21 06

Do czego to służy?

Temat elektronicznych układów do

stosowania w samochodach był jak do−
tąd traktowany w EdW trochę po maco−
szemu. Powód tego był prosty: elektroni−
ka samochodowa, w przeciwieństwie do
innych obszarów działania hobbystów
elektroników, w wydaniu amatorskim
jest dziedziną zamierającą. W nowoczes−
nych samochodach nie ma już właściwie
miejsca na konstrukcje amatorskie, tak
często stosowane jeszcze niedawno te−
mu. Wszystko, co można było zelektroni−
zować zostało już w samochodach daw−
no zelektronizowane, a jeżeli nawet coś
jeszcze do zrobienia zostało, to będą to
konstrukcje znacznie przekraczające
możliwości amatorów i nawet wielu za−
wodowców. Z drugiej jednak strony, takie
podejście do zagadnienia jest słuszne
w krajach wysoko rozwiniętych, do któ−
rych z pewnością jeszcze nie należymy.
Na naszych drogach porusza się jeszcze
wiele pojazdów przestarzałych, w dal−
szym ciągu produkowany jest FIAT126,
niekiedy nawet zwany samochodem (au−
tor może pozwolić sobie na tą złośliwość,
ponieważ sam jeździ, a właściwie jest
wożony przez Małżonkę właśnie tym cu−
dem techniki).

Nie namawiamy nikogo na dokonywa−

nie przeróbek w instalacji elektrycznej
Peugeota 406 czy najnowszego modelu
BMW. Natomiast do starszych typów sa−
mochodów możemy wykonać użyteczne
usprawnienia, ułatwiające życie kierow−
com, a nawet zwiększające bezpieczeńs−
two jazdy. Jednym z układów podnoszą−
cych bezpieczeństwo na drogach był nie−
wątpliwie „Sygnalizator cofania samo−
chodu” opisany w jednym z poprzednich
numerów EdW. Z kolei w jednym z naj−
bliższych numerów opublikujemy bardzo
ciekawy i kontrowersyjny układ zmniej−
szający prawdopodobieństwo zaśnięcia
zmęczonego kierowcy podczas jazdy,
centralkę alarmową do samochodu i jesz−
cze kilka innych układów „motoryza−
cyjnych”. Na razie zajmijmy się jednak
tym, co już mamy gotowe: układem ste−
rowania oświetleniem wnętrza pojazdu.

Każdy współcześnie produkowany sa−

mochód posiada fabrycznie montowany
układ oświetlenia kabiny kierowcy. Świa−
tło włączane jest najczęściej dwoma spo−
sobami: automatycznie w momencie ot−
warcia drzwi pojazdu i ręcznie, za pomo−
cą specjalnego włącznika. Drugi sposób

zostawmy w spokoju, nie budzi on za−
strzeżeń. Natomiast metoda włączanie
światłą na czas otwarcia drzwi ma aż trzy
wady:
1. Po wejściu do samochodu i zamknię−

ciu drzwi światło gaśnie, co zmusza
nas do poszukiwania stacyjki po omac−
ku i dzióbania na oślep kluczykiem. To
prawda, że drzwi samochodu można
pozostawić otwarte, ale zimą, podczas
mrozu i wiatru nie należy to do przy−
jemności.

2. Po wyjściu z pojazdu światło także na−

tychmiast gaśnie, co uniemożliwia
wzrokową kontrolę „czy aby na pewno
wszystko zabraliśmy?”.

3. Światło w kabinie pali się cały czas

podczas otwarcia drzwi, co uniemożli−
wia pozostawianie ich otwartych na
dłuższy okres czasu.

Tymczasem

dobrą praktyką jest otwieranie drzwi
samochodu podczas postoju w garażu
w celu przewietrzenia wnętrza kabiny.

Prosty układ elektroniczny eliminujący

opisane wady został skonstruowany
i przetestowany w samochodzie autora.
Przez ponad rok działał on bez najmniej−
szej awarii i wykazał w pełni swoją uży−
teczność. Urządzenie realizuje następują−
ce funkcje:
1. Każde otwarcie lub zamknięcie drzwi

powoduje

włączenie

oświetlenia

wnętrza pojazdu na czas, który może
być w bardzo szerokich granicach re−
gulowany przez Użytkownika.

2. Włączenie stacyjki powoduje natych−

miastowe wyłączenie oświetlenia.
Funkcja ta okazała się niezbędna, po−

nieważ jazda w nocy z włączonym
oświetleniem kabiny kierowcy może
być niebezpieczna.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu pokazany został na rry

u 1

1. Na

schemacie możemy od razu wyodrębnić
dwa bloki funkcjonalne: układ timera ste−
rującego za pośrednictwem tranzystora
mocy oświetleniem i układ formowania
impulsu wyzwalającego timer. Analizę
schematu rozpoczniemy od opisu drugie−
go z bloków funkcjonalnych.

Styk drzwiowy normalnie włączający

bezpośrednio oświetlenie został dołączo−
ny za pośrednictwem rezystora R4 do
wejścia bramki IC2D. Fragment układu
z rezystorami R3, R4 i kondensatorem C3
skutecznie służy eliminacji skutków
drgań styków włącznika. Kiedy drzwi sa−
mochodu pozostają zamknięte, na we−
jściu bramki IC2D panuje stan wysoki
wymuszony przez rezystor R3. Otwarcie
drzwi samochodu powoduje zwarcie
włącznika drzwiowego do masy i powsta−
nie stanu niskiego na wejściu bramki
IC2D, a w konsekwencji stanu wysokie−
go na wyjściu tej bramki, pracującej jako
inwerter. Zamknięcie drzwi samochodu
spowoduje powtórne powstanie stanu
niskiego na wyjściu IC2D i przejście
w stan wysoki wyjścia drugiego inwerte−
ra – bramki IC2A.

Bramka IC2B służy do generowania

krótkich impulsów, które po zanegowa−
niu przez bramkę IC2C mają wyzwalać ti−
mer w momencie otwierania lub zamyka−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Układ sterowania oświetleniem
kabiny samochodu

2026

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

nia drzwi samochodu. Obydwa wejścia
tej bramki są normalnie „podwieszone”
do plusa zasilania za pośrednictwem re−
zystorów R5 i R6. Przejście w stan niski
wyjścia bramki IC2D lub IC2A powoduje
krótkotrwałe wystąpienie stanu niskiego
na jednym z tych wejść i powstanie im−
pulsu wyzwalającego timer.

Układ timera został zrealizowany z wy−

korzystaniem popularnej kostki NE555.
Ponieważ jest to chyba już setne zasto−
sowanie tego układu w projektach serii
2000, nie będziemy tego fragmentu ukła−
du szczegółowo opisywać. Wystarczy
wspomnieć, że czas trwania impulsu ge−
nerowanego przez IC1 możemy regulo−
wać w szerokich granicach za pomocą
potencjometru montażowego PR1. We−
jście zerujące timera NE555 zostało dołą−
czone do plusa zasilania za pośrednict−
wem rezystora R7, co umożliwia genera−
cję impulsów przez IC1. Jeżeli jednak
włączymy stacyjkę, to baza tranzystora
T2 zostanie spolaryzowana i tranzystor
ten zewrze wejście zerujące timera do
masy, co spowoduje natychmiastowe
przerwanie generacji impulsu i wyłącze−
nie światła w kabinie samochodu.

Do bezpośredniego włączania żarówki

(żarówek) oświetlenia kabiny służy tran−
zystor T1 – BUZ10. Zastosowanie tran−
zystora typu MOSFET pozwoliło na re−
zygnację ze stosowania radiatora, przy−

najmniej przy zasilaniu jednej tylko żarów−
ki.

Montaż i uruchomienie

a rry

u 2

2 przedstawiona zo−

stała mozaika ścieżek płytki drukowanej
oraz rozmieszczenie elementów. Montaż
wykonujemy w typowy sposób, rozpo−
czynając od elementów o najmniejszych
gabarytach, a kończąc na tranzystorze T1,
którego sposób wlutowania omówimy za
chwilę. Dyskusyjne jest tym razem sto−
sowanie podstawek. Tak jak wszystkie
układy stosowane w technice motoryza−
cyjnej nasz włącznik będzie pracował
w ekstremalnie trudnych warunkach, na−
rażony na działanie skrajnych temperatur
i wstrząsy. Jeżeli więc chcemy zastoso−
wać podstawki, to muszą one być na−
prawdę bardzo wysokiej jakości (pod−
stawki precyzyjne). Lepiej jednak nie na−
rażać się na dodatkowe koszty i po
sprawdzeniu obydwóch układów scalo−
nych wlutować je bezpośrednio w płytkę.
Dyskusyjna jest także sprawa stosowa−
nia potencjometru montażowego PR1.
Ten delikatny element może łatwo ulec
uszkodzeniu a ponadto utrudnia pokrycie
płytki lakierem izolacyjnym. Dlatego też
można go, po wyregulowaniu czasu trwa−
nia impulsu wymontować z układu, zmie−
rzyć jego oporność i zastąpić rezystorem
stałym o odpowiedniej wartości.

Tranzystor T1 musi zostać przylutowa−

ny do płytki w sposób pokazany n

rry

u 3

3. Taki sposób montażu

pozwoli nam zmieścić cały układ
w proponowanej obudowie typu
KM−xxx.

Zmontowany układ nie wymaga

uruchamiania, ale jedynie regulacji
czasu trwania impulsu generowa−
nego przez timer IC1, czyli długości
czasu zapalenia światła. Po zakoń−
czeniu wszystkich czynności mon−
tażowych i regulacyjnych musimy

koniecznie pokryć płytkę warstwą lakieru
elektroizolacyjnego. Lakier taki, dostępny
w ofercie handlowej AVT, doskonale za−
bezpieczy nasz układ przed wpływami
wilgoci i agresywnych związków che−
micznych (sól!).

Warto jeszcze wspomnieć o sposobie

dołączenia wykonanego urządzenia do in−
stalacji samochodu. Omówimy go na
przykładzie

„samochodu”

FIAT126,

w którym układ był testowany.

Najpierw musimy odnaleźć przewód

prowadzący od włącznika drzwiowego do
lampki sufitowej. Przechodzi on przez ba−
gażnik, nieopodal silnika wycieraczek
i jest koloru czarnego. Przewód ten prze−

Rys. 1.

PostScript Picture

AVT2026

Rys. 2. Płytka drukowana

Rys. 3.

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

PR1: 100k
R1, R5, R6, R8: 10k
R2, R3: 5,6k
R4: 2,2k
R7: 1k

atto

orry

C1, C7: 100nF
C2, C6: 100uF/16
C3: 470nF
C4, C5: 1nF

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

IC1: NE555
IC2: 4093
T1: BUZ10
T2: BC548 lub podobny

ozzo

stta

ałły

Z1: ARK3
Z2: ARK2
Obudowa typu KM–25B

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

cinamy i koniec prowadzący do włącznika
przykręcamy do złącza oznaczonego lite−
rą „C”. Drugi koniec przeciętego przewo−
du podłączamy do punktu „A”. Następ−
nie wykonujemy trzy diodatkowe prze−

wody: dwa zasilające, które dołączymy
do masy pojazdu i do punktu w instalacji
samochodu, na którym zawsze występu−
je napięcie (np. za drugim bezpieczni−
kiem, patrząc od przodu) . Trzecim prze−

wodem łączymy punkt „C” z fragmen−
tem instalacji, na którym napięcie wystę−
puje dopiero po włączeniu stacyjki (np. za
pierwszym bezpiecznikiem).

biig

niie

w R

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

6..

Do czego to służy?

Wszyscy wiemy, jaki jest stan bezpie−

czeństwa na drogach w Polsce: przeraża−
jący! Jesteśmy w światowej czołówce
jeżeli chodzi o ilość wypadków drogo−
wych, szczególnie tych o tragicznych na−
stępstwach. Można bez przesady powie−
dzieć, że co roku znika z mapy naszego
kraju małe miasteczko zamieszkałe przez
ludzi, którzy znaleźli śmierć w wypadku
samochodowym. Powód tych nieszczęść
jest prawie zawsze jeden: ludzka głupota
połączona z brakiem wyobraźni i kwalifi−
kacji kierowców.

Czy My, Elektronicy możemy coś zro−

bić, aby zwiększyć bezpieczeństwo w ru−
chu drogowym? Elektronika już wielo−
krotnie zasłużyła się na tym polu, a przy−
kładem mogą być elektronicznie stero−
wane systemy ABS czy też także elektro−
nicznie wyzwalane poduszki powietrzne,
znacznie zmniejszające ryzyko obrażeń
przy uderzeniu w przód samochodu.
Współcześnie produkowane przez reno−
mowane firmy samochody zostały już ze−
lektronizowane do granic możliwości
i trudno przypuścić, aby amatorzy mieli
na tym polu coś do powiedzenia.

A jednak tak nie jest, za chwilę przeko−

namy się, że hobbista także może doło−
żyć swoje „trzy grosze” do zapobiegania
nieszczęśliwym wypadkom w ruchu dro−
gowym. Już jednak teraz należy podkreś−
lić, że urządzenie z którym za chwilę się
zapoznamy w żadnym wypadku nie gwa−
rantuje całkowitego bezpieczeństwa. Jak
wszystkie tego rodzaju układy może jedy−
nie nieco zmniejszyć ryzyko wypadku, co
nie zwalnia nas od zachowania maksy−
malnej ostrożności nawet podczas parko−
wania samochodu!

Istnieje pewna grupa wypadków dro−

gowych, których przyczyna jest mało zna−
na szerokiemu ogółowi mniej doświad−
czonych kierowców. Jeżeli bowiem tele−
wizja lub prasa pokazuje obraz roztrzaska−
nego o drzewo czy inną przeszkodę sa−
mochodu, to najczęściej opatruje to lako−
nicznym komentarzem w rodzaju ” Kie−
rowca stracił panowanie nad kierownicą
i ....”. Podczas podawania bieżących in−
formacji prawdziwe przyczyny wypadku
nie są najczęściej znane i zostaną ustalo−
ne po przeprowadzeniu długotrwałych
badań technicznych czy medycznych.
Tymczasem, częściej niż można przy−
puszczać, kierowca rozbitego samocho−
du nie miał nawet najmniejszej szansy,

aby na czymkolwiek zapanować, ponie−
waż w chwili wypadku po prostu spał!

Wypadki spowodowane przez zaśnię−

cie kierowcy podczas prowadzenia samo−
chodu są szczególnie groźne w skutkach.
Jeżeli bowiem dochodzi do „normalnej”
kolizji, to kierowca do końca próbuje jej
zapobiec, hamuje (często nie jest to naj−
lepsze wyjście), zmienia kierunek jazdy,
a także podświadomie próbuje „zasłonić
się” prawym bokiem samochodu (stąd
powiedzenie, że miejsce obok kierowcy
to miejsce dla samobójców). Tymczasem
samochód, którego kierowca zasnął staje
się bezwładną bryłą metalu pędzącą szo−
są, następnie zbaczającą z niej i uderzają−
ca w napotkaną przeszkodę, cały czas ja−
dąc z dużą prędkością. Autor nieoficjalnie
zasięgnął

opinii

kilku

Policjantów

z „drogówki”, którzy stwierdzili, że więk−
szość takich wypadków kończy się tra−
gicznie!

Do opisanych wypadków dochodzi

najczęściej podczas powrotu z weekendu
lub wakacji, kiedy to chcąc wykorzystać
możliwość wypoczynku do ostatniej
chwili, mniej doświadczeni kierowcy de−
cydują się na jazdę nocą. Nie tylko jednak
w takich okolicznościach może dojść do
nieszczęścia. Coraz większe tempo życia
w naszym kraju sprawia, że nie mamy
wystarczającej ilości czasu na wypoczy−
nek i niejednokrotnie, zmuszeni okolicz−
nościami siadamy za kierownicę w stanie
ograniczonej sprawności psychicznej. Na
niebezpieczeństwo zaśnięcia za kierow−
nicą nie są narażeni jedynie kierowcy ma−
luchów, którzy wsłuchani w dźwięczny

gang silnika tego pożeracza szos, z pew−
nością nigdy nie zasną!

Podgrupą, na szczęście niezbyt wiel−

ką, w grupie wypadków spowodowa−
nych utartą świadomości przez kierowcę
są wypadki, których przyczyną było za−
słabnięcie prowadzącego pojazd. Prowa−
dzenie samochodu nieuniknienie związa−
ne jest ze stresami psychicznymi, które
są jedną z głównych przyczyn ataków
serca.

