lub stopnio−
wo wypełniającego się napisu.

Możliwości  atrakcyjnego  zaświecania  i  wyga−

szania jest ogromnie dużo. I to właśnie jest pole
do popisu dla was. Jestem przekonany, że zapro−
ponujecie naprawdę atrakcyjne sekwencje stero−
wania.

Projektując układ elektroniczny nie zapomnijcie

o istotnych zasadach:

− Urządzenie musi być zasilane napięciem bez−

piecznym,  najlepiej  z  pomocą  zasilacza  wtyczko−
wego  niestabilizowanego  (na  przykład  12V
0,2...0,4A).

− Układ może pracować bez przerwy dzień i noc.

Pobór  mocy  rzędu  kilku  watów  w  dzień,  gdy
światła diod nie widać, nie stanowi problemu (jest
to dodatkowy koszt rzędu 1zł na miesiąc). Także
trwałość  diod  nie  jest  przeszkodą  –  diody  mogą
pracować  bez  przerwy  całe  lata,  o  ile  nie  będą
przeciążane. Jeśli jednak ktoś chce, może dodać
obwody  automatycznego  wyłączania  na  dzień,

choć  nie  uważam  tego  za  konieczne  i  niewiele
zwiększy szanse na nagrodę.

− Układ nie musi mieć zasilania rezerwowego,

ale jeśli ktoś chciałby przewidzieć taką opcję, mo−
że zastosować baterie rezerwowe lub akumulator.
Będzie to mile widziane, lub pod warunkiem, że
po zaniku napięcia sieci tryb pracy zmieni się na o−
szczędny – na przykład zapalanie diod tylko na 1
sekundę co 20 sekund.

Ogólnie  rzecz  biorąc,  przy  ocenie  prac  będę

zwracał uwagę na walory praktyczne, czyli przede
wszystkim  sposób  sterowania  diodami.  Za−
chęcam  do  opracowania  układów  w  miarę  pro−
stych, bo do uzyskania interesującego efektu wca−
le  nie  jest  potrzebny  jakiś  wymyślny  układ  ste−
rujący  z  mikroprocesorem  czy  EPROM−em.  Naj−
ciekawsze projekty mogą być zaprezentowane w
Forum  Czytelników  albo  nawet  jako  projekty  w
dziale Elektronika−2000. Dlatego zachęcam byście
opisy swych układów nadsyłali w formie takiej, jak
w dziale E−2000. Spodziewam się, że nadeślecie
działające  modele,  ale  szanse  na  nagrody  mają
także prace zawierające jedynie schemat ideowy i
zwięzły opis działania.

Oczywiście wszystkie nadesłane modele zwró−

cimy ich Autorom, którzy będą mieć podwójną sa−
tysfakcję: ich modele zostaną publicznie zaprezen−
towane na łamach EdW, a potem będą im służyć
wywołując zainteresowanie domowników, sąsia−
dów i przechodniów.

ozwiązanie  zadania  powinno  zawierać  schemat  elektryczny
i zwięzły opis działania. Model i schematy montażowe nie są wy−
magane. Przysłanie działającego modelu lub jego fotografii zwięk−
sza szansę na nagrodę.

Ponieważ  rozwiązania  nadsyłają  czytelnicy  o różnym  stopniu  zaawansowa−
nia, mile widziane jest podanie swego wieku.
Ewentualne  listy  do  redakcji  czy  spostrzeżenia  do  erraty  powinny  być
umieszczone  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

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

y−

p

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))..

R

Zadanie 35

25

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/99

background image

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ów

w

Zadanie z wrześniowego numeru EdW było

następujące: Z

Za

ap

prro

ojje

ek

ktto

ow

wa

ć  s

sy

ys

stte

em

m  zzd

da

alln

ne

eg

go

o

w

wy

yzzw

wa

alla

an

niia

a  a

ap

pa

arra

attu

u  ffo

otto

og

grra

affiic

czzn

ne

eg

go

o.  Chodziło

o to, by uzyskać naturalne, niepozowane zdję−
cia, robione z zaskoczenia.

Zgodnie  z  oczekiwaniami,  liczba  nadesła−

nych rozwiązań tego zadania nie była duża, co
potwierdza,  że  temat  do  najłatwiejszych  nie
należał, a ponadto świadczy o niewielkim zain−
teresowaniu 

urządzeniem 

spełniającym

podaną funkcję.

Wykonanie systemu zdalnego robienia zdjęć

do  aparatów  z  mechanicznym  wyzwalaniem
migawki  jest  trudne  przede  wszystkim  pod
względem mechanicznym. Z kolei posiadacze
nowoczesnych kosztownych lustrzanek całko−
wicie zautomatyzowanych być może baliby się
uszkodzenia przy próbach podłączenia do nich
jakiejś “samoróbki”. W każdym przypadku po−
zostanie  problem  ustawiania  ostrości  i  kadro−
wania  (oraz  kąta  widzenia  w  aparatach  z  zoo−
mem)  –  fotografujący  praktycznie  nie  będzie
miał wpływu na to, co znajdzie się w ramach
kadru.  Dlatego  wielu  amatorów  niepozowa−
nych zdjęć zapewne będzie skłonnych fotogra−
fować własnoręcznie stosując teleobiektyw al−
bo  sprytną  nasadkę  na  obiektyw  (z  lustrem),
pozwalającą  bez  zwracania  uwagi  fotografo−
wać obiekty znajdujące się z boku aparatu.

