Wzmacniacz stereofoniczny 2x22W
z układem
TDA1554
Właściwości
·Duża moc wyjÅ›ciowa przy
niewielkim napięciu zasilającym
uzyskana dzięki pracy wzmac-
niaczy w układzie mostkowym.
2104
·Zasilanie z akumulatora lub
zasilacza sieciowego.
·Bardzo prosta konstrukcja nie
wymaga stosowania płytki
drukowanej.
·Współpraca z gÅ‚oÅ›nikami 2x4W
lub 2x8W.
Do czego to służy?
W praktyce elektronika często za-
chodzi potrzeba wykonania wzmac-
niacza o mocy kilku...kilkunastu wa-
tów. Nie zawsze zbudowanie wzmac-
niacza jest celem samym w sobie.
Niekiedy chodzi o zastÄ…pienie
w fabrycznym sprzęcie uszkodzo-
nego starego wzmacniacza na tran-
zystorach, szkoda bowiem czasu na
&!
grzebanie siÄ™ w starociach. Kiedy in- &!
dziej trzeba zrobić  dopałkę do ist-
niejącego wzmacniacza małej mocy,
choćby do karty komputerowej czy
starego radia samochodowego.
&!
Najważniejsze parametry
układu TDA1554Q:
&!
·Zakres roboczego napiÄ™cia
zasilajÄ…cego: 6...18V
·PrÄ…d spoczynkowy: typ. 80mA,
&!
&!
max 160mA
·PrÄ…d w stanie  uÅ›pienia
(U14=0V): typ. 0,1µA
·W zależnoÅ›ci od napiÄ™cia
zasilajÄ…cego, impedancji
obciążenia i zastosowanego
radiatora można uzyskać moc
użyteczną od kilku do ponad
2x25W.
Rys. 1. Schemat aplikacyjny (wersja mostkowa) układu TDA1554Q.
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96 39
WYKAZ ELEMENTÓW
Kondensatory
C1, C2: 220nF
C3: 100nF ceramiczny
C4: 2200µF (opcja)
Półprzewodniki
U1: TDA1554Q
Różne
S: wyłącznik jednobiegunowy
nia przewodów zasilających i masy
przedwzmacniacza (sygnałowej). Jest to
bardzo ważna sprawa we wszelkich
wzmacniaczach mocy. Błędne połącze-
nie masy może spowodować samo-
wzbudzenie. Przy wykonywaniu mode-
lu nie wystąpiły jakiekolwiek trudnoś-
ci.
W modelu nie zmontowano konden-
Rys. 2. Schemat montażowy.
satora C4.
Bezpośrednio na koncówkach układu
scalonego zmontowano tylko kondensa-
chodowe stosuje siÄ™ powszechnie obciÄ…- tor C3 zabezpieczajÄ…cy przed samo-
Jak to działa?
żenie 8W. Przy takim obciążeniu moc wzbudzeniem.
Układ jest przeznaczony w pierw-
wyjściowa będzie o około 40% mniej- Przy zasilaniu z akumulatora, kon-
szym rzędzie do zasilania z akumulato-
sza, ale mniejsze bÄ™dÄ… też straty mocy densator C4 o pojemnoÅ›ci 2200µF na-
ra samochodowego, możliwe jest też
(grzanie) i wystarczy zastosować nie- leży stosować w przypadku, gdy
użycie zasilacza sieciowego o odpo-
wielki radiator z kawałka blachy. Taki wzmacniacz nie jest umieszczony bez-
wiedniej mocy.
radiator można wyko-
pośrednio przy akumu-
Na rysunku 1 pokazano schemat
nać z blachy aluminio- latorze.
aplikacyjny ukladu TDA1554Q pracujÄ…-
wej o grubości 2...3mm Przy zasilaczu sie-
Uwaga!
cego w układzie mostkowym (ang.
i powierzchni około ciowym pojemność tę
BTL). Dzięki temu możliwe jest osiągnię-
Jeśli napięcie
70cm2. stanowić będzie kon-
cie znacznej mocy przy niewielkim na-
W przypadku zasi- zasilajÄ…ce przekro- densator filtru zasila-
pięciu zasilającym.
lania napięciem wy-
cza. Ponieważ pobór
czy 18V, wbudowane
Układ posiada wbudowane zabezpie-
ższym niż napięcie prądu w szczytach
zabezpieczenie
czenia przeciwzwarciowe i termicz-
akumulatora samocho- wysterowania jest rzÄ™-
ne.
wyłączy układ. Po
dowego należy pamię- du kilku amperów na-
Kostka, jak wszystkie układy  sa-
tać o wewnętrznym ob- obniżeniu napięcia leży zastosować więk-
mochodowe jest wyposażona w koń-
wodzie zabezpieczają- sze pojemności, oko-
zasilajÄ…cego
cówkę MUTE/STANDBY (n. 14).
cym, który wyłącza
Å‚o 6800...10000µF lub
Wielkość napięcia napięcia na tej wzmacniacz znów
wzmacniacz gdy napię- więcej. Kondensator
końcówce decyduje o stanie układu.
cie zasilające przekro- będzie pracował
filtrujÄ…cy (C4) powinien
Przy napięciu na tej końcówce w za-
czy 18V. Może to być być umieszczony blis-
normalnie.
kresie 0...2V układ jest wyłączony - po-
przyczyną przykrych ko układu scalonego.
biera ze z
ródła zasilania prąd rzędu mik-
niespodzianek przy za- Solidne lutowanie i za-
roamperów. Przy zwarciu do plusa zasi-
silaniu z niestabilizowanego zasilacza mocowanie wszystkich części ma szcze-
lania układ pracuje normalnie, a przy
sieciowego. W stanie spoczynku, gdy gólne znaczenie w urządzeniach na-
napięciach rzędu 4...5V układ jest przy-
napięcie zasilania przekroczy 18V, układ rażonych na wstrząsy, np. w samocho-
gotowany do pracy ale nie przepuszcza
wyłączy się i po prostu nie będzie dzie.
sygnału (MUTE).
wzmacniał podawanego sygnału - za- Stosując zasilacz niestabilizowany
W typowym układzie pracy kostka
chowa się jakby był uszkodzony. Po ob- należy oczekiwać, że przy obciążeniu
cały czas jest pod napięciem, a do jej
niżeniu napięcia zasilającego znów bę- 2x8W moc wyjściowa będzie rzędu
włączania stosuje się niewielki wyłącznik
dzie pracował normalnie. 2x10...15W zależnie od parametrów
w obwodzie nóżki 14.
użytego zasilacza.