Zanim przejdziemy do opisu propono−

wanego układu autor jeszcze raz pragnie
podkreślić, że nie jest to urządzenie, któ−
re pozwala komukolwiek siadać za kie−
rownicę w stanie silnego zmęczenia czy
niewyspania. Niemniej warto go wyko−
nać jako układ eksperymentalny i w pew−
nym stopniu zwiększający nasze bezpie−
czeństwo. Dodatkowym atutem przema−
wiającym za wykonaniem niżej opisanej
konstrukcji jej wielka prostota i taniość.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu przedstawiony został na rry

n−

u 1

1. Zanim jednak weźmiemy się za ana−

lizę schematu, autor pragnie namówić
Czytelników na przejażdżkę samochodo−
wą, najlepiej w roli pasażerów. Zajmijmy
miejsce obok kierowcy, wybierzmy długi,
pozbawiony zakrętów odcinek szosy
izacznijmy obserwować zachowanie kie−
rowcy, a konkretnie jego ręce na kierow−
nicy. Samochód porusza się pozornie
idealnie prosto, ale kierowca nieustannie
wykonuje drobne ruchy kierownicą, kory−
gując kierunek jazdy. Nie jest to działanie

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Układ budzący przemęczonego
kierowcę

2022

„przemyślane”, po prostu po przejecha−
niu pewnej liczby kilometrów staje się
ono nawykiem, podobnie jak czysto odru−
chowa zmiana biegów. Powód koniecz−
ności korygowania kierunku jazdy jest
prosty: nie istnieje samochód o idealnie
wyregulowanym zawieszeniu, tak jak nie
istnieje idealnie równa szosa. W rzeczy−
wistości samochód porusza się jakby
„wężykiem”, a konieczność częstego po−
ruszania kierownicą wykorzystamy przy
konstruowaniu naszego układu.

Należy przypuszczać, że jednym z pier−

wszych objawów „przysypiania” kierow−
cy będzie właśnie zaprzestanie korygo−
wania kierunku jazdy. A zatem wystarczy
zbudować jakiś czujnik wykrywający fakt,
że kierownica przestała na jakiś czas się
poruszać no tak, właśnie na tej zasadzie
działa nasze urządzenie!

Analizę układu rozpoczniemy od stanu

spoczynkowego, kiedy to włącznik S1
jest zwarty. W układzie nic się nie dzieje,
licznik IC2 i obydwa przerzutniki zawarte
w strukturze układu IC1 są permanentnie
wyzerowane. Stan wysoki z wyjścia Q\
przerzutnika IC1A zasila bazę tranzystora
T1 powodując zwarcie styków przekaźni−
ka RL1 (o kontrowersyjnej roli jaką speł−
nia ten przekaźnik pomówimy za chwilę).
Wsiadamy teraz do samochodu wyposa−
żonego w nasz układ i udajemy się na po−
nowną wyprawę na szosę. Podczas prze−
jazdu przez miasto włączanie urządzenia
nie ma najmniejszego sensu, powodowa−
ło by ono jedynie fałszywe alarmy, np.
podczas postoju pod światłami. Po wyje−

chaniu na szosę włączamy nasz układ,
rozwierając styki przełącznika S1. W tym
momencie na wejściach zerujących licz−
nika i przerzutników zostaje za pośrednic−
twem rezystorów R3 i R5 wymuszony
stan niski, zezwalając na pracę licznika
i ewentualną zmianę stanu przerzutni−
ków.

Kontaktron KT1 został zamocowany

na obudowie kolumny kierownicy, nato−
miast do samej kolumny przyklejonych
zostało kilka magnesów.

Być może niektórzy mniej doświad−

czeni Czytelnicy nie wiedzą, jak zbudowa−
ny jest kontaktron i na czym polega jego
działanie. Jest to po prostu podłużna bań−
ka szklana, wewnątrz której umieszczone
są dwa, najczęściej pozłacane styki wy−
konane z materiału ferromagnetycznego.
Jeżeli kontaktron zostanie umieszczony
w polu magnetycznym, styki zwierają się.
W porównaniu z tradycyjnymi stykami
kontaktrony posiadają szereg zalet: są
całkowicie niewrażliwe na wilgoć, mogą
pracować w środowisku, w którym isk−
rzenie styków mogłoby spowodować
wybuch, umożliwiają konstruowanie bar−
dzo małych przekaźników o dużej liczbie
styków.

Tak więc poruszająca się kierownica

powoduje nieustanne zwieranie i rozwie−
ranie kontaktronu. Dodatnie impulsy wy−
twarzane przez styki kontaktronu po zróż−
niczkowaniu przez kondensator C4 prze−
kazywane są na wejście RST licznika IC2,
powodując jego stałe zerowanie.

Rozpatrzmy teraz, co się stanie jeżeli

kierownica samochodu przestanie się po−
ruszać. Licznik IC2 przestanie być zero−
wany i na jego wyjściach zaczną pojawiać
się stany wysokie, będące binarną repre−
zentacją jego zawartości. Wejście J prze−
rzutnika J−K IC1A zostało połączone za
pośrednictwem jumpera JP2 z jednym
z wyjść licznika IC2 i powstanie na tym
wyjściu stanu wysokiego spowoduje
włączenie się tego przerzutnika przy na−
dejściu najbliższego dodatniego zbocza
sygnału zegarowego. Konsekwencją te−
go faktu będzie włączenie bramki IC4C
i zasilenie z wyjścia bramki IC4D genera−
tora piezo. Czas jaki musi minąć pomię−
dzy zaprzestaniem poruszania kierownicą
a włączeniem sygnału alarmowego moż−
na w szerokich granicach regulować
zmieniając ustawienie jumpera JP2,
a także dobierając wartość pojemności
C1 i/lub rezystancji R1. Czas ten powi−
nien być dostosowany do indywidual−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 1. Schemat elektryczny

Rys. 2.

nych cech kierowcy i musi zostać ustalo−
ny doświadczalnie.

Generator piezo wydaje dźwięk dosta−

tecznie donośny, ale nie przeraźliwy. Nie
chodzi nam przecież o to, aby zasypiają−
cego kierowcę przestraszyć, ale aby go
obudzić!

Naciśnięcie przycisku RESET przez

kierowcę jest świadectwem, że zdołał już
oprzytomnieć i powoduje natychmiasto−
we wyłączenie przerzutnika IC1A oraz po−
wrót układu do stanu czuwania.

Fragment układu, który opisywaliśmy

do tej pory nie budzi chyba wątpliwości.
Urządzenie prawdopodobnie będzie dzia−
łać poprawnie, być może w pewnych sy−
tuacjach zapobiegnie nieszczęśliwemu
wypadkowi, a w każdym razie nigdy niko−
mu nie zaszkodzi. Kontrowersyjna jest
dalsza część urządzenia: układ wyłączają−
cy zapłon silnika w przypadku, kiedy kie−
rowca nie naciśnie w zadanym czasie
przycisku RESET. Kiedy taka sytuacja mo−
że się wydarzyć? Zakładamy że kierowca
świadomie włączył układ zabezpieczający
go przed zaśnięciem i zna zasadę jego
działania. A zatem sytuacja taka może za−
istnieć w zasadzie tylko wtedy, kiedy pro−
wadzący pojazd zasłabł i utracił przytom−
ność! W takim wypadku wypadek jest
w zasadzie nieuchronny i nastąpi on
w momencie kiedy niekierowany samo−
chód zboczy z szosy lub natrafi na prze−
szkodę na drodze. Jeżeli silnik zostanie
wyłączony to prędkość pojazdu zacznie
się zmniejszać i być może istnieć będzie
cień szansy, że samochód zdoła się za−
trzymać! Nawet jeżeli dojdzie do zderze−
nia, to ponieważ energia kinetyczna jest
proporcjonalna do kwadratu prędkości,
lepiej aby nastąpiło ono przy szybkości 20
a nie 90km/h. Zdaniem autora warto wy−
konać i stosować drugą część układu,
szczególnie jeżeli będzie on zamontowa−

ny w samochodzie prowadzonym przez
osobę np. mającą problemy z sercem.
Należy jednak zachować ogromną ostroż−
ność np. w przypadku pożyczenia samo−
chodu osobie trzeciej. Brak znajomości
zasady działania układu może doprowa−
dzić do niespodziewanego unieruchomie−
nia silnika, co jak wiadomo może być bar−
dziej niebezpieczne niż nagła awaria ha−
mulców. A zatem kontynuujemy opis na−
szego układu.

Nie naciśnięcie w odpowiednim cza−

sie przycisku RESET spowoduje, że licz−
nik IC2 będzie nadal zliczał podawane na
jego wejście impulsy i w końcu stan lo−
giczny 1 pojawi się na wyjściu połączo−
nym jumperem JP3 z wejściem J prze−
rzutnika IC1B. Po nadejściu dodatniego
zbocza zegarowego przerzutnik ten włą−
czy się, a tranzystor T1 polaryzowany do
tej pory stanem wysokim z wyjścia Q\

przestanie przewodzić. Przekaźnik RL

rozłączy swoje styki, co spowoduje prze−
rwanie obwodu zapłonowego (dołączo−
nego do wejść I – H układu).

Wyjaśnienia wymaga jeszcze rola jum−

pera JP1. Otóż, konstruując nasz układ
otrzymaliśmy „za darmo” jeszcze jedną
jego funkcję: immobilzera! Możemy bo−
wiem rozłączyć jumper JP1 i wyjście
F układu dołączyć do masy za pośrednic−
twem dobrze ukrytego przełącznika. Roz−
warcie tego przełącznika uniemożliwi
ewentualnemu intruzowi uruchomienie
silnika.

Montaż i uruchomienie

Na rry

u 3

3 przedstawiona została

mozaika ścieżek płytki drukowanej wyko−
nanej na laminacie jednostronnym oraz
rozmieszczenie na niej elementów. Mon−
taż musimy rozpocząć od wlutowania kil−
ku zworek, których zastosowania nie
udało się uniknąć. Zostały one oznaczone

na stronie opisowej płytki literami „Z”.
Po wlutowaniu zworek montujemy zgod−
nie ze znanymi zasadami pozostałe ele−
menty. Montaż układu wykonujemy w ty−
powy sposób, z jednym wyjątkiem: prze−
kaźnik RL1 musimy zamocować pozio−
mo, najpierw przyklejając go do płytki,
a następnie przylutowując jego wyprowa−
dzenia za pomocą kawałków srebrzanki.
Takie właśnie zamocowanie przekaźnika
zostało podyktowane wymiarami zaleca−
nej obudowy, która poza tym jednym
utrudnieniem idealnie nadaje się do
umieszczenie w niej naszego układu. Nie−
zależnie od przyklejenia stosunkowo cięż−
kiego przekaźnika, warto go dodatkowo
przymocować za pomocą obejmy wyko−
nanej ze srebrzanki lub odcinka drutu. Na
płytce przewidziano dodatkowe, odpo−
wiednio oznakowane punkty lutownicze
(“X”) do wlutowania takiej obejmy. Jak
zwykle w układach „samochodowych”
dyskusyjna jest sprawa stosowania pod−
stawek pod układy scalone. Jeżeli je za−
stosujemy, to muszą to być podstawki
naprawdę doskonałej jakości, najlepiej
„precyzyjne”.

Zmontowany układ nie wymaga uru−

chamiania, ale regulacji polegającej na
dostosowaniu za pomocą jumperów cza−
sów opóźnień do indywidualnych cech
kierowcy.

Na zakończenie autorowi pozostaje je−

dynie życzyć Czytelnikom – Kierowcom,
aby opisane urządzenie nigdy nie okazało
się naprawdę potrzebne!

biig

niie

w R

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

PostScript Picture

AVT2022

Rys. 5. Schemat montażowy

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

PR1, R2: 100k
R1, R3, R4, R5, R6: 10k

atto

orry

C1: 100nF
C2: 470µF/16V
C3: 220nF

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

D3, D1: 1N4148 lub odpowiednik
D2: LED
IC1: 4027
IC2: 4060
IC3: 7809
IC4: 4011
T1: BC548 lub odpowiednik

ozzo

stta

ałłe

JP1: 2 goldpiny+jumper
JP2, JP3: 2×4 goldpiny+jumper
Q1: piezo z generatorem
S1: przełącznik dźwigienkowy
S2: przycisk RESET
Z2, Z1: ARK2
Z3, Z4: ARK3
RL1: przekaźnik typu RM82/12V
KT1: styk kontraktonowy zwierny

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

2..

Do czego to służy?

Pozwalamy sobie zaprezentować na−

szym Czytelnikom kolejne urządzenie
z serii układów, które powinny być jakoś
specjalnie wyróżniane. Nie są to bowiem
urządzenia służące rozrywce czy nawet
zaawansowanym pracom hobbystycz−
nym. Są to układy, których zastosowanie
ma się przyczynić do wzrostu naszego
bezpieczeństwa i które w pewnych sytu−
acjach mogą zapobiec nieszczęśliwym
wypadkom. Pierwszym z serii był z pew−
nością detektor ulatniającego się gazu,
układ mogący w pewnym stopniu zlikwi−
dować jedno z największych zagrożeń
czyhających na mieszkańca średnio roz−
winiętego kraju w jego własnym domu.
Zajmijmy się teraz kolejnym zagroże−
niem: pożarami, a w jednym z najbliż−
szych numerów EdW pomyślimy, jak
choćby w minimalnym stopniu zwiększyć
bezpieczeństwo w dżungli, jaką jest bez
wątpienia ruch drogowy w naszym kraju.

W poprzednim numerze EdW opubli−

kowany został opis czujnika wykrywają−
cego dym i nienormalne podwyższenie
się temperatury. O ile jednak opisywany
jeszcze wcześniej czujnik ulatniającego
się gazu był całkowicie autonomicznym
urządzeniem, wymagającym jedynie do−
łączenia zasilacza „wtyczkowego”, to
czujnik przeciwpożarowy wymaga dołą−
czenia go do wyspecjalizowanej centrali
alarmowej. Z wielu powodów wykorzys−
tanie gotowej lub samodzielnie wykona−
nej centrali zaprojektowanej do pracy
w

systemie antywłamaniowym nie

wchodzi w grę. System zabezpieczający
przed skutkami pożaru ma zupełnie inne
wymagania techniczne niż typowy sys−
tem alarmowy. Przede wszystkim czujni−
ki wykrywające dym lub obecność szkod−
liwych gazów w powietrzu pobierają
znacznie więcej prądu niż elementy sys−
temu przeciw włamaniowego. Jeden tyl−
ko taki czujnik wymaga zasilania prądem
nie mniejszym niż 300mA przy napięciu
9VDC. Nasza centrala została zaprojekto−
wana do współpracy z maksimum ośmio−
ma czujnikami i musi dostarczyć prądu
prawie 2,5A. Z kolei wiele funkcji realizo−
wanych przez centrale alarmowe prze−
znaczone do pracy w systemach antywła−
maniowych jest w przypadku układu ost−
rzegającego o powstaniu pożaru całkowi−
cie zbędnych. Zupełnie nieprzydatne by−
łyby wszelkiego rodzaju układy opóźniają−
ce, kodowane włączanie i wyłączanie
centrali czy też układy antysabotażowe.
Tak więc zaprojektowanie specjalnej cen−

trali przeznaczonej do współpracy z czuj−
nikami AVT−2146 okazało się koniecznoś−
cią.

Podczas projektowania układu przyję−

to następujące założenia konstrukcyjne:

1. Centrala musi dostarczać prądu

o natężeniu do 2,5A i stabilizowanym na−
pięciu 9V.

2. Do centrali można będzie dołączyć

maksymalnie osiem czujników typu AVT−
2146, co oznacza możliwość kontrolowa−
nia aż ośmiu pomieszczeń jednocześnie.

3. Centrala musi umożliwiać natych−

miastowe ustalenie, w którym ze strze−
żonych obszarów powstał dym lub też
nadmiernie podniosłą się temperatura.
W przypadku powstania kryterium alar−
mu w kilku pomieszczeniach naraz, układ
musi dostarczyć informacji o wszystkich
tych pomieszczeniach.

4. Układ powinien zapewniać możli−

wość ustalenia, jakie kryterium alarmu
zostało wykryte: dym czy podwyższona
temperatura.

5. Centrala powinna zostać wyposażo−

na w wbudowany akustyczny sygnaliza−
tor alarmowy. Aby nie zawyżać kosztów
wykonania układu zdecydowano się na
sygnalizator piezo średniej mocy. Centra−
la powinna posiadać jednak dodatkowe
wyjście (tranzystor Open Collector), które
może umożliwić dołączenie dodatko−
wych sygnalizatorów akustycznych lub
optycznych.

Urządzenie spełniające powyższe zało−

żenia zostało zaprojektowane i zbudowa−
ne, a jego prototyp przeszedł testy w Pra−
cowni Konstrukcyjnej AVT. Zbudowany

układ nazywa się „Centrala alarmu prze−
ciwpożarowego”, bo po prostu jakoś
trzeba było go nazwać. W rzeczywistości
jest to urządzenie, które może sygnalizo−
wać nie tylko powstanie pożaru, ale tak−
że wykrywać obecność toksycznych ga−
zów i wiele skażeń chemicznych.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu pokazany został na rry

u 1

Dawno już nie widzieliśmy takiej ilości
diod naraz, prawda? Jednak te diody nie
tylko nie komplikują i nie podwyższają
kosztów wykonania urządzenia, ale
wręcz przeciwnie: upraszczają i „potani−
ają” konstrukcję.

