Szkoła Konstruktorów

Druga klasa Szkoły Konstruktorów

Co tu nie gra? – Szkoła Konstruktorów klasa II



Na rysunku A pokazany jest schemat, nade-

bilizator nie będzie mógł �śuwzględnić” spad-

powiedziane, czy na to napięcie podawane na

słany przez jednego ze starszych Czytelników ku napięcia na tym rezystorze. W związku z punkt JP2 wpływają prąd i napięcie wyjściowe.

EdW. Według opisu, ma to być prosty wzmac-

powyższym, rezystor pomiarowy powinien być A od tego wiele zależy. Dlatego musimy rozpa-niacz. m.cz. o mocy do 2W (...) można go umieszczony w obwodzie dodatnim i to przed trzyć dwie możliwości.

zrealizować na byle jakich tranzystorach, np. dzielnikiem R7/R6.

Wersja pierwsza. Może to być wersja zasi-

starych ruskich.

W tym miejscu pojawia się problem pomiaru

lacza, gdzie mikrokontroler tylko ustawia na

Jak zwykle pytanie brzmi:

spadku napięcia na �śgorącej” szynie zasilania.

JP2 napięcie zadane przez użytkownika i �śnie

Z informacji, które

interesuje się” dalszymi losami tego napięcia.

Rys. A

Co tu nie gra?

udało mi się zna-

Wtedy napięcie i prąd wyjściowy, reprezento-

leźć w Internecie, wane przez sygnały z punktów JP1 i JP3, są Bardzo proszę o

pomiar tego napię-

mierzone w przetworniku A/D i wyświetlane na

możliwie krótkie odpo-

cia wcale nie nale-

wyświetlaczu lub obrazowane w inny sposób,

wiedzi. Kartki, listy

ży do prostych: np. przez linijkę świetlną. Podkreślam, że w i e-maile oznaczcie

należy wziąć pod tej pierwszej, prostszej wersji, napięcie i prąd dopiskiem NieGra172

uwagę, że rezy-

wyjściowy mierzone za pomocą punktów JP1,

i nadeślijcie w terminie

stor pomiarowy JP3 są jedynie wyświetlane jako informacja 60 dni od ukazania się

musi mieć małą dla użytkownika, a nie wpływają na napięcie w tego numeru EdW. W

wartość, przez co punkcie JP2.

e-mailach podawajcie

spadki napięć na

Wersja druga. W drugiej wersji mikro-

też od razu swój adres

nim będą małe, kontroler i jego oprogramowanie pełnią rolę pocztowy, żebym nie

co pociąga za regulatora i stabilizatora. Przetwornik A/D pro-musiał pisać, gdy przy-

sobą duże kłopoty cesora mierzy napięcie na wyjściu, porównuje dzielę upominek. Można też jeszcze przysyłać przy budowie wzmacniacza pomiarowego. (...) z napięciem zadanym z klawiatury i tak steruje

rozwiązania poprzedniego zadania 171. Autorzy

Inną sprawą jest sposób stabilizacji napięcia punkt JP2, żeby na wyjściu uzyskać zadane najlepszych odpowiedzi otrzymają upominki, a

(niekoniecznie musi to być błąd). Jakiś czas przez użytkownika napięcie. Ta druga wersja najaktywniejsi uczestnicy są okresowo nagra-temu w �śElektronice Praktycznej” zamieszczo-

wydaje się zdecydowanie lepsza, ponieważ

dzani bezpłatnymi prenumeratami EdW lub ny był schemat podobnego zasilacza sterowa-oferuje dodatkowe możliwości. Program może

innego wybranego czasopisma AVT.

nego cyfrowo, w którym zastosowano LM317 mierzyć prąd i nie tylko wskazywać jego war-do sterowania tranzystorem mocy, a nie do tość, ale też pracować w roli ogranicznika prądu Rozwiązanie zadania 167

stabilizacji, która zrealizowana była programo-

– po wzroście prądu do nastawionej granicy

W EdW 1/2010 pokazany był rysunek B,

wo. Moim zdaniem jest to droga jakby naokoło,

będzie zmniejszał napięcie na JP2 i na wyjściu,

schemat nadesłany jako fragment rozwiązania poza tym napisanie programu, który będzie żeby prąd nie przekroczył nastawionej wartości.

zadania głównego 162. Jest to wzorowany na dobrze stabilizował (tj. co najmniej tak dobrze Jednak w praktyce ta druga wersja �śze stabiliza-schemacie z literatury schemat stabilizatora, jak LM317) napięcie nie wydaje mi się rze-cją cyfrową” wcale nie jest wiele lepsza, i to z

który ma współpracować z mikroprocesorem. czą błahą, ale mogę być w błędzie, gdyż nie kilku względów.