Tym bardziej się cieszę, że znaleźli się kole−

dzy, którzy podjęli się trudu rozwiązania posta−
wionego zadania. Tym razem otrzymałem nie−
wiele  prac,  co  stanowi  duży  kontrast  z  liczbą
już  nadesłanych  rozwiązań  następnego  zada−
nia  (nr  32).  Przy  okazji  informuję,  że  niektóre
prace są nadsyłane zdecydowanie zbyt późno.
Przykładowo  ostatnio  kolega  Radek  z  Leszna
pracę dotyczącą baterii, czyli rozwiązanie zada−
nia 30 napisał 5 listopada i wysłał 17 listopada.
Praca  dotarła  do  mnie  około  23  listopada,  a
tymczasem  45−dniowy  termin  zadania  ogło−
szonego  w  numerze  sierpniowym  upłynął  w
najgorszym razie z końcem września.

Rozwiązania

Do zdalnego uruchomienia migawki aparatu

większość  kolegów  zaproponowała  wykorzy−
stanie  promieniowania  podczerwonego.  Po−
mysł jest jak najbardziej słuszny, ponieważ na−
wet  przy  użyciu  typowych  diod  nadawczych
podczerwieni  (od  pilotów  zdalnego  sterowa−
nia) można uzyskać zasięg przekraczający 10m
i  to  bez  stosowania  soczewek.  W  przedsta−
wionym  zastosowaniu  wystarczy  jeszcze
mniejszy zasięg, do 5 metrów.

Stały uczestnik Szkoły, J

Ja

arro

os

słła

aw

w C

Ch

hu

ud

do

ob

ba

a z

Gorzowa  Wielkopolskiego,  zaproponował  sy−
stem z wykorzystaniem kostek UM3750 (uni−
wersalny  koder/dekoder  zdalnego  sterowa−
nia). Jedna z nich, pełniąca rolę nadajnika, bez−
pośrednio (przez tranzystor) steruje pracą pod−
czerwonej  diody  LED  (IRED).  Impulsy  ode−
brane przez fotodiodę TIL100 są wzmacniane
w układzie TBA2800 i podawane na układ od−
biorczy  UM3750.  Jeśli  odebrany  kod  zgadza
się z kodem ustawionym w odbiorniku, tranzy−
stor  uruchamia  przekaźnik  wykonawczy.  Jak
widać  z  tego  opisu,  Jarek  nie  wykorzystał
częstotliwości  nośnej  (typowo  36kHz),  która

byłaby modulowana (kluczowana) impulsami z
kostki nadawczej UM3750. Układ mimo to po−
winien  działać,  choć  niezbędne  będzie  dobra−
nie  wartości  niektórych  elementów  ze−
wnętrznych  współpracujących  z  kostką
TBA2800. Jarek z pomocą rezystora ograniczył
prąd  diody  nadawczej  do  wartości  poniżej
100mA.  Przy  zaproponowanym  sposobie  pra−
cy jest to jak najbardziej prawidłowe.

Osobiście nie widzę jednak przekonujących

zalet  takiego  rozwiązania.  Praca  z  częstotli−
wością nośną umożliwia zwiększenie zasięgu i
pewności  działania  układu  (bo  można  zwię−
kszyć prąd szczytowy nadawczej diody IRED),
Zamiast fotodiody i wzmacniacza  można wte−
dy  wykorzystać  w  roli  odbiornika  typowy,  go−
towy układ w rodzaju TFMS5360. 

Ogólnie biorąc, zaproponowany układ mogę

uznać za poprawny i myślę, że sprawdziłby się
on  w  praktyce.  Na  podstawie  schematu  ide−
owego  nie  można  jednak  określić  zasięgu
łącza  zaproponowanego  przez  Jarka,  i  jest
możliwe,  że  okaże  się  on  niewystarczający,
zwłaszcza  przy  umieszczeniu  odbiornika  na
dworze w silnym świetle słonecznym. (Trzeba
pamiętać,  że  silne  promieniowanie  podczer−
wone słońca zmienia warunki pracy diody od−
biorczej i zmniejsza jej czułość.)

Gdyby  czułość  była  za  mała,  można  bez  o−

baw zwiększyć prąd pracy diody nadawczej do
200...300mA  przez  redukcję  oporności  rezy−
stora ograniczającego.

Warto  pamiętać,  że  dioda  nadawcza  przy

pracy  impulsowej  może  być  sterowana
prądem  jeszcze  większym,  co  oczywiście  ra−
dykalnie  zwiększy  zasięg  łącza.  K

Ko

os

sm

ma

a  M

Mo

o−

c

czze

ek

k z Popowa był blisko takiego rozwiązania.