Właśnie od tych diod, a właściwie od

ich dwóch grup zaznaczonych na sche−
macie szarymi prostokątami rozpocznie−
my omawianie zasady działania układu.
Nasza centrala zgodnie z założeniami po−
zwala na dołączenie ośmiu czujników
przeciwpożarowych. Każdy z czujników
posiada swa wyjścia: jedno sygnalizujące
wykrycie dymu, a drugie informujące
o nadmiernym wzroście temperatury.
A zatem centrale wyposażona została
w szesnaście wejść, po dwa na każdy
z czujników. Na przewodach doprowa−
dzających sygnały z nieraz dość odległych
miejsc mogą wystąpić zakłócenia i prze−
pięcia, które mogłyby uszkodzić wejścia
bramek CMOS. Właśnie ochronie przed
przepięciami służą wspomniane diody.
Jeżeli na wejściu centrali wystąpi napię−
cie większe o 0.6V od napięcia zasilania
to zostanie ono zwarte do plusa zasilania

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Centrala alarmu przeciwpożarowego

2150

za pośrednictwem diody D1. Podobnie
stanie się w wypadku napięcia ujemnego
względem masy układu: zostanie ono
zwarte przez diodę D2.

Analizę układu rozpoczniemy od mo−

mentu kiedy jest on już dołączony do za−
silania, ale na wszystkich wejściach
„panuje spokój, nie zostało stwierdzone
żadne kryterium alarmu. Wyobraźmy so−
bie teraz, że na wejściu oznaczonym na
schemacie jako „Tor 0 Dym” powstanie
stan niski świadczący o wykryciu dymu
lub gazów w pomieszczeniu zabezpiecza−
nym przez czujnik 0. Za pośrednictwem
diody D1 stan niski zostanie wymuszony
także na wejściu 13 bramki IC8D i na po−
łączonych ze sobą wejściach bramki
IC8B. Dioda LED dołączona do wyjścia
bramki IC8B zapali się sygnalizując wy−
krycie dymu gdzieś na strzeżonym obsza−
rze. Jednocześnie stan wysoki z wyjścia
bramki IC8D zostanie doprowadzony do
wejścia 8 bramki IC3C powodując jej ot−
warcie i przepuszczenie przez nią sygna−
łu o częstotliwości akustycznej genero−
wanego przez generator multistabilny
zbudowany z bramki IC3D. Generator ten
jest kluczowany impulsami zegarowymi
o częstotliwości ok. 0,5Hz, tworzonymi
przez generator z bramką IC3A. Sygnał
akustyczny doprowadzony jest do sygna−
lizatora alarmowego piezo – Q1.

Tak więc wiemy już, że na strzeżonym

obszarze wykryto obecność dymu, ale

nie wiemy w jakim pomieszczeniu się to
stało. Informacji o tym dostarczy nam za
chwilę wyświetlacz DISP1. Przypomnij−
my sobie, że na wyjściu bramki IC1A zo−
stał w momencie stwierdzenia kryterium
alarmu wymuszony stan wysoki, dopro−
wadzony następnie do wejścia X0 multi−
pleksera / demultipleksera IC5. Jest to
ciekawy układ, który w dużym przybliże−
niu możemy porównać do zwykłego prze−
łącznika obrotowego o ośmiu pozycjach
(patrz rry

k 2

2). Różnica polega głównie

na tym, że wejścia przełączane są nie za
pomocą obracania ośką przełącznika, lecz
za pomocą podawania na wejścia adreso−
we odpowiednich stanów logicznych,
zgodnie z tabelą 1.

Ważną rolę w układzie pełni licznik

IC4A, którego trzy młodsze wyjścia dołą−

czone są do wejść adresowych demultip−
leksera. Na wejście zegarowe licznika po−
dawany jest nieustannie ciąg impulsów
prostokątnych generowanych przez mul−
tiwibrator zbudowany na bramce IC3A.
Wyjścia licznika dołączone są także do
wejść dekodera BCD na kod wyświetla−
cza siedmiosegmentowego IC6. Wyda−
wałoby się więc, że na wyświetlaczu po−
winny kolejno ukazywać się cyfry od zera
do siedmiu (zauważmy, że licznik IC4A
zeruje się po nadejściu ósmego impulsu).
Tak jednak nie jest ponieważ wejście wy−
gaszania wyświetlacza BI znajduje się
w stanie wysokim.

Powróćmy znowu do sytuacji, kiedy

na wejściu „Tor 0 Dym” powstał stan nis−
ki. Na wejściu 1 bramki IC1A został za po−
średnictwem diody wymuszony także
stan niski, a w konsekwencji na wejściu
X0 demultipleksera IC5 pojawił się stan
wysoki. Jeżeli teraz na wejściach adreso−
wych IC5 a tym samym na wejściach de−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Tab. 1 Tablica prawdy układu 4051

Rys. 1.

Rys. 2.

kodera IC6 pojawi się stan 000(BIN), to
stan wysoki z wejścia X0 zostanie prze−
niesiony na wyjście X demultipleksera
i po zanegowaniu przez bramkę IC8C
przekazany zostanie na wejście wygasza−
nia wskaźnika siedmiosegmentowego.

Podsumujmy teraz, jak wygląda działa−

nie naszego układu po wykryciu kryte−
rium alarmu na jednym z jego wejść:
1. Pali się dioda LED D49 sygnalizując

wykrycie dymu

2. Generowany jest alarmowy sygnał

akustyczny

3. Na wyświetlaczu cyklicznie ukazuje się

cyfra 0, wskazując że dym został wy−
kryty w pomieszczeniu umownie ozna−
czonym jako „0”.

Tak więc układ spełnia postawione mu

założenia konstrukcyjne.

Uważni Czytelnicy proszeni są o sa−

modzielne przeanalizowanie, co się sta−
nie w przypadku powstania kryterium

alarmu na kilku wejściach centrali jedno−
cześnie.

Pozostała część układu to typowo

skonstruowany zasilacz wykorzystujący
monolityczny stabilizator napięcia 78S09
– IC7. Tranzystor T1 może posłużyć do
włączania dodatkowych układów sygnali−
zacyjnych, takich jak syreny o większej
mocy czy też sygnalizatory optyczne. Po−
między jego kolektor i plus zasilania mo−
żemy włączyć przekaźnik o obciążalności

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

PostScript Picture

PRO2150

Rys. 3. Schemat montażowy

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

R1 R16, R18,R19, R21: 10k
R17: 220k
R20: 100k

atto

orry

C1: 470nF
C2: 1000µF/16
C3, C5: 100nF
C4: 470µF/10
C6: 22nF

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

DISP1: wyświetlacz siedmiosegmentowy
LED (anoda)
D1 D48 1N4148 lub odpowiednik
D50,D49 LED czerwona i zielona f5
D51, D52, D53, D54 1N4001 lub odpowiednik
IC1,IC2,IC3,IC8: 4093
IC4: 4520
IC5: 4051
IC6: 4543
IC7: 78S09 (2,5A wersja 7809)
BR1 mostek prostowniczy 3A
T1 BC548 lub odpowiednik

ozzo

stta

ałłe

Q1 piezo PCA−08
Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7, Z8, Z9, Z10, Z13,
Z14 ARK2
Z11 gniazdo + wtyk do przewodu
taśmowego 14 pinów
Z12 złącze zaciskane do przewodu
taśmowego lutowane w płytkę
przewód taśmowy 14 ok. 15 cm.
transformator o napięciu wyjściowym
ok. 10 12VAC i prądzie maksymalnym
ok. 2,5A (nie wchodzi w skład kitu)

Rys. 5.

styków odpowiedniej dla przełączanego
obciążenia.

Montaż i uruchomienie

Na rry

h 3

3 i 4

4 przedstawiona zo−

stała mozaika ścieżek dwóch płytek ob−
wodów drukowanych i rozmieszczenie
na nich elementów. Montaż rozpoczyna−
my od płytki głównej – większej. Naj−
pierw lutujemy wszystkie diody małej
mocy. Aby nie zmniejszać czytelności
schematu i strony opisowej płytki, nie zo−
stały one ponumerowane. Ponieważ jed−
nak wszystkie diody są tego samego ty−
pu, nie ma to najmniejszego znaczenia,

gdzie którą z nich umieścimy. Następnie
montujemy coraz większe elementy koń−
cząc na kondensatorach elektrolitycznych
i stabilizatorze napięcia. Jeżeli przewidu−
jemy, że centrala będzie współpracować
z więcej niż trzema – czterema czujnika−
mi AVT−2146, to stabilizator napięcia nale−
ży wyposażyć w radiator, o wielkości
ustalonej doświadczalnie (stabilizator mo−
że być gorący, ale nie może parzyć).

Jedyną trudnością na jaką napotkamy

podczas montażu układu centrali może
okazać się połączenie przewodu taśmo−
wego ze złączem Z12. Autor radzi naj−
pierw wlutować złącze w płytkę, a dopie−

ro potem zacisnąć całość w imadle ra−
zem z przewodem taśmowym.

Zmontowany ze sprawdzonych ele−

mentów układ nie wymaga uruchamiania
ani regulacji i pracuje natychmiast popra−
wnie. Płytka obwodu drukowanego nie
została zwymiarowana pod żadną kon−
kretną obudowę, ale zaleca się zastoso−
wanie obudowy metalowej, jaką z łat−
wością znajdziemy w ofercie handlowej
AVT.

Na rry

u 6

6 pokazano schemat dołą−

czenia czujników AVT−2146 do centrali.

biig

niie

w R

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

0..

Do czego to służy?

Dla Świata nadeszły czarne chwile, po−

nieważ chyba nikomu z Czytelników EdW
nie trzeba tłumaczyć, do czego służą
bomby zegarowe. Ludzkość wstrzyma
oddech z przerażenia, kiedy nasza armia
mścicieli spod znaku Czarnego Mikropro−
cesora ruszy w świat siejąc śmierć
i zniszczenie! Aby nie patrzeć na tą
straszną rzeź, Słońce przestanie wscho−
dzić, a rzeki nie nadążą odprowadzać do
oceanów przelanej przez nas krwi. Bę−
dziemy wysadzać w powietrze, niszczyć
i terroryzować, a huk wybuchów zagłuszy
lament naszych ofiar. Będziemy negocjo−
wać z rządami wielkich mocarstw, szan−
tażować bankierów i walczyć z wywiada−
mi wszystkich krajów świata. I wszystko
to uczynimy nie dla pieniędzy, nie dla zys−
ku, ale w myśl wielkiej idei. Wymusimy
na tych krwiopijcach przywrócenie maso−
wej produkcji płyt analogowych, lamp
elektronowych i germanowych tranzysto−
rów TG−2! Bez sensu? Pewnie że bez
sensu, ale przecież działanie każdego ter−
rorysty jest kompletnie irracjonalne!

No dobrze, dosyć na dzisiaj tych ponu−

rych żartów. Bombę zegarową, a właści−
wie coś w rodzaju symulatora zapalnika
do niej rzeczywiście skonstruujemy, ale
będzie on służył całkowicie pokojowym
celom: robieniu nieszkodliwych i wcale
nie głupich dowcipów. Proponowany
układ jest jedynie zabawką, które umożli−
wia przetestowanie inteligencji i wiedzy
elektronicznej u wybranej ofiary.

Zanim jeszcze przejdziemy do opisu

proponowanego układu, autor musi zło−
żyć pewne oświadczenie. Mianowicie
pomysł na wykonanie takiej właśnie za−
bawki nie jest całkowicie jego własny.
Coś takiego chodziło autorowi od dawna
po głowie, ale ostateczną inspiracją do
skonstruowania „śmiercionośnej” bom−
by była list od jednego z Czytelników
EdW, Kolegi . Nadesłał On do re−
dakcji list, w którym opisywał (bez poda−
wania schematu) właśnie taki „rozry−
wkową” zabawkę.

Posługiwanie się urządzeniem jest

bardzo proste:
1. Wybieramy najpierw ofiarę. Musi to

być osoba znająca się na elektronice
cyfrowej i posiadająca prawdziwe po−
czucie humoru. Pamiętajmy tylko
o jednym: prawdziwe poczucie humo−
ru nie polega na tym, aby śmiać się
z dowcipów o blondynkach, ale żeby
śmiać się z nich samemu będąc blon−
dynką!

2. Wkładamy po ciemku naszą bombę do

paczki i dostarczamy ofierze pocztą lub
przez umyślnego.

3. Po otwarciu przez ofiarę paczki zapalają

się wyświetlacze, rozpoczynając zlicza−
nie sekund, od ustalonej liczby do zera.
Jednocześnie nieszczęśnik widzi kart−
kę papieru, na której napisane jest, że
jest to tylko żart i że „bomba wybuch−
nie” w momencie osiągnięcia przez
wyświetlacze stanu zerowego i jedy−
nym ratunkiem jest ustawienie ośmiu
umocowanych na płycie czołowej urzą−
dzenia jumperów w odpowiedniej po−
zycji. Na kartce znajduje się także sche−
mat cyfrowego układu logicznego. Ale
co to za schemat! Koszmar senny,
dziesiątki bramek połączonych ze sobą
w najbardziej skomplikowany sposób.
Oczywiście układ, którego schemat ma
przeanalizować ofiara, do niczego nie
służy. Jest to tylko test logiczny, np. po
ustawieniu właściwych stanów na
„wiszących w powietrzu” wejściach
bramek, na wybranym wyjściu musi
powstać stan wysoki.

4. Jeżeli ofierze uda się odpowiednio szy−

bko przeanalizować schemat i ustawić
jumpery, to odliczanie zostanie wstrzy−
mane. Jeżeli nie to oczywiście nic nie
wybuchnie. Zapali się czerwona dioda
LED, odezwie się odpowiedni sygnał
akustyczny lub też stanie się jeszcze
coś innego, co Czytelnicy sami będą
musieli wymyśleć.

Jak to działa?

Nasza zabawka składa się z trzech blo−

ków funkcjonalnych: bloku liczników,
układu umożliwiającego zatrzymanie wy−
świetlania, czyli rozbrojenia bomby i ukła−
du wykonawczego. Szczególnie interesu−
jący jest trzeci fragment urządzenia. Dla−
czego? Ponieważ jeszcze nie istnieje!
Ale po kolei, omówmy najpierw to, co już
zostało zrobione.

Schemat elektryczny pierwszej części

układu został pokazany na rry

u 1

1. Na

pierwszy rzut oka może on wydawać się
dość skomplikowany, ale jeżeli przyjrzy−
my się rysunkowi bliżej, to z pewnością
zauważymy, że główna część schematu
składa się z trzech powtarzających się
bloków: wyświetlacz, dekoder i licznik.

Analizę schematu rozpoczniemy od

stanu spoczynkowego, kiedy to układ po
dołączeniu zasilania znajduje się w ciem−
ności, czekając na ofiarę, która wystawi
go na działanie światła, którego pierwszy
promyk spowoduje przewodzenie foto−
tranzystora T3. Tranzystor ten za pośred−
nictwem rezystora R11 polaryzuje bazę
tranzystoraT2, a w konsekwencji także
tranzystora T1, który doprowadzi napię−
cie zasilające do układu. Opornik R9, któ−
ry także polaryzuje bazę tranzystora T2,
uniezależnia dalsze zasilenie układu od
oświetlenia zapalnika. Od tego momentu
nie ma już żadnej możliwości wyłączenia
układu i pozostaje tylko jedno: wytężyć
inteligencję i wyobraźnię i unieszkodliwić
zapalnik.

Ważną rolę w układzie pełni kondensa−

tor C1. Bezpośrednio po włączeniu zasila−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Bomba zegarowa

2144

nia jest on rozładowany, co wymusza po−
wstanie stanu niskiego na wejściach ze−
zwolenia na wpis do pamięci układów
IC1, IC3 i IC5. W tym momencie do pa−
mięci liczników zostają wpisane liczby,
których reprezentacja binarna została
ustawiona na wejściach programujących
J1 J4 każdego z liczników. Dla dwóch
młodszych cyfr trzycyfrowej liczby od
której nasz układ ma rozpocząć zliczanie
będzie to zawsze 0. Mamy jedynie
wpływ na wartość pierwszej cyfry i mo−
żemy ją ustawić za pomocą czterech jum−

perów JP1. Na rry

u 4

4 pokazano, w ja−

ki sposób należy ustawić jumpery, aby do
pamięci licznika została wpisana odpo−
wiednia cyfra. Im większa cyfra zostanie
wpisana, tym większe szanse na urato−
wanie może nie życia, ale honoru elektro−
nika będzie miała ofiara. Możemy dać jej
099, 199, 299, 399, 499, 599, 699, 799,
899 i 999 sekund czasu.

Po załadowaniu cyfr do pamięci liczni−

ków układ rozpoczyna odliczanie od usta−
wionej liczby w dół. Sygnał zegarowy
o częstotliwości ok. 1Hz tworzony jest

przez generator zbudowany z bramek IC7
C i D. Odliczanie czasu pozostałego do
straszliwej eksplozji sygnalizowane jest
przenikliwymi piskami generowanymi
przez przetwornik piezo z wbudowanym
generatorem Q1, co znakomicie koi ner−
wy ofiary. Wszystko tak, jak na filmie
z McGyverem, prawda?