Zaznaczone na czerwono punkty, oznaczone JP,

próbowałem. W każdym razie, wydaje mi się,

Wspominam o tym, ponieważ takim sche-

mają być podłączone do portów mikrokontrole-

że nie warto (pomijając walory edukacyjne) matem, umieszczonym w Internecie, i opisanym ra: dwa (JP1, JP3) do wejść przetwornika A/D,

zastępować stabilizacji analogowej, stabilizacją wśród �śProjektów Czytelników” w siostrzanym

jedno (JP2) do wyjścia przetwornika D/A.

cyfrową.

czasopiśmie, zainteresowało się wielu uczest-

Ja na początek przytoczę pracę jednego z

Przyjrzyjmy się układowi dokładniej. Warto

ników Szkoły Konstruktorów EdW. I właśnie

uczestników: (...) Przymierzając się do budo-

było przerysować schemat do postaci, uła-

niektórzy chcieli wykorzystać taki układ w

wy własnego zasilacza sterowanego cyfrowo, twiającej analizę – rysunek C. Załóżmy, że zasilaczu w prostszej wersji pierwszej, a inni w początkowo myślałem o podobnym schemacie. IC1 to popularna kostka LM317, bo nie ma wersji drugiej �śze stabilizacją cyfrową”. W obu Z mojej analizy wynika, że włączenie rezystora powodu, żeby było inaczej. Wejście JP2 służy przypadkach byłaby to zła decyzja. Przyjrzyjmy pomiarowego R8 jest nieprawidłowe, gdyż sta-do ustawiania napięcia wyjściowego, natomiast

się szczegółom.

punkty JP1 i JP3 służą do pomiaru odpowiednio

Wersja prosta wbrew pozorom byłaby bar-

Rys. B

napięcia i prądu wyjścio-

Rys. C

dzo sensowna i atrakcyjna w praktyce, ponie-

wego. W zadaniu było

powiedziane, że te trzy

Q1

+

OUT+

punkty są dołączone do

IC1

C5

C1

C4

R4

portów mikrokontrole-

VCC

C2

IN

OUT

OUT_

OUT

+

ra. Niewątpliwie stero-

ADJ

R6

wany za pomocą kla-

R5

R3

JP2

+

JP1

wiatury mikrokontroler

+

wytwarza na wyjściu

+

JP3

PWM napięcie stałe,

C3

R8

które jest podawane

R1

GND

R2

R10

na JP2 i w ten sposób

R7

R9

ustawia napięcie wyj-

ściowe. Jednak nie było

48

Czerwiec

Czerwiec 2010

2010

Elektronika dla Wszystkich

worldmags & avaxhome



Szkoła Konstruktorów waż budzi też nadzieję na zrealizowanie jeszcze

wahania napięcia z poten-

OUT+

Rys. D

VCC

+

prostszej wersji, z modnymi dziś wskaźnikami

cjometru (Uster) będą

OUT_

OUT

_

analogowymi i potencjometrem, zadającym zmieniać napięcie UX i I

O

STABILI-

napięcie wyjściowe, według koncepcji z rysun-

napięcie wyjściowe. Dla

GND

JP1

JP2

+

ZATOR

ku D. Tak przynajmniej chcieli go wykorzystać uzyskania dobrej stabili-JP3

niektórzy uczestnicy naszej Szkoły w zadaniu zacji, napięcie sterujące głównym, dotyczącym zasilaczy.

