Do czego to służy?
Układ, który chciałbym zaprezentować
Czytelnikom, jest doskonałym przykładem
jak można i trzeba radzić sobie w czasach
ogólnej dostępności wszelakich elementów
elektronicznych. Rzecz dotyczy gotowego
generatora sygnału prostokątnego o często-
tliwości 1MHz (fachowo nazywanego oscy-
latorem kwarcowym 14  pin DIL). Jest to
element wielu urządzeń: częstościomierzy,
skal cyfrowych, itp. Jest też - niestety  ele-
mentem kilku kitów AVT. Dlaczego nieste-
ty? Otóż element ten jest trudny do kupie-
nia, a jego cena wysoka. Dla przykładu 
2380
w jednej z firm wysyłkowych kosztuje - z po-
datkiem  dwadzieścia złotych. Czas realiza-
cji zamówienia około pięciu tygodni. Posta-
nowiłem więc wziąć sprawę w swoje ręce.
Zaprojektowałem układ będący odpowie-
dnikiem elementu fabrycznego.
Uniwersalny generator
kwarcowy 1MHz
Jak to działa? Montaż i uruchomienie
Schemat elektryczny proponowane- prawdę to nic. Sama prostota. Atrakcyj- Układ można zmontować na maleń-
r
y
go układu oraz wyprowadzenia na płytce ność tkwi w wykonaniu. Otóż cały układ kiej płytce drukowanej pokazanej na ry-
r
y
s
u
n
k
u
1
s
u
n
k
u
2
przedstawiłem na rysunku 1. Jego moż- zmontowany został na malutkiej płytce sunku 2. Elementy montujemy po oby-
liwości to: generowanie częstotliwości z wykorzystaniem elementów SMD. dwu stronach płytki. Odpowiednie miej-
4MHz, 2MHz, 1MHz, stan spoczynku. Dzięki temu koszt wszystkich elemen- sca są opisane. Sugeruję by zacząć od
Właściwy generator tworzy bramka tów jest minimalny. Jedyną wadą jest przylutowania układów scalonych. Na-
U1D oraz elementy R1, R2, C1, C2, Q1. przeciętny współczynnik stabilności ter- stępnie rezystory i kondensatory. Kwarc
Jest to tradycyjny układ z zastosowa- micznej układu.  wrażliwy na przegrzanie  zostawmy
niem elementu CMOS. Zastosowałem na koniec. Montujemy go od strony
kwarc 4MHz gdyż te
o częstotliwości 1MHz są
również trudne do dosta-
VCC
V
C
C
nia oraz - jak się domyśla-
cie  drogie. Następna
bramka U2C stanowi bufor
separujący oraz umożliwia
zablokowanie przepływu
impulsów przez podanie
na nóżkę 8 zera logiczne-
go. Wejście blokujące
STROB dołączone jest po-
przez rezystor R3 do plusa
zasilania. Dwa przerzutniki
4013 dzielą sygnał przez
dwa i cztery. Dzięki nim
impulsy wyjściowe 2MHz
i 1MHz mają zawsze wy-
pełnienie 50%. Bramki
U1A i U1B stanowią bufo-
ry wyjściowe. Zapytacie
co jest rewelacyjnego
R
y
s
.
1
.
S
c
h
e
m
a
t
i
d
e
o
w
y
w tym układzie. Tak na- Rys. 1. Schemat ideowy
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/99
63
Montaż i uruchomienie
układów scalonych zaginając my f, f/2 i f/4. Zasilanie układu W tym miejscu
wyprowadzenia tak, by leżał może wynosić od 5 do 15V. należy wyjaśnić, iż Układ sterownika można zmontować
na kostkach. Ułatwieniem Umożliwia to pracę z elemen- takie połączenie albo na płytce drukowanej, pokazanej na
r
y
s
u
n
k
u
2
tami TTL i CMOS. Wyprowa- tranzystorów rze- rysunku 2, albo w  pająku . Montaż nie
dzenia 1MHz, masa i  + zasi- czywiście ma wła- sprawi trudności. W przypadku wiertarki
lania odpowiadają wyprowa- ściwości bardzo AD-19 z oferty AVT zamiast czterech rezy-
dzeniom generatorów fabrycz- podobne do tyry- storów R1...R4 należy zastosować jeden,
nych. Zasilanie układu powin- stora. Trzeba też o wartości 2,2&! (0,25W). W innych przy-
no być odsprzęgnięte konden- pamiętać, że padkach wartość rezystancji czujnika prą-
satorami 10uF/25V i 100nF. w drugim trybie du należy dobrać samodzielnie.