Po osiągnięciu przez liczniki stanu 000

na wyjściu przeniesienia licznika IC1 poja−
wia się na chwilę stan niski i w konsek−
wencji na wyjściu bramki IC7A stan wy−
soki. Wyjście OUT przeznaczone jest do
podłączenia czegoś, co Czytelnicy sami
zechcą wymyśleć. Może to być dioda
LED symbolizująca eksplozję, może syg−
nalizator akustyczny. Może warto dodać
jeden tranzystor wysterowywany z tego
wyjścia i zastosować żarówkę na 2,5V,
która powinna dość silnie błysnąć w mo−
mencie przepalenia? Czekamy na cieka−
we pomysły!

Na rry

u 2

2 przedstawiono drugą

część schematu bomby. Jeżeli jeszcze
raz spojrzymy na rysunek 1, to zauważy−
my że podanie na obydwa wejścia bram−
ki IC7B stanów wysokich spowoduje za−
blokowanie generatora zegarowego i tym
samym wstrzymanie odliczania. Na we−
jściu 3 wzmacniacza operacyjnego IC8A
panuje napięcie równe połowie napięcia
zasilającego, natomiast wejście 2 zostało
za pośrednictwem rezystora R20 „pod−
wieszone” do plusa zasilania. Tak więc
napięcie na wyjściu tego wzmacniacza
jest bliskie zeru i bramka IC7B może to
traktować jako stan niski. Do wejścia
2 wzmacniacza dołączone są także cztery
rezystory o wartości 36k. Łatwo zauwa−
żyć, że „stan wysoki” pojawi się na wy−
jściu wzmacniacza IC8A tylko w przypad−
ku dołączenia wszystkich tych rezysto−
rów do masy. Układ z wzmacniaczem
operacyjnym IC8B jest jakby „lustrzanym
odbiciem” układu z IC8A. Aby uzyskać
napięcie bliskie napięciu zasilania na wy−
jściu tego wzmacniacza należy wszystkie
rezystory 36k tym razem dołączyć do plu−
sa zasilania.

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 1.

Rys. 2.

Rys. 4.

Po prawidłowym dołączeniu do zasila−

nia wszystkich rezystorów na wyjściu
bramki IC7B powstanie stan niski, co
spowoduje natychmiastowe wyłączenie
generatora impulsów zegarowych, czyli
unieszkodliwienie zapalnika.

Złącze JP2 służy do kodowania zapalni−

ka i za jego pomocą możemy podłączyć
rezystory do dowolnych pól w złączu JP3.

Montaż i uruchomienie

Na rry

u 5

5 pokazana została mozai−

ka ścieżek płytki obwodu drukowanego
wykonanej na laminacie dwustronnym
oraz rozmieszczenie na niej elementów,
a na rry

u 6

6 mała płytka z szeregami

jumperów. Montaż wykonujemy w spo−
sób typowy, rozpoczynając od wlutowa−
nia rezystorów, a kończąc na wyświetla−
czach. Wyświetlacze należy wlutować
jak najdalej od powierzchni płytki, co spo−
woduje że będą one lepiej widoczne.
Układy scalone zaleca się umieścić
w podstawkach. Wyprowadzenia tran−
zystora T2 należy przed zamontowaniem
zgiąć pod kątem prostym i tranzystor

wlutować tak, aby „leżał”
nad grupą rezystorów. Foto−
tranzystor montujemy tak,
aby po włożeniu płytki do
obudowy wystawał nieco
ponad powierzchnię płyty
czołowej.

Jeden z szeregów ośmiu

goldpinów musimy podzielić
na pojedyncze piny i wykonać
z nich małe wtyczki, które
umożliwią zakodowanie za−
palnika. Do małej płytki wluto−
wujemy trzy szeregi po
osiem goldpinów i lutując
przewody od strony druku łą−
czymy ją z wtyczkami. Przed
zmontowaniem małej płytki
możemy ją jeszcze wykorzys−
tać jako matrycę do wykona−
nia otworów w obudowie, co
opisano w dalszej części arty−
kułu.

Po zmontowaniu i optycz−

nym sprawdzeniu popra−
wności

montażu

należy

sprawdzić działanie naszego
zapalnika. Nie dołączamy na
razie rezystorów kodera do
żadnych napięć i po ciemku
dołączamy do układu zasila−
nie – baterię 9V, najlepiej alka−
liczną. Po wystawieniu ukła−

du na działanie światła wyświetlacze po−
winny natychmiast się zapalić i rozpocz−
nie się odliczanie od uprzednio ustawio−
nej liczby. Jeżeli wszystko przebiegło po−
myślnie, to możemy uznać nasze urzą−
dzenie za sprawne i przystąpić do realiza−
cji naszych szatańskich planów.

Płytka została zwymiarowana pod

obudowę typu KM−33c i taka obudowa
będzie dostarczana w kicie. W obudowie
należy wywiercić otwór o średnicy 5mm,
przez który wystawał będzie fototranzys−
tor. Głośniczek piezo z generatorem nale−
ży przykleić do obudowy obok pojemnika
na baterie, oczywiście po wywierceniu
w obudowie otworu o średnicy ok. 10
mm. Pod płytą czołową należy jeszcze
umocować płytkę z trzema szeregami
goldpinów, tak aby wystawały one na ze−
wnątrz. Najprościej będzie wykonać tą
czynność w następujący sposób:
1. Najpierw wiercimy w obudowie dwa

otwory o średnicy 3 mm i płytkę prowi−
zorycznie przykręcamy do obudowy.

2. Wiercimy w płycie czołowej 24 otwory

o średnicy ok. 0,8 mm posługując się płyt−
ką obwodu drukowanego jako matrycą.

3. Rozłączamy obudowę z płytką i lutuje−

my szeregi goldpinów i przewody za−
kończone wtyczkami wykonanymi
z goldpinów.

Na płycie czołowej warto jeszcze

umieścić nalepkę przedstawioną na rry

y−

u 7

Ostatnimi czynnościami jakie nam

jeszcze pozostały do wykonania jest wy−
myślenie odpowiednio zagmatwanego
schematu logicznego i odpowiednie za−
kodowanie zapalnika. Autor nie podaje, li−
cząc na wyobraźnię Czytelników żadnego
wzoru takiego schematu. Natomiast og−
łaszamy mały konkurs na najbardziej po−
krętny i zagmatwany schemat, który do
niczego nie służy z wyjątkiem sprawdze−
nia wiedzy elektronicznej i wyobraźni po−
tencjalnych ofiar. Na schemacie muszą
zostać wyodrębnione punkty, które aby
uzyskać poprawne działanie układu, mu−
szą zostać dołączone do plusa (cztery
punkty) lub do masy ( także cztery) zasila−
nia. Wybrane punkty muszą być oznaczo−
ne literami od A do H. Trywialnie prosty
przykład takiego schematu pokazany zo−
stał na rry

u 8

Ten z Czytelników, którego schemat

przyprawi całą redakcję EdW o ciężki ból
głowy, otrzyma nagrodę – kit AVT−2236!

biig

niie

w R

Do czego to służy?

Proponowane urządzenie jest kolej−

nym układem z serii wyposażenia warsz−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

PostScript Picture

AVT2236

Rys. 5. Schemat montażowy

PostScript Picture

AVT2236B

Rys. 6. Schemat montażowy

Rys. 7.

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

R1: 220k
R2: 1M
R3, R4, R5, R6, R7: 10k
R9, R10, R19: 10k
R20, R21, R22, R23, R24: 10k
R8: 1k
R11: 510
R12, R13, R14, R15: 36k
R16, R17, R18, R25: 36k

atto

orry

C4, C1: 100nF
C2: 1µF stały
C3: 100µF/16V

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

DP1, DP2, DP3 wyświetlacz
siedmiosegmentowy (Anoda)
D1, D2, D3 1N4001 lub odpowiednik
IC1, IC3, IC5: 40192
IC2, IC4, IC6: 4543
IC7: 4011
IC8: TL082 lub odpowiednik
T3: fototranzystor
T1: BD136 lub odpowiednik
T2: BC548 lub odpowiednik

ozzo

stta

ałłe

JP1 goldpin 2x4 + cztery jumpery
JP2 złącze szufladkowe + osiem goldpinów
JP3 goldpin 3x8 + osiem jumperów
Q1 przetwornik piezo z generatorem
Obudowa typu KM – KM33C
Złącze do baterii 9V

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

4..

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

tatu amatorskiego. W przeciwieństwie
do poprzednich układów z tego cyklu jest
to urządzenie nieco bardziej skompliko−
wane. Komplikacja dotyczy jednak głów−
nie ilości użytych elementów, natomiast
zrozumienie działania układu będzie nie−
omal równie proste jak w przypadku jego
poprzedników.

Niejednokrotnie podczas uruchamia−

nia i testowania układów cyfrowych,
a z takimi mamy przede wszystkim do
czynienia, napotykamy na trudności z za−
obserwowaniem szybko zachodzących
procesów. Stosowanie próbników sta−
nów logicznych czy też diod LED docze−
pianych w różnych punktach badanego
systemu niekiedy nie zdaje egzaminu ze
względu na zbyt wielką szybkość zacho−
dzących zmian i konieczność obserwo−
wania jednocześnie zjawisk zachodzą−
cych w różnych punktach układu, niejed−
nokrotnie fizycznie oddalonych od sie−
bie. Pozornie rozwiązanie jest proste:
podłączamy do badanego układu oscylo−
skop wielokanałowy z

pamięcią....

i w tym momencie przypominamy sobie,
ile kosztuje taki oscyloskop i że jego po−
siadanie jest dla nas jedynie marzeniem.
Czy więc sytuacja jest beznadziejna? Nie,
jak zwykle możemy sobie poradzić bez
konieczności wydawanie setek złotych
(nowych), ale posługując się jedynie
prostymi materiałami i

narzędziami

wspartymi pomysłowością. Proponowa−
ne urządzenie wykorzystuje metodę dob−
rze znaną i stosowana w wielu urządze−
niach służących do badania zjawisk fi−
zycznych: szybko zachodzące zjawiska
należy zarejestrować w czasie rzeczywis−
tym, a następnie odtworzyć w zwolnio−
nym tempie umożliwiającym ich swobod−
ną obserwacje.

Założenia konstrukcyjne.

1. Urządzenie musi umożliwiać zarejest−

rowanie stanów logicznych w co naj−
mniej ośmiu punktach badanego ukła−
du i następnie odtworzenia tych prze−
biegów z szybkością umożliwiającą
swobodną obserwację wizualną.

2. Rejestracja musi odbywać się z różnymi

szybkościami, dostosowanymi do częs−
totliwości zegara badanego układu.

3. Urządzenie musi umożliwiać zsynchro−

nizowanie swojej pracy z badanym
układem, tj. być sterowane zegarem
tego układu.

4. Powinna istnieć możliwość zmiany

częstotliwości pracy zegara analizatora
podczas odtwarzania zarejestrowanej
informacji. Zmiana ta powinna odby−
wać się w sposób płynny.

5. Układ powinien umożliwiać wyświetla−

nie aktualnego adresu pamięci, w któ−
rej zapisana została informacja. Ze
względu na konieczność maksymalne−
go obniżenia kosztów wykonania anali−
zatora przyjęte zostały dwie, alterna−
tywne wersje wyświetlacza.
a) wyświetlanie adresu za pomocą sze−
regu 11−u diod LED. Jest to rozwiąza−
nie podstawowe i najprostsze, ale nie
pozbawione wady. Zmusza ono bo−
wiem Użytkownika do odczytywania
liczb zapisanych w systemie dwójko−
wym. Ponieważ mogą być to liczby do
11−o bitowych włącznie, ich przetłuma−
czenie na system dziesiętny „w gło−
wie”, bez użycia kalkulatora może być
dla wielu Kolegów nieco uciążliwe.
b) rozwiązaniem alternatywnym do opi−
sanego wyżej jest zastosowanie układu
z czterema licznikami – dekoderami
i czterema wyświetlaczami siedmioseg−
mentowymi LED. W tym wypadku
otrzymujemy prezentację aktualnego
adresu bezpośrednio w systemie dzie−
siętnym. Okupione jest to jednak znacz−
nym podwyższeniem kosztów wykona−
nia układu. Dlatego też jako rozwiązanie
podstawowe został przyjęty wariant
pierwszy, a drugi jest opcją rozbudowy
analizatora w przyszłości.

6. Analizator powinien posiadać wysoko−

stabilny układ zegara sterującego oraz
dzielnik częstotliwości umożliwiający
uzyskanie częstotliwości niższych od
podstawowej. Powoduje to koniecz−
ność zastosowania oscylatora kwarco−
wego (w naszym konkretnym przypad−

ku oscylatora 1MHz) i cztero dekado−
wego dzielnika częstotliwości. Zasto−
sowanie tak rozbudowanego i kosz−
townego układu wyłącznie do stero−
wania analizatora byłoby marnotraws−
twem. Dlatego też układ został wypo−
sażony w dodatkowe wyjście umożli−
wiające stosowanie go jako wysoko−
stabilnego generatora impulsów pros−
tokątnych.

7. Analizator został wykonany w techno−

logii mieszanej CMOS – TTL i zawiera
pamięć typu 6116. Determinuje to na−
pięcie zasilania – 5VDC. Wyposażanie
urządzenia pobierającego bardzo mało
prądu w samodzielny zasilacz sieciowy
nie wydaje się być celowe. Do zasila−
nia urządzenia możemy wykorzystać
gotowy zasilacz, najlepiej typu „kalku−
latorowego”, znajdujący się oczywiś−
cie w ofercie handlowej AVT. Istnieje
także możliwość zasilania analizatora
z badanego układu.

Jak to działa?

Schemat elektryczny analizatora sta−

nów logicznych przedstawiono na
rry

u 1

1. Wielu początkującym Kole−

gom z pewnością ścierpła skóra: jest tro−
chę tego wszystkiego, prawda? Nie prze−
jmujcie się jednak, zaraz przez to wszyst−
ko się „przegryziemy”. Ponadto zasta−
nówmy się chwilę: czy naprawdę może
istnieć coś takiego, jak zbyt trudny do
zrozumienia układ cyfrowy? Przecież zro−
zumienie zasady działania dowolnej „cyf−
rówki” polega wyłącznie na logicznym ro−
zumowaniu, a zdolności w tym kierunku

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Prosty analizator stanów logicznych

2036

nikomu z nas nie brakuje. Nie mamy tu
przecież do czynienia ze skomplikowany−
mi obliczeniami, mozolnym dobieraniem
wartości rezystorów czy kondensatorów.
To zwykła układanka z klocków, tyle że
powiązanych ze sobą z żelazną logiką.

Jak widać na schemacie, centralnym

punktem układu jest pamięć typu SRAM
(ona naprawdę TAK się nazywa!) 6116.
Z pamięcią tą mieliśmy już do czynienia
przy okazji konstruowania programatora
do zabawek (AVT2047) i dlatego też nie
będziemy jej tu szczegółowo opisywać.
Wystarczy wspomnieć, ze jest to pamięć
statyczna o swobodnym dostępie i po−
jemności 2kB,. a dokładnie 2048B. W pa−
mięci takiej możemy zapisać 2048 słów
ośmiobitowych, czyli bajtów. Aby zacho−
wać zapisaną informację nie musimy sto−
sować żadnych dodatkowych procesów
elektronicznych poza stałym podtrzymy−
waniem napięcia zasilania. Po odłączeniu
tego napięcia zawartość pamięci zostanie

bezpowrotnie skasowana, co w przypad−
ku naszego analizatora nie ma najmniej−
szego znaczenia. Co musimy zrobić, aby
zapisać jakiekolwiek informacje w pamię−
ci? Jak sobie z pewnością przypominamy
układ 6116 posiada trzy wejścia sterujące:
1. CE (Chip Enable) zezwalające na ko−

rzystanie z pamięci. Podanie na to we−
jście stanu wysokiego powoduje prze−
jście układu w stan Power Down i za−
blokowanie (stan wysokiej impedancji)
wszystkich jej wejść/wyjść informacyj−
nych. Stan niski na tym wejściu umoż−
liwia współpracę otoczenia z pamięcią
i właśnie taki stan jest permanentnie
wymuszany na tym wejściu.

2. OE(Output Enable) zezwalające na od−

czyt zawartości pamięci. Stanem ak−
tywnym na tym wejściu jest także stan
niski.

3. WE (Write Enable) zezwolenie na zapis

informacji do pamięci, aktywne także
przy stanie „0”.

Funkcja wejść adresowych A0...A10

jest oczywista: umożliwiają one wskaza−
nie, do jakiej komórki pamięci ma być za−
pisana lub z jakiej komórki ma być odczy−
tana informacja w postaci 1 słowa 8−o bi−
towego. Ponieważ w naszym układzie
będziemy zapisywać i odczytywać za−
wsze kolejne komórki pamięci, do wejść
adresowych dołączony jest dwunasto−
stopniowy licznik binarny typu 4040.