Uster powinno być dobrze

I

U

GND

Taki pomysł jest z gruntu błędny, i to z kilku

stabilizowane i filtrowa-

powodów. Tylko na pozór jest to stabilizator z ne. Obecność dodatkowym tranzystorem, zwiększającym prąd

stabilizatora

2N2905

TIP73

wyjściowy. Otóż wśród licznych przykładów LM317 nic tu LM

LM 317

317

VI

V

RS

VO

V

zastosowań stabilizatora LM317 można znaleźć nie pomoże, bo IN

OUT

500

500W

0,7

0,7W

+

propozycję z jednym tranzystorem, a w niektó-

on pilnuje tylko

+

ADJ

C2 +

5k

5kW

rych kartach katalogowych jest zamieszczony p r e c y z y j n i e R1

LM

LM 317

317

120k

120kW

C1

VI

VO

V

schemat stabilizatora dużej mocy z dodatkowymi

napięcia U

We

IN

OUT

Y, a

Wy

Pot

22

22W

47

47

dwoma tranzystorami, w tym z nieprodukowa-

nie U

ADJ

mF

X. Nie ma

+

nym już 15-amperowym TIP73 – patrz

_

rysunek

tu sprzężenia

+

E. Takie stabilizatory �śwzmocnione” tranzysto-zwrotnego z

10

10mF

1N4002

+

*

rami dają wprawdzie większy prąd, jednak tracą

wyjścia zasila-

Rys. E

dwa kluczowe zabezpieczenia: termiczne i zwar-

cza. Dlatego też

10

10mF

ciowe. Dlatego też większość kart katalogowych

dodanie obwo-

stabilizatora LM317 i pokrewnych nie zawiera du pomiaru prądu według pomysłu T1

Rys. F

U1

R

takich propozycji.

z rysunków B, C popsułoby dobry

VCC

S

IN

OUT

Niemniej można byłoby spróbować zreali-

współczynnik stabilizacji napięcia.

+

0,7

0,7W

+

zować prosty zasilacz regulowany, na przykład

Rezystor pomiarowy (R8 na rysun-

ADJ

=1,25V

według rysunku F. Pozwalałby on uzyskać kach B i C) należałoby umieścić R1

YU

+

napięcie wyjściowe UOUT w zakresie od mniej inaczej. Okazuje się, że można to 120

120W

+ 10mA

więcej 2V wzwyż.

zrobić bardzo prosto i to co najmniej

LM358

Pot

U

Jednak propozycja z rysunków B i C nie na dwa sposoby. W szczegóły nie OUT

OUT

jest takim �śwzmocnionym stabilizatorem”! Tu będziemy wchodzić, a zajmiemy się XU

trzeba przypomnieć, że podstawową zasadą tym w kolejnych odcinkach cyklu stersterU

RB

_

działania stabilizatorów trzykońcówkowych jest

Kuchnia Konstruktora.

RA

utrzymywanie stałego napięcia o wartości

Natomiast zupełnie inne jest

około 1,25V między wyjściem OUT a końców-

działanie układu

Rys. G

ką ADJ(ust). Gdy układ z rysunku F nie jest z rysunków B i IT

obciążony, przez stabilizator i przez rezystory C, ponieważ tam tu

tu nachylenie

nachylenie charakterystyki

charakterystyki wynika

wynika

I

LM

LM 317

317

A I

ze

ze spadku

spadku napęecia

napęecia

L

R

120k

120kW I

U

I

na

na rezystancji

rezystancji emiterowej

emiterowej T1

T1

S, i dalej przez R1 do wyjścia wzmacnia-

tranzystor jest

A

T

IN

OUT

T1

cza operacyjnego, płynie tylko mały prąd ok. włączony ina-ADJ

S

Y

S

R

U

10mA, niezbędny do prawidłowej pracy stabi-

czej, co pokazane

S

U

U

1,25V1,25V

+

IT

=Y=Y

lizatora. Także przy małych prądach obciążenia

jest na rysunku

I

U

A

cały prąd płynie przez stabilizator U1, ponieważ

G. Owszem, sta-

IL

spadek

spadek napięcia na rezystorze R

T

I =I

=

L I

I

I

S jest mały.