Zaproponował wykorzystanie w nadajniku ge−
neratora fali nośnej (555) włączanego przycis−
kiem.  W  odbiorniku  wykorzystał  układ
TFMS5360,  jeden  inwerter  z  układu  4069,
tranzystor i przekaźnik.

Szczerze  mówiąc,  układ  ma  szansę  działać

według  założeń  Autora.  Jednak  11−letni  kon−
struktor  nie  uwzględnił  pewnej  specyficznej
właściwości odbiornika TFMS. Wcale nie mam
mu  tego  za  złe  –  sprawa  wyszłaby  na  jaw  po
zbudowaniu  modelu.  Zachęcam  młodego  Au−
tora do praktycznych prób! Problem polega na
tym,  że  przy  ciągłym  podaniu  na  odbiornik
TFMS5360  (i  podobne)  impulsów  o  częstotli−

wości 36kHz, na jego wyjściu nie pojawi się na
trwałe stan aktywny (niski), tylko wystąpią im−
pulsy o jakiejś małej częstotliwości. Ilustruje to
rry

ys

su

un

ne

ek

k 1

1. Nie jest więc dobrą metodą wyko−

rzystywanie ciągłego strumienia impulsów.

Ale  jak  wspomniałem,  układ  Kosmy  ma

szansę  pracować,  bo  przecież  wystarczy  uru−
chomić  nadajnik  przyciskiem  jedynie  na  krót−
ko,  i  przekaźnik  w  odbiorniku  zadziała  jeden
raz.  Tylko  przy  dłuższym  trzymaniu  przycisku
przekaźnik  będzie  zwalniał  i  puszczał,  co  albo
spowoduje wykonanie serii zdjęć, albo zakłóci
pracę urządzenia wyzwalającego migawkę.

Aby pozbyć się tej wady, wystarczyłoby za−

stosować  w  nadajniku  prościutki  obwód  uru−
chamiający generator 36kHz na krótki okres, a
w  odbiorniku  przerzutnik  monostabilny,  zape−
wniający niezawodne wyzwolenie przekaźnika
i  migawki  nawet  przy  krótkim  impulsie  ode−
branym z nadajnika.

Schemat blokowy takiego prostego toru po−

kazany jest na rry

ys

su

un

nk

ku

u 2

2.

W  EdW  1/98  na  str.  13  wykazano,  iż  przy

krótkich  impulsach  (poniżej  1  milisekundy)  i
niewielkim  stosunku  czasu  impulsu  do  czasu
przerwy, prąd diody może sięgnąć 1A i więcej.
R

Ry

ys

su

un

ne

ek

k 3

3 (skopiowany  stamtąd) pokazuje za−

leżność dopuszczalnego prądu od czasu trwa−
nia  impulsu  i  współczynnika  wypełnienia.  Co
prawda  pokazana  charakterystyka  dotyczy  ja−
kiejś  konkretnej  diody  (TSIP520X),  ale  podob−

ne  zależności  są  słuszne  dla  wszy−
stkich  podczerwonych  diod  nadaw−
czych.  Aby  wykorzystać  takie  możli−
wości, należy diodę sterować krótki−
mi  “paczkami  impulsów”.  R

Ry

ys

su

un

ne

ek

k

4

4 pokazuje  przebiegi  nadajnika  i  od−
biornika  w  przypadku  generowania
tylko  jednej  paczki  impulsów.  Czas
nadawania jednej paczki (tpi) nie mo−

Rozwiązanie zadania 31

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/99

26

R

Ry

ys

s.. 1

1 P

Prrzze

eb

biie

eg

gii w

w k

ko

os

sttc

ce

e T

TF

FM

MS

S

R

Ry

ys

s.. 2

2 P

Prro

os

stty

y s

sy

ys

stte

em

m s

stte

erro

ow

wa

an

niia

a zz ffa

allą

ą n

no

śn

ą

R

Ry

ys

s.. 3

3 C

Ch

ha

arra

ak

ktte

erry

ys

stty

yk

ka

a d

diio

od

dy

y n

na

ad

da

aw

wc

czze

ejj

background image

że być mniejszy niż 0,4ms, co oznacza, że pa−
czka nie może zawierać mniej niż 15 impulsów
o  częstotliwości  36kHz.  Po  jej  odebraniu  na
wyjściu odbiornika TFMS pojawi się stan niski
na czas tpi+0,15ms.

Uwaga  –  paczkę  z  rry

ys

su

un

nk

ku

u  4

4 należy  trakto−

wać jako jeden impuls o czasie trwania 0,4ms
i  średnim  prądzie  równym  połowie  prądu
szczytowego Ip. Na rysunku 3 można odnaleźć
punkt  odpowiadający  pojedynczemu  impulso−
wi  o  długości  0,4ms.  Jak  widać,  prąd  może
wynosić  ponad  1,5A.  Jaki  prąd?  Oczywiście
średni prąd diody. Jeśli tak, to prąd szczytowy
może  wynosić  3A  (taka  jest  absolutna  dopu−
szczalna wartość prądu dla tej diody). W ukła−
dzie  pracy  z  rry

ys

su

un

nk

ku

u 5

5 przy  napięciu  zasilania

12V,  wartość  rezystora  ograniczającego  prąd
wyniosłaby  tylko  2,7

(z  obliczeń  otrzymuje

się 2,83

, przyjmując napięcie nasycenia tran−

zystora przy prądzie 3A równe 1V i spadek na−
pięcia na diodzie równy 2,5V).