Ważną rolę w układzie pełni generator

kwarcowy OS1 wraz z dzielnikiem częs−
totliwości zbudowanym na układach IC6
i IC7. Jego zadaniem jest dostarczenie
przebiegu prostokątnego o potrzebnej ak−
tualnie częstotliwości do sterowania licz−
nikiem IC2. Wyboru częstotliwości doko−
nujemy za pomocą przełącznika SW1,
a do dyspozycji mamy następujące jej
wartości: 1MHz (bezpośrednio z wyjścia
oscylatora), 100kHz, 10kHz, 1kHz i 100
Hz. Przebiegi o tych częstotliwościach
służą do rejestracji stanów badanego

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 1.

układu, natomiast do odtwarzania zapisu
w zasadzie będziemy wykorzystywać ge−
nerator o płynnie przestrajanej częstotli−
wości, zbudowany z wykorzystaniem
znanego nam od dawna multiwibratora
astabilnego NE555. Częstotliwość pracy
tego generatora z wartościami podanymi
na schemacie może być przestrajana
w zakresie od. ok. 4Hz do 0Hz, co umoż−
liwi w każdym wypadku spokojną obser−
wację zarejestrowanych przebiegów.
Pewnie niektórych Kolegów zdziwiła ta
informacja: jak płynnie przestrajać częs−
totliwość do 0Hz? To proste, wystarczy
przeciąć ścieżkę potencjometru P1!

Kolejnym ważnym dla działania anali−

zatora blokiem funkcjonalnym jest z po−
zoru skomplikowany układ wejściowy
zbudowany z tranzystorów T10...T17,
bramek (wyjątkowo TTL) IC9, IC10 7403
i dwóch R−PACK’ów RP2 i RP3. Zastoso−
wanie tranzystorów na wejściu układu
zostało podyktowane koniecznością do−
pasowania tych wejść do różnych stan−
dardów (TTL lub CMOS) i różnych pozio−
mów napięć zasilających badanego ukła−
du.

Rolę jaką pełnią bramki zawarte

w strukturach IC9 i IC10 omówimy w dal−
szej części artykułu, podczas szczegóło−
wej analizy pracy układu. Tranzystory
T2...T9 pełnią rolę stopnia wyjściowego
układu, zobrazowując zapaleniem diody
LED stan wysoki, który wystąpił w odpo−
wiadającym jej punkcie badanego urzą−
dzenia.

Jak już wspomniano przewidziane zo−

stały dwa sposoby wyświetlania aktual−
nego adresu podanego na wejścia adre−
sowe pamięci. W wersji podstawowej ro−
lę tą pełni licznik binarny IC8 z wejściami
połączonymi równolegle. do wejść liczni−
ka IC2. Jedyną funkcją wykonywaną
przez licznik IC8 jest sterowanie jedenas−
toma diodami LED podłączonymi bezpo−
średnio do jego wyjść. Co spowodowało
taką rozrzutność materiałową i zastoso−
wanie tego elementu do pełnienia tak
prostej funkcji? Powody były dwa. Po
pierwsze: zastosowanie licznika zamiast
układu złożonego z ośmiu tranzystorów
i szesnastu rezystorów dołączonych do
wyjść licznika IC2 jest rozwiązaniem
prostszym i mniej kosztownym (musimy
zawsze się liczyć z powiększeniem wy−
miarów kosztownej płytki dwuwarstwo−
wej z metalizacją). Po drugie, takie roz−
wiązanie ogranicza liczbę połączeń po−
między głównym blokiem analizatora
a modułem układu wyświetlania do za−
ledwie czterech przewodów (Ucc, GND,
CLK i RST) co z kolei ułatwi zaprojekto−
wanie płytki modułu z wyświetlaczami
7 segmentowymi.

Ostatnim blokiem funkcjonalnym ana−

lizatora jest układ wyświetlania danych

zrealizowany na tranzystorach T2...T9,
diodach LED D12...D19 oraz rezystorach
ograniczających prąd bazy tranzystorów
i prąd płynący przez LED’y.

Prześledźmy teraz działanie naszego

układu. Jako punkt wyjściowy przyjmijmy
stan spoczynkowy układu, kiedy to oby−
dwa przerzutniki J−K są wyzerowane.

1.. R

ejje

sttrra

cjja

a d

h..

Zanim rozpoczniemy badanie urucha−

mianego układu musimy zdecydować,
czy będziemy korzystać z zegara tego
układu, czy też z zegara wbudowanego
w analizator. W pierwszym przypadku
musimy ustawić przełącznik SW1 w po−
zycji EXT (External Clock – zegar zewnęt−
rzny) i wejście 13 analizatora dołączyć do
dowolnego punktu badanego układu,
w którym występuje sygnał zegarowy.

W przypadku drugim musimy jeszcze

zdecydować, jaką częstotliwość zapisu
wybierzemy i ustawić przełącznik SW1
w pozycji jej odpowiadającej.

Kolejną trudną decyzją, jaką trzeba bę−

dzie podjąć jest ustalenie czy rejestracja
danych rozpocznie się automatycznie, po
wykryciu przez układ odpowiedniego po−
ziomu logicznego na jednym z wejść, czy
też rozpoczniemy ją ręcznie, w wybra−
nym przez nas momencie. W pierwszym
przypadku, po ustawieniu przełącznika S3
w pozycji AUTO, musimy wejście danych
2 (Z1) dołączyć do tego punktu badanego
układu, którego zmiana stanu ma być
sygnałem do rozpoczęcia rejestracji, oraz
przełącznikiem S4 ustalić, czy zapis ma
rozpocząć opadające czy wstępujące zbo−
cze sygnału. W drugim przypadku należy
ustawić przełącznik S3 w odpowiedniej
pozycji (MANual).

Naciśnięcie przycisku RECORD (lub

zmiana stanu na wejściu 2 danych przy
automatycznym wyzwalaniu zapisu) spo−
woduje powstanie stanu wysokiego na
wejściu J przerzutnika J−K IC3B i przy na−
dejściu najbliższego dodatniego zbocza
impulsu zegarowego przerzutnik ten włą−
czy się. Konsekwencje tego faktu będą
następujące:
1. Stan niski z wyjścia Q\ przerzutnika zo−

stanie doprowadzony do wejścia
bramki IC4D i po podwójnym zanego−
waniu przez dwie bramki NAND spo−
woduje odblokowanie dwóch liczni−
ków: IC2 i IC8.

2. Otwarta zostanie bramka IC4B, co spo−

woduje doprowadzanie impulsów ze−
garowych do wejścia WE\ pamięci IC1.

3. Zapali się dioda LED – D21 sygnali−

zując pracę układu w trybie zapisu.

Tak więc liczniki rozpoczęły zliczanie

impulsów zegarowych, na wejścia adre−
sowe pamięci podawane są kolejne licz−
by, a do pamięci zapisywane są stany jej
wejść danych.

Tranzystory T10 T17 wysterowywane

są z wejść analizatora (piny 1 8 złącza Z1).
Jeżeli na niektórych z tych wejść tych
występują stany wysokie, to odpowiada−
jące im tranzystory zwierają do masy we−
jścia odpowiednich bramek z układów
IC9 i IC10. Tranzystory połączone z we−
jściami analizatora, na których w danym
momencie występuje stan niski nie prze−
wodzą i wejścia odpowiadających im bra−
mek pozostają w stanie wysokim, wymu−
szonym przez rezystory R33 R40. A za−
tem stany z wejść analizatora poddawa−
ne są podwójnej negacji, podawane na
wejścia danych pamięci i zapisywane.

Proces zapisu możemy także rozpo−

cząć automatycznie, po wykryciu zmiany
stanu logicznego na wejściu 2 analizato−
ra. W tym celu musimy stawić przełącz−
nik S3 w pozycji AUTO i zadecydować,
czy rozpoczęcie zapisu ma być zainicjo−
wane zmianą stanu wybranego punktu
badanego układu z wysokiego na niski
czy odwrotnie. Wyboru dokonujemy za
pomocą przełącznika S4, zgodnie z ozna−
czeniami na schemacie i na płytce obwo−
du drukowanego.

Proces zapisu kończy się w momencie

powstania stanu wysokiego na wyjściu
Q12 licznika IC2, co powoduje wyzero−
wanie przerzutnika IC3B (a także prze−
rzutnika IC3A, pracującego podczas od−
czytu)

2.. O

czzy

ytty

niie

e zza

piis

h d

Oczytanie danych zapisanych w pa−

mięci rozpoczynamy za pomocą naciśnię−
cia przycisku REPLAY. Przedtem jednak
musimy przełącznik SW1 ustawić w po−
zycję REG, co umożliwi nam przejrzenie
kolejnych stanów logicznych badanego
układu w zwolnionym tempie. Potencjo−
metrem P1 możemy regulować szybkość
odczytu, a nawet zatrzymać go na dowol−
nie długi czas. Naciśnięcie przycisku RE−
PLAY spowoduje włączenie drugiego
przerzutnika J−K – IC3A. Stan niski z wy−
jścia Q\ tego przerzutnika odblokuje za
pośrednictwem bramek IC4D i IC4A licz−
niki IC1 i IC8 i jednocześnie uaktywni we−
jście OE pamięci. Jak pamiętamy, poda−
nie stanu niskiego na to wejście umożli−
wia odczyt danych zapisanych w pamięci.

Podczas zapisu tranzystor T1 nie prze−

wodził i bramki NAND z otwartym kolek−
torem zawarte w strukturach układów
IC9 i IC10 pracowały jako inwertery. Na−
tomiast teraz baza tego tranzystora zasta−
ła wysterowane z wyjścia Q włączonego
obecnie przerzutnika IC3A. Spowodowa−
ło to wymuszenie stanu niskiego na po
jednym z wejść bramek IC9 i IC10 i co za
tym idzie całkowite odcięcie układu wy−
świetlania danych zawartych w pamięci
od złącza Z1. Gdyby nie zastosowania
tych bramek, to przed każdym odczytem

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

danych należałoby odłączać kabel łączący
nasz analizator z badanym układem.

Stany logiczne kolejno ukazujące się

na wyjściach pamięci wysterowają bazy
tranzystorów T2 T9, powodując zapalanie
się diod LED D12 D19 w momencie poja−
wienia się stanu wysokiego na odpowia−
dających im wyjściach pamięci.

Proces odczytu kończy się identycznie

jak zapisu.

Zarówno przy zapisie danych jak i przy

ich odczycie licznik IC8 pracuje symulta−
nicznie z licznikiem adresującym pamięć.
Dołączone do jego wyjść diody LED wy−
świetlają w systemie binarnym kolejny
wybrany adres pamięci, a co za tym idzie
kolejny krok badania testowanego ukła−
du. Podczas zapisu obserwacja aktualne−
go adresu nie jest potrzebna, natomiast
proces odczytu możemy dowolnie spo−
wolnić, a nawet zatrzymać, co pozwala
na w miarę wygodne oczytanie aktualne−
go adresu.

Zapis i odczyt informacji możemy

w każdej chwili przerwać za pomocą
przyciski STOP.

Montaż i uruchomienie

Na rry

h 2

2 i 3

3 przedstawiono mo−

zaiki ścieżek płytek drukowanych nasze−

go analizatora. Płytka główna została wy−
konana na laminacie dwustronnym, nato−
miast płytka wyświetlaczy i przełączni−
ków na laminacie jednostronnym. I tu od
razu niespodzianka: na płytkach widocz−
ne są liczne elementy, których nie było na
schemacie, wszystkie oznaczone literami
„Z”! Zaraz wyjaśnimy sobie powody ta−
kiego narysowania schematu. Nieznane
jeszcze elementy to po prostu złącza łą−
czące ze sobą obie płytki! Cały układ ana−
lizatora zaprojektowany został jako
„kanapka” lub, jak kto woli „sandwich”.
Dwie płytki umieszczone są jak dwa ka−
wałki chleba w kanapce: równolegle do
siebie. Niestety, zamiast smakowitej
szynki pomiędzy warstwami znajdują się
elementy płytki głównej i właśnie te, nie
oznaczone na schemacie złącza. Powód
nie narysowania ich na schemacie elekt−
rycznym był prosty: uwzględnienie tych
wszystkich połączeń drastycznie skom−
plikowałoby schemat, nie wnosząc nicze−
go nowego do jego zrozumienia. Dlatego
też złącza te zostały pominięte, traktuje−
my je tak, jak by były po prostu ścieżkami
na laminacie!

Montaż układu niczym nie różni się od

montażu innych urządzeń elektronicz−
nych, których tyle już wykonaliśmy. Ta sa−

ma bajeczka: rozpoczynamy od wlutowa−
nia na płytce wyświetlacza zwór oraz ele−
mentów o najmniejszych gabarytach,
a kończymy na największych podzespo−
łach. Trochę kłopotu może sprawić jedy−
nie przylutowanie przełączników S3 i S4
i przycisków S1 i S2, ponieważ ich wy−
prowadzenia w żadnym wypadku nie
zmieszczą się w otwory w płytce. Musi−
my najpierw przylutować do punktów lu−
towniczych tych elementów krótkie od−
cinki grubej srebrzanki, lub w ostatecz−
ności miedzianego drutu. Dopiero do
nich możemy przylutować końcówki
przełączników.

Przed wlutowaniem diod musimy pod−

jąć decyzję, co do sposobu obudowania
naszego analizatora. Możliwości są dwie:

1. Zastosowanie starej i wypróbowa−

nej w projektach serii 2000 metody umie−
szenia układu za przezroczystym filtrem
o kolorze zastosowanych diod. Metoda ta
jest prostsza, nie ma potrzeby wykony−
wania otworów pod diody. Wystarczy tyl−
ko posługując się rysunkiem płyty czoło−
wej zamieszczonym na wkładce jako
szablonem, wykonać otwory pod prze−
łączniki i złącze Z1 i po kłopocie. Metoda
ta ma jednak jedną wadę: napisy informa−
cyjne umieszczone na stronie opisowej

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

PostScript Picture

AVT2036A

Rys. 2. Schemat montażowy

PostScript Picture

AVT2036B

Rys. 3. Schemat montażowy

płytki przełączników są przez filtr słabo
widoczne. Jeżeli zdecydujemy się na za−

stosowania tej metody, to diody LED mu−
szą być wlutowane tak, aby prawie doty−
kały filtru.

2. Metoda druga jest trudniejsza, ale

daje lepsze wyniki. Umieszczony na
wkładce rysunek płyty czołowej należy
metodą kserograficzna przenieść na pa−
pier samoprzylepny, najlepiej w dwóch
kopiach. Rysunek naklejamy na filtr i wy−
konujemy wszystkie otwory. Prze tej
operacji łatwo o uszkodzenie rysunku
i dlatego autor zaleca wykonanie dwóch
jego kopii. Przy zastosowaniu tej metody
diody muszą być wlutowane tak, aby wy−
stawały nieco ponad powierzchnię płyty
czołowej urządzenia.

Wszystkie złącza oznaczone literami

„Z” montujemy w następujący sposób:
goldpiny lutujemy do płytki przełączników
od strony druku, a złącza szufladkowe do
płytki głównej, od strony elementów.

Po zmontowaniu całego układu skła−

damy ze sobą obie połówki naszej sma−
kowitej kanapki i dołączamy zasilanie.
Układ wymaga stabilizowanego zasilacza
+5VDC o wydajności prądowej ok.
400mA. Może być też zasilany z badane−
go układu za pośrednictwem złącza Z1
(pin. 14 plus zasilania, pin. 15 – masa).

Pozostała nam jeszcze jedna czynność

do wykonania: zmontowanie przewodów
pomiarowych. Dostarczony w kicie odci−

nek przewodu taśmowego lutujemy
z jednej strony do odpowiednich końcó−
wek złącza Z1. Z drugiej strony przyluto−
wujemy do właściwych przewodów
osiem chwytaków miniaturowych, a do
przewodu połączonego z masą krokody−
lek. Dziesiąty przewód możemy wyko−
rzystać jako alternatywne zasilanie anali−
zatora (pin 14 Z1), a jedenasty jako wy−
prowadzenie sygnału zegarowego.

Zmontowany z dobrych elementów

układ nie wymaga regulacji i działa, wierz−
cie na słowo Czytelnicy, natychmiast po−
prawnie. Nawet prototyp analizatora
„odpalił” bez najmniejszych poprawek,
powodując całkowite osłupienie, znane−
go z nieprawdopodobnego roztargnienia
autora.

No tak, powyższa wzmianka o roztarg−

nieniu już po chwili okazała się słuszna.
Autor zapomniał bowiem opisać dodatko−
wą, ale bardzo ważną funkcję układu.
Może od bowiem służyć jako bardzo dob−
rej jakości generator częstotliwości wzor−
cowej. Na pin 12 złącza Z1 została wypro−
wadzona częstotliwość taka, jaką wybie−
rzemy przełącznikiem SW1.

biig

niie

w R

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

6..