bilizator nadal

A+

A T

U

napięcia

L

X

OUTO

X

na

na R

IA

Wtedy obecność R

U

U

RL

U

S

S i tranzystora T1 można

pilnuje swojego

T

pominąć. Dopiero przy prądzie wyjściowym własnego napięcia UOUTO

IT

U

około 1A, spadek napięcia na rezystorze RS

UY=1,25V, doda-

zbliża się do 0,7V i otwiera tranzystor T1. Przy

jąc je do napięcia

IL

prądach obciążenia większych od 1A, przez sta-

UX, jednak przy

bilizator płynie prąd około 1A, natomiast reszta

wzroście prądu obciążenia, napięcie wyjściowe

storem pomiarowym R8, który jeszcze bardziej

przez tranzystor T1. Przez cały czas stabilizator

UOUT na obciążeniu jest niższe o US – o spadek

zwiększałby zmiany napięcia wyjściowego pod

pilnuje, by napięcie UY wynosiło 1,25V. W napięcia na rezystorze RS. Gdy wzrastający prąd wpływem prądu obciążenia.

układzie z rysunku F napięcie wyjściowe UOUT

obciążenia zwiększy spadek napięcia US do

Nasuwa się pytanie – jaką funkcję w ana-

jest sumą napięcia na wyjściu wzmacniacza około 0,6...0,7V, to zacznie się otwierać tranzy-lizowanym układzie pełni wtedy stabilizator

operacyjnego UX i napięcia charakterystycz-

stor T1 i płynący przezeń prąd zahamuje dalsze

LM317?

nego stabilizatora UY=1,25V. Napięcie UX ma obniżanie się napięcia wyjściowego. Przy dal-W praktyce – żadną. Jest jedynie pomocni-

wartość wyznaczoną przez napięcie na suwaku

szym zwiększaniu prądu obciążenia, napięcie czym układem sterującym dla tranzystora mocy potencjometru (Uster) i przez wzmocnienie wyjściowe UOUT nadal będzie jednak trochę T1, który przy prądzie maksymalnym wymaga wzmacniacza (RB/RA+1). Minimalna wartość malało, z uwagi na wzrost napięcia baza-emiter prądu bazy większego, niż może dostarczyć

napięcia UX w przypadku kostki LM358 wynie-

tranzystora T1 lub mówiąc inaczej, z uwagi na

wyjście wzmacniacza operacyjnego LM358.

sie około 0,7...0,8V – będzie to �śujemne napię-

obecność dynamicznej rezystancji emiterowej Ale zamiast stosować LM317 w roli drivera, cie nasycenia” wzmacniacza LM358 przy dość

tranzystora. Na charakterystyce na rysunku G można układ uprościć i uzyskać takie same dużym prądzie wpływającym około 10mA.

przebieg napięcia wyjściowego w funkcji pobo-

właściwości. Wystarczy w roli T1 wykorzystać

Taki zasilacz miałby rację bytu, choć nie ru prądu IL pokazuje czerwona linia. Jak z tego układ Darlingtona, a jeśliby komuś nie podobał

miałby obwodu pomiaru i ograniczania prądu widać, układ z rysunku G w ogóle nie zasługuje się podwójny spadek napięcia UBE, to może

ani żadnych zabezpieczeń przeciwzwarcio-

na miano stabilizatora. Jeszcze gorzej byłoby w

wykorzystać układ Szikla’ego – rysunek H.

wych. Warto też zauważyć, że podczas pracy, oryginalnym układzie z rysunków B, C z rezy-Właśnie układ Szikla’ego pozwoli nieco zmniej-

Elektronika dla Wszystkich

Czerwiec

Czerwiec 2010

2010

49

worldmags & avaxhome

Szkoła Konstruktorów

szyć straty napięcia na elementach sterujących.