Montaż i uruchomienie
Według danych katalogowych przy
Piotr Górecki
zasilaniu napięciem 14,4V i obciążeniu
Montaż wzmacniacza z układem
2x4W można uzyskać moc wyjściową
TDA1554Q nie powinien nastręczyć
Komplet podzespołów z płytką
2x22W przy zniekształceniach 10%. Po- żadnych trudności. Pomocą będzie rysu-
jest dostępny w sieci handlowej
bór prądu wynosi przy tym ponad 5A. nek 2. Należy zwrócić uwagę na sposób
AVT jako "kit szkolny" AVT-2104.
W zastosowaniach innych niż samo- prowadzenia masy i miejsca dołącze-
40 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96
Automatyczny włącznik oświetlenia
czonego w drzwiach. Tak więc rodzaj
Do czego to służy?
pomieszczeń, w których włącznik może
Odpowiedz
jest prosta: proponowane
znalez
ć zastosowanie jest ściśle okreś-
urządzenie służy jednej z najpiękniej-
lony: są to pomieszczenia, do których
szych cech człowieka - lenistwu. No,
drzwi są stale zamknięte, w których mo-
może nie najpiękniejszej, ale z pewnoś-
że przebywać w danym momencie tylko
cią cechy najbardziej pobudzającej czło-
jedna osoba, zamykajÄ…ca drzwi za sobÄ….
wieka do twórczego działania. Zasta-
W każdym mieszkaniu czy domu zna-
nówmy się - przecież historia większości
jdziemy przynajmniej dwa takie po-
ważnych dla rozwoju cywilizacji odkryć
mieszczenia: Å‚azienkÄ™ i toaletÄ™.
rozpoczynała się od tego, ze komuś się
czegoś nie chciało robić. Komuś nie
Jak to działa?
chciało się nosić na plecach ciężarów i...
Schemat elektryczny włącznika poka-
wynalazł koło. Jeszcze bardziej leniwi
zany został na rysunku 1. Układ jest
ludzie doprowadzili do wynalezienia ko-
bardzo prosty i zrozumienie jego dzia-
lei żelaznych, samochodów, kompute-
łania nie sprawi nikomu większych trud-
rów i innych  dobrodziejstw jakimi ob-
ności.
sypuje nas cywilizacja końca XX wieku.
Na schemacie układu od razu można
Ostatnio, w dobie wszechwładnie panu-
wyodrębnić dwa podstawowe bloki funk-
jących komputerów, lenistwo przejawia
cjonalne: pracujący jako dwójka licząca
się w nieco innej postaci niż dawniej: za-
przerzutnik J-K czyli połówkę układu U1
miast  Co tu zrobić aby nic nie robić?
i rozbudowany układ wejściowy zreali-
przyjęliśmy nową dewizę:  Co tu wymyś-
zowany na bramkach NAND z histere-
leć, aby nie myśleć?
zą. Pozostałe fragmenty układu: zasilacz
Wracajmy jednak do naszego urzÄ…-
i układ wykonawczy z przekaz
nikiem
dzenia, które - jak powiedziano - jest ob-
PK1 sÄ… trywialnie skonstruowane i wy-
jawem krańcowego wręcz lenistwa
starczy wspomnieć o ich istnieniu, bez
i przeznaczone jest dla osób, którym
wdawania się w szczegółowy opis.
nie chce się nawet zapalić światła w ła-
Najważniejszą częścią układu jest
zience czy toalecie. Podstawową, choć
bez wÄ…tpienia przerzutnik J-K - U1A. Jak
nie jedyną funkcją proponowanego ukła-
wiadomo, podstawowÄ… funkcjÄ… tego ele-
du jest automatyczne zapalanie i ga-
mentu jest przenoszenie stanów logicz-
2031
szenie światła w pomieszczeniu. Zasa-
nych z jego wejść J i K na wyjścia Q
da działania urządzenia jest następują-
i Q\ w momencie przejścia dodatniego
ca: pierwszy impuls odebrany przez
zbocza impulsu zegarowego, podanego
układ włącza dowolne urządzenie elekt-
na wejście CLK. Stan przerzutnika może
ryczne, drugi je wyłącza. Impulsy steru-
się zmienić tylko w momencie przejścia
jące pracą włącznika mogą pochodzić
zbocza impulsu zegarowego, a więc
np. z czujnika kontaktronowego umiesz-
w bardzo krótkim okresie. Przez pozo-
stały czas przerzutnik jest całkowicie
niewrażliwy na zmiany stanu na jego we-
jściach, w tym na ewentualne zakłóce-
nia czy błędne sygnały.
My jednak wykorzystamy jego innÄ…,
ciekawa właściwość. Jeżeli bowiem na
obydwu wejściach przerzutnika J-K usta-
wimy na stałe stan wysoki, to każde ko-
lejne zbocze impulsów zegarowych bę-
dzie zmieniać jego stan na przeciwny.
Połączone z dowolnym z wyjść prze-
rzutnika urządzenie wykonawcze będzie
cyklicznie włączać i wyłączać sterowa-
ne urządzenie po każdym impulsie ze-
garowym. W tym momencie dalsze pro-
jektowanie układu mogłoby wydawać się
bardzo proste: po prostu należy podłą-
czyć do wejścia zegarowego przerzutni-
ka jakiś styk, na przykład kontaktron
umocowany w futrynie drzwi i gotowe!
Niestety, nie jest to takie proste. Kiedy
włączamy przełącznikiem mechanicz-
Rys. 1. Schemat ideowy włącznika oświetlenia
nym jakieÅ› urzÄ…dzenie elektryczne, to
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96 41
wydaje się nam, że zostało ono włączo-
WYKAZ ELEMENTÓW
ne natychmiast, w jednym momencie.