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

P1: 1MW/Apotencjometr obrotowy
RP1: 2...10kW
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7: 10W
R8, R19, R41: 10kW
R9, R10, R11, R12, R13: 560W
R14, R15, R16: 560W
R17, R20: 100kW
R18, R33, R34, R35, R36: 1kW
R37, R38, R39, R40: 1kW
R24, R25, R26, R27, R28: 22kW
R29, R30,R31,R32: 22kW
R23: 2,2kW
R22: 2kW
R21: 180W

atto

orry

C1: 2,2µF /16
C2: 10nF
C3: 220µF /6,3
C4: 100nF

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

D1...D21: LED f5 mm, najlepiej czerwone
D22: 1N4148
T1...T18: BC548 lub odpowiednik
IC1: pamięć statyczna typu 6116
IC2, IC8: 4040
IC3: 4027
IC4: 4011
IC5, IC6: 4518
IC7: NE555
IC9, IC10: 74LS03

ozzo

stta

ałłe

OS1 GENERATOR 1MHz
Z1 złącze DB15 F
SW1 przełącznik obrotowy
S1, S2, 55 przyciski
S3, S4 przełączniki
Z
goldpiny 2x10, 1x8 i 1x3
złącza szufladkowe odpowiednio do goldpi−
nów
złącze DB15 M z obudową
złącze DB15 F do lutowania prostopadle
w druk
Odcinek przewodu taśmowego 12 żyłowego
ok. 25 cm
Chwytaki miniaturowe 8 szt.
Krokodylek miniaturowy w izolacji
Obudowa typu KM−xxx z filtrem w kolorze
zastosowanych diod LED

Do czego to służy?

Proponowany układ jest drugim z kolei

urządzeniem z serii „sportowej”, także
wykorzystującym opisane w EdW xxx
wyświetlacze

siedmiosegmentowe

JUMBO. Zbudowaliśmy już zegar meczo−
wy, który może posłużyć do obrazowania
upływu czasu w grach sportowych, ta−
kich jak koszykówka, siatkówka czy inne.
Tym razem przyszła pora na rozwiązanie
problemu przekazania kibicom informacji
o aktualnym stanie gry. Mamy do dyspo−
zycji wyświetlacze, które powinny być
doskonale widoczne nawet z większej
odległości, tak więc nasze urządzenie
może być zainstalowane nawet na ma−
łym boisku piłkarskim.

Zaprojektowany układ wysterowuje

cztery wyświetlacze, czyli że możemy
wyświetlać wyniki spotkania dwóch dru−
żyn do stanu 99:99 włącznie. I tu właśnie
zaczyna się problem: taki wyświetlacz
całkowicie wystarcza do prezentacji wy−
ników meczu piłki nożnej czy siatkówki,
natomiast może mieć za mało cyfr
w przypadku meczu koszykówki. W przy−
padku spotkania dwóch drużyn koszyka−
rzy grających na wysokim poziomie wy−
nik spotkania może wyrażać się niejedno−
krotnie liczbą trzycyfrową. I co teraz zro−
bimy? Najprostsze rozwiązanie to po
prostu zapamiętywanie faktu przejścia
jednego lub obydwóch liczników przez
zero. Mało to eleganckie, ale proste. Dru−
gim rozwiązaniem jest resetowanie licz−
ników po każdej tercji meczu. Rozwiąza−
niem optymalnym jest zbudowanie kolej−
nego układu liczników, mogących obsłu−
giwać sześć wyświetlaczy, ale zwiększy
to znacznie koszt wykonania całego urzą−
dzenia (wyświetlacze są dość drogie)
i zmniejszy jego uniwersalność. Wszyst−
kie bowiem układy przeznaczone do
współpracy z wyświetlaczami JUMBO są
ze sobą kompatybilne i posiadają iden−
tyczne złącza. Raz zmontowany panel
z czterema wyświetlaczami może praco−
wać jako zegar meczowy, licznik do pre−
zentacji wyników spotkania lub jako
zwykły zegar pokazujący godziny i minuty
(układ w opracowaniu). Prawdę mówiąc,
autor znalazł się w przysłowiowej kropce
i zmuszony jest prosić o radę Czytelni−
ków. Na razie przekazujemy Wam opis
układu licznika wykorzystującego cztery
wyświetlacze. Jeżeli jednak większość
z Was zdecyduje, że warto zaprojekto−
wać kolejną płytkę licznika współpracują−
cego z sześcioma wyświetlaczami, to
projekt taki natychmiast zostanie wyko−
nany i opisany w EdW.

Nasz licznik meczowy jest układem

trywialnie prostym, łatwym do zbudowa−
nia i bardzo tanim. Zawiera jedynie cztery
tanie i powszechnie dostępne układy sca−
lone.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu pokazano na rry

u 1

1. Od razu

widać, że informacja o prostocie urządze−
nia nie była przesadą. Umieszenie deko−
derów wyświetlaczy siedmiosegmento−
wych na płytkach wyświetlaczy JUMBO
umożliwiło maksymalne zredukowanie
ilości elementów wchodzących w skład
modułów sterujących.

Układ składa się z dwóch głównych

bloków funkcjonalnych: liczników dzie−
siętnych modulo 99 i sterujących nimi
przerzutników R−S. Ponieważ obydwa
bloki są całkowicie identyczne, omówmy
tylko jeden z nich.

Połączone ze sobą kaskadowo liczniki

IC2A i IC2B obsługują dwa wyświetlacze
obrazujące wyniki „Gospodarzy”. Na we−
jście tych liczników podawane są w mia−
rę postępu gry impulsy, np. w momencie
strzelenia gola przez „gospodarzy”. Im−
pulsy wprowadzane są ręcznie, przez po−
mocnika sędziego. Gdyby jednak impulsy
te doprowadzane były wprost ze styków
przycisku mechanicznego, to z pewnoś−

cią układ nie działałby prawidłowo. Prze−
kłamywanie spowodowane by było drga−
niem styków przełącznika. Jeżeli na przy−
kład włączamy światło w mieszkaniu, to
wydaje się nam, ze zapaliło się ono na−
tychmiast. W rzeczywistości przed osta−
tecznym zapalaniem się żarówki został
do niej doprowadzony ciąg impulsów, cał−
kowicie niewidocznych dla oka, ale gene−
rujących zakłócenia radioelektryczne. Ża−
den styk mechaniczny nie zwiera obwo−
du natychmiast, ale wykonuje serię
drgań. Najczęściej nie ma to wielkiego
znaczenia, natomiast w przypadku szy−
bko pracujących układów cyfrowych pro−
wadzi do kompletnej katastrofy. Możecie
to zjawisko sprawdzić doświadczalnie:
przetnijcie w zmontowanym już układzie
ścieżkę prowadzącą do wejścia licznika
IC2A (pin 2) i do tego wejścia dołączcie
przełącznik zwierający je do masy i rezys−
tor (dowolny) „podciągający” je do plusa
zasilania. Po kilku naciśnięciach na przy−
cisk zobaczycie, dlaczego w układzie za−
stosowano prosty przerzutnik R−S, całko−
wicie likwidujący efekt drgania styków
(po doświadczeniu nie zapomnijcie połą−
czyć z powrotem przerwanej ścieżki!).

Każde naciśnięcie przycisku S3 (lub S2

w przypadku drugiego bloku liczników)
powoduje zwiększenie stanu liczników
o 1. Przed rozpoczęciem meczu oraz po

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Meczowy licznik zdobytych punktów

2229

zakończeniu spotkania liczniki możemy
wyzerować za pomocą przycisku S1. Na−
ciśnięcie tego przycisku spowoduje po−
danie stanu wysokiego na wejścia RST
wszystkich czterech liczników i w kon−
sekwencji natychmiastowe ich wyzero−
wanie.

Pozostała część układu to typowo

skonstruowany zasilacz zbudowany z wy−
korzystaniem monolitycznego stabilizato−
ra typu 7805.

Montaż i uruchomienie

Mozaika ścieżek płytki drukowanej

i rozmieszczenie na niej elementów po−
kazane zostało na rry

u 2

2. Montaż wy−

konujemy w typowy sposób, rozpoczyna−
jąc od elementów najmniejszych, a koń−
cząc na kondensatorach elektrolitycznych
i stabilizatorze napięcia. Na fotografi−
i widać wyraźnie, że przyciski sterujące
możemy wlutować na dwa sposoby: od

strony elementów lub od strony druku.
Wlutowanie tych elementów od strony
druku może w wielu przypadkach ułatwić
umieszczenie płytki w obudowie. W oby−
dwóch przypadkach układ będzie praco−

wał dobrze, ale w trochę różny sposób.
Autor pozostawia Czytelnikom odpo−
wiedź na pytanie, czym będą się różnić
obydwa rodzaje pracy.

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 1.

PostScript Picture

AVT2229

Rys. 2. Schemat montażowy

Zmontowany układ nie wymaga żad−

nej regulacji i ostatnią czynnością jaka
nam pozostała do wykonania będzie
montaż kabla łączącego płytkę z wy−
świetlaczami i okablowanie płytek wy−
świetlaczy. Czytelnicy którzy czytali opis
konstrukcji zegara meczowego lub nawet
wykonali ten układ, mogą z całkowitym
spokojem opuścić dalszą cześć artykułu.
Dla pozostałych powtarzamy opis wyko−

nania dołączenia przewodu taśmowego
do płytki i okablowania wyświetlaczy.

Złącze zaciskowe zaciskamy na jed−

nym końcu przewodu, a drugi koniec roz−
dzielamy na cztery grupy : cztery pierw−
sze przewody do dekodera wyświetlacza
jednostek, cztery następne do dekodera
wyświetlacza dziesiątek, kolejne cztery
do drugiego dekodera wyświetlacza jed−
nostek i ostatnie osiem przewodów do
drugiego wyświetlacza dziesiątek.

Kolejność przewodów najlepiej ilustru−

je rry

k 3

3. Kolejno lutujemy przewody

prowadzące do wejść dekoderów wy−
świetlaczy. Do ostatniego wyświetlacza
doprowadzone są także przewody zasila−
jące: jeden z napięciem ok. 15 ... 17V do
zasilania segmentów wyświetlaczy, drugi
z napięciem stabilizowanym +5VDC do
zasilania dekodera i trzeci – przewód ma−
sy. Jak więc widać, tylko jeden wyświet−
lacz został zasilony, a pozostałe nie mogą
jeszcze pracować. Należy wykonać do−
datkową instalację, łącząc trzema prze−
wodami zasilanie do pozostałych trzech
wyświetlaczy

Pozostała jeszcze sprawa mechanicz−

nego połączenia wyświetlaczy i modułu
licznika w jedną całość. Tu autor może je−
dynie doradzać Czytelnikom pewne
sprawdzone rozwiązania. Najlepiej byłoby
umieścić całość w pudełku odpowiedniej
wielkości i przykryć filtrem wykonanym
z barwionego na czerwono plexi. Filtr ta−
ki jest jednak trudny do zdobycia i w osta−
teczności można zastąpić go kawałkiem
odpowiednio przyciętego szkła. Jeżeli
nasz licznik ma być używany wyłącznie
w pomieszczeniu zamkniętym, np. na sa−
li gimnastycznej, to można zrezygnować
z przysłaniania wyświetlaczy i zbudować
coś w rodzaju konstrukcji pokazanej na
rry

u 4

biig

niie

w R

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 3.

Rys. 4.

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

R1, R2, R3, R4, R5: 8,2k

atto

orry

C1 100µF/10V
C2, C4 100nF
C3 470µF/25V

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

IC2, IC1 4518
IC3 4011
IC4 7805...7812

ozzo

stta

ałłe

S1 przycisk typu RESET
S3, S2 przyciski typu monostabilne
D161IAST
Z2 ARK2
Z1 goldpin 10X2
Odcinek przewodu taśmowego 20 żyłowego
ok. 40 cm
Złącze zaciskowe AFC−20

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

9..

Do czego to służy?

Czytelnicy EdW wciąż dopominają się

o układy alarmowe i sygnalizacyjne.

Przedstawiona dalej prosta jednolinio−

wa centralka okaże się pożyteczna do
ochrony piwnic, garaży, a nawet miesz−
kań.

Ważną zaletą jest fakt, że w stanie

spoczynku układ, choć „stoi pod napię−
ciem”, wcale nie pobiera prądu. W stanie
czuwania pobór prądu wynosi kilkanaście
do kilkudziesięciu mikroamperów, czyli
jest znacznie mniejszy, niż straty wynika−
jące z samorozładowania akumulatora lub
baterii.

Wszystkie kondensatory elektrolitycz−

ne zarówno w stanie spoczynku, jak
i w stanie czuwania są pod napięciem,
czyli są zaformowane. Gwarantuje to nie−
zawodność działania przez wiele lat.

Jak to działa?

Schemat ideowy minicentralki pokaza−

ny jest na rry

u 1

Centralka powinna być cały czas zasi−

lana napięciem 6...12V, dołączonym do

punktów P, O. Dioda D1 zabezpiecza
układ przy przypadkowym odwrotnym
dołączeniu źródła zasilania.

Przerzutnik z bramkami U1A i U1B słu−

ży do sterowania pracą centralki.

Określa to jednoznacznie sposób ste−

rowania. Przycisk ZAŁ(ącz) może być
umieszczony w dowolnym, widocznym

miejscu, najlepiej przy drzwiach wejścio−
wych na zewnątrz chronionego pomiesz−
czenia.

Naciśnięcie go powoduje włączenie

centralki ze stanu spoczynku do stanu
czuwania.

Przycisk−klucz WYŁ(ącz) musi być dob−

rze ukryty w miejscu znanym tylko właś−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Superoszczędna miniaturowa
centralka alarmowa

2154

Rys. 1.

cicielowi. Nie musi to być przycisk. Może
to być kontaktron uruchamiany magne−
sem lub jakikolwiek inny ukryty styk. Od
dobrego ukrycia tego styku zależy sku−
teczność ochrony obiektu. Jeśli złodziej
odnajdzie ten styk, bez trudu unierucho−
mi centralkę.

Elementy R1...R4, C1 i C2 tworzą filt−

ry chroniące przed zakłóceniami, które
mogłyby się indukować w przewodach
prowadzących do obu przycisków i które
mogłyby w sposób przypadkowy włączać
i wyłączać centralkę.

Pojawienie się stanu wysokiego na

wyjściu kostki U1B (nóżka 4) spowoduje

przejście centralki w stan czuwania. Po−
bór prądu w stanie czuwania jest równy
prądowi płynącemu przez rezystor R5.
W superoszczędnych zastosowaniach,
przy zasilaniu z baterii o małej pojemnoś−
ci wartość rezystora R5 może być zwięk−
szona nawet do 1M

Ω

Obwód filtrujący R6C3 jest konieczny,

by centralka nie reagowała na zakłócenia
indukujące się w pętli dozorowej.

Pętla dozorowa będzie obejmować

styki chroniące drzwi i okna pomieszcze−
nia. Przykładowy sposób wykonania pętli
pokazano na rry

u 2

Przy projektowaniu tej centralki zre−

zygnowano z możliwości dołączenia czuj−
nika podczerwieni aktywnej, ponieważ
taki czujnik pobiera ciągle prąd rzędu kil−
ku miliamperów, a system z założenia
miał pobierać jak najmniej prądu. Z tego
samego względu zrezygnowano także
z diod LED, sygnalizujących włączenie
i wyłączenie centrali.

Przerwanie pętli dozorowej na czas

dłuższy niż kilka milisekund spowoduje
podanie stanu wysokiego na nóżki
8 i 9 bramki U1C. Na jej wyjściu (nóżka
10) pojawi się stan niski. Kondensator C4
zacznie się ładować w obwodzie: plus za−
silania, złącza emiter−baza tranzystorów
T3 i T1, kondensator C4, rezystor R7, wy−
jście bramki U1C, masa. Otworzy to tran−
zystory T1 i T3 na czas określony głównie
wartościami C4 i R7. W tym czasie tran−
zystory T1 i T2 rozładują kondensator C5.
Tym samym na nóżce 12 kostki U1D po−
jawi się stan logiczny wysoki. Spowoduje
on uruchomienie alarmu. Kondensator
C5 zacznie się potem ładować przez re−
zystor R9. Podane wartości elementów
R9C5 zapewniają czas trwania alarmu
rzędu 3...5 minut. W razie potrzeby uzys−
kania innego czasu alarmu można dowol−
nie zmieniać pojemność C4 w zakresie
22...2200µF i rezystancję R9 w zakresie
47k

Ω

...2,2M

Ω

W układzie przedstawionym na rysun−

ku 1, jeśli linia dozorowa zostanie na
trwałe przerwana, syrena włączy się na

określony czas, wyznaczony przez R9
i C5, a potem syrena zostanie wyłączona.
Można w prosty sposób zmodyfikować
jej działanie, zwierając kondensator C4.
Wtedy po trwałym przerwaniu lini−
i dozorowej syrena również zostanie włą−
czona na nieograniczony czas (aż do roz−
ładowania baterii zasilającej).

Kondensator C5 zarówno w stanie

spoczynku, jak i w stanie czuwania jest
naładowany i występuje na nim pełne na−
pięcie zasilające.

W układzie wprowadzono dodatkową

diodę D2. Ma ona dwa zadania: szybkie
naładowanie kondensatora C5 przy pier−
wszym dołączeniu napięcia zasilania –
bez tej diody po pierwszym włączeniu na−
pięcia kondensator ładowałby się powoli
przez rezystor R9. Drugim zadaniem dio−
dy D2 jest przerwanie alarmu po naciś−
nięciu przycisku WYŁ przez uprawnione−
go użytkownika.