3.0

układ

układ

Nietrudno znaleźć w katalogu kostki LM317

+

Darlingtona

Darlingtona

informację, że nawet przy dużej wartości RS,

I = 1.5

1.5 A

2.5

czyli przy małych prądach stabilizatora, mini-

malny spadek napięcia między końcówkami IN,

tu

1.0 A

OUT wynosi ponad 1,5V, jak pokazuje rysunek

sterster

outo

U

T

2.0

V

J. A przecież problem dotyczy dużych prądów, UOUTO

-

U

inin

gdy prąd wyjściowy jest rzędu kilku amperów, a

V-V

500

500 mA

mA

prąd bazy T1, pobierany z wyjścia stabilizatora,

1.5

200

200 mA

mA

może wynosić 100...500mA – wtedy zgodnie z

20

20 mA

mA

rysunkiem J, spadek napięcia na stabilizatorze

Rys. H

1.0

będzie większy niż 1,6V. Jak pokazuje rysunek

-50

-50 -25

-25

0

25

2

50

5

75

7

100

100 125

125 150

150

Rys. J

K, taka sama lub nawet odrobinę lepsza sytua-T Temperatura złącza

cza ( °C)

+

J Temperatura z ą

(

cja jest w zasilaczu z obwodem Sziklai’ego.

Przeanalizuj jeszcze raz podane wiadomo-

U1

układ

IN

LM317

1,6V

1,4V1,4V

ści, bo wniosek jest zaskakujący – stabilizator

Sziklai'ego

ADJ

OUT

in.ok.1,6V

in.ok.

LM317 absolutnie nie jest potrzebny, bo nie

+

min.ok.m

R1

+

min.ok.m

stersterU

T

in.2,3V

in.2,1V

m

m

poprawia w niczym działania układu. Napięcie

UOUTOU

RB

R

0,7V

R

S

B

0,7V

wyjściowe w układzie z rysunku G i tak zależy

od napięcia UX i jego ewentualnych wahań, a

T

T

R

U

U

OUTO

R

także zależy od prądu wyjściowego I

A

A

OUTO

U

U

L. Jest to

więc zupełnie niepotrzebna komplikacja, nie

mająca żadnego uzasadnienia, a wprowadza-

nić, czyli zamienić na napięcie stałe za Rys. K

jąca w błąd nieuważnych i początkujących, pomocą filtru dolnoprzepustowego, w

+

RZ

którym wydaje się, że kostka LM317 pełni tu tym wypadku obwodu R5C3. Zaproponowane swą kanoniczną funkcję stabilizatora i polepsza

elementy dają dużą stałą czasową 10ms. I to

właściwości. W rzeczywistości jest odwrotnie.

jest istotny problem w wersji drugiej z mikro-

RB

Można się nawet pokusić o stwierdzenie, że

procesorem w roli �ścyfrowego” stabilizatora.

TU

lepszy byłby układ z dodatkowym rezystorem Mianowicie z uwagi na obecność R5C3, układ OUTOU

RZ według rysunku L, ponieważ rezystor ten będzie reagował na gwałtowne zmiany prądu RA

może stanowić prymitywny ogranicznik prądu obciążenia ze znacznym opóźnieniem, absolut-Rys. L

podczas ewentualnego zwarcia wyjścia. A zde-

nie niedopuszczalnym dla porządnych stabili-

cydowanie lepsza byłaby wersja z tranzystorem

zatorów. Teoretycznie można byłoby próbować

PNP z rysunku M, ale to już zupełnie inna to poprawić, stosując bardzo dużą wartość C5, historia.

rzędu tysięcy mikrofaradów, ale z innych wzglę-

Tutaj zwolennicy techniki cyfrowej zaprote-

dów nie jest to dobry pomysł. Jeszcze gorzej

stują i stwierdzą, że wszystko to nieprawda, bo

będzie w przypadku przeciążenia lub zwarcia

+

wszystko można skorygować cyfrowo, odpo-

– może się okazać, że zanim zareaguje proce-

wiednio pisząc program dla procesora.

sor i obwód R5,C3, duży prąd przeciążeniowy

RB

sterster

T

Owszem, można programowo odjąć spadek

uszkodzi albo zasilacz (tranzystor szeregowy

U

UOUTO

napięcia na R8 od napięcia występującego i mostek prostowniczy), albo układ/element, U

na R6, R7, jednak wbrew pozorom nie da się który jest obciążeniem.