Podany  przykład  dotyczy  sytuacji,  w  której

odbiornik  wyzwalany  byłby  pojedynczą
“paczką  impulsów”  promieniowania  podczer−
wonego.  Sposób  taki  wydaje  się  znakomity:
prosty  i  oszczędny.  Jednak  w  praktyce  może
się nie sprawdzić. Może się bowiem zdarzyć,
że bardzo czuły odbiornik TFMS odbierze jaki−
kolwiek  sygnał  o  częstotliwości  36kHz,  na
przykład  z  pilota  telewizyjnego,  i  wyzwoli  mi−
gawkę.  Niewykluczone,  że  nawet  silne  pro−
mieniowanie  słoneczne  może  powodować
przypadkowe  zadziałanie  odbiornika.  Trzeba
pamiętać, że w takiej prostej wersji odbiornik
będzie  reagował  na  każdy ciąg  impulsów  o
właściwej  częstotliwości  (36kHz).    Aby  u−
niknąć ryzyka przypadkowego włączenia, nale−
ży  zastosować  jakiś  sposób,  który  pozwoliłby
odróżnić sygnał z własnego nadajnika od syg−
nałów pilotów zdalnego sterowania czy innych
źródeł. Wspomniany wcześniej Jarosław Chu−
doba wykorzystał do tego celu układy scalone
UM3750, a M

Ma

arriiu

us

szz N

No

ow

wa

ak

k i M

Ma

arrc

ciin

n W

Wiią

ązza

an

niia

a

wykorzystali kostki MC14502X.

Jak  powiedziałem,  Kosma

Moczek  nie  zastosował  ża−
dnego  kodowania  (co  wcale
nie  znaczy,  że  jego  układ  nie
zda  egzaminu),  a  był  blisko
skutecznego  i  prostego  roz−
wiązania.  W  jego  odbiorniku
pozostało  pięć  nie  wykorzy−
stanych  inwerterów.  Gdyby
w  nadajniku  zastosował  do−
datkowy 

generator 

klu−

czujący,  a  w  odbiorniku  pro−
sty  układ  detektora  częstotli−
wości  z  bramkami  i  obwoda−
mi  RC,  jego  układ  stałby  się
nieporównanie  bardziej  od−
porny na przypadkowe zakłó−
cenia.  Schemat  blokowy  i
przebiegi  wyglądałyby  wtedy
tak, jak na rysunku 6. W blo−
ku  sprawdzającym  z  rry

ys

su

un

nk

ku

u

6

6 można sprawdzać:

czy  odebrany  sygnał  (pa−

czka impulsów)

− nie jest za długa
− nie jest za krótka
czy  przerwa  między  kolejnymi  impulsami

(paczkami impulsów)

− nie jest za długa
− nie jest za krótka.
R

Ry

ys

su

un

nk

kii  7

7  ii  8

8 pokazują  przykłady  najpro−

stszych  (i  niezbyt  precyzyjnych)  obwodów,
które mogą być użyte do sprawdzania tych pa−
rametrów i ostatecznego określenia, czy ode−
brane sygnały są “swoje” czy “obce”.

W  praktyce  nie  trzeba  sprawdzać  wszy−

stkich  podanych  możliwości.  Przykładowo:
sygnały pilota pracującego w kodzie RC5 to ze−
społy  paczek  impulsów.  Przy  jednorazowym

krótkim  naciśnięciu  klawisza  pilota  wysyłane
są dwie, powiedzmy, sekwencje kodowe. Je−
dna  taka  sekwencja  trwa  około  25ms,  a  czas
przerwy  między  nimi  wynosi  około  100ms.
Przy  ciągłym  naciśnięciu  klawisza,  sekwencje
takie wysyłane są w sposób ciągły (25ms pra−
ca, 100ms przerwy, itd.).

Każda  sekwencja  kodowa  składa  się  z  pa−

czek  impulsów  o  długości  1ms  lub  2ms  i
częstotliwości  36kHz.  Te  paczki  impulsów  to
po prostu bity (startowy, kontrolny i bity infor−
macyjne)  tej  sekwencji  kodowej.  Wygląda  to
mniej więcej tak, jak na rry

ys

su

un

nk

ku

u 9

9.