Tymczasem w większości przypadków
Rezystory
nie jest to prawda. Prawie każde styki
R1: 22k
mechaniczne w czasie ich włączania
R2, R4, R5: 100k
wykonują szereg drgań, włączając
R3: 1M
i rozłączając sterowany obwód elekt-
Kondensatory
ryczny. W przypadku instalacji elektro-
C1: 220µF/16V
technicznych zjawisko to powoduje
przedwczesne zużywanie się styków C2, C4: 100nF
i generacje zakłóceń radioelektrycz-
C3: 470µF/16V
nych. Natomiast w przypadku układu
C5: 1µF/16V
cyfrowego może ono spowodować cał-
Półprzewodniki
kowicie błędne działanie układu. Tak
BR1: Mostek prostowniczy małej
więc próba użycia w naszym układzie
mocy (np. 50V, 1A)
kontaktronu lub innego styku mecha-
D1: 1N4148 lub odpowiednik
nicznego z cała pewnością zakończyła-
T1: BC548 lub odpowiednik
by siÄ™ niepowodzeniem. Zamiast jedne-
U1: CMOS 4027
go impulsu na wejście przerzutnika do-
cierałoby ich kilka, kilkanaście czy nawet U2: CMOS 4093
kilkaset. Jak poradzić sobie z tym prob-
U3: 7809
Rys. 3. Rozmieszczenie elementów
lemem? Jednym z możliwych rozwią-
Różne
na płytce drukowanej.
zań jest układ najprostszego przerzutni-
Z1, Z2, Z4: ARK2
ka typu R-S, zrealizowany na bramkach
Z3: ARK3
NAND U2B i U2C. Obydwa wejścia lenia, to najbardziej odpowiednim typem
PK1: przekaz
nik typu RM82-P 12V
przerzutnika znajdują się stale w stanie czujnika wydaje się być kontaktron za-
Obudowa typu KM-31
wysokim, wymuszonym przez dołączone mocowany w futrynie drzwi i uaktywnia-
do plusa zasilania rezystory R4 i R5. ny magnesem znajdujÄ…cym siÄ™
Załóżmy, że na wyjściu U2B panuje stan w drzwiach. Zasadę konstrukcji takie- my, że układ nasz ma jeszcze jedną cie-
niski. Podanie impulsu ujemnego na we- go czujnika przedstawie rysunek 2. kawą właściwość: wejście przeznaczone
jście B układu spowoduje natychmias- Zdobycie kontaktronu ze stykami do współpracy z przełącznikiem trójsty-
tową zmianę stanu przerzutnika i na przełączanymi może być trudne, mimo kowym jest aktywne tylko w sytuacji
wyjściu U2B pojawi się trwały stan wyso- że takie kontaktrony są produkowane. kiedy drugie wejście jest zwarte do masy
ki. Dalsze podawanie impulsów ujem- Nie martwmy się jednak, pozostała nam i bramka U2D jest otwarta przez trwałe
nych na wejście B niczego już nie zmie- przecież jeszcze jedna wolna bramka podanie stanu wysokiego z wyjścia
nia, ewentualne drgania styków są przez i z niej zbudujemy drugi układ wejścio- bramki U2A. Z kolei wejście zrealizowa-
układ ignorowane. Jeżeli teraz stan niski wy do naszego urządzenia, zwiększając ne na tej bramce jest aktywne tylko wte-
pojawi się na wejściu C układu, to na- jego uniwersalność. Wejście A układu dy, kiedy na wyjściu U2B ustawimy trwa-
stąpi kolejna zmiana stanu przerzutnika jest przystosowane do współpracy ły stan wysoki, najlepiej zwierając we-
R-S a impuls z jego wyjścia zostanie z dowolnym przełącznikiem: kontaktro- jście C do masy. Te właściwości może-
za pośrednictwem bramki U2D przeka- nem, matą naciskową czy też wyjściem my wykorzystać do ewentualnej rozbu-
zany na wejście zegarowe przerzutnika czujnika alarmowego. Załóżmy, że sta- dowy sterowania urządzeniem, np. in-
U1A, który zmieni swój stan na przeciw- nem spoczynkowym dla tego wejścia stalując dodatkowy obwód zezwalający
ny. Zastosowanie opisanego rozwiąza- jest stan wysoki. Jeżeli teraz zewrzemy na pracę układu.
nia całkowicie niweluje skutki odbijania to wejście z masą, to kondensator C5 Urządzenie zostało wyposażone we
styków i jest absolutnie pewne w dzia- zacznie się rozładowywać poprzez re- własny prostownik (BR1) i stabilizator
łaniu. Jak jednak każde rozwiązanie ma zystor R2. Kiedy wartość napięcia na napięcia zrealizowany na układzie U3 -
ono swoją wadę, którą jest konieczność kondensatorze osiągnie nieco mniej niż 7809. Do wejścia Z4 musimy dołączyć
zastosowania przełącznika trójstykowe- połowę wartości napięcia zasilania na- napięcie zmienne o wartości ok. 8V lub
go. Jeżeli nasz układ będziemy stoso- stąpi przełączenie bramki U2A. Ponie- stałe ok. 12V.
wać jako automatyczny włącznik oświet- waż bramka ta zawiera w sobie prze-
Montaż i uruchomienie
rzutnik Schmitta, jakiekolwiek drgania
styków nie mogą mieć wpływu na pracę Rozmieszczenie elementów na płytce
układu. Po rozłączeniu wejścia A z masą drukowanej pokazano na rysunku 3.
kondensator C5 zacznie się ładować po- Montaż wykonujemy w sposób trady-
przez rezystor R3 i po osiągnięciu na- cyjny, rozpoczynając od rezystorów
pięcia większego niż połowa napięcia i diody a kończąc na elementach
zasilania na wyjściu bramki U2A pojawi o największych gabarytach. Pod układy
się stan niski. Impulsy z wyjścia U2A są scalone zaleca się zastosować podstaw-
przekazywane za pośrednictwem bramki ki. Po zmontowaniu układ nie wymaga
U2D na wejście zegarowe przerzutnika uruchamiania ani regulacji.
U1.