RA

zmniejszyć dynamicznej oporności wyjścio-

Przecież oryginalna wersja z rysunków B, C

Rys. M

wej, która jest równa sumie R8 i rezystancji nie ma żadnego szybkiego zabezpieczenia prze-dynamicznej złącza emiterowego tranzystora. ciwzwarciowego, co jest bardzo poważną wadą.

Dotyczy to zarówno pierwszej, prostszej wersji,

Owszem, takim zabezpieczeniem przeciwzwar-

jak i wersji, gdzie stabilizację ma zapewnić ciowym może być rezystor pomiaru prądu (R8

IN

OUT

program w mikrokontrolerze.

na rysunkach B, C), ponieważ przy zwarciu to

ADJ

To może być zaskoczenie dla �śmikroproce-

on określi prąd maksymalny, o ile oczywiście

LM

LM 317

317

1,25V

~1V

sorowców”, którzy mają nieuzasadnione prze-

transformator i prostownik dostarczą takiego

+

Z

konanie o wyższości rozwiązań cyfrowych nad

prądu. Ponieważ z innych względów wartość

analogowymi. Także tym wypadku wydaje im rezystora R8 powinna być jak najmniejsza, LM

LM 358

358

arciezw

się, że programowo można nie tylko uwzględnić

więc wartość prądu ograniczania przy zwarciu

0,75V0,75V

~1V~1V

~

T

W

spadek napięcia na R8, by napięcie wyjściowe

będzie niepraktycznie wysoka, jak pokazuje

UOUTO

U satsat

U

220A0A

Uwy było dokładnie równe nastawionej i wska-

przykład z rezystorem R8=0,05Ω z rysunku

=0,05=0,05 8

~

zywanej na wyświetlaczu wartości. Wydaje N. Warto przy tym zauważyć, że minimalne Rys. N

R

I ZWZW

im się też, że można programowo zrealizować

napięcie wyjściowe UOUT przy bardzo małych

funkcję skutecznego ogranicznika prądowego i

prądach obciążenia, i bez obciążenia, wyniesie

Problem braku zabezpieczenia zwarciowego

zabezpieczenia przeciwzwarciowego i skutecz-

około 2V z uwagi na napięcie UY stabilizatora oraz znaczne opóźnienie, wnoszone przez pro-nie wyeliminować negatywny wpływ obecności

oraz na ujemne napięcie nasycenia wzmacnia-

cesor, a zwłaszcza jeszcze większe opóźnienie

rezystora pomiarowego R8.

cza LM358 (Usat), wynoszące około 0,75V obwodu R5C3 powodują, że wersja druga z Teoretycznie tak, a w praktyce nie. Zacznijmy

przy prądzie 10mA wpływającym do wyjścia. procesorem w roli regulatora jest co najmniej od tego, że sygnał wyjściowy z mikroprocesora,

Natomiast przy dużych prądach wyjściowych IL

niebezpieczna. Co gorsza, bez świadomości

podawany na punkt JP2 to przebieg PWM, czyli

rzędu amperów, minimalne napięcie wyjściowe

problemu nawet przeprowadzone pomiary

przebieg prostokątny, o międzyszytowej ampli-

UOUT będzie mniejsze, około 1V, jak pokazuje mogą dać optymistyczne wyniki. Mianowicie tudzie zapewne 5V. Taki przebieg trzeba uśred-rysunek N.

jeśli pomiary nie będą obejmować stanu zwar-

50

Czerwiec

Czerwiec 2010

2010

Elektronika dla Wszystkich

worldmags & avaxhome



Szkoła Konstruktorów cia i będą statyczne, realizowane za pomo-czuje problemów związanych z zasilaczami, a rezystora pomiaru prądu R8, jednak nie poja-cą woltomierza i amperomierza, to wszystko w omawianym układzie z rysunku B technika wiły się prawidłowe propozycje poprawy. Jak może się zgadzać i może się wydawać, że cyfrowa nie jest w stanie wyeliminować wad i wspomniałem, tymi kwestiami zajmiemy się

układ uwzględnia obecność rezystora R8 i dzia-

błędów części analogowej.

szeroko w cyklu Kuchnia Konstruktora. A na

ła świetnie. Wady można wykryć dopiero za

Ogólnie biorąc, zadanie Co tu nie gra?