Aby łatwo odróżnić sygnały pilota od swoich

własnych,  należy  w  systemie  z  rysunku  6  za−
stosować  czasy  trwania  paczek  impulsów  i
przerw zupełnie inne niż na rysunku 9. Przykła−
dowo można ustalić czas paczki impulsów ró−
wny  0,4ms  (minimalny  wymagany  przez  od−
biornik  TFMS),  a  czas  przerwy  równy  10ms.
Rysunek  10  pokazuje  przykładowy  układ  pro−
stego  dekodera,  nie  reagującego  na  sygnały
pilotów wraz z przebiegami czasowymi.

Zasada działania układu z rry

ys

su

un

nk

ku

u 1

10

0 jest na−

stępująca.

Chyba  wszyscy  wiedzą,  że  na  wyjściu  od−

biornika  TFMS  występuje  nie  paczka  impul−
sów o częstotliwości 36kHz, tylko pojedynczy
impuls  ujemny  o  czasie  trwania  równym  cza−
sowi  trwania  odebranej  paczki  plus  około
0,15ms.  Na  wyjściu  inwertera  A  odebrane
sygnały  występują  jako  impulsy  dodatnie.  W
spoczynku  na  wyjściu  bramek  A,  C,  D  i  E
będzie panował stan niski.

Każdy odebrany impuls naładuje przez diodę

D4  kondensator  C4.  Na  wyjściu  bramki  E  w
momencie  odebrania  jakiegokolwiek  impulsu
pojawi  się  stan  niski  i  utrzyma  się  on  jeszcze
przez  15ms  po  zaniku  impulsu.  W  prawidło−
wym sygnale następny impuls przyjdzie już po
10  milisekundach,  czyli  na  wyjściu  bramki  E

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/99

27

R

Ry

ys

s.. 4

4 J

Je

ed

de

en

n iim

mp

pu

ulls

s

R

Ry

ys

s.. 6

6 P

Prro

os

stty

y s

sy

ys

stte

em

m zze

e s

sp

prra

aw

wd

dzza

an

niie

em

m

R

Ry

ys

s.. 5

5 O

Ob

bw

ód

d w

wy

yjjś

śc

ciio

ow

wy

y

R

Ry

ys

s.. 7

7 U

Uk

kłła

ad

d s

sp

prra

aw

wd

dzza

ajją

ąc

cy

y

R

Ry

ys

s.. 8

8 U

Uk

kłła

ad

d s

sp

prra

aw

wd

dzza

ajją

ąc

cy

y

background image

będzie się utrzymywał stan niski. Naładowany
do tej pory kondensator C5 będzie się pomału
rozładowywał i wreszcie po 65 milisekundach
(po sześciu odebranych impulsach) na wyjściu
bramki  F  pojawi  się  stan  wysoki,  który  może
być wykorzystany do uruchomienia przekaźni−
ka.  Jeśli  odebrane  sygnały  będą  prawidłowe
(tpi=0,4ms,  T=10ms),  gałęzie  z  bramkami  B,
C, D nie zadziałają i czynne będą tylko opisane
obwody z bramkami E, F.

Jeśli jednak odebrany impuls (paczka impul−

sów)  będzie  dłuższy  niż  0,7ms,  kondensator
C1 naładuje się do napięcia progowego bram−
ki B i na jej wyjściu pojawi się stan niski. Szyb−
ko  rozładuje  on  kondensator  C2  przez  diodę
D2.  Na  wyjściu  bramki  C  pojawi  się  w  tym
przypadku  stan  wysoki  (na  czas  co  najmniej
30ms wyznaczony przez C2R2), co spowoduje
naładowanie kondensatora C5. Uniemożliwi to
rozładowanie  kondensatora  C5  –  tym  samym
pojawienie się zbyt długiego impulsu zabloku−
je wyjście na co najmniej 30ms.

Obwód z bramką D ma nieco inną rolę. Ma za−

blokować wyjście, jeśli impulsy byłyby odpowie−
dnio krótkie, ale pojawiałyby się znacznie częś−
ciej niż co 10ms.Na końcu każdego impulsu (na
wyjściu  bramki  A),  pojawiający  się  stan  niski
(przerwa  między  impulsami)  spowoduje  poja−
wienie  się  stanu  wysokiego  na  wyjściu  D  na
czas 7ms. Jeśli w tym czasie pojawi się kolejny

impuls, to tran−
zystor  T1  zo−
stanie  otwarty
(na  krótki  czas
w y z n a c z o n y
przez  C6R6)  i
również  nała−
duje  C5,  unie−
m o ż l i w i a j ą c
tym pojawienie
się  stanu  wy−
sokiego na wy−
jściu bramki F.

P r z e d s t a −

wiony 

układ

nie  był  testo−
wany.  Jest  to
jedynie  wzięty
z głowy prosty
przykład,  jak  z

pomocą  kilku  bramek  i
obwodów  RC  można
wykonać  układ  rea−
gujący 

tylko 

na

“swoje”  impulsy.  Po−
dane czasy są dobrane
z  pewnym  zapasem,
by  uwzględnić  zmiany
wywołane 

choćby

zmianami  temperatury.
W  praktyce  należałoby
je  dobrać  za  pomocą
oscyloskopu 

lub

c z ę s t o ś c i o m i e r z a
(miernika  czasu),  co  w
przypadku  jednego  eg−
zemplarza  nie  będzie
zbyt czasochłonne.