Zbigniew Raabe
Tak więc wykorzystując zaledwie jed-
nÄ… kostkÄ™, zawierajÄ…cÄ… cztery bramki lo-
Komplet podzespołów z płytką
giczne, zaprojektowaliśmy układ w peł-
jest dostępny w sieci handlowej
Rys. 2. Konstrukcja czujnika
ni uniwersalny, mogący współpracować
AVT jako "kit szkolny" AVT-2031.
kontaktronowego
z dowolnym typem czujnika. Zauważ-
42 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96
Próbnik stanów logicznych
CMOS-TTL
2023
mogą powstawać na skutek błędu projek- 2. W standarcie TTL za poziom wysoki
Do czego to służy?
towego lub montażowego i ich zlokalizo- przyjmujemy napięcie ok. 3,6V a za niski
Jednym z podstawowych przyrządów
wanie może być sprawą bardzo ważną. ok. 0,2V. W technice CMOS stanem wy-
w pracowni elektronika zajmujÄ…cego siÄ™
Próbniki stanów logicznych były wie- sokim jest napięcie praktycznie równe
piękną techniką cyfrową jest niewątpli-
lokrotnie opisywane w literaturze prze- napięciu zasilania, a stanem niskim 0V.
wie próbnik stanów logicznych. Jak bo-
znaczonej dla elektroników, w tym także 3. Wiele próbników TTL przystosowa-
wiem wiadomo, napięcie występujące na
w EP i EdW. Były to jednak zawsze prób- nych jest do relatywnie dużych prądów,
wyjściach i wejściach układów cyfrowych
niki dostosowane do badania układów jakie możemy pobierać z wyjść tych
najczęściej nas nie interesuje, a ważny
TTL. układów. Próbniki takie nie zostałyby
jest jedynie ich stan logiczny: wysoki (1)
Opisywane wielokrotnie próbniki TTL prawidłowo wysterowane z wyjść ukła-
lub niski (0). Kolejną funkcją spełnianą
nie nadają się do pracy z układami dów CMOS.
przez dobry próbnik stanów logicznych
CMOS. Powody tego są następujące: Tak więc koniecznością chwili stało
jest wykrywanie pojedynczych krótkich
1. Układy TTL pracują jedynie przy na- się opracowanie próbnika stanów logicz-
impulsów, które pojawiają się w bada-
pięciu 5V, a CMOS działają poprawnie nych kompatybilnego ze standardem
nym układzie. Impulsy takie są niekiedy
od napięcia 3V (niekiedy nawet mniej- CMOS.
tak krótkie, że wykrycie ich za pomocą
szego) do różnie podawanego przez
Jak to działa?
dołączonego do badanego układu mier- producentów napięcia maksymalnego -
nika jest niemożliwe. Takie krótkie impul- 15...22V. Tak więc próbnik zasilany wy- Schemat elektryczny próbnika przed-
sy mogą być generowane nie tylko zgod- łącznie napięciem 5V w wielu przypad- stawiony został na rysunku 1. Układ zo-
nie z zamiarami konstruktora, ale także stał zaprojektowany z wykorzystaniem
kach okaże się nieprzydatny.
Rys. 3. Rozmieszczenie
Rys. 1. Schemat ideowy próbnika.
elementów na płytce.
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96 43
zaledwie dwóch układów scalonych: po- czalne), napięcie na wyjściu takiej bram-
WYKAZ ELEMENTÓW
dwójnego wzmacniacza operacyjnego ki będzie dokładnie równe napięciu
LM358 i kostki 4001 CMOS zawierajÄ…- przewodzenia zastosowanej diody.
Rezystory
cej w swojej strukturze cztery bramki lo- Jak już wspomniano, w próbniku za-
R1, R7, R8, R13: 1MW
giczne NOR. stosowano dwa generatory monostabil-
R2, R4: 2,2kW
Fragment układu ze wzmacniaczem ne, umożliwiające obserwację bardzo
R3: 33kW
operacyjnym pełni w urządzeniu naj- krótkich impulsów. Pojawienie się, choć-
R5, R6, R9, R10: 560W...1kW
ważniejszą rolę: jest detektorem pozio- by na krótki moment stanu wysokiego na
R11, R12: 10kW
mu napięcia na wejściu WE, natomiast wejściu tych generatorów spowoduje
Kondensatory
dwa generatory monostabilne zbudowa- wygenerowanie na ich wyjściach dodat-
ne z bramek U2A...U2D pełnią rolę po- niego impulsu o czasie trwania określo- C1, C2, C3: 150nF
mocniczÄ…,  przedÅ‚użajÄ…c krótkie impulsy nym rezystancjami R7 i R8 i pojem- C4: 47µF/16V
występujące w układzie, a tym samym nościami C1 i C2. Z wartościami tych
Półprzewodniki
pozwalając na ich wizualizację za pomo- elementów podanymi na schemacie
D1, D3: diody LED f5 zielone
cą diod LED. czas trwania tych impulsów będzie wy-
D2, D4: diody LED f5 czerwone
Wzmacniacze operacyjne pracują nosił ok. 0,5 sek, co wydaje się być cza-
U1: LM358
w naszym próbniku jako komparatory na- sem zupełnie wystarczającym do ich za-
U2: CMOS 4001
pięcia, z otwartą pętlą sprzężenia zwrotne- uważenia. Zwróćmy jednak uwagę, że
Różne
go. Ich wejścia zostały połączone ze so- zastosowanie w stropniu wyjściowy, sto-
bą w taki sposób, że jeden wzmacniacz sunkowo wolnych kostek LM358 powo- JP1: podwójny goldpin
sygnalizuje przekroczenie pewnego po- duje, że układ reaguje na impulsy o cza- z jumperem
ziomu napiÄ™cia, a drugi spadek napiÄ™cia sach trwania minimum 1...3µs, a ignoru-
Obudowa typu KM 14
poniżej zadanego poziomu. Napięcia od- je impulsy krótsze.