Rys. 2. Schemat montażowy
R
y
s
.
2
.
S
c
h
e
m
a
t
m
o
n
t
a
ż
o
w
y
pracy, gdy na Układ zmontowany ze sprawnych ele-
podczas lutowania może być wiertarkę poda- mentów powinien od razu pracować po-
J
a
r
o
s
ł
a
w
B
a
r
a
ń
s
k
i
zamocowanie płytki w ima- Jarosław Barański wane jest pełne prawnie.
dełku stołowym. Uruchomie- napięcie, a prąd Gdyby wiertarka po włączeniu zasila-
nie sprowadza się jest znacznie nia od razu pracowała na pełnych obro-
do zasilenia całości większy od prądu
Wykaz elementów
i sprawdzenia np.  spoczynkowe-
przy pomocy oscy- R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2, 2k&! SMD go , większa
R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10M&! SMD
loskopu sygnałów część tego prądu
R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k&! SMD
na odpowiednich płynie przez ob-
C1,C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22pF SMD
wyjściach. Dołą- wód emiter-baza
C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF SMD
czając STROB do tranzystora T1.
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4011 SMD
masy sprawdzamy Właśnie dlatego
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4013 SMD
możliwość zablo- także tranzystor
Q1 . . . . . . . . . . . . . . . . .kwarc 4,000MHz
kowania impul- T1 powinien być
Uwaga: w komplecie elementów rezystory
sów. tranzystorem mo-
Rys. 2. Schemat montażowy
R
y
s
.
2
.
S
c
h
e
m
a
t
m
o
n
t
a
ż
o
w
y
i kondensatory wystąpią w podwójnej liczbie
Kilka uwag na cy, o katalogo-
- jest to zapas na wypadek drgnięcia ręki.
koniec. Kwarc ste- wym prądzie bazy tach, należy zmniejszyć rezystancję czuj-
rujący generato- większym niż prąd nika. Wartość rezystancji czujnika nie mo-
rem może mieć do- pracy wiertarki. że być zbyt duża, bo spadek napięcia na
Komplet podzespołów z płytką
K
o
m
p
l
e
t
p
o
d
z
e
s
p
o
ł
ó
w
z
p
ł
y
t
k
ą
wolną inną wartość Zdecydowana nim przekraczałby 0,6V i tranzystor T1
jest dostępny w sieci handlowej
j
e
s
t
d
o
s
t
ę
p
n
y
w
s
i
e
c
i
h
a
n
d
l
o
w
e
j
częstotliwści f. Na większość tranzy- byłby stale włączony. Wartość rezystancji
AVT jako kit AVT-2380
A
V
T
j
a
k
o
k
i
t
A
V
T
2
3
8
0
wyjściach otrzyma- storów mocy ma czujnika nie może też być zbyt mała, bo
prąd bazy rzędu układ nie będzie działał po niezbyt dużym
Ciąg dalszy ze strony 62 kilku amperów i takie tranzystory śmiało zwiększeniu obciążenia. Doświadczenia
C
i
ą
g
d
a
l
s
z
y
z
e
s
t
r
o
n
y
6
2
można stosować jako T1. Tranzystor T2 redakcyjne wskazują, że ewentualne do-
Z tego względu tranzystor T2 musi być wy- w zasadzie mógłby być tranzystorem śre- branie wartości rezystancji czujnika nie
posażony w niewielki radiator z kawałka dniej mocy, ponieważ w najgorszym przy- sprawi kłopotów. Należy zaczynać od
blachy. padku (w trybie czuwania) wydziela się na większej wartości rezystora R1, gdy wier-
Jak wykazano, rezystancja czujnika (wy- nim co najwyżej 2...5W mocy. Natomiast tarka cały czas pracuje na pełnych obro-
padkowa oporność R1...R4) powinna być ta- w drugim trybie, gdy oba tranzystory są tach, a potem zmniejszać wypadkową re-
ka, by w trybie czuwania tranzystor T1 był otwarte, wydziela się w nich moc strat zystancje wlutowując równolegle kolejne
tuż przed progiem otwierania. Zwiększenie mniejsza niż 1W. Dlatego też tranzystor T1 rezystory R2...R4, aż napięcie się zmniej-
obciążenia przez nawet niezbyt silne przyci- nie potrzebuje radiatora, choć musi to być szy i układ przejdzie w tryb czuwania.