Oczywiście,  budowy

i  regulacji  takiego  ukła−
du  powinni  się  pode−
jmować 

elektronicy

mający  już  pewne  do−
świadczenie.  Nie  mam

też zastrzeżeń do uczestników konkursu, któ−
rzy poszli inną drogą i albo zaproponowali naj−
prostsze  sposoby,  albo  wykorzystali  gotowe
kodery i dekodery. Zalecam jednak wszystkim
sympatykom  Szkoły  przeanalizowanie  omó−
wionego  przeze  mnie  sposobu  analizowania
właściwości  impulsów,  bo  może  im  się  to
przydać  podczas  konstruowania  innych  u−
rządzeń.

Chciałbym  jeszcze  wspomnieć  o  pracach

S

Se

eb

ba

as

sttiia

an

na

a M

Ma

alle

ńc

czzu

uk

ka

a z Białej Podlaskiej oraz

T

To

om

ma

as

szza

a S

Sa

ap

plle

etttty

y z Donimierza. Sebastian za−

proponował schemat układu wyzwalania prze−
wodowego,  składający  się  z  inwerterów
Schmitta i kostki 555. Chciałbym go pochwalić
za to, iż nie zapomniał o przerzutniku monosta−
bilnym,  włączającym  przekaźnik  wykonawczy
na ustalony czas.

Z  kolei  Tomasz  zasługuje  na  pochwałę  za

przeprowadzone  próby  z  układem  wykonaw−
czym (elektromechanicznym). Słusznie zauwa−
ża,  że  teoretycznie  najprostsze  rozwiązanie  z
elektromagnesem  w  praktyce  może  się  nie
sprawdzić  ze  względu  na  potrzebną  znaczna
siłę,  a  tym  samym  znaczne  zapotrzebowanie
na energię elektryczną (z małej baterii). Nawet
impulsowe sterowanie cewki elektromagnesu
nie  rozwiąże  problemu  do  końca,  dlatego  To−
mek  proponuje  raczej  wykorzystanie  małego
silniczka  (np.  od  walkmana)  z  zespołem  prze−

kładni zębatych lub krzywek. Przeprowadzone
przez niego eksperymenty z przekładniami od
zabawek  pokazały,  że  wykorzystanie  silniczka
z  przekładnią  i  mimośrodowego  popychacza
jest jak najbardziej sensowne. Oczywiście wy−
konanie niezawodnego modelu nie jest wcale
łatwe,  jednak  w  tym  zakresie  można  szukać
pomocy  zaprzyjaźnionego  mechanika.  Nato−
miast  ze  strony  elektronicznej  wymagane  by−
łoby zastosowanie jakiegoś wyłącznika krańco−
wego  (podobnie  jak  w  wycieraczkach  samo−
chodowych), by wyzwalacz nie został w poło−
wie  drogi,  tylko  zawsze  wrócił  do  położenia
spoczynkowego.  W  każdym  razie  Tomek  za
przeprowadzone  próby  i  przedstawione  po−
mysły otrzyma nagrodę.

Nagrody  otrzymają  też  M

Ma

arriiu

us

szz  N

No

ow

wa

ak

k  ii

M

Ma

arrc

ciin

n  W

Wiią

ązza

an

niia

a,  którzy  nadesłali  działające

modele, pokazane na fotografiach.

Natomiast  J

Ja

arro

os

słła

aw

w  C

Ch

hu

ud

do

ob

ba

a,,  K

Ko

os

sm

ma

a  M

Mo

o−

c

czze

ek

k ii S

Se

eb

ba

as

sttiia

an

n M

Ma

alle

ńc

czzu

uk

k otrzymają upominki.

Schemat  ideowy  systemu  Mariusza  Nowa−

ka  pokazany  jest  na  rry

ys

su

un

nk

ku

u  1

11

1.  Tu  także  na

pochwałę zasługuje dodanie uniwibratora z u−
kładem  4001,  zapewniające  uruchamianie
przekaźnika tylko na ściśle określony czas. Co
prawda  z  maleńką  baterią  12−woltową,  poka−
zaną  na  fotografii,  łącze  ma  niewielki  zasięg,
rzędu  3...3,5m  (takie  wyniki  uzyskałem  w  re−
dakcyjnym  teście),  jednak  sam  układ  jest  po−
prawny,  a  przy  zwiększeniu  mocy  promienio−
wania  i  poprawie  stabilności  zasilania,  na  pe−
wno będzie się dobrze nadawał do omawiane−
go celu.