niesienia wyznaczane są przez układ Pozostała jeszcze do omówienia
z rezystorami R2, R3, R4. sprawa widocznego na schemacie jum- doczna była strona lutownicza. Następ-
Z wartościami tych rezystorów poda- pera i tajemniczego rezystora Rx. Są to nie poprzez dodatkowe otworki w płytce
nymi na schemacie poziomy napięć od- elementy opcjonalne, mogące nieco roz- przewiercamy obudowę wiertłem 0.8mm
niesienia wynoszą 0,58V (n. 3) oraz szerzyć zastosowania urządzenia. Otóż, Jeżeli takiego wiertła nie posiadamy, to
9,41V (n. 6). Jak widać, nasz układ speł- próbnik nasz możemy wykonać także możemy napunktować otwory w obudo-
nia  z zapasem normy standardu w wersji uniwersalnej CMOS - TTL. wie przy pomocy igły krawieckiej lub in-
CMOS, jako stan 0 przyjmując napięcie W wersji wyłącznie CMOS, jumper JP1 nego podobnego narzędzia. Po wyjęciu
niższe od ok. 0,6 V (oczywiście przy za- jest na stałe zwarty i żadnego rezystora płytki rozwiercamy wykonane otwory do
silaniu 10V), a za stan wysoki napięcie Rx nie musimy używać. Jeżeli jednak wymaganej średnicy: 5mm dla diod
wyższe od ok. 9,4V. Ściśle biorąc, dla będziemy chcieli mieć urządzenie uni- i ok. 6...7 mm dla jumpera. Jeżeli nasz
układów CMOS serii 4000 częściej wersalne, to musimy odpowiednio do- próbnik będziemy wykorzystywali tylko
przyjmuje się progi 30% i 70%. Próbnik brać rezystor Rx i zmienić wartość R2, do badania układów CMOS, to otworu
powinien być zasilany z badanego a potem jumperem zmieniać standardy pod jumper nie musimy wykonywać. Wy-
układu, aby przyjęte poziomu logiczne pracy z CMOS na TTL. Obliczenie re- korzystaną jako matrycę płytkę montuje-
zgadzały się z rzeczywistością. Poziomy zystora Rx pozostawiamy Czytelnikom. my następnie zgodnie z przyjętymi za-
tych napięć możemy zupełnie dowolnie sadami, rozpoczynając od wlutowania
Montaż i uruchomienie
kształtować dobierając wartości rezysto- zworek zaznaczonych na stronie opiso-
rów R2...R4. Montaż tak prostego układu nie na- wej kreską i literą Z.
Tak więc, jeżeli w badanym punkcie stręczy chyba nikomu większych trud- Jeszcze jedno: diody LED musimy
układu występuje stan logiczny 0 to na ności. Rozmieszczenie elementów na wlutować w płytkę  na styk i jest to ko-
wyjściu komparatora U1A pojawi się płytce przedstawia rysunek 3. lejne małe odstępstwo od reguł monta-
stan wysoki. Z kolei, jeżeli na wejściu Płytka została bardzo dokładnie zwy- żu. Jeżeli jednak diody wlutujemy szy-
próbnika pojawi się stan wysoki, to taki miarowana pod określony typ obudowy bko i pewnie, dobrze nagrzaną i uprzed-
sam stan zaobserwujemy na wyjściu przeznaczonej w zasadzie do pilotów nio oczyszczoną lutownicą, to elementy
wzmacniacza operacyjnego U1B. alarmów, jednak nadającej się idealnie te na pewno nie ulegną przegrzaniu.
W każdym innym wypadku na wy- także do naszego celu. Aby płytkę do- Grot sondy wykonujemy z odcinka
jściach komparatorów jest stan niski kładnie dopasować do obudowy musimy drutu o średnicy ok. 1,5...2mm, zaost-
i dołączone do nich diody LED nie palą ukośnie spiłować jej rogi, zgodnie z ob- rzonego na końcu. Możemy do tego celu
się. Także w przypadku kiedy wejście rysem zaznaczonym na stronie opiso- wykorzystać także grubą igłę krawiecką.
próbnika nie jest do niczego dołączone wej. Wielu Czytelników zauważyło już Ostatnią czynnością przed zamontowa-
nie świeci się żadna z diod. Spowodo- dziwacznie umieszczone i mogłoby się niem płytki w obudowie będzie przylu-
wane jest to dołączeniem do wejścia wydawać że do niczego nie potrzebne towanie do niej przewodów zasilających.
układu rezystorów R1 i R13, ustawiają- otworki pomiędzy nóżkami diod LED Dobrym rozwiązaniem może być zakoń-
cych w takim wypadku na wejściu prób- i jumpera. Nie, to nie pomyłka projek- czenie tych przewodów tzw. chwytakami
nika napięcie równe połowie napięcia tanta: za chwilę okaże się, jak bardzo te teletechnicznymi, co pozwoli na łatwe
zasilania. Tu na marginesie jedna uwa- otworki okażą się potrzebne. Bez nich dołączanie zasilania z badanego ukła-
ga: w przypadku dołączenia do wyjścia wywiercenie otworów w obudowie tak, du.
układu CMOS większego obciążenia, aby pasowały idealnie do wlutowanych
Zbigniew Raabe
napięcie wyjściowe może się radykalnie w płytkę diod LED byłoby bardzo trud-
zmienić. Np. przy obciążeniu bramki ne. A tak sprawa jest banalnie prosta:
Komplet podzespołów z płytką
CMOS diodÄ… LED bez rezystora szere- przed wlutowaniem czegokolwiek
jest dostępny w sieci handlowej
gowego (co w układach zbudowanych w płytkę wkładamy ją do obudowy,
AVT jako "kit szkolny" AVT-2023.
na CMOSach jest całkowicie dopusz- oczywiście  twarzą w dół , tak aby wi-
44 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96
Generator został zbudowany w najprost-
szy sposób z dwóch bramek NAND - 4011.
Częstotliwość pracy tego generatora okreś-
lona jest przez pojemność C1 i wypadkową
rezystancję R1 + PR1 i może być w szero-
kich granicach regulowana za pomocÄ…
2012
potencjometru PR1. Doświadczalnie ustalo-
no, że optymalna powinna być częstotliwość
uzyskiwana przy rezystancji ok. 100kW .
Funkcje zapalania się coraz większej
ilości diod w linijce zrealizowano z wyko-
rzystaniem dwóch czterobitowych rejest-
rów przesuwnych typu 4015. Czym jest
rejestr przesuwny? Jest to element, któ-
ry podaną na jego wejście informację
przesuwa za każdym taktem zegara do
kolejnych wyjść rejestru. Budowane są re-
Linijka
jestry przesuwne rozmaitej długości, my
wykorzystamy połączone szeregowo dwa
rejestry czterowyjściowe (czterobitowe).