razie podsumowując zadanie Co to nie gra? 167

pomocą oscyloskopu, zmieniając gwałtownie numer 167 okazało się trudne. Napłynęło informuję, że upominki otrzymują: prąd obciążenia. Wtedy okaże się, iż parametry

mniej niż zwykle rozwiązań. Wygląda na to, że

Andrzej Telszewski

– Banie,

dynamiczne takiego zasilacza są wręcz fatalne.

część uczestników nie przeanalizowała dokład-

Rafał Miąskiewicz

– Kawęczyn,

A to może się zemścić w wielu praktycznych nie działania tranzystora, współpracującego z Jan Łocki



– Wrocław.

zastosowaniach. Niestety, analizowany układ układem LM317. Owszem, część uczestników Wszystkich uczestników dopisuję do listy

został zaprojektowany przez kogoś, kto nie słusznie podkreślała, że wadą jest umieszczenie kandydatów na bezpłatne prenumeraty.

Trzecia klasa Szkoły Konstruktorów

Policz 172

elektroników, którzy nie potrafią przeanalizo- czone szeregowo, więc +

Przymierzamy się do budowy nietypowego, wać wszystkich subtelności układu. Można też ich napięcie się sumuje.

eksperymentalnego zdalnego sterowania z jeszcze nadsyłać rozwiązania zadania Policz171

W najprostszym przypad-

RL

0,36W

0,36W

wykorzystaniem modułów radiowych 433MHz.

z poprzedniego miesiąca.

ku można było przyjąć,

Posiadane moduły umożliwiają przesyłanie syg-



że napięcie w obwodzie

nałów o częstotliwości do 5kHz. W naszym Rozwiązanie zadania wynosi 4*1,5V=6V, co

systemie potrzebne są tylko dwa rozkazy. W Policz 167

przy mocy 0,36W=360mW daje prąd

nadajniku pracowałby generator przebiegu pro-

W EdW 1/2010 przedstawione było zadanie I = 360mW / 6V = 60mA Rys. B

stokątnego, który po naciśnięciu przycisku dałby

Policz167, które brzmiało: Mamy urządzenie Teraz wystarczyło podzielić

przebiegi o jednej z potrzebnych częstotliwości

zasilane z czterech baterii jednorazowych, alka-pojemność ogniwa przez prąd, by otrzymać

f1 lub f2. Zastanawiamy się, czy w odbiorniku licznych paluszków AA. Średnio pobiera ono czas pracy. Dla pojemności 2000mAh wynik nie wykorzystać dwóch obwodów rezonanso-moc 0,36W (rysunek B).

jest oczywiście taki sam:

wych nastrojonych na te dwie częstotliwości,

W ramach zadania Policz167 należało:

t = 2000mAh / 60mA = 33,3h

według ogólnej idei z rysunku A. Zakładamy,

- obliczyć, a raczej oszacować czas pracy z

Poszczególni uczestnicy przyjęli różne

że częstotliwości tych obwodów f1, f2 będą jednego kompletu baterii.

wartości pojemności ogniwa alkalicznego, od

leżeć w zakresie 1...5kHz. Chcemy wykorzy-

Wprawdzie zadanie było o tyle trudniejsze, 1800mAh do 2890mAh i obliczone przez nich stać gotowe dławiki i popularne kondensatory

że trzeba było zdobyć dodatkowe informacje o

mniejsze lub większe czasy pracy odpowiadały

MKT. Gotowi jesteśmy przeprowadzić liczne pojemności alkalicznych paluszków AA (LR6), tak przyjętej wartości. Takie proste obliczenia

próby, sprawdzić różne konfiguracje układowe jednak uczestnicy dobrze sobie z tym poradzili.

pozwalały oszacować czas pracy z bardzo małą

i sprawdzić doświadczalnie, czy taka koncepcja

W Internecie można bez trudu znaleźć potrzeb-

dokładnością, niemniej były jak najbardziej

się sprawdzi. Jednak nawet do wstępnych prób

ne informacje o pojemności. Efektem jest duża

prawidłowym i wystarczającym rozwiązaniem

potrzebne są elementy LC, które trzeba kupić. liczba uczestników tego zadania.

postawionego zadania.