Marcin Wiązania nadesłał podobny, ale bar−

dziej  rozbudowany  układ.  Również  słusznie
wprowadził przerzutnik monostabilny do uzys−
kania  powtarzalnych  impulsów  dla  przekaźni−
ka.  Zaletą  układu  Marcina  jest  zastosowanie
dwóch diod nadawczych (połączonych równo−
legle,  bo  napięcie  zasilania  wynosi  6V),  co
trochę zwiększa zasięg. Dodatkowo Marcin za−
stosował licznik 4060 i przerzutnik RS z dwóch
wolnych bramek układu 4001. W efekcie prze−
kaźnik jest uruchamiany nie po pierwszym im−
pulsie  z  dekodera  MC145028,  tylko  po  przy−
jściu  kilkunastu  lub  kilkudziesięciu  takich  im−
pulsów (16, 32, 64 – wybieranie zworą). Oso−
biście nie bardzo mnie przekonuje potrzeba za−
stosowania takiego dodatkowego obwodu za−
bezpieczającego  i  opóźniającego,  bo  o  ile  do−
brze  pamiętam,  dekoder  MC145028  daje  im−
puls  wyjściowy  dopiero  po  odebraniu  dwóch
prawidłowych  kodów.  I  to  powinno  wystar−
czyć.  Przy  zastosowaniu  w  nadajniku  maleń−
kiej  baterii  wskazane  byłoby  raczej  ogranicza−
nie  liczby  impulsów  potrzebnych  do  zadziała−
nia  układu.  Przecież  przy  znacznym  poborze
prądu i dłuższej pracy nadajnika napięcie bate−
rii  znacząco  spada,  co  powoduje  nie  tylko
zmniejszenie mocy promieniowania, ale także
zmianę  częstotliwości  generatorów,  co  może
powodować  dalszy  spadek  zasięgu.  Zastana−
wiam się, czy nie trzeba raczej w nadajniku do−
dać obwód, który spowoduje wygenerowanie
kodu tylko dwa razy. W tym krótkim czasie na−
dawania  (i  pobierania  dużego  prądu  przez
diodę)  układ  byłby  zasilany  z  kondensatora  o
dużej pojemności, a nie bezpośrednio z maleń−
kiej bateryjki, która ma duży opór wewnętrzny
i uniemożliwia pracę z większymi prądami dio−
dy nadawczej (p

po

orró

ów

wn

na

ajj rry

ys

su

un

ne

ek

k 1

12

2). Umożli−

wi to zwiększenie prądu diod i tym samym za−
sięgu. Dlatego warto zbadać wpływ rezystan−

28

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/99

R

Ry

ys

s.. 9

9 P

Prrzze

eb

biie

eg

gii k

ko

od

du

u R

RC

C

R

Ry

ys

s.. 1

10

0 P

Prrzzy

yk

kłła

ad

do

ow

wy

y u

uk

kłła

ad

d s

sp

prra

aw

wd

dzza

ajją

ąc

cy

y

background image

cji wewnętrznej baterii i jej spadku napięcia na
uzyskane  parametry,  zasięg  (moc  promienio−
wania)  i  częstotliwość  generatorów.  Nie  jest
to  najłatwiejsze,  bo  znając  prąd  diody  i  czasy
nadawania  trzeba  określić  ilość  potrzebnej  e−
nergii i potem pojemność takiego kondensato−
ra  wspomagającego.  To  są  dodatkowe  wska−
zówki, przeznaczone dla bardziej zaawansowa−
nych,  pokazujące  jak  można  ulepszyć  układy
Mariusza i Marcina. 

Ogólnie biorąc, jestem zadowolony zarówno

z  nadesłanych  modeli,  jak  i  pozostałych  prac.
Zachęcam  do  wzięcia  udziału  w  rozwiązaniu
postawionego  dziś  zadania.  Przy  okazji  mam
prośbę:  piszcie  zawsze  gdzieś  z  boku  na  ko−
percie,  co  zawiera  kartka  pocztowa,  koperta
czy  paczka.  Rozwiązania  postawionego  dziś
zadania oznaczcie napisem “Szkoła 35”. Krzy−
żówkę oznaczajcie znaczkiem #, uwagi do er−
raty  skrótem  err  i  numerem  wydania  EdW,

którego dotyczy (np. e

errrr1

12

2), odpowiedź w kon−

kursie Co to jest? oznaczcie co to i numer wy−
dania  (np.  c

co

o  tto

o1

1).  Zaoszczędzi  nam  to  mnó−

stwo czasu przy segregacji poczty.

A teraz dwie niespodzianki.

Punkty

Kolega  P

Pa

aw

we

ełł  Ż

Żu

urro

ow

ws

sk

kii z  Koszalina  mniej

więcej  pół  roku  temu  napisał  ciekawy  list.
Wstrzymywałem publikację, by przedstawiony
pomysł wcielić w życie od stycznia 1999. Oto
fragmenty  listu:  (...)  chciałbym  zaproponować
jeszcze  jeden  konkurs.  Niekiedy  piszecie,  że
ktoś  wyróżnia  się  w  Szkole  Konstruktorów.
Proponuję  przyznawać  za  najlepsze  prace  o−
kreśloną  liczbę  punktów,  a  pod  koniec  roku
wybierać  “Konstruktora  Roku”,  który  tych
punktów  miałby  najwięcej.  Nagrodą  mogłaby
być  bezpłatna  prenumerata  Elektroniki  dla
Wszystkich lub ciekawa i wartościowa pozycja
książkowa. Myślę, że zachęciłoby to kolejne o−
soby do brania udziału w Szkole i tym samym
jeszcze bardziej zwiększyłoby jej wartość prak−
tyczną i edukacyjną. (...)