świetlna
Ponieważ, jak się za chwilę okaże, ostat-
nie wyjście (najstarszy bit) rejestrów wy-
korzystamy do zerowania układu, pozo-
stanie nam do sterowania diodami 7
ścisła: z naszej linijki będziemy mogli bo- wyjść. Wydaje się to być ilością całkowi-
Do czego to służy?
cie wystarczającą, ale pamiętajmy, że
wiem tworzyć także wieloramienne gwiazdy
Układy służące generowaniu cieka-
opisaną niżej metodą możemy konstruo-
lub inne figury geometryczne.
wych efektów świetlnych zawsze cieszy-
wać rejestry o praktycznie dowolnej dłu-
Jak to działa?
ły się, a należy przypuszczać, że cieszą
gości. Ta informacja może być użyteczna
siÄ™ nadal, wielkim zainteresowaniem
Schemat elektryczny urządzenia przy projektowaniu własnych urządzeń
Czytelników. Proponowany układ wytwa-
przedstawiony został na rys. 1. Jak wi- do generowania efektów świetlnych.
rza efekt  rozbiegania się dwóch pro-
dać, układ do skomplikowanych nie na- Przeanalizujmy teraz najważniejszą
mieni świetlnych. Dzięki prostej i zwartej
leży: trzy układy scalone i trochę ele- część układu. Załóżmy, że układ rejestru
konstrukcji mechanicznej urządzenie można
mentów dyskretnych. Zrozumienie zasa- jest wyzerowany i na wszystkich jego
zastosować do dekoracji samochodu
dy jego działania także nie będzie trudne. wyjściach mamy stan logiczny  0 . Na
w stylu amerykańskich ciężarówek. Na- Dla ułatwienia analizy pracy układu po- wejście danych pierwszego rejestru -
sze urządzenie może znalez
ć zastoso- dzielimy go na trzy funkcjonalnie różne częś- U1A - na stałe podany jest stan wysoki
wanie także do wykonywania wszelkiego ci: generator taktujący, układ realizujący fun- przez dołączenie go do plusa zasilania.
rodzaju reklam świetlnych i dekoracji. Na- kcję  rosnącej linijki świetlnej i część wyko- Po nadejściu najbliższego impulsu zega-
zwa zawarta w tytule artykułu nie jest zbyt nawczą, sterującą czternastoma LEDami. rowego stan ten zostanie przepisany na
Rys. 1. Schemat ideowy linijki świetlnej.
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96 45
Rys. 2. Układ diod świecących.
rejestrów zasila parę diod świecących.
pierwsze wyjście rejestru - Q . Impul-
A
Dla większej jasności, sposób połączenia
sy zegarowe przekazywane są także na
diod pokazany został na rys. 2. Oczywiste
wejście zegarowe drugiego rejestru, ale
jest teraz, w jaki sposób uzyskamy efekt roz-
na jego wejściu danych utrzymuje się
szerzającego się promienia świetlnego.
stan niski podawany z ostatniego wy-
Kondensatory C2 i C3 pełnią w ukła-
jścia U1A. Tak więc na kolejne wyjścia
dzie rolę odsprzęgania zasilania i zwie-
U1B wpisywany jest stan niski, co nie
rajÄ… do masy ewentualne impulsy zmien-
zmienia stanu tych wyjść.
noprÄ…dowe.
Nadejście kolejnego impulsu zegaro-
wego spowoduje przesunięcie informacji
Montaż i uruchomienie
z wyjścia Q U1A na wyjście Q . Jed-
A B
Na rysunku 3 pokazano rozmiesz-
nocześnie na wyjście Q ponownie zo-
A
czenie elementów na dwóch, identycz-
stanie wpisany logiczny stan wysoki (na
nych wymiarowo, płytkach drukowanych.
wejściu danych stale mamy  1 ). Sytua-
Płytki zostały wykonane z laminatu jedno-
cja taka powtórzy się jeszcze dwukrotnie
stronnego, co spowodowało konieczność
i po czterech impulsach zegarowych
zastosowania kilku zworek. Od nich właśnie
będziemy mieli stan wysoki na wszyst-
rozpoczniemy montaż naszego dzieła. Po
kich wyjściach pierwszego rejestru. Na-
wlutowaniu zworek wmontujemy rezystory i
dejście piątego impulsu zegarowego nic
koniecznie podstawki pod układy scalone,
już nie zmieni na wyjściach U1A. Nato-
szczególnie potrzebne w przypadku za-
miast zauważmy, że na wejściu danych
stosowania naszego układu w samocho-
U1B jest już teraz stan wysoki, wymu-
dzie. Pamiętajmy, że elektryczna instala-
szony wpisaniem  1 na wyjście Q U1A.
D
cja samochodowa jest szczególnie  za-
A zatem, piÄ…ty impuls zegarowy spowo-
śmiecona wszelkimi zakłóceniami i łat-
duje przepisanie informacji z tego wej-
wo w takiej sytuacji o uszkodzenie wraż-
ścia na wyjście Q U1B. Kolejne dwa im-
A
liwego układu CMOS.
pulsy zegarowe  zapełniają jedynkami
Cd. na str. 48
kolejne wyjścia U1B, aż do momentu na-
dejścia ósmego impulsu, kiedy to stan wy-
soki pojawi się także na wyjściu Q . Wy-
D
WYKAZ ELEMENTÓW
jście to połączone jest z wejściami ze-
Rezystory
rującymi rejestrów, aktywnymi właśnie
PR1: 470kW
w stanie wysokim. Podanie na te wejÅ›-
cia logicznej  1 spowoduje natychmias- R1: 10kW
towe wyzerowanie wszystkich wyjść re- R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8:
jestrów i powrót układu do stanu po- 330W/0,5W
czątkowego. Tak więc osiągnęliśmy swój
R9, R10, R11, R12, R13, R14:
cel: zapełniane kolejno  jedynkami wy-
10kW
jścia rejestrów doskonale nadają się do
Kondensatory
sterowania diodami świecącymi. Jed-
C1: 1µF/MKT
nakże zasilanie tych diod bezpośrednio
C2: 470µF
z tych wyjść znacznie ograniczyłoby
C3: 100nF
maksymalny prąd płynący przez diody
Półprzewodniki
i w efekcie siłę ich świecenia. Dlatego
też zastosowaliśmy jeszcze jeden ele- D1...D14: diody LED, najlepiej
ment: układ scalony ULN2003. Kostka ta o podwyższonej jasności
ma nieskomplikowanÄ… budowÄ™ i zawiera
D15: 1N4001 lub odpowiednik 1A
w swojej strukturze siedem tranzysto-
U1: CMOS 4015
rów w układzie Darlingtona. Powszechnie
U2: CMOS 4011
stosuje siÄ™ jÄ… jako driver do sterowania seg-
U3: ULN2003
mentami wyświetlaczy siedmiosegmento-
Różne
wych w systemie wyświetlania multiplekso-
Z1: ARK2
wego. Do naszych celów nadaje się więc
szereg prostych goldpinów (8)
idealnie.