W ramach zadania 172 należy:





- zaproponować wartości częstotliwości f

Podstawowe obliczenia

Dla dociekliwych

1, f2,

- obliczyć, jakie dławiki i kondensatory nale-

Problem polegał na tym, że nie ma jednej W omawianym przypadku dokładne obliczenia ży w tym celu zakupić.

jedynie słusznej wartości pojemności baterii były praktycznie niemożliwe, i to z kilku powo-Jak zawsze, bardzo proszę, żeby nadsyłane alkalicznych. Producenci podają różne war-dów. Warto mieć wyobrażenie o wchodzących

rozwiązania były możliwie krótkie. Praca powin-

tości, przeważnie w zakresie od 2000mAh do tu w grę zależnościach i wątpliwościach, by na zawierać zwięzły opis przebiegu obliczeń.

3000mAh. Można było ostrożnie przyjąć, że nie trzymać się kurczowo wzorów i informacji Nagrodami będą kity AVT lub książki, a pojemność takiej baterii wynosi na przykład handlowych. Otóż na uzyskiwaną pojemność najaktywniejsi uczestnicy są okresowo nagra-2000mAh, czyli 2Ah. Do obliczeń trzeba też mają duży wpływ rozwiązania technologiczne, dzani bezpłatnymi prenumeratami EdW lub było przyjąć wartość napięcia baterii – mogło to wykorzystywane przy produkcji baterii. Baterie

innego wybranego czasopisma AVT. Wszystkie

być napięcie nominalne, czyli 1,5V. Pomnożenie

dobrych firm mają znacząco lepsze właści-

rozwiązania należy nadsyłać w terminie 60 dni

tych dwóch wartości daje ilość energii zawartej

wości od wielu znacznie tańszych baterii nie-

od ukazania się tego numeru EdW. Powinny w jednej baterii: markowych (ale czasem bywa też odwrotnie).

E = 2Ah * 1,5V = Dokładniejsza analiza mogłaby wykazać, że Rys. A

f1

f

A

f1

f

f2

f

3VAh = 3Wh

korzystniejsze ekonomicznie jest wykorzysty-

My mamy zestaw

wanie trochę gorszych, ale dużo tańszych baterii

A

B

moduł

czterech takich bate-

niemarkowych niż drogich wyrobów znanych

nadawczy

RX

B

rii, więc sumaryczna

firm, reklamujących się w telewizji. Ale to

moduł

ilość zawartej w nich

zupełnie inny temat. Dla nas ważny jest fakt, że

G

TX

odbiorczy

energii to 12Wh.

nieużywane baterie alkaliczne różnych wytwór-

generator

f2

f

W zadaniu było ców mogą mieć znacząco różną pojemność.

one mieć dopisek Policz172 (na kopercie, podane, że średnia moc, czyli średni pobór ener-Pojemność baterii. Jeden z uczestników

a w tytule maila dodatkowo nazwisko, np.: gii, wynosi 0,36W.

napisał: Według angielskiej Wikipedii pojem-

Policz172Jankowski). Z uwagi na specyfikę

Wystarczy podzielić ilość energii przez moc,

ność alkalicznych baterii AA, czyli LR6, wynosi zadania, bardzo proszę o podawanie swoje-by otrzymać czas pracy:

od 1700 do 3000mAh.

go wieku oraz miejsca nauki czy pracy. W t = 12Wh / 0,36W = 33,3h Ale to nie jest cała prawda o bateriach:

e-mailach podawajcie też od razu swój adres

Baterie starczą na 33 godziny, czyli jedną pojemność zależy nie tylko od producenta, ale pocztowy.

dobę i dziewięć godzin.

też od prądu rozładowania i od temperatury

Zapraszam do rozwiązania tego zadania

Większość uczestników liczyła nieco ina-

pracy. W materiałach reklamowych podawa-

zarówno doświadczonych, jak i początkujących czej. Rysunek B sugeruje, że ogniwa są połą- na jest pojemność przy małym albo bardzo Elektronika dla Wszystkich

Czerwiec

Czerwiec 2010

2010

51

worldmags & avaxhome