Propozycję przyznawania punktów uważam

za  bardzo  dobrą  i  już  od  tego  miesiąca  wpro−
wadzimy taki ranking. A Paweł za ten pomysł
otrzyma  nagrodę  specjalną  w  postaci  progra−
mu multimedialnego.

Sprawa przyznawania punktów nie jest jed−

nak tak prosta, jak mogłoby się wydawać. W
naszej Szkole biorą udział zarówno osoby bar−
dzo młode, jak choćby wymieniony w tym od−
cinku 11−latek, oraz znacznie starsze i nieporó−
wnanie  bardziej  zaawansowane.  Jak  u−
względnić  wiek  Autorów?  Czy  punktacja  po−

winna  jakoś  zależeć  od  licz−
by  prac  nadesłanych  w  ra−
mach danego zadania. Jakie
proporcje  przyznawanych
punktów  zachować  między
pracami  zawierającymi  dzia−
łające modele, a czysto teo−
retycznymi  rozważaniami?
Oczywiście  wykonanie  mo−
delu  powinno  być  dodatko−
wo  premiowane.  Ale  to  też
nie  jest  oczywiste.  Czasem
trafiają do mnie modele wy−
konane bardzo niedbale, nie−
estetycznie.  Czy  ciekawy,
własny  pomysł,  będący  re−
zultatem inwencji i przemyś−
leń,  zaprezentowany  na  pa−
pierze,  nie  powinien  być  o−
ceniony wyżej niż niestaran−
ny  model,  wykonany  wed−
ług schematu z literatury?

Jak  widać,  rzetelna  ocena

wymaga uwzględnienia wie−
lu  czynników,  dlatego  nie
zdziwcie  się,  jeśli  czasem
liczba  przyznawanych  pun−
któw nie będzie się zgadzać
z waszymi oczekiwaniami.

A  oto  tabela  z  punktami

przyznanymi w ramach zada−
nia nr 31.

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/99

29

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ów

w

R

Ry

ys

s.. 1

11

1 U

Uk

kłła

ad

d M

Ma

arriiu

us

szza

a N

No

ow

wa

ak

ka

a

R

Ry

ys

s.. 1

12

2 Z

Za

as

siilla

an

niie

e zz k

ko

on

nd

de

en

ns

sa

atto

orra

a

Punktacja

Szkoły 

Konstruktorów

Mariusz Nowak − 6
Marcin Wiązania − 5
Tomasz Sapletta − 4
Jarosław Chudoba − 2
Kosma Moczek − 2
Sebastian Maleńczuk − 1

background image

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/99

30

S

Sz

zk

ko

ołła

a k

ko

on

ns

st

tr

ru

uk

kt

to

or

ów

w

O

prócz  tego  mam  jeszcze  jedną  no−
wość.  Od  pewnego  czasu  zastana−
wiamy się w Redakcji nad sposoba−

mi włączenia do zajęć Szkoły także tych osób,
które dopiero zaczynają i na razie nie mają od−
wagi spróbować swych sił w ramach ogłasza−
nych zadań. Aby ich zachęcić, a także czegoś
nauczyć,  w  ramach  Szkoły  uruchamiamy  ko−

lejny stały konkurs. Zadanie będzie proste. Na
schemacie  lub  schematach  będą  pokazane
błędne rozwiązania układowe. Czytelnicy po−
winni odpowiedzieć na pytanie:

Co tu nie gra?

Będę czekał na krótkie wyjaśnienie, dlacze−

go  przedstawiony  układ  lub  jego  fragment

jest  niepoprawny.  Mile  widziane  będą  też
propozycje  poprawy  błędu,  by  układ  spełniał
założone  funkcje.  Materiały  do  konkursu
będę  wymyślał  sam  albo  brał  z  nadsyłanych
prac  czy  z  literatury.  Dzisiejszy  przykład  po−
chodzi  z  pracy  pewnego  uczestnika  naszej
Szkoły.

A

A o

otto

o p

piie

errw

ws

szze

e zza

ad

da

an

niie

e::

Co tu nie gra?

Na  rysunku  pokazano  fragment  obwodu  wykonawczego  z  przekaźnikiem

RM81/12V. Według opisu “stan wysoki na wyjściu układu scalonego uruchomi
tranzystor  i  przekaźnik,  a  dioda  LED  będzie  sygnalizować  stan  pracy
urządzenia”.

Odpowiedzi nadsyłajcie do końca stycznia 1999. Na koper−

tach  lub  kartkach  pocztowych  dopiszcie  gdzieś  z  boku:

“Szkoła 35”. Osoby, które nadeślą prawidłowe odpowiedzi,

wezmą  udział  w  losowaniu  nagród,  którymi  będą  drobne

kity AVT.

Na czym polega

błąd?

REKLAMA