Rys. 3. PÅ‚ytka drukowana.
Każdy z driverów sterowanych z wyjść
gniazdo do pinów (8)
46 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96
Ręczny sygnalizator
akustyczno-optyczny
2094
rowany przez sygnalizator zareagował A gdzie jest obiecany dreszcz emocji
wyciem i natychmiastowÄ… ucieczkÄ…. Tak zwiÄ…zany z elementem ryzyka? Popatrz-
więc wydaje się prawie pewne, że układ my na zasilanie układu. Proponowane
może nas zabezpieczyć przed agresją napięcie zasilania wynosi 18V! Maksy-
jakiegoś wilka, który zszedł na psy przez malne napięcie pracy układów CMOS
częste obcowanie z człowiekiem. Jed- jest różnie podawane przez producen-
nak autor nie zachęca Czytelników do tów, ale najczęściej wynosi ono 18V.
Do czego to służy?
eksprymentowania z krwiożerczymi do- I w tym właśnie tkwi pewne ryzyko: układ
Najogólniej biorąc proponowane bermanami czy rotwailerami. będzie pracował na granicy swoich moż-
urządzenie służy po prostu do generowania Układ cechuje niezwykła prostota liwości, przy maksymalnym napięciu za-
dz
więku o bardzo dużym natężeniu docho- i niski koszt wykonania. Do jego zbudo- silającym. Ponieważ jednak siła dz
więku
dzącym do 100dB. Ponadto układ wy- wania potrzebny będzie zaledwie jeden generowanego przez przetworniki piezo
twarza błyski światła monochromatycz- układ scalony, a prawdę mówiąc, wystar- w decydujący sposób zależy od napię-
nego o kącie rozchodzenia się ok. 30o. czyłaby nawet jedna bramka logiczna. cia zasilającego wydaje się, że warto za-
Zarówno dz
więk jak i sygnał optyczny ryzykować. Egzemplarz modelowy pra-
Jak to działa?
mogą być odbierane z dużej odległości. cował podczas prób nieprzerwanie przez
Jakie może być zastosowanie praktycz- Schemat elektryczny układu przed- 30 godzin (oczywiście szczelnie owinięty
ne tego układu? Poza oczywistą funkcją stawiony został na rysunku 1. Podsta- wszelkimi dostępnymi materiałami dz
wiÄ™-
sygnalizatora, urządzenie może zostać wowym elementem układu jest genera- kochłonnymi) i nie doszło do najmniej-
zastosowane jako prosty system obron- tor zbudowany z bramki NAND z histe- szych awarii. W każdym razie zalecamy
ny. Układy tego typu są na świecie pro- rezą U1C, kondensatora C1 i szeregowo stosować do budowy sygnalizatora jedy-
dukowane i reklamowane jako narzędzia połączonych rezystora R1 i potencjomet- nie kostki znanego producenta.
samoobrony, bezpieczne dla obu stron ru montażowego PR1. Częstotliwość
Montaż i uruchomienie
konfliktu i nie wymagające jakichkolwiek pracy tego generatora ustalimy doświad-
zezwoleń. Autorowi wydaje się wątpliwe, czalnie podczas uruchamiania układu. Rozmieszczenie elementów na płytce
czy nawet najsilniejszy dz
więk może od- Bramka U1B została wykorzystana do drukowanej przedstawia rysunek 2.
straszyć zdeterminowanego napastnika. zbudowania generatora niskiej (ok.1Hz) Z montażem nie powinniśmy mieć naj-
Być może jednak spowoduje moment częstotliwości. Wejście 8 U1C może być mniejszych kłopotów. Układ scalony
zawahania, który napadnięty może wy- za pośrednictwem jumpera JP1 połączo- zaleca się umieścić w podstawce. Po
korzystać do zrobienia właściwego użyt- ne z wyjściem tego generatora i wtedy zmontowaniu układ nie wymaga urucha-
ku z nóg. Jedno jest pewne i sprawdzone: kluczując generator z U1C otrzymamy miania a jedynie prostej regulacji, nie
układ być skuteczną ochroną przed... psami. sygnał przerywany. Połączenie wejść 8 i 9 wymagającej stosowania specjalistycz-
Jak wiadomo, nasi ulubieńcy słyszą dosko- pozwoli na generowanie sygnału ciągłego. nych przyrządów. Celem tej regulacji bę-
nale dz
więki o częstotliwości nawet znacz- Bramki U1A i U1D zostały wykorzys- dzie uzyskanie maksymalnej siły dz
wiÄ™-
nie wyższej od słyszalnej przez ludzi, ale tane jako bufory zasilające przetwornik ku. Najważniejszymi czynnikami zapew-
bardzo ich nie lubią. Znajomy pies po- piezo i diodę świecącą LED. Dławik L1 niającymi poprawną pracę przetwornika
proszony o konsultacje w sprawie sku- pełni rolę  dopalacza znacznie zwięk- piezoceramicznego i uzyskanie dużego
teczności układu do odstraszania jego szającego siłę sygnału generowanego poziomu sygnału są:
agresywnych kolegów, na dz
więk gene- przez przetwornik. 1. Właściwe, zgodne z przeznaczeniem
Rys. 1. Schemat ideowy sygnalizatora.