śniecie wiertarki do płytki spowoduje wzrost tranzystor mocy o prądzie bazy rzędu kilku Praktyczne próby wiercenia płytek z uży-
prądu, a tym samym wzrost napięcia na re- amperów. ciem opisanego sterownika jak najbardziej
zystancji czujnika i otwarcie tranzystora T1. Kto chce, może sprawdzić, jak zmienia- potwierdziły jego przydatność. Wykonanie
Otwarty tranzystor T1 spowoduje podanie ją się właściwości układu przy zmianach takiego układu można więc zalecić wszy-
na wiertarkę praktycznie pełnego napięcia rezystancji R5. Testy praktyczne wykazały, stkim posiadaczom miniaturowych wierta-
zasilania (pomniejszonego tylko o 0,6...0,8V). iż podane wartości (1,2k&!, 510&!) są opty- rek zasilanych prądem stałym.
Po wywierceniu otworu obciążenie malne. Przy próbach zmian wartości ele-
P
r
o
j
e
k
t
o
p
r
a
c
o
w
a
n
y
w
R
e
d
a
k
c
j
i
E
d
W
i prąd się zmniejszają, tranzystor T1 zo- mentów R5, R6 należy pamiętać, że część Projekt opracowany w Redakcji EdW
n
a
p
o
d
s
t
a
w
i
e
p
o
m
y
s
ł
u
P
i
o
t
r
a
W
ó
j
t
o
w
i
c
z
a
staje zamknięty, napięcie na wiertarce prądu płynącego przez R5 to prąd bazy T2. na podstawie pomysłu Piotra Wójtowicza
spada i układ wraca do trybu czuwania. Można wiec usunąć R6 i dobrać R5 dla da-
Jak wspomniano wcześniej, nieobcią- nej wiertarki i konkretnego egzemplarza
żona wiertarka niezależnie od napięcia tranzystora T2 (stosownie do jego wzmoc-
pobiera niemal taki sam prąd. Jest to bar- nienia prądowego), by w trybie czuwania
dzo ważna cecha, umożliwiająca działanie napięcie na wiertarce nie przekraczało 1/3
prezentowanego układu. Gdyby obciąże- napięcia nominalnego.
niem nie był silnik wiertarki, tylko inny Jeśli natomiast rezystor R6 o wartości
odbiornik, układ nie mógłby funkcjono- 510&! będzie zastosowany, musi to być
wać w opisany sposób - po włączeniu rezystor o obciążalności co najmniej
tranzystora T1 i podaniu pełnego napięcia 0,5W - przecież na nim w drugim trybie
na obciążenie prąd znacznie wzrósłby pracy też będzie występować praktycz-
i zestaw tranzystorów T1, T2 zatrzasnął- nie całe napięcie zasilające.
by się, podobnie jak tyrystor.
64 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/99