Dla zmniejszenia poboru prądu w sta−

nie alarmu wprowadzono generator prze−
biegu

prostokątnego,

zrealizowany

z bramką U1D i elementami R10C6. Dzię−
ki temu syrena dołączona do punktu
F jest włączana w rytmie: dwie sekundy
pracy – dwie sekundy przerwy. Rytm pra−
cy syreny można zmienić, modyfikując
wartości R10 i C6, podobnie, jak R9 i C5.

Na rry

u 3

3 pokazano dwa przykłady

dołączenia syreny. W pierwszym (rys. 3a)
można zastosować sygnalizator z głośni−
kiem dynamicznym. Syreny takie pobie−
rają około 1A prądu.

Elementem wykonawczym centralki

jest tranzystor mocy BUZ10. Może on
przewodzić prądy nawet ponad 20A.
W praktyce prąd pracy nigdy nie będzie
aż tak duży i w wielu przypadkach w roli
Q1 wystarczy wlutować tranzystor
BS170, na przykład przy współpracy syg−
nalizatorem piezoelektrycznym – do wy−
tworzenia dźwięku o poziomie około
110dB potrzebuje on tylko około
100...150mA prądu przy napięciu 12V.

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

R1,R2,R3,R4,R6,R11,R12: 100k

Ω

(47...220k

Ω

)

R5: 220k

Ω

...1M

Ω

R7,R9: 220k

Ω

R8: 2,2M

Ω

R10: 470k

Ω

atto

orry

C1,C2,C3: 100nF
C4: 470nF
C5: 1000µF\16V
C6: 10µF\16V
C7: 100µF\16V

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

D1,D2: 1N4148
Q1: BUZ10 lub podobny
T1,T2,T3: dowolny PNP np. BC558
U1: CMOS 4093

Rys. 3.

Rys. 2.

Rys. 4. Schemat montażowy

Syrena taka zostanie przedstawiona
w jednym z najbliższych numerów EdW.

Drugie rozwiązanie pokazane na ry−

sunku 3b wykorzystuje typową syrenkę
z głośnikiem dynamicznym i wbudowa−
nym własnym akumulatorem. Jeśli syre−
na ma własny akumulatorek, to nie nale−
ży stosować sposobu z rysunku 3a, tylko
sposób z rysunku 3b, ponieważ akumula−
tor syreny nie byłby podładowywany
w stanie spoczynku z głównego źródła
zasilania.

Syrenki z własnym akumulatorkiem

rezerwowym powinny być stale pod na−
pięciem. Mają one dwa wejścia sterują−
ce, umożliwiające uruchamianie ich przez
podanie plusa zasilania albo masy. Syreny
takie dostępne są w ofercie AVT.

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na płytce po−

kazanej na rry

u 4

Montaż jest klasyczny, nie sprawi trud−

ności. Układ scalony warto wlutować na
końcu i raczej nie należy stosować pod
niego podstawki.

Jeśli układ miałby pracować w piwnicy

lub innym wilgotnym pomieszczeniu,
zmontowaną płytkę należy zabezpieczyć
izolacyjnym lakierem ochronnym. W ta−
kim wypadku prawdopodobnie trzeba też
będzie zmniejszyć wartość R5 (nawet do
10...22k

Ω

), aby prądy upływu między

przewodami pętli nie zakłóciły działania
centralki.

Układ nie wymaga uruchamiania, ale

po pierwszym włączeniu napięcia zasila−
jącego należy do pozostawić pod napię−

ciem przynajmniej na godzinę, aby zafor−
mować wszystkie kondensatory elektroli−
tyczne (punkty D, E powinny być ze sobą
zwarte, trzeba też kilkukrotnie nacisnąć
przycisk WYŁ).

Przy ostatecznej instalacji systemu

trzeba starannie przemyśleć co zastoso−
wać w roli przycisku WYŁ i jak go ukryć.
Ważną sprawą jest też ukrycie centralki,
źródła zasilania i takie umieszczenie syre−
ny, żeby nie można jej było zniszczyć
przez uderzenie lub wyrwanie przewo−
dów.

Piio

ottrr G

Gó

órre

kii

biig

niie

w O

Orrłło

kii

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

4..

Do czego to służy?

Większość fabrycznych wzmacniaczy

do domowych zestawów elektroakus−
tycznych wyposażona jest w wejście dla
gramofonu magnetycznego. Obecnie
gramofony na czarne płyty zostały niemal
całkowicie wyparte przez odtwarzacze
płyt kompaktowych CD. Wspomniane
wejście nie jest więc wykorzystywane.
Tymczasem wejście to mogłoby się przy−
dać.

Niekiedy trzeba do zestawu podłączyć

sygnał fonii z odbiornika telewizyjnego
i po prostu we wzmacniaczu brakuje jed−
nego wejścia – trzeba zastosować dodat−
kowy zewnętrzny przełącznik.

Wejście gramofonowe ma dużą czu−

łość, i aż prosi się, by je wykorzystać do
włączenia mikrofonu.

Niestety ani sygnału z odbiornika TV,

ani sygnału z mikrofonu nie można podłą−
czyć wprost do wspomnianego gniazda
gramofonowego, bowiem w torze gra−
mofonowym wzmacniacza zastosowano
specjalny układ korekcyjny.

Związane to jest z właściwościami

przetwornika gramofonu magnetyczne−
go. Najprościej mówiąc, przetwornik ten
daje napięcie wprost proporcjonalne do
prędkości wychylania igły gramofonowej
– stąd pochodzi spotykane czasem okreś−
lenie – wkładka prędkościowa. Przy od−
twarzaniu płyty najszybsze wychylenia ig−
ły występują przy sygnałach o wyższych
częstotliwościach, więc takie składowe
odtwarzane byłyby ze zbyt dużym pozio−
mem. Przedwzmacniacz współpracujący
z wkładką magnetyczną musi mieć odpo−
wiednio ukształtowaną charakterystykę
częstotliwościową: sygnały o małych
częstotliwościach powinien wzmacniać
znacznie, a o wysokich – niewiele. Istnie−
ją światowe normy określające przebieg
charakterystyki częstotliwościowej we
wzmacniaczu korekcyjnym współpracują−
cym z wkładką magnetyczną. Normy te
oparte są na zaleceniach amerykańskiego
stowarzyszenia RIAA (Record Industry
Association of America), stąd potoczne
określenie „charakterystyka RIAA”.

Wejście gramofonowe we wzmacnia−

czu ma więc „skrzywioną” charakterys−
tykę częstotliwościową, dostosowaną je−

dynie do współpracy z wkładką magne−
tyczną.

Aby wykorzystać wejście gramofonu

magnetycznego do współpracy ze źródła−
mi „normalnego” sygnału, trzeba wyrów−
nać charakterystykę częstotliwościową,
czyli zastosować układ o charakterystyce
odwrotnej, niż charakterystyka RIAA.
Stąd tytułowy „filtr antyRIAA”.

Jak to działa?

Schemat układu w wersji dla więk−

szych napięć wejściowych pokazany jest
na rry

u 1

1. Jest to w istocie bardzo

prosty filtr. Jego zadaniem jest wyprosto−
wanie charakterystyki częstotliwościo−
wej – stąd obecność elementów R1C1
oraz R2C2. Współpracujący rezystor R3
o niewielkiej wartości zapewnia dodatko−
wo znaczne tłumienie. W konsekwencji
do tak wzbogaconego wejścia gramofo−
nowego można dołączać sygnały o du−
żym poziomie, na przykład z magnetofo−
nu, tunera, czy właśnie odbiornika telewi−
zyjnego.

Przy próbie stworzenia podobnego

układu do podłączenia mikrofonu, wystę−
pują pewne ograniczenia. Nie można tłu−
mić sygnału, bo sygnał z mikrofonu jest

niewielki. Przy niewielkim tłumieniu trud−
no jest też uzyskać płaskie pasmo sięga−
jące do 20kHz. Modyfikacja układu z ry−
sunku 1 wiąże się z pewnymi problema−
mi.

Aby uniknąć tych problemów, do

współpracy z mikrofonem warto zastoso−
wać filtr o schemacie podanym na rry

n−

u 2

2. Próby potwierdziły, że przy współ−

pracy z mikrofonem dynamicznym osiąga
się dobre wyniki stosując wartości ele−
mentów z rysunku 2.

Montaż i uruchomienie

Na rysunkach 1 i 2 pokazano pojedyn−

czy tor filtru. Do współpracy ze źródłami
sygnału stereo trzeba zbudować dwa ta−
kie filtry, dla obu kanałów wzmacniacza.

Montaż nie sprawi nikomu trudności.

W większości przypadków można go wy−
konać bez płytki – przestrzennie, i umieś−
cić w jakiejś maleńkiej obudowie (najle−
piej metalowej) a może nawet upchnąć
we wtyczce.

Fotografia pokazuje wersję dla mikro−

fonu (wg rysunku 2) zmontowaną w nie−
wielkiej obudowie z tworzywa sztuczne−
go.

Piio

ottrr G

Gó

órre

kii

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Filtr antyRIAA

Prosty układ pozwalający wykorzys−

tać wejście gramofonu magnetyczne−
go do współpracy z różnymi źródłami,

między innymi z mikrofonem!

azz e

elle

nttó

ów

WERSJA DO SYGNAłÓW LINIOWYCH

ezzy

stto

orry

R1: 22k

Ω

R2: 220k

Ω

R3: 270

Ω

(można zmieniać według potrzeb

Ω

...1k

Ω

)

atto

orry

C1: 3,3nF
C2: 15nF

WERSJA DLA MIKROFONU

ezzy

stto

orry

R1: 3,3k

Ω

R2: 2,2k

Ω

atto

orry

C1: 330nF foliowy
C2: 1µF foliowy

Rys. 1.

Rys. 2.

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Do czego to służy?

Przy przesyłaniu sygnału małej częs−

totliwości do wzmacniacza mocy często
występują niespodziewane kłopoty. Cza−
sem pojawia się przydźwięk sieci, niekie−
dy wzmacniacz wzbudza się, a przynaj−
mniej występują niespodziewanie duże
zniekształcenia sygnału. Wszystko to
spowodowane to jest przepływem znacz−
nych prądów w obwodzie masy.

Problem z dużą ostrością występuje

głównie w dużych systemach nagłośnie−
nia, gdzie jeden mikser wysterowuje kil−
ka wzmacniaczy dużej mocy, niekiedy za−
silanych z różnych faz sieci energetycz−
nej. Z mniejszą ostrością, ale również,
problem występuje przy łączeniu wzmac−
niacza mocy z przedwzmacniaczem.

Przyczyny takiej sytuacji ilustruje rry

u−

k 1

1. Teoretycznie, w układzie z rysunku

1a nie powinny wystąpić żadne nieko−
rzystne zjawiska.

Trzeba jednak pamiętać, że połączenie

masy to w rzeczywistości jakiś przewód
czy ścieżka o pewnej oporności. Opor−
ność przewodu masy jest niewielka,
zwykle rzędu setnych części oma, ale
jednak jest to oporność. Jak widać z ry−
sunku 1b, na tej oporności występuje pe−
wien spadek napięcia (UAB). W konsek−
wencji ten spadek napięcia powoduje, że
do wejścia wzmacniacza mocy nie trafia
czysty sygnał występujący na wyjściu
przedwzmacniacza, tylko suma sygnału
użytecznego i napięcia występującego na
rezystancji przewodu masy.

W tym miejscu widać, że główną przy−

czyną problemu są prądy, płynące w ob−
wodzie masy – napięcia na rezystancji
masy powstają przecież wskutek przepły−
wu prądu.

Co to są za prądy?

Przede wszystkim może to być prąd

zasilania przedwzmacniacza, oznaczony
na rysunkach Ipwzm. Sytuacja taka ma
miejsce przede wszystkim przy zasilaniu
przedwzmacniacza napięciem pojedyn−
czym – przez masę płynie cały prąd zasi−
lania – zobacz rysunek 1a i 1b. Dużo lep−
sza jest sytuacja przy zasilaniu przed−
wzmacniacza napięciem symetrycznym –
rysunek 1c. Wtedy prąd zasilania nie pły−
nie przez masę, tylko zamyka się między
obwodami dodatniego i ujemnego obwo−
du zasilania. Właśnie tu widać ogromną
zaletę układów zasilanych symetrycznie –
przez obwód masy płyną tam tylko nie−
wielkie prądy sygnałowe. Między innymi
dlatego wzmacniacze profesjonalne za−

wsze są zasilane napięciami symetrycz−
nymi.

Ale nawet w układach symetrycznych

w pewnych sytuacjach mogą się pojawić
znaczne prądy w obwodzie masy. Prąd
w obwodzie masy popłynie na przykład,
gdy urządzenia większego systemu zasi−
lane są z różnych faz trójfazowej sieci za−
silającej. Pomiędzy obwodem sieci ener−
getycznej, a układem i jego masą wystę−
puje zawsze pewna szkodliwa pojem−
ność. W praktyce jest to pojemność po−
między uzwojeniami transformatora. Dla
prądu zmiennego pojemność ta stanowi
pewną oporność, przez którą płynie prąd
(ze względu na niewielką wartość tej po−
jemności, dotyczy to jedynie wyższych
harmonicznych przebiegu sieci).

Przyczyna przepływu prądu przez ob−

wód masy może być też inna. Na przy−
kład profesjonalne urządzenia elektro−
akustyczne (wzmacniacze mocy) często
mają masę układu połączoną z obudową
i z przewodem uziemiającym (ochron−
nym) we wtyczce sieciowej. I to często
jest przyczyną niespodzianek. Autorzy te−
go artykułu mieli kiedyś dawno do czynie−
nia z następującą sytuacją: na warszaws−
kim Stadionie Dziesięciolecia pracowały
dwa niezależne systemy nagłośnienia,
zasilane oddzielnymi długimi przewodami
energetycznymi z tej samej tablicy roz−
dzielczej. Spadki napięcia na tych prze−
wodach były znaczne, rzędu kilku woltów
i oczywiście chwilowe wartości tych
spadków napięcia, zależne od chwilowe−
go wysterowania były różne w obu syste−
mach. Przy próbie przesłania sygnału
z jednego systemu do drugiego i bezpo−
średnim połączeniu mas obydwu syste−

mów, w przewodzie łączącym popłynął
prąd o wartości ponad 2A! Oczywiście
był to prąd zmienny 50Hz, wynikający
z różnicy spadków napięć na przewodach
zasilania sieciowego.

W takiej sytuacji nie można było bez−

pośrednio łączyć mas obu systemów
i trzeba było zastosować układ oddzielają−
cy w postaci transformatorka mikrofono−
wego.

Choć opisane ostatnie dwie sytuacje

zdarzają się rzadko, jednak przy realizo−
waniu wszelkich systemów nagłośnie−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Moduł z wejściem symetrycznym

2155

Rys. 1.

niowych warto eliminować szkodliwe
skutki spadków napięć na przewodzie
masy.

Trzeba też brać pod uwagę, że w ob−

wodzie masy mogą się także indukować
napięcia pod wpływem występujących
pól magnetycznych, głównie pola wytwa−
rzanego przez obwody sieci energetycz−
nej 50Hz.

Opisany dalej bardzo prosty układ

umożliwia bezbłędne przesyłanie sygna−
łu, także przy występowaniu szkodliwych
napięć w obwodzie masy.

W systemach profesjonalnych przy

przesyłaniu sygnału na odległość zazwy−
czaj stosuje się symetryczne linie. Opisy−
wany układ może z powodzeniem służyć
jako odbiornik na końcu takiej lini−
i przesyłowej. Nawet gdy źródło sygnału
ma wyjście niesymetryczne, dla zmniej−
szenia poziomu ewentualnych zakłóceń

warto zastosować połączenie za pomocą
dwużyłowego przewodu z ekranem, po−
łączonego według rry

u 3

3, gdzie ekran

kabla pełni rolę masy.

Jak to działa?

Aby wyeliminować wpływ spadków

napięcia na szynie masy, trzeba po pros−
tu wykorzystać układ, który ma wejście
symetryczne. Wejście symetryczne (ina−
czej różnicowe) to takie, które przekazuje
na wyjście różnicę sygnałów między
dwoma zaciskami wejściowymi, a zupeł−
nie nie reaguje na sygnał wspólny, poda−
wany jednocześnie na oba zaciski we−
jściowe.

Elementem spełniającym przedsta−

wione zadanie jest transformator (oddzie−
lający). Ponieważ transformatory przeno−
szące sygnały całego pasma akustyczne−
go są kosztowne, stosuje się je tylko
w sprzęcie najwyższej klasy. Zazwyczaj
wykorzystuje się układ elektroniczny –
tak zwany wzmacniacz różnicowy..

Najprostszy wzmacniacz różnicowy ze

wzmacniaczem operacyjnym pokazany
jest na rry

u 2

Wzmocnienie takiego układu jest rów−

ne A, gdzie

A = R2/R1 = R4/R3

Nie wchodząc w szczegóły trzeba też

wiedzieć, że układ nie będzie reagował
na sygnał wspólny tylko wtedy, gdy po−
dane stosunki rezystancji będą równe.
Kluczową sprawą jest więc jak najdokład−
niejsze dobranie stosunku tych rezystan−
cji.

Dla naszych celów wzmocnienie po−

winno mieć wartość 1, więc najprościej
zastosować cztery rezystory o dokładnie
takiej samej wartości.

Z pewnych względów (chodzi o rezys−

tancję obu zacisków wejściowych wzglę−
dem masy i jej wpływ na tłumienie zakłó−
ceń) dobrze jest zastosować takie war−
tości rezystorów, by rezystancja R1 była
równa sumie rezystancji R3+R4.

Schemat kompletnego układu wejścia

symetrycznego pokazano na rry

u 3

Przewidziano dwa kanały „na wszelki wy−
padek” – zwykle wystarczy jeden tor. Op−
rócz dwóch omówionych wzmacniaczy
różnicowych przewidziano obwody zasi−
lania, które umożliwiają bezpośrednie
wbudowanie modułu wejściowego do
dowolnego wzmacniacza.

Wartości elementów podane na ry−

sunku 3 są właściwe dla napięć zasilają−
cych rzędu ±30...±50V, bo takie zwykle
wystepują we wzmacniaczach mocy.

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 3.

Rys. 2.

Jeśli napięcie zasilające wzmacniacza
jest mniejsze niż 18V, nie trzeba stoso−
wać diod Zenera, a zamiast rezystorów
R13 i R14 wlutować zwory Nie trzeba
chyba podawać sztywnych reguł doboru
rezystancji R13...R16 – chodzi tylko o to,
by napięcia zasilające wzmacniacz opera−
cyjny nie przekroczyły dopuszczalnej ka−
talogowej wartości ±18V (w sumie 36V)
i żeby nie przekroczyć dopuszczalnej mo−
cy strat diod Zenera.

Układ został przewidziany do pracy

przy zasilaniu symetrycznym, ale może
także być zasilany napięciem pojedyn−
czym. Wtedy jednak trzeba dodać na we−
jściach kondensatory separujące o po−
jemności rzędu 470nF lub większej
i zmodyfikować obwód zasilania, by wy−
tworzyć napięcie sztucznej masy. Należy
zastosować diody Zenera o sumarycz−
nym

napięciu

stabilizacji

niższym

o 3...10V od napięcia zasilania. Rezystor

R14 należy zewrzeć, natomiast R13 do−
brać, by prąd płynący przez niego wynosił
5...10mA.

Prawdopodobnie trzeba też będzie do−

dać na wyjściach kondensatory separujące.

Montaż i uruchomienie

Układ z rysunku 3 można zmontować

na płytce pokazanej na rry

u 4

Montaż jest prosty, nie są wymagane

żadne szczególne środki ostrożności.

Układ nie wymaga uruchamiania, od

razu powinien działać poprawnie.

Jak podano, dla tłumienia zakłóceń po−

jawiających się na linii masy, czyli mó−
wiąc ściśle – dla tłumienia sygnału wspól−
nego, kluczowe znaczenie ma dokładne
dobranie pewnych rezystancji. Dlatego
jako R?..R? koniecznie należy zastoso−
wać dobre rezystory metalizowane o to−
lerancji 1% lub lepszej. W modelu dobra−

no te rezystory jeszcze dokładniej – z to−
lerancją 0,03%.

Oprócz rezystancji trzeba też wziąć

pod uwagę pojemności montażowe, któ−
re mają istotny wpływ na symetrię ukła−
du i współczynnik tłumienia sygnału
wspólnego (zakłócającego) przy wy−
ższych częstotliwościach.

Współczynnik

tłumienia

sygnału

wspólnego wyniósł w modelu ponad
60dB dla częstotliwości poniżej 1kHz
i 42dB dla częstotliwości 10kHz. Są to
wartości bardzo dobre.

Jeśli ktoś chciałby uzyskać jeszcze

lepszy współczynnik tłumienia sygnału
wspólnego, może równolegle do rezysto−
rów R? i R? dolutować od strony druku
kondensatory o pojemności około 3,9pF
– tłumienie sygnału wspólnego wzrośnie
przy częstotliwości 10kHz do wartości
ponad 50dB.

Piio

ottrr G

Gó

órre

kii

Zbigniew Orłowski

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 4. Schemat montażowy

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

R1−R12: 100k

Ω

1% (12,1...121k

Ω

1%)

R13,R14: 2k

Ω

R15,R16: 1k

Ω

atto

orry

C1,C2: 47µF/25V
C3,C4: 100nF ceramiczny

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

D1,D2: dioda Zenera 18V
U1: TL072

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

5..

Do czego to służy?

Podczas wakacyjnych i urlopowych

wędrówek warto mieć ze sobą radiood−
biornik. Na rynku jest cały szereg różnych
przeróżnych radioodbiorników, radiomag−
netofonów czy radioodtwarzaczy AM/FM
i każdy może znaleźć dla siebie coś odpo−
wiedniego w zależności od wymagań czy
zasobów kieszeni. Tutaj nasuwa się pyta−
nie, czy jest sens pod koniec XX wieku
zajmować się własnoręcznym konstruo−
waniem radioodbiornika? Z napływającej
korespondencji do redakcji wynika, że za−
interesowanie takim najprostszym ukła−
dem jest znaczne.

Aby odpowiedzieć na pytanie zadane

na wstępie „do czego to służy?” odpo−
wiem tak: do poznania tajników odbioru
radiowego odkrytego sto lat temu. Ponie−
waż pierwsze radioodbiorniki były demo−
dulatorami amplitudy zawierającymi de−
tektory, również i my zaczniemy od de−
tektorów, z tym że zamiast kryształka bę−
dzie typowa dioda germanowa. Ponie−
waż nikt nie będzie dzisiaj chciał korzys−
tać z długiej anteny drutowej i uziemienia
(warunek działania najprostszego odbior−
nika detektorowego) zbudujemy odbior−
nik na zakres fal długich lub średnich nie−
co bardziej skomplikowany, ale za to
przenośny. Będzie to naprawdę układ wa−
kacyjny: niewielkich wymiarów, ekono−
micznym zasilaniu i prostej konstrukcji.

Jak to działa?

Zacznijmy od nadajnika radiowego

AM, gdzie następuje proces modulacji.
Działanie jego polega na ukształtowaniu
fali nośnej wielkiej częstotliwości
wzmocnionym przebiegiem z mikrofonu.
Warto przypomnieć, że sama fala nośna
nie zawiera żadnych informacji i służy tyl−
ko do przenoszenia nałożonych na nią
sygnałów akustycznych. Fale radiowe
wypromieniowane przez antenę nadajni−
ka rozchodzą się w przestrzeni i po napo−
tkaniu na swej drodze anteny odbiorczej
indukują w niej napięcie zmienne wielkiej
częstotliwości. W odbiorniku AM musi
zatem następować proces detekcji czyli
demodulacji polegający na wydzieleniu
przebiegu modulującego ze zmodulowa−
nej fali nośnej. Taka informacja już wy−
starczy do zbudowania najprostszego od−
biornika wakacyjnego (rys. 1) tym, którzy
będą znajdowali się w pobliżu kilku kilo−
metrów od nadajnika AM. Do zboczniko−
wanych diodą słuchawek wysokoomo−
wych podłączamy z jednej strony antenę
w postaci drutu o długości kilka metrów
rozciągniętego nad ziemią, a z drugiej

strony uziemienie (np. dołączony drut do
rury wodociągowej). Układ taki zapewnia
poprawny odbiór tylko w miejscu dużego
natężenia pola elektromagnetycznego.
Im dalej będziemy znajdowali się od na−
dajnika tym odbiór będzie słabszy, a więc
zacznie odgrywać rolę czułość odbiornika
(zdolność do odbioru słabych sygnałów).
W niewielkim stopniu można polepszyć
odbiór poprzez zwiększanie długości
czynnej anteny. Kolejnym mankamentem
takiego najprostszego odbiornika będzie
słaba selektywność (zdolność do wydzie−
lania spośród docierających do anteny fal
o różnej częstotliwości tylko tej, na której
nam zależy). Innymi słowy może okazać
się że za pośrednictwem odbiornika
z rry

u 1

1 będziemy na raz odbierali kil−

ka stacji radiofonicznych (najczęściej
w porze nocnej).

Aby umożliwić wyselekcjonowane

określonej częstotliwości sygnału z ante−
ny wystarczy zastosować wejściowy ob−
wód rezonansowy. Najprostszy taki de−

tektorowy odbiornik radiowy jest przed−
stawiony na rry

u 2

2. Dostrojenie ob−

wodu wejściowego polega w tym odbior−
niku na takim dobraniu jego częstotliwoś−
ci rezonansowej, aby była równa częstot−
liwości radiostacji, z której chcemy odbie−
rać audycję. W kraju oprócz programu
I Polskiego Radia emitowanego aktualnie
przez stary nadajnik z Raszyna na falach
długich na częstotliwości 225kHz AM
jest jeszcze kilka nadajników AM na fa−
lach średnich emitujących program BIS.
Program BIS PR jest nadawany na częs−
totliwościach około 1MHz za pośrednict−
wem nadajników rozmieszczonych w na−
stępujących miejscowościach:

Boguchwała – 1306kHz
Boży Dar – 1208kHz
Koszalin – 1206kHz
Koszęcin – 1080kHz
Kraków – 1366kHz
Przebędowo – 738kHz
Sowlany – 1306kHz
Tuszyn – 1305kHz

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 1.

Wakacyjny miniodbiornik AM

2xxx

Warszawa – 1260kHz
Wola Rasztwska – 819kHz
Żurawina – 1206kHz
Strojenie obwodu wejściowego w od−

biorniku z rysunku 2 zgodnie ze wzorem
f=... może odbywać się przez zmianę in−
dukcyjności cewki lub pojemności kon−
densatora na najgłośniejszy odbiór danej
stacji radiofonicznej. Zmianę indukcyjnoś−
ci można uzyskać poprzez dobranie liczby
zwojów cewki (przełącznik dołączony do
odczepów na cewce) lub zmianę położe−
nia rdzenia ferromagnetycznego wzglę−
dem uzwojenia cewki. Można w tym od−
biorniku wykorzystać gotową antenę fer−
rytową wraz ze współpracującym kon−
densatorem obrotowym ze starego fab−
rycznego radioodbiornika.

W celu uzyskania większej czułości

odbiornika oraz zapewnienie odbioru na
głośnik należy do układu podłączyć posia−
dany wzmacniacz małej częstotliwości
(tranzystorowy lub na jednym układzie
scalonym np. LM 386). W miejsce słu−
chawek wysokoomowych należy włą−
czyć rezystor o wartości rzędu 20k i do−
piero potem poprzez kondensator rzędu
100nF potencjometr siły głosu i właściwy
wzmacniacz m.cz.

Warto wiedzieć, że przy zastosowaniu

czułego wzmacniacza m.cz. można zre−
zygnować z zewnętrznej anteny druto−
wej, która może być stosowana w miejs−
cu stałego pobytu czy np. pod namiotem.

Na rry

u 3

3 przedstawiono nasz od−

biornik wakacyjny AM−225KHz składający
się oprócz obwodu rezonansowego, dio−
dy i słuchawek od walkmana z trzech
tranzystorów, trzech rezystorów i trzech
kondensatorów oraz jednego ogniwa R6.

Sygnał w.cz. zaindukowany w uzwoje−

niu pierwotnym anteny ferrytowej (L1
C1) dostrojonym do częstotliwości
225kHz jest następnie poprzez uzwojenie
sprzęgające L2 i kondensator separujący
C2 podany na trzystopniowy wzmacniacz
tranzystorowy T1−T3 o sprzężeniu bezpo−
średnim. Wzmocniony sygnał w.cz. jest
podany detekcji za pośrednictwem diody
germanowej D1 a następnie po odfiltro−
waniu za pośrednictwem kondensatora
C3 poprzez rezystor R3 skierowany po−
nownie na wejście tego samego wzmac−
niacza T1−T3 pełniącego równocześnie
funkcję wzmacniacza małej częstotliwoś−
ci. Takie podwójne wykorzystanie
wzmacniacza do wzmacniania sygnałów
w.cz. i m.cz. nosi nazwę układu reflekso−
wego. Układy takie zapewniają dużą czu−
łość odbiornika przy zmniejszonej liczbie
zastosowanych elementów o czym łatwo
przekonać się osobiście montując urzą−
dzenie. Do odbiornika podłącza się słu−
chawki od walkmana za pośrednictwem
gniazdka podłączonego w taki sposób,
aby cewki słuchawek były połączone sze−

regowo. W tym przypadku wypadkowa
rezystancja dołączona w obwód kolekto−
ra tranzystora T3 wynosi około 40 ohm.

W urządzeniu zrezygnowano z wyłącz−

nika zasilania, bowiem wyjęcie wtyczki
słuchawek powoduje maksymalne ogra−
niczenie prądu z baterii. Montaż i urucho−
mienie

Modelowy układ miniodbiornika został

zmontowany na małej płytce drukowanej
o wymiarach zbliżonych do wielkości ba−
terii R6.

Uzwojenia anteny nawinięto na pręcie

ferrytowym o średnicy 8mm i długości
50mm. Jest to minimalna długość jaka
może być polecana ponieważ czułość od−
biornika zależy od długości pręta ferryto−
wego.

Uzwojenia nawinięto na przesuwaną

tulejkę papierową w następujący sposób:

L1: 150 zwojów drutu DNE 0,1
L2: 20 zwojów drutu jw. lub grubszego
W przypadku przystosowania odbior−

nika do odbioru fal średnich (programu
Radia BIS) liczby zwojów należy zmniej−
szyć dwukrotnie.

Zmontowany układ wymaga jedynie

dostrojenia obwodu rezonansowego do
najsilniejszego odbioru żądanej stacji ra−
diowej oraz dobrania wartości rezystora
na najbardziej czytelny odbiór (z jak naj−
mniejszym szumem).

Odbiornik modelowy został zamonto−

wany do małego pudełeczka plastikowe−
go o wymiarach 60x45x20mm jak na za−
łączonej fotografii. Płytka drukowana zo−

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Rys. 2.

Rys. 3.

Rys. 4. Schemat montażowy

stała przytwierdzona poprzez przykręco−
ne do bocznej ścianki obudowy gniazdko
słuchawkowe, zaś antena ferrytowa po−
przez przyklejenie kroplą kleju gluteno−
wego. Bateria została przylutowana bez−
pośrednio do płytki za pośrednictwem ka−
wałków przewodu, ale wskazane jest za−
stosowanie blaszek kontaktowych umoż−
liwiających szybką wymianę bateri−
i bez użycia lutownicy, co może być kło−
potliwe zwłaszcza w terenie.

Odbiornik dostrojony do częstotliwoś−

ci 225kHz (Program I PR) w okolicach
Warszawy zapewniał dobry odbiór zaró−
wno w pomieszczeniu jak i na otwartej
przestrzeni. Oczywiście korzystanie z od−
biornika wymaga ustawienia go w sto−
sunku do kierunku stacji nadawczej na
najsilniejszy odbiór (antena kierunkowa).
Jedyną wadą (nie tylko tego opisywane−
go układu AM) jest duża podatność na za−
kłócenia od strony komputera, monitora
czy telewizora).

Amator 4/97 opisano układ odbiornika

detektorowego w którym proponuje się
użycie zamiast diody germanowej D311
diody LED AŁ307 (do wzrokowej kontroli
natężenia pola). Prosimy poinformować
nas, jeżeli ktoś z Czytelników sprawdzi
taki detektor z diodą świecącą LED.

drrzze

ejj J

czze

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

plle

ett p

dzze

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą jje

stt

sttę

ęp

y w

w s

siie

cii h

dllo

ejj A

T jja

„

„k

kiitt s

szzk

olln

y”

” A

T−2

5..

azz e

elle

nttó

ów

ezzy

stto

orry

R1: 15k
R2: 2k
R3: 200k

atto

orry

C1, C2: 150pF
C3: 100nF
C4: 100uF

Pó

ółłp

prrzze

niik

kii

T1, T2, T3: BC 547, BC 238 itp.
D1: AAP 152 itp.

ozzo

stta

ałłe

G: gniazdko słuchawkowe stereo
Sł: Słuchawki od walkmana
L1, L2: patrz opis w tekście
PS. W ukraińskim miesięczniku Radio

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/97

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
egzamin 1 termin 21 06 2007
Pytania egzamin 21 06 2013 rachunkowość finansowa kopia
21 06
Egzamin (21 06 2005)
Pytania Rzeszow 21 06 2008, Konspekty Instruktorskie, Instruktor kat C+E, Instruktor nauki jazdy (su
MPLP 255 21.06.2009, lp
test końcowy sus kraków 21.06. z opowiedziami, PSP
Statystyka 21.06.2009, Statystyka
MOST SPREZONY OBLICZENIA.21.06, @@@BUDOWNICTWO@@@, Mosty betonowe
PODWORKO MALEGO ODKRYWCY karta na 21 06
egzamin 1 termin 21 06 2007
151 Ustawa z dnia 21 06 2002 r – o materiałach wybuchowych przeznaczonych do użytku cywilnego
OLD TYPE TITAN 1800 A3 CIRCUITS 03EG 21 06 05
21 06

więcej podobnych podstron