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96 47
ci ok. 5mm. Jest to dość trudne. Na
WYKAZ ELEMENTÓW
początek musimy znaznaczyć linię
cięcia. Przetwornik kładziemy na stole
Rezystory
 twarzą w dół . Na czymś o wysokości
R1, R2: 220kW
ok. 5mm opieramy iglÄ™ krawieckÄ… i,
PR1: 47kW
obracajÄ…c sygnalizator, obrysowujemy
Kondensatory
go dookoła igłą. Teraz pozostaje już
C1: 2,2nF
tylko wykonanie przecięcia za pomocą
C2: 22µF/25V
brzeszczota od piłki do metalu. Tę
C3: 220nF
czynność wykonujemy z ogromną
uwagą, aby nie uszkodzić delikatnej
Półprzewodniki
Rys. 2. Rozmieszczenie elementów
membrany sygnalizatora.
D1: dioda LED o podwyższonej
na płytce drukowanej.
Obudowa KM-26 przeznaczona jest
światłości i kącie promieniowania 30o
Warunek pierwszy został spełniony do umieszczenia w niej jednej baterii 9V,
U1: CMOS 4093
przez producenta przetwornika: płytka ale po usunięciu niektórych elementów
Różne
piezo przyklejona jest do dużej membra- okazało się, że swobodnie mieszczą się
Q1: przetwornik piezo typu
ny, a ta z kolei przymocowana jest do w niej dwie takie baterie. Zastosowanie
PCA-100-08 produkcji CERADu
sztywnej obudowy. Warunek trzeci speł- tego typu baterii było podyktowane jedy-
JP1: 3 goldpiny i jumper
niliśmy stosując zasilanie najwyższym nie ich powszechną dostępnością. Po-
L1: dławik 5mH
dopuszczalnym dla układów CMOS na- bór prądu przez układ jest tak mały, że
S1: włącznik pięciem. Pozostało nam jedynie dostroić z powodzeniem możemy zastosować
generator sygnalizatora do częstotliwoś- mniejsze baterie, np. trzy 6V stosowane
obudowa typu KM-26
ci rezonansowej przetwornika piezo, w aparatach fotograficznych.
2 łączówki baterii 6F22
czyli do ok. 3,5kHz. Czynność tą wyko-
Zbigniew Raabe
namy za pomocÄ… potencjometru monta-
zamocowanie płytki przetwornika. żowego PR1  na słuch , kierując się
2. Zasilanie elementu piezo sygnałem maksymalną siłą dz
więku.
Komplet podzespołów z płytką
o właściwej, ściśle dobranej częstotliwości. Układ modelowy umieszczony został
jest dostępny w sieci handlowej
3. Doprowadzenie do przetwornika syg- w obudowie typu KM-26. ObudowÄ™
AVT jako "kit szkolny" AVT-2094.
nału o możliwie dużej amplitudzie. przetwornika należy obciąć do wysokoś-
dziemy musieli zrezygnować z dwóch
diod w każdej z nich. Sposób wykona-
nia gwiazd składających się z jednej
płytki sterownika (AVT2012/A) i dwóch,
trzech lub czterech płytek z diodami
(AVT2012/B) ukazuje rys. 4.
W przypadku wykonywania opisa-
nych gwiazd stosujemy jedną płytkę ste-
rującą i odpowiednią ilość płytek z dioda-
mi. Dodatkowe połączenia musimy wy-
konać za pomocą przewodów taśmo-
Rys. 4.
wych. Przy zastosowaniu dwóch i trzech li-
nijek nie ma problemu z jasnością świe-
Cd. ze str. 46 tek od siebie. Dioda D15 służy zabezpie- cenia diod, szczególnie jeżeli zastosuje-
czeniu układu przed skutkami odwrotnego my diody o podwyższonej jasności. Na-
Po zmontowaniu obydwóch płytek na- włączenia zasilania i jeżeli nie należymy do tomiast przy czterech linijkach jasność
leży podjąć decyzję, w jaki sposób je po- osób roztargnionych, to możemy jej nie diod może okazać się niewystarczająca.
łączyć ze sobą. Najprostszą i najlepszą montować. Zmniejszenie wartości rezystorów szere-
metodą jest zastosowanie prostego złą- W ten sposób zrobiliśmy całkiem gowych zasilających diody może grozić
cza składającego się z szeregu 8-u gol- ładnie wyglądający pakiecik. O nabyciu przegrzaniem układu U3. W takim wy-
dpinów i odpowiedniego wtyku. Goldpiny gotowej obudowy szkoda nawet marzyć, padku należy rozważyć możliwość zmniej-
należy oczywiście przylutować od strony więc albo zrezygnujemy w ogóle z obu- szenia wartości tych rezystorów (należy
druku. Aby sobie tę czynność ułatwić, dowywania układu albo będziemy mu- wtedy zastosować rezystory 0,5W)
cały szereg goldpinów przekładamy sieli obudowę wykonać sami (np. z pas- z jednoczesną wymianą U3 na sześć
przez płytkę od strony elementów i lutu- ków czarnego polistyrenu). tranzystorów Darlingtona średniej mocy.
jemy. Pozostająca od strony elementów Poprawnie zmontowany układ nie wy- Pamiętajmy jeszcze o jednej sprawie:
plastykowa łączówka nie przeszkadza w maga uruchamiania a jedynie regulacji możemy diody stosować dowolnego koloru,
niczym i nie psuje widoku płytki. Następ- częstotliwości pracy zegara sterującego. ale te podłączone do wspólnego rezystora
nie składamy razem płytki i skręcamy je Na zakończenie podamy jeszcze muszą być tego samego typu i producenta.
trzema śrubami M3 za pośrednictwem ważną informację o możliwości rozbudo-
Zbigniew Raabe
tulejek dystansowych. Jeżeli takich tule- wania naszego urządzenia i utworzenia
jek nie posiadamy, to możemy użyć po trzy z niego gwiazdy cztero, sześcioramien-
Komplet podzespołów z płytką
nakrętki na każdą śrubę. Drugi sposób wy- nej lub nawet ośmioramiennej. Niestety,
jest dostępny w sieci handlowej
daje się być nawet lepszy, ponieważ umożli- budując taką konstrukcję składającą się
AVT jako "kit szkolny" AVT-2012.
wia precyzyjne ustawienie odległości pły- z dwóch, trzech lub czterech linijek bę-
48 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96
AVT-2012/B
AVT-2012/B
AVT-2012/B
A
VT-2012/B
A
VT-2012/B
VT-2012/B
A
VT-2012/B
A
VT-2012/B
A
VT-2012